研究

作为社会-生态系统的河流流域:连接半干旱流域的社会和生态系统水代谢水平

• 摘要
• 简介
• 研究区域
• 方法
  • 流域是复杂的全生态社会系统
  • 水的可用性
  • 社会与生态系统代谢多尺度综合分析中的水语法
  • 建模
  • 我们如何计算水的可用性?
  • 建模的局限性
• 结果
  • 水利基金(e+2/e+1)
  • 社会代谢(s/s-1)
  • 生态系统-社会界面(e/i/s)
• 讨论
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

水资源退化是一个复杂的环境问题，涉及多个维度和尺度的分析。随着人类对全球水系统的改变的认识在科学界得到接受，地方过程与全球驱动因素以及人类和环境系统之间的联系成为关键研究对象(Vörösmarty et al. 2013)。流域是水文学研究的传统观测系统，主要关注水资源在水循环中的再现性。在许多国家，流域既是水文模型的生物物理单元，也是水资源决策的治理工具(Cohen和Davison 2011, Del Moral和Do Ó 2014)。因此，机构绩效和治理结构与生物物理和社会经济过程一样，都是变革的驱动因素。最近的流域综合模型努力预测决策对水文系统在一系列情景下的水分配和土地利用的影响(Jakeman和Letcher 2003, Henriques等人2008,Liu等人2008)。尽管这些模型在水文响应预测方面非常强大，但社会选择预测中的不确定性仍然是一个主要挑战(Letcher等人，2007年)。这在一定程度上是因为社会系统的复杂组织作为环境变化的驱动因素的地方性特殊性，使得在上下文之间的推断变得困难。然而，像虚拟水(Allan 1998)、水足迹(Hoekstra和Chapagain 2006)或社会代谢(fisher - kowalski 1998, Swyngedouw 2006)这样的水会计方法都致力于试图理解水使用模式的社会经济和政治驱动因素，试图弥合规模不匹配与生物物理变量之间的差距。在社会-生态系统(SES; Madrid et al. 2013).

复杂性理论涉及以下认识论含义:(1)分析的多个尺度和维度(2)在耦合的人-环境系统中决策的高风险和不确定性(Liu et al. 2007)。将河流流域表示为复杂的SES的研究和分析仍处于起步阶段，尽管最近已经开展了一些重要的工作。Rathwell和Peterson 2012研究了水管理和生态系统服务提供之间的跨尺度互动。Pahl-Wostl等人(2010)提出了水治理制度分析的管理和过渡框架，他们后来在全世界至少29个河流流域应用了该框架(Pahl-Wostl等人，2012)。Mix等人2015年将定性和定量方法结合起来，对干旱流域水利用变化的多维驱动因素进行了历时分析。所有这些研究都有两个共同点:它们脱离了对社会经济系统的网络方法(Janssen et al. 2006)，它们强调政策和制度在塑造社会和生态系统之间关系方面的作用。然而，它们都没有像流域综合模型那样将生态水文模型与社会经济定量分析结合起来，也没有涉及到社会经济系统的多尺度组织。

层次理论是复杂性的另一个分支，接近于对SES的分析(Pattee 1973, Allen and Starr 1988, Giampietro 2003)。网络理论和层次理论不是排他性的，而是互补的分析视角，各自有长处和目的(Allen and Giampietro 2014)。尽管通过关注驱动、阈值和弹性等概念设备的变化，网络方法获得了分析动态，但层级理论在缩放问题上更稳健，并通过使用描述域、曲面或全息等概念来寻找生命系统组织的分类原则。Madrid和Giampietro(2015)在层次理论的基础上提出了基于水代谢(SESWM)概念的复杂SES分析框架。他们致力于解决SES不同子系统的多个相互交织的多层组织的共存问题。根据Binder等(2013)提出的社会生态系统分析框架分类标准，社会生态系统分析框架是一个以人类为中心的分析框架，通过关注社会生态系统组织之间的反馈和水交换，处理社会生态系统之间的互惠关系。尽管如此，它是通过数量指标来做到这一点的，而没有解决这种互惠的制度层面。我们试图运用SESWM框架来分析西班牙半干旱流域——上安达拉克斯的水管理的可持续性。为此，我们将生态水文模型BalanceMED (Willaarts等人，2012)整合到社会和生态系统代谢多尺度综合分析(MuSIASEM)核算方案中(Giampietro等人，2009,2011,2014)，并添加了治理维度。我们的目标是研究以下问题:上安达拉克斯流域的社会生态水文功能是如何运作的? What are the main drivers of socioeconomic change and their impacts over aquatic ecosystems? What are the water management challenges in the context of the current European water regulatory framework? What are the trade-offs associated with water management decisions?

研究区域

上安达拉克斯流域位于阿尔梅里亚省伊比利亚半岛东南部。根据欧盟水框架指令(EC 2000)的命名法，它是安达拉拉斯河流域的一部分，安达拉拉斯河流域是安达卢西亚地中海河流域的水开发系统IV(图1)。上安达拉拉斯河是一个真正的集水区，因为它的地形不平坦，其惊人的水力遗产。这个狭窄的山谷位于两个海拔高度之间，北边是内华达山脉的山麓，南边是加多山脉。上安达拉克斯地区的土地占用受到地形的极大限制，农业占领土的14%。植被序列对应于Quercus生长于中地中海地带(直到1280米)和Juniperus在上地中海地带(可达2000米)的主要物种，但这些物种的代表现在非常有限。松果体灌木种植园是最广泛的森林形式，通常与灌木混合。主要植被覆盖包括不同类型的旱生灌木，非常适应当时的干旱条件。优势物种是大针tenacissima(针茅),Ulex parviflorus,羊茅属scariosa．传统的灌溉基础设施系统(渗入通道称为“acequias”，洪水收集“turbias”和地下水收集“galerias”)及其当地管理社区长期以来确保了这种干燥环境中的水可用性(普利多-博世和斯比赫1995年)。流域的社会生态兴趣推动了该领域大量丰富的历史研究(Martínez和Usero 2010的书是一个很好的汇编)，但关于流域当前社会生态水文功能的科学文献较少(Sánchez-Martos et al. 2013)。

上安达拉克斯地区的人与环境关系从新石器时代开始就有了描述。我们关注的是国际经济和政治舞台成为区域变革主要驱动力的时期。与西班牙的其他地区相反，阿尔梅里亚从19世纪开始，由于其重要的港口，有一个出口为基础的经济(Sánchez-Picón et al. 2011;第一次全球化带来了繁荣的铅矿开采活动，持续了一个多世纪，直到其在国际上贬值。大萧条之后是第二次矿业繁荣，即铁器时代，以及葡萄、橙子和西班牙草的种植，这些在20世纪的大部分时间里在英国都有很高的需求。这些活动推动了重大的土地使用变化，包括大规模的森林砍伐过程，这迫使在河岸上发展了令人惊叹的农业梯田系统，以降低洪水风险(Latorre et al. 2001)。矿工们挖掘了蓄水池，收集了用于农业的地下水流，从而建立了重要的用水社区来管理新的资源。许多山区也被梯田和重新造林松果体在佛朗哥独裁统治的重新造林运动中(Martínez et al. 2008)。第二次全球化开始于19世纪末，导致了经济的衰退和1980-2000年之间的第一次移民热潮(Sánchez-Picón et al. 2011)。这一繁荣部分源于从山区向沿海地区的内部流动，那里的葡萄种植基础设施被重新利用，在塑料大棚中引入集约蔬菜生产，以便在欧洲市场销售(Mateo 2013年)。

内华达山脉北部是西地中海地区植物多样性和地方性最重要的热点地区之一，包括一个令人印象深刻的地貌系统，在距海50公里的3000米以上有超过15座山峰。1986年，联合国教科文组织宣布它为生物圈保护区，1989年安达卢西亚政府宣布它为自然公园，旨在将可持续的人类活动纳入保护目标。最具生态价值的地区，即冬季被积雪覆盖的较高山峰，在1999年被宣布为国家公园，在其边界内逐步取消传统的人类活动，如农业、狩猎和采集。

该盆地目前有8873名老年人口，分布在14个城市(INE 2011)。然而，随着农业生产力的下降，图案农业景观是一种被逐渐抛弃的身份元素。靠近国家公园的上部城市的主要职业与生态旅游有关，在中部转向农业，直到盆地入海口的最后几个城市主要从事服务业。

目前欧洲水和农业政策带来的挑战来自于它们的规划目标，它们通常是相互冲突的(Cabello Villarejo和Madrid López 20142014)。欧洲水治理战略是2000年制定的《水框架指令》。作为综合水资源管理范例的模范执行，欧洲的每个河流流域必须在六年的规划周期内建立一种新的适应管理制度。总目标是到2015年恢复欧洲所有水体的“良好生态状况”。地中海安达卢西亚河流域区第一个流域管理计划于2010年发布。该计划首次评估了该区域地表水和地下水的生态状况，并确定了2015年和2027年期间的环境恢复目标。

方法

流域是复杂的全生态社会系统

河流流域使用不同的分析透镜来表示:水文、生态、制度或社会经济(图2a)。每个分析维度都是观察的标准，它本身可以作为具有多个嵌套级别的层次结构来处理。生态系统(Allen和Hoeckstra 1992年，Jørgensen和Nielsen 2013年)、水文系统(MacLachlan和Moulton 2006年，Li和Ren 2010年)、制度(Gupta和Pahl-Wostl 2013年)、农业生态系统(Giampietro 2003年，Ewert等人2011年)和社会系统(Scholz和Binder 2003年，Giampietro等人2014年)已经被描述了层次。在将流域概念化为社会生态系统时，所有这些标准都是相关的。层次结构中层次的双重模糊同一性，即同时是部分和整体、结构分隔(一个水团)和功能类型(一个水体的类型学)，由holon概念捕获(Koestler 1972, Serrano-Tovar和Giampietro 2014)。反馈循环发生在holons内部，跨越层次和维度。问题是如何在一个共同的分析框架中操作这些共存的空洞的存在，并处理描述域之间的信息传递。在研究实践中，在一些最流行的SES分析框架中，通过对环境治理制度的制度分析来解决这一问题(Scholz和Binder 2003, Ostrom 2009, Pahl-Wostl等人2010)。

Madrid和Giampietro(2015)提出将水文研究中的两个经典描述领域结合起来:“分水岭”(生态水文逻辑，“e”)和“问题”(社会逻辑，“s”)，以一个完整的基础(图2b)。任何holon都是由一个交换生物物理流以复制自身的物理部分和一个处理其信息的编码部分组成的(Allen and Giampietro 2014)。我们添加了一个横轴，表示在不同层次产生的“信息”(治理逻辑，“i”)，这些信息形成了社会代谢模式，并与上下文环境相互作用。我们的焦点层面(e/i/s)是物理流域及其社会，通过流域管理计划(RBMP)将其联系起来，该计划确定了水的分配。在坐标轴的上和下层次建立了社会生态系统自组织的外部和内部约束。

我们将多轴构建为一般分析框架(图3)，将分析类别按四个象限排列:生态系统/社会代谢和水交换/组织。流域的水文过程维持着广泛的生态系统服务。流域内的大部分降雨储存在土壤中，并由植物蒸发，提供了微气候调节、雨养农业或森林产品等服务。年降水的另一部分流入水生生态系统，并经常通过发展基础设施(技术资本)进行调节，以确保人类供水。水、土地和其他环境政策通过规范地设定环境目标、水生生态系统要求、土地使用变化和新的基础设施发展来影响土壤和水体中储存的水量。这些政策通常由高于流域本身的治理级别制定，构成流域管理战略的框架，然后必须与当地的实际情况相结合。我们提出了四个接口，在其中我们可以解决(1)社会系统组织和水使用/需求(A)，(2)水需求和水可用性(B)，(3)生态系统组织和水供应(C)，(4)社会新陈代谢组织和生态系统健康(D)之间不同类型的相互作用。

水的可用性

水可用性是一个从多个定义和角度来研究的概念(表2)。最常见的是指水循环每年提供的长期平均淡水量，包括径流和含水层补给(例如Menzel和Matovelle 2010, Parish等人2012,Post等人2012)。在这个意义上，它等同于Falkenmark和Rockström(2004)的蓝水概念。其他方法包括环境流(电子流)作为人类可用的优先分配(Poff et al. 2010, Hoekstra et al. 2012)或关注特定最终用途的可重复性(Henriques et al. 2008, Molden et al. 2011, Padowski and Jawitz 2012)。

在社会生态意义上，可用性是社会用水、对额外用水需求(需求)的期望、调节水体的技术资本和期望的生态系统完整性之间的动态边界概念。定义可用性是确定特定的(通常是人类的)最终用途认为什么是资源，而什么不是的过程。例如，当技术进步和能源价格允许更深的抽水时，只要使用地下水的社会系统不愿意接受不利影响，在细含水层上，水就“可用”了(del Moral 2005:16, Zhou 2009)。作为一个规范的范畴，水的可获得性取决于在水的提取和提取的环境、经济和社会后果之间的可接受的权衡。因为对可用性的描述可能会因你问的人而有所不同，特别是当水分配意味着不确定性和高风险时，可用性的规范性定义通常被设定为避免冲突的妥协，或在权力关系不平衡的常见情况下作为一方的强制要求。尽管有正式的承诺或权威的强制，但所产生的标准的执行往往受到侵犯，这是一种非正常或不遵守法律规范的结构气氛，而不是偶然的。这就是安达拉克斯河所在地区的情况(Sampedro and Del Moral 2014)。尽管如此，在一个尺度上分配用于最终用途的资源将需要权衡，从而产生赢家和输家。因此，通常需要与受影响的人进行进一步谈判。例如，先计算在欧洲河流流域建立的电子流量，然后再进行谈判(例如，见西班牙水资源立法第4.3.6节)http://www.magrama.gob.es/es/agua/legislacion/iph_tcm7-207591.pdf)．

当水代谢分析从语义类转到形式类时，我们需要明确所考虑的水可用性的定义。这一定义是任何用水可持续性评估的核心，并将价值判断引入科学分析，这是分析师做出的分析前决策。Molle和Mollinga(2003)将水的稀缺定义为“什么稀缺”和“为了什么稀缺”。当使用诸如可持续性、稀缺性或可获得性等规范概念时，这些问题就变得相关起来:哪种类型的资源的可获得性、用于何种类型的最终用途、成本是多少以及为谁服务。在社会和生态系统的界面中，可用水的定义(框1)涉及分配用于生产用途的水和保护生态系统之间的权衡。

社会与生态系统代谢多尺度综合分析中的水语法

我们的方法目的是将SESWM的操作化，将社会代谢分析与与流域管理相关的生态系统代谢变量联系起来。我们的镜头是在观察的社会尺度上:我们不研究生态系统本身的功能，而是研究生态系统与社会之间作为社会组织结果的相互作用。因此，作为一种生态系统水代谢分析，我们关注控制水资源可再生性的生态水文过程(供给侧)，对生态系统健康的影响(吸收侧)，以及水可用性和生态系统需水量的边界概念。为此目的，水代谢通过水语法进行量化，将系统代谢的语义表示(图3)与所考虑的全息组织(图2b)联系起来。

在我们想要指明的语义类别(例如可持续性)和正式类别(指标、数据和计算规则)之间的一组预期关系的前提下，语法是用于计算代谢流的正式规则系统。MuSIASEM基于georgesu - roegen(1971)的流动资金模型，对水、能源、土地和食物的关系使用了不同的相关语法(见Giampietro等人2014)。基金变量是指在表示期间内保持不变的变量(或我们希望保存的变量)，而流量是指为维持和复制资金而消耗或产生的变量。MuSIASEM中常用的社会资金包括人类活动(以小时为单位)、技术资本和土地。土地同时也是一种生态和社会基金。水作为一种资源的特殊性很重要，因为它将其语义定义从生态系统中的资金(水循环变化的长期模式)转变为大多数社会用途中的流量(通过年度规划管理)。请注意，尽管大多数方法都将水体视为股票(例如Falkenmark和Rockström 2004)，但股票和基金之间的区别在新陈代谢方法中是必不可少的(Giampietro和Lomas 2014)。库存是在表示的时间尺度上不可再生的资源，就像水库或含水层透支一样，消耗性使用减少了生态系统或未来需要的可用性。资金是指在表示过程中以低于其可再生率的速度消耗的资源，如含水层可持续产量或土壤湿度。生态系统依赖于水基金的限制。 Water flows for human use can come from a stock or a fund because we can create artificial stocks to increase available water flows or overdraft funds from remaining stocks (fossil waters).

水语法为生态系统(e±i)和社会(s±i)水代谢的多层次核算提供了一套有用的语义类别(Madrid and Giampietro 2014;表3).流动和资金按类型分类，根据每一级观察所确定的标准，明确为每一个案研究量身定制。水流是与提供生态系统服务相关的类型学，在使用过程中改变水的特性。水基金维持提供各类服务的生态系统功能。还有人类对水资金的使用，如航海或发电，这与本案例研究无关。水资金需要一次性到位，而水流需要以特定的速度流动。此外，它们都需要有一组特定的有用属性，即数量、质量、时间和位置(Brauman et al. 2007)。

语法通过大量变量(总流量和资金)进行量化，相关指标(流量/流量，流量/资金)总结在表4中。如图3所示，我们考虑了生态系统和社会之间的四种相互作用。关系A描述了维持人类活动或土地使用所需的水的使用强度。关系式B描述了利用水资金(供应方)直接供人使用的程度。C型关系是双向的:一方面是每一种土地覆盖类型的水资金(径流、补给、土壤入渗)的产生;另一方面，由可得性和土地利用的规范性社会决策调节的生态系统需水量。反馈D，环境负荷，指的是社会代谢对水生生态系统健康(水槽侧)的影响。

建模

为了将这个语法构建成正式的类别，我们集成了几个模型/工具:

• 气候:利用ArcGIS 10.2中的逆距离加权(IDW)插值了来自24个气象站1970/1971-2000/2001年期间的一系列月中值降水和平均温度测量值，并使用基于Thornthwaite的Microsoft Excel宏进行潜在蒸散发计算。
• 生态水文:BalanceMED模型(Willaarts et al. 2012)是一种半确定模型，能够使用平均月降雨量和潜在蒸散发的长时间序列来量化地中海盆地的平均水文功能(即，将年降水划分为径流、含水层补给和土壤湿度)。由于BalanceMED是一个空间显式模型，因此将上安达拉ax划分为所谓的水文单元(HU)，这是土地利用-土地覆盖(LULC)和土壤类型的独特组合。这样的划分可以确定整个流域生态水文功能的潜在差异。该模型使用APLIS方程(Andreo et al. 2004)来评估土壤的渗透能力(即潜在的含水层补给)。

• 社会代谢核算:这包括水和货币流量、土地、人类活动和技术资本资金。我们使用饼图表示的农村系统分析改编自Serrano-Tovar和Giampietro(2014)的模板。它包括与城市系统、外部市场和水资金三种环境的相互作用。相关的土地覆盖利用和绿水流量是用每种覆盖类型的份额利用系数的模糊方法估计的(见附录1)。

• 环境影响:侵蚀和地下水位的年变化率已对1992年至2006年的现有系列进行了平均计算。流域现有控制点的水质测量数据是2002年至2013年期间可用系列的平均值。

该过程包括在ArcGIS 10.2中对物理变量进行空间处理，一方面为生态水文模型提供数据，另一方面为社会代谢核算提供二次数据处理(图4)。两者都在R中进行，结果收集在ArcGIS地质数据库中。结果、分析和讨论是通过两个月的实地观察和9次对盆地关键信息提供者的半结构化访谈(2014年3月至4月)完成的。关于数据源、模型校准、变量计算以及数据库和代码链接的详细方法描述，请参阅附录1中的方法。请注意，语法中指定的层次遵循观察的组织尺度，即社会生态系统中的holons。在附录的表1和图1中给出了用于建模的语法和空间和时间尺度的形式类别。

我们如何计算水的可用性?

正如Del Moral(2005)和Zhou(2009)所说明的那样，由于其对规范框架、技术资本和可接受的取水权衡的高度依赖，在一般基础上计算水资源可用性几乎是不可能的。西班牙的水资源管理立法只将地下水可用水量定义为“水体总补给的年平均值减去实现环境目标所需的年平均流量，以防止生态状况进一步严重恶化和对依赖的陆地生态系统的严重破坏”(MARM 2008年)。这一复杂的定义并没有一个统一的评估框架加以补充，特别是在地面与地表水水体的联系方面，因此“重大”损害的定义有待解释。因此，在rbmp中，含水层通常被视为黑箱，缺乏明确的空间含水层建模阻碍了其治理的稳健性(De Stefano et al. 2014)。我们根据现有数据计算可获得社会拨款的年份如下:

(1）

在哪里DSF是河水的引水，英孚电子流量，再保险是每年雨水的补给，IRF径流的渗透，信息检索灌溉的渗透又回来了，如果横向流入，和的侧向流出到其他含水层。我们假设RBMP中估计的地表电子流状况以及58个自然泉的年平均估计流量作为地下水生态系统依赖性的代理。

建模的局限性

我们的研究最重要的缺点是无法获得用水的时间序列数据，阻碍了历时性分析。此外，社会代谢分析对二次数据的要求广泛而多样，这迫使我们必须整合不同时期测量的数据。因此，我们只能得到2000 - 2008年该地区平均水代谢的一个快照。这与2010年发布的RBMP所产生的基线测量时间框架相同。生态水文模型未考虑地表水相互作用和积雪对水文状态的影响。此外，该方法的一个主要局限性是难以对盆地水文的明显人为改变进行模拟。我们只考虑了人类梯田对坡度减少的影响，但在我们的模型中没有包括其与侵蚀率的明确关系。我们决定校准月平均分辨率，因为考虑到社交数据的限制，它足以满足我们的描述目的。

结果

水利基金(e+2/e+1)

上安达拉克斯地区的气候是地中海地区的代表:高蒸散发和显著的季节性和年际不规律的降水。尽管如此，盆地两侧的高海拔及其朝向在降水和潜在蒸散的空间分布上形成了一个严峻的梯度(图5a, b)。西北部多山的内华达山脉呈现出630毫米的半湿润年降水和11°C的温度。较低的东南部地区被划分为半干旱地区，年降水量为200-300毫米，平均温度为16°C，潜在蒸散量高达890毫米。干旱地带的存在，其特征是极端事件(干旱和暴雨)交替发生，通常是比气候变量平均值的微小波动更具有决定性的因素。每年的皮尔逊变异系数约为42%，在最干旱的月份增加到200%以上，揭示了这种不规则性。

在RBMP中，水体按类型学进行分类。有两个地表水:上安达拉克斯水，从泉水一直流到第一个城区，以及中安达拉克斯水，继续往下流直到出水口。这两个主要的地下水体远远超出了流域，延伸到发生重大开采的沿海地区。Gador Sierra是一个巨大的岩溶含水层，由渗透性和裂缝性的石灰岩和白云岩组成。如图5c所示，补给模型显示该区域的补给能力超过80%，而硅质Sierra Nevada的渗透率较低，低Andarax介质的碎屑含水层(70-80%)。模拟期年均总降水量为138.2 Hm^3.；其中76.6变成土壤水分，36.4渗入含水层补给，15.7流动为径流。图5d-f显示了这些水资金的空间分布。降水模式的影响很明显，80%的径流集中在东北角，而大部分补给分布在东部地带。流域中下部的径流和补给较少，但仍然保持着土壤水分的重要组成部分。

每种土地覆盖类型的平均生态水文指标(关系C)见图6。蒸腾，作为投入生物量生产力的土壤水分的份额，与水的年蒸发率一起表示，即土壤水分的非生产性部分。虽然只代表了一小部分领土，Quercus植物林及其与其他类型植被(灌木或牧场)的组合和河岸林蒸腾的土壤水分比例最大，其次为松果体种虫害种植园。正如预期的那样，就生产单位生物量所需的水而言，植被越密集的地区效率越高，因为它们因土壤水分蒸发而损失的水更少。在灌木和牧草等较低的盖度上，蒸腾占总蒸散发的比例降低。的影响与灌木和牧场等类似覆盖植被相比，雨养农业的生产力相当高，可以看出梯田在农业中的重要性。废弃的农业区被表现出类似生产力的灌木所取代。事实上，方差分析表明，除了人工林和雨养农业(均为梯田)之间以及废弃农业区灌木和牧场之间，所有类型学之间的蒸腾速率存在显著差异(p < 0.05)。与所有其他土地用途相比，灌溉显著提高了植物的生产力。该流域的补给和径流率与其说是由土地覆盖决定的，不如说是由地质、坡度和降水的空间分布决定的。由于这个原因，没有基于LULC类型学的明确的统计聚类。然而，我们发现充电率明显较低Quercussp . forest与松果体两个山地均有灌木和牧场，但与灌木和牧场无统计学差异。废弃农业区与其他土地覆盖类型的回灌率无统计学差异，而灌溉区和雨养农业区的平均回灌率均显著高于其他土地覆盖类型的回灌率Quercus植物森林和灌木。

社会代谢(s/s-1)

图7显示了整个上安达拉克斯地区的社会新陈代谢情况。人力活动预算显示，用于有偿工作活动的时间份额很低(7%)，而这些时间必须维持剩余时间的货币需求(93%)。相关的一点是，家庭中的无薪工作时间为700万小时，高于有薪工作时间，其中88%的工作时间是由妇女从事的(人类活动的性别分类可在附录1中找到)。主要工作活动是服务和政府部门(50%)，建筑(18%)，以及采矿和工业活动(9%)。所有这些仅占总土地使用的2%(城市地区)，而人类土地使用的大部分是农业和其他广泛的土地覆盖开发(放牧、林业和采丝木)，占正式工作时间的23%。

流域约77%的农产品在外部市场交易，而内部市场维持了33%的农产品收入。2006年市政租金总额为7300万欧元，表明农业对当地经济的重要贡献。水成本占农业支出的13%，地表水成本非常低(1-3美分欧元/米)^3.)，地下水波动更大(在6-18美分欧元/米之间^3.)．从流域村庄向下游城市地区移民的结果是增加了周末工作/休闲时间的投入和在那里产生的现金流入。

该地区有多种雨养和灌溉作物，其中杏仁树占主导地位，通常见于西班牙山区，因为它们对极端条件(如贫瘠的土壤、低土壤湿度和寒冷的冬天)具有很高的适应性。表5列出了不同作物的经济和技术指标。正如所观察到的，灌溉大大提高了货币生产力。最高的经济劳动生产率(总欧元/小时)是杏仁生产，因为它的劳动密集型低，其次是园艺，因为市场价格高。水运输系统主要是“排水系统”，地表洪水是主要的灌溉技术。只有在盆地出口处的柑橘生产采用了滴灌。

生态系统-社会界面(e/i/s)

水交换(e→s)

表6显示了维持流域供应服务的水流。土壤水分利用比取水高50%，并维持着广泛的土地利用和相关服务的多种多样。由于该地区没有大型工业或大城市，大部分水被用于粮食生产。放牧也占了重要的土壤水分产量。关于取水的位置，该盆地的大部分地区依赖地表水，中部地区的特别增量用于灌溉，而地下水抽取集中在低安达拉克斯含水层的最后7公里用于柑橘生产(图8a)。这一变化是由于河流干涸造成的，在这一点上，河流的主要流入来自城市污水排放。考虑到季节变化(图8b)，秋季和春季是降水最多的月份，获得了大部分的水。10月，夏季结束后，土壤和含水层恢复，植被达到最大蒸腾作用。正如所观察到的，蒸腾作用几乎与入渗耦合，而大多数抽水量发生在夏季，以补偿土壤水分干旱。

生态系统健康(s→e)

在流域综合评估中，河流生态状况评估认为上安达拉克斯河处于良好状态，剩余的部分(中安达拉克斯河)处于较差状态。造成这种糟糕状况的主要原因是夏季河流因改作农业用途而干涸、未经处理的废水排放以及水土流失造成的泥沙沉积。地下水体的评价在数量和质量上都很差。

图9显示了盆地内冲击的明显空间梯度。在上安达拉克斯，在自然公园内，人类活动非常受限，地表和地下水质量符合可饮用标准(图9a)。中部(距离10-25公里)有主要灌区，水中硝酸盐浓度增加，但根据EUWFD 6.5-9.5 mg/L的参考值，该区域属于良好状态类别(质量指南收集于Glavan等人2013年一个)．在安达拉克斯河的最后10公里处，粪便大肠菌丛的浓度非常高(高达14000 CFU/100毫升未经处理的废水)，悬浮固体达到87毫克/升(欧盟指令2006/44/EC对地表水的指导水平≤25毫克/升)，使水无法用于城市和农业目的。根据安达卢西亚区域侵蚀尺度，1992年至2006年期间，流域65%的平均土壤流失率较低(12万亿/公顷年)，27%的土壤流失率中等(12-50万亿/公顷年)，9%的土壤流失率较高(50万亿/公顷年)。从盆地中部到出口的侵蚀率最高，明显重叠的泥灰岩和砾岩区是大部分农业和废弃农业地区(图9c)。这些比率与该地区其他关于废弃梯田地区的研究一致(Romero和Belmonte 2008, 2009)。然而，与欧洲其他地区建议的1吨/公顷的阈值相比(Verheijen等人，2009年，Glavan等人，2013年)，它们是极其严重的一个)．

至于地下水(图9b)，与上北加多塞拉含水层相比，下安达拉克斯含水层的电导率和硝酸盐浓度明显更高。该盐度与含水层的泥灰岩组成有关(Sánchez-Martos et al. 2005)，并没有超过EUWFD中该类型水体的参考阈值(3610µS/cm)。硝酸盐峰值表明农业扩散污染的影响甚至低于地下水贫瘠状态下的50 mg/L阈值。最后，1992年至2006年的地下水位变化在空间上与地下水抽取重叠，在抽取区域(主要集中在下安达拉克斯含水层)减少，而在河流为主要水源的地方增加(图9d)。

水管理(e/i/s)

根据生态状况评估，由于下游集约化温室农民造成的复杂透支情况，这两个地下水体已被宣布为在RBMP范围内受“较不严格的环境目标”影响。这意味着它们需要更长的恢复时间(超过2015年)，以适应通过在海岸脱盐产生额外资源的条件。预计上安达拉克斯地区不会采取蓄水层恢复措施，但在现有水权实现正规化之前，禁止沿着整个水体修建新的住宅。另一方面，“良好状态”恢复的河流地平线被设定为2015年。这对社会新陈代谢提出了一个新的外部约束:影响必须得到补救，电子流量制度必须在河流上实施。

模拟时期平均水资源的当前年度水资源提取指数(WEI)表明，地表水比地下水被开发得更多(表7)。当考虑干旱亚期(1976-1988)时，如果要保持相同的用水量，我们可以得到可再生资源减少17%，而年度WEI大幅增加。此外，由于灌溉需要额外的资源，水需求比目前的用水量高出37%。这种需求可以用现有的资源来满足，用地面采油代替额外的抽水，但这使水的成本增加了六倍。从10月到3月，拟议的电子流量制度仅能达到径流量的10%，但在夏季，几乎不需要改道。依赖地表水的中部流域用户是受电子流实施影响最大的用户。由于禁止新建住宅，以及缺乏与当地灌溉社区就拟议的电子流量进行谈判的进程，情况完全停滞不前。该地区的农业就业率最高，与上游和下游城市(8000- 10000欧元)相比，其人均租金较低(4500-8000欧元/人)。因此，转向地下水或雨养作物的经济影响需要进一步评估。为解决这一难题，《区域管理方案》中预期的战略是不实施电子流制度，直到通过用滴灌系统取代廊道和排水系统来提高灌溉效率，从而产生新的可用水资源。

讨论

有几位作者描述了上安达拉克斯地区的水文在几个世纪的人类改造中发生的变化(Latorre等，2001年，Sánchez-Picón等，2011年)。我们的研究结果量化了人类生产用水的增量，特别是土壤水的增量，从而支持了这些工作。尽管当地在管理地表、洪水和地下水流方面的智慧很重要，但在土壤水管理方面，这一地中海地区的传统水文化实施了更有效的适应性实践(梯田、适应性作物)。目前的土地废弃被认为是威胁这一传统系统的景观变化的主要驱动因素。废弃的农业区正在转变为旱生灌木覆盖，梯田墙正在慢慢侵蚀入河中。维持长期供水的一个关键问题是三个过程对水资金的综合影响:气候变化/干旱时期、传统土地利用的崩溃和植被的演变。beplay竞技由于BalanceMed不模拟侵蚀，其他生态水文模型，如水土评估工具(SWAT)可能更适合进一步详细估计农业废弃对侵蚀率的影响。其他工作已成功地将该模型应用于地中海集水区，以解决历史上与水流质量和数量有关的相互作用(Glavan等人，2013年)一个，b)或比较管理场景(Glavan等人，2012)。

我们不仅发现了水的供需存在明显的空间梯度，而且发现了对水体的影响。在公园的保护下，上安达拉克斯拥有健康的生态系统。我们在上游集水区的低渗透土壤中发现了高补给率，这一发现支持了Sánchez-Martos等人(2005)所报道的该地区地下-地表流动的高相互作用。Contreras等人(2008年)也表明，北加多塞拉地区是含水层南部的主要补给水源，在支持该地区集约农业方面发挥着关键作用。这个含水层的北部部分受到了整个含水层生态状态“差”的评估的影响，而我们的研究结果与此相矛盾，即地下水位没有下降，水质没有达到差状态的阈值。大多数上游用户对地表水的几乎完全依赖限制了下游用户对地表水的可用性，导致了流域出口地下水储量的数量和质量枯竭。

社会代谢模式显示了一种低和高外部投入农业系统之间的中间状态(Giampietro和Lomas 2014)，这在具有多功能景观的高山区很常见。对外市场的农业贸易开放很重要，但不能维持整个经济，因为服务业和公共部门在就业方面更大。我们的研究结果揭示了女性在家庭中无偿工作的关键作用，表明了一种更多的生殖(功能实现)而不是生产(市场导向)的代谢模式。人口老龄化对这种模式在未来的持续生存提出了重大挑战。适应策略似乎是双重的:第一，增加与城市下游地区在外部收入和农业用地维护休闲或补充租金方面的互动;第二，一部分人口要求扩大灌溉以提高农业生产力，这与周围地理环境中占主导地位的集约化农业模式相一致。这受到在水管理一级建立的需要减少取水的环境目标的限制。

人们对通过提高效率获得额外资源的可能性所产生的期望可能会被逐步放弃水道所产生的影响所抵消。技术变革和社会变革之间存在反馈信号。当地灌溉社区的功能本质上与画廊和排水系统的使用和维护有关(Segura, 2010年)。用管道和滴灌代替它们将使自动化成为可能，从而减少农业土地维护所需的时间，同时逐步取消地方制度规则。此外，还有生态上的权衡。国家公园的宣布迫使农民放弃公园边界内的果园。这种废弃的一个关键后果是生活在河岸上的植被的减少。这迫使公园管理部门以相当大的公共成本来维持这些设施。是否有可能在符合EUWFD的环境目标的同时增加生产用水的问题将取决于(1)当地灌溉社区调整其制度规则的意愿;(2)额外的可用水是否被分配到满足生态系统的需求，或是否会产生反弹效应，即进一步强化节约的水使用。 There is increasing literature (Dumont et al. 2013, Cabello and Madrid 2014, Sampedro and Del Moral 2014) showing that efficiency, so far, has not been effective in controlling water demand in the absence of proper monitoring and withdrawal control protocols.

结论

复杂系统内的水资源研究需要能够处理人-环境关系的认识论影响的概念装置。其中包括水系统的多维度、水管理涉及的多重尺度以及社会-生态系统内部反馈关系演变的不确定性。水资源管理可持续管理机制已被提议作为综合分析水资源管理可持续性的整体框架。本研究是该框架在流域尺度上的首次操作化研究。我们强调包含治理维度的重要性，因为它是塑造人与环境交互的关键驱动因素。水-社会景观的产生和演化是由各种各样的社会因子所组成的，它们之间的对抗或多或少是变化的和尖锐的。水资源资金和流动的多样化和不断变化的特征，以及围绕它们的有争议的用途、需求和想象，总是通过政治机构和政策网络和制度进行调解，包括组织对自然及其分配工具的获取或所有权的机构和政策网络和制度。

在上安达拉克斯的特殊情况下，目前的水代谢是几个世纪社会生态进化的结果。该盆地是欧洲高山区农村地区努力面对农村人口外流的一个例子，经济正从农业部门过渡到服务部门。我们已经展示了它的社会组织是如何与生态系统水代谢相结合的，以及它是如何影响流域的生态水文功能的。观察到的对水生生态系统的影响有一些直接原因，如干旱夏季的过量提取和废水排放，但也有其他长期的社会经济过程，如农业废弃或缺乏对提取的控制。根据我们的研究结果，我们可以确定上安达拉克斯地区的以下主要水资源管理挑战:(1)需要将土壤水分正式纳入水资源规划，作为向社会系统提供最多样化服务的水资源基金;(2)分离加多Sierra南北含水层生态状态评价的误导性联系;(3)进行适当的监测，以确保提高效率是一种有利于满足河流生态系统需求和额外社会需求的策略;最后，(4)水治理的社会生态方法需要政策措施来解决社会资金的可持续性问题，而不仅仅是持续增加的水量，解决代谢变化的长期驱动因素。

在方法学层面上，我们在空间明确的基础上，在MuSIASEM核算方案中连接了社会代谢和生态系统代谢的分析。通过控制水资源可再生性(供给侧可持续性)的生态水文过程、对生态系统健康的影响(水槽侧可持续性)以及水可用性和生态系统需水量的边界概念，对流域水的生态系统代谢进行分析。该方法需要集成多个模型和多种类型的数据，并具有相关的累积不确定性。我们将生态水文分析局限于平均气候序列和社会新陈代谢的快照，这足以满足描述目的并与水资源规划挂钩。情景构建的进一步步骤将需要对历史趋势进行更彻底的分析，以及对水文校准进行更高的时间分辨率。此外，我们重点分析了供水服务，但建议在进一步的工作中纳入文化和调节生态系统服务。该领域的进一步研究可以更具体地关注:(1)土地废弃、侵蚀及其对水生生态系统的影响之间的相关联系;(2)效率的提高及其对含水层依赖系统的影响;(3)地方与区域水治理尺度的冲突。

文献引用

艾伦。1998。虚拟水:解决区域赤字的全球战略资源。地下水36(4): 545 - 546。http://dx.doi.org/10.1111/j.1745-6584.1998.tb02825.x

艾伦·t·f·H和t·b·斯塔尔，1988。层级:生态复杂性的视角．芝加哥大学出版社。芝加哥，伊利诺伊州，美国。

艾伦，T. F. H.和T. W.胡克斯特拉，1992。走向统一生态．哥伦比亚大学出版社。纽约，美国纽约。

艾伦，T. F. H.和M. Giampietro. 2014。在等级理论中，Holons, creaons, genons, environs:我们去了哪里。生态模型293(10): 31-41。http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2014.06.017

安德烈奥，B. J. Vías, J. A. López-Geta, F.卡拉斯科，J. J. Durán, P. Jiménez。2004.Propuesta metodológica para la estimación de la recarga de acuíferos carbonáticos。Boletín Geológico y Minero115:177 - 186。

宾德，c.r, J.欣克尔，P. W. G.波茨，和C.帕尔-沃斯特。2013.社会生态系统分析框架的比较。生态学与社会18(4): 26。http://dx.doi.org/10.5751/es-05551-180426

布劳曼，K. A.， G. C. Daily, T. K. Duarte和H. A. Mooney. 2007。生态系统服务的性质和价值:以水文服务为重点的概述。《环境与资源年报》32:67 - 98。http://dx.doi.org/10.1146/annurev.energy.32.031306.102758

卡贝洛·比利亚雷霍，V, c，马德里López。2014.欧洲干旱农村系统的用水和水与农业政策的一体化:以安达拉克斯河流域为例。环境、发展与可持续性16:957 - 975。http://dx.doi.org/10.1007/s10668-014-9535-8

科恩，A.和S.戴维森，2011。分水岭方法的检验:挑战、前因和从技术工具到治理单元的过渡。水的替代品4:1-14。

孔特拉斯，M. M.波尔，F. J. Alcalá， F.多明戈，M.加西亚，A.普利多-博斯，J. Puigdefábregas。2008.半干旱岩溶景观长期补给率评估的生态水文模型方法。水文杂志351:42-57。http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.11.039

德尔·莫拉尔，L. 2005。La gestíon del agua en Andaluciìa: aspectos econoìmicos, poliìticos y territoriales．Coleccioìn Andaluciìa二十一。联赛隐藏。西班牙塞维利亚的Mergablum。

Del Moral, L.和A. Do Ó。2014.多边界河流流域的水治理和标量政治:伊比利亚半岛的国家、流域和领土权力。国际水39(3): 333 - 347。http://dx.doi.org/10.1080/02508060.2013.878816

De Stefano, L. J. M. Fornés, J. A. López-Geta, F. Villarroya. 2014。西班牙的地下水使用:根据欧盟水框架指令概述。国际水资源发展杂志1卷。http://dx.doi.org/10.1080/07900627.2014.938260

杜蒙，A.，马约尔，E. López-Gunn。2013.反弹效应或杰文斯悖论是更好地管理水资源的有用概念吗?西班牙灌溉现代化进程的启示。水生Procedia1:64 - 76。http://dx.doi.org/10.1016/j.aqpro.2013.07.006

欧洲委员会。2000.欧盟水框架指令．欧盟委员会，比利时布鲁塞尔。(在线)网址:http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html

Ewert, F.， M. K. van Ittersum, T. Heckelei, O. Therond, I. Bezlepkina和E. Andersen, 2011。农业-环境系统综合评价的尺度变化与模型连接方法。农业生态系统与环境142(1 - 2): 6 - 17日。http://dx.doi.org/10.1016/j.agee.2011.05.016

法尔肯马克，M.和J. Rockström。2004.人与自然的水平衡:生态水文的新途径．Routledge，伦敦，英国。

fisher - kowalski, M. 1998。社会的新陈代谢:物质流动分析的思想史，第一部分，1860-1970年。工业生态学杂志2:61 - 78。http://dx.doi.org/10.1162/jiec.1998.2.1.61

乔治斯库-罗根，1971年。熵定律和经济过程．哈佛大学出版社，美国马萨诸塞州剑桥。http://dx.doi.org/10.4159/harvard.9780674281653

詹皮特罗，M. 2003。农业生态系统多尺度综合分析．CRC出版社，博卡拉顿，美国佛罗里达州。

M. Giampietro, R. J. Aspinall, J. Ramos-Martin和S. G. F. Bukkens. 2014。可持续性评估的资源核算:能源、粮食、水和土地使用之间的联系。Routledge，纽约，纽约，美国。

M. Giampietro和P. Lomas. 2014。社会新陈代谢和生态系统新陈代谢之间的界面。页面33-48在M. Giampietro, R. J. Aspinall, J. Ramos-Martin和S. G. F. Bukkens，编辑。可持续性评估的资源核算:能源、粮食、水和土地使用之间的联系．Routledge，纽约，纽约，美国。

Giampietro, M.， K. Mayumi, J. Ramos-Martin。2009.社会与生态系统代谢多尺度综合分析(MuSIASEM):理论概念和基本原理。能源34:313 - 322。http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2008.07.020

M. Giampietro, K. Mayumi和A. H. Sorman. 2011。社会的新陈代谢模式:经济学家的短处。Routledge，纽约，纽约，美国。

格兰文，s.m.怀特，i.p.霍尔曼，2012。水质指标和有价值景观特征的维护-英国阿克斯集水区的经验。环境管理杂志103:142 - 153。http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2012.03.009

Glavan, M.， V. Milicic, M. Pintar. 2013一个．寻找改善集水区水质的方案:从斯洛文尼亚地中海集水区历史土地利用情况中吸取的教训。生态模型261:58 - 73。http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2013.04.004

Glavan, M. Pintar和M. Volk. 2013b．200年期间的土地利用变化及其对两个斯洛文尼亚地中海集水区蓝色和绿色水流的影响——对未来的教训。水文过程27:3964 - 3980。http://dx.doi.org/10.1002/hyp.9540

Gupta, J.和C. Pahl-Wostl。2013.全球和多层次治理背景下的全球水治理:其需求、形式和挑战。生态学与社会18(4): 54。http://dx.doi.org/10.5751/es-05952-180453

亨利克斯，C.， i.p.霍尔曼，E.奥德斯利和K.佩恩，2008。东盎格鲁和英格兰西北部未来农业灌溉区域可用水的互动多尺度综合评估。beplay竞技90:89 - 111。http://dx.doi.org/10.1007/s10584-008-9459-0

胡克斯特拉，A. Y.和A. K.查普林。2006。各国的水足迹:人们的用水是其消费模式的一个功能。水资源管理21(1): 35-48。http://dx.doi.org/10.1007/s11269-006-9039-x

胡克斯特拉，A. Y.， M. M. Mekonnen, A. K. Chapagain, R. E. Mathews和B. D. Richter. 2012。全球每月水资源短缺:蓝色水足迹vs蓝色水可用性。《公共科学图书馆•综合》7.http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0032688

国家研究所Estadística (INE)。2011.全国人口和住房普查．西班牙马德里国家研究院Estadística。(在线)网址:http://www.ine.es/censos2011_datos/cen11_datos_inicio.htm

杰克曼，A. J.和R. A.莱彻，2003。综合评估和建模:集水区管理的特点、原则和实例。环境建模及软件18:491 - 501。http://dx.doi.org/10.1016/s1364 - 8152 (03) 00024 - 0

詹森，m.a.， Ö。博丹，J. M.安德里斯，T.艾姆奎斯特，H.欧内斯特，R. R. J.麦卡利斯特，P.奥尔森，P.瑞安。2006。社会生态系统弹性研究的网络视角。生态学与社会11(1): 15。(在线)网址://www.dpl-cld.com/vol11/iss1/art15/

Jørgensen, S. E.和S. N. Nielsen. 2013。生态层次的性质及其作为生态指标的应用。生态指标28:48-53。http://dx.doi.org/10.1016/j.ecolind.2012.04.010

Koestler, 1969。超越原子论和整体论:整体论的概念。192 - 232页在A.凯斯特勒和J. R.史密斯，编辑。超越还原论:生命科学的新视角。．哈钦森，伦敦，英国。

拉托尔，J. G. García-Latorre, A. Sanchez-Picón。2001.处理干旱:地中海干旱地区的社会经济结构和环境变化。土地使用政策18:53 - 64。http://dx.doi.org/10.1016/s0264 - 8377 (00) 00045 - 4

R. A.莱彻，B. F. W.克罗克，A. J.杰克曼，2007。水资源分配和管理的综合评估模型:一个广义的概念框架。环境建模及软件22:733 - 742。http://dx.doi.org/10.1016/j.envsoft.2005.12.014

李宁，任磊。2010。土壤饱和导水性多尺度数据集成方法的应用与评价。水资源研究46: W09510。http://dx.doi.org/10.1029/2009wr008645

刘，J, T. Dietz, S. R. Carpenter, M. Alberti, C. Folke, E. Moran, A. N. Pell, P. Deadman, T. Kratz, J. Lubchenco, E. Ostrom, Z.欧阳，W. Provencher, C. L. Redman, S. H. Schneider，和W. W. Taylor. 2007。人类与自然耦合系统的复杂性．科学317:1513 - 1516。http://dx.doi.org/10.1126/science.1144004

刘旸，H.古普塔，E.施普林格和T. Wagener. 2008。科学与环境决策的联系:支持可持续水资源管理的综合建模方法的经验。环境建模及软件23:846 - 858。http://dx.doi.org/10.1016/j.envsoft.2007.10.007

麦克拉克伦，S. P.和J. D.莫尔顿，2006。通过变分粗化实现多级升级。水资源研究42: W02418。http://dx.doi.org/10.1029/2005wr003940

马德里，C.， V. Cabello和M. Giampietro. 2013。社会生态系统中的水使用可持续性:多尺度综合方法。生物科学63:14-24。

马德里，C.和M. Giampietro. 2014。水语法。116 - 134页在M. Giampietro, R. J. Aspinall, J. Ramos-Martin和S. G. F. Bukkens，编辑。可持续性评估的资源核算:能源、粮食、水和土地使用之间的联系。Routledge，纽约，纽约，美国。

马德里，C.和M. Giampietro. 2015。社会生态系统的水代谢:反思与概念框架。工业生态学杂志(印刷中)。

J. D. S. Martínez, E. A. Jiménez, J. M.格雷罗，A. G.杏仁酸。2008。La repoblación forestal de Sierra Morena, Jaén，(1940-1984)。阿勒斯·德Geografía德拉康普滕斯大学28:105 - 131。

Martínez, M.和S. Usero，编辑。2010.里约热内卢Andarax．安达卢扎·德尔阿瓜通讯社。Consejería de Medio Ambiente。军政府de Andalucía，塞维利亚，西班牙。(在线)网址:http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/portal_web/agencia_andaluza_del_agua/participacion/publicaciones/rio_andarax.pdf

马特奥Callejón, S. 2013。El modelo de园艺学强度Almería ante la危机实际。Una visión desde las modernas teorías del crecimiento económico．Cajamar Caja Rural, Almería，西班牙。(在线)网址:http://www.publicacionescajamar.es/series-tematicas/economia/el-modelo-de-horticultura-intensiva-de-almeria-ante-la-crisis-actual-una-vision-desde-las-modernas-teorias-del-crecimiento-economico/

Menzel, L.和A. Matovelle. 2010。蓝水可用性和蓝水需求的现状和未来发展:七个案例研究的观点。水文杂志384:245 - 263。http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2010.02.018

马里诺农村环境环境部(MARM)。2008.Instrucción de planificación hidrológica．ORDEN手臂/ 2656/2008。环境环境部，马德里，西班牙。(在线)网址:http://www.sghn.org/Normativa_ambiental/Auga_Humidais/Orden_ARM_2656_2008_Instruccion_Planificacion_Hidrologica.pdf

Mix, K.， V. L.， Lopes和W. Rast. 2015。用系统的方法来理解科罗拉多州大圣路易河谷上游农业-社会-生态系统的演化．水资源管理29(2): 233 - 251。http://dx.doi.org/10.1007/s11269-014-0735-7

Molden, D.， M. Vithanage, C. de Fraiture, J. M. Faures, L. Gordon, F. Molle和D. Peden. 2011。水资源的可利用性及其在农业中的应用。707 - 732页在P.怀尔德，编辑。水科学专著．爱思唯尔，亚特兰大，佐治亚州，美国。http://dx.doi.org/10.1016/b978-0-444-53199-5.00108-1

Molle, F.和P. Mollinga. 2003。水贫困指标:概念问题和政策问题。水政策5:529 - 544。

Ostrom, E. 2009。分析社会生态系统可持续性的一般框架。科学325:419 - 422。http://dx.doi.org/10.1126/science.1172133

帕多斯基，J. C.和J. W.贾维茨。2012。美国225个大城市的水资源可用性和脆弱性。水资源研究48(12): 1944 - 1973。http://dx.doi.org/10.1029/2012WR012335

Pahl-Wostl, C. G. Holtz, B. Kastens和C. Knieper. 2010。分析复杂的水治理制度:管理和过渡框架。环境科学与政策13:571 - 581。http://dx.doi.org/10.1016/j.envsci.2010.08.006

Pahl-Wostl, C. L. Lebel, C. Knieper和E. Nikitina. 2012。从灵丹妙药到驾驭复杂性:面向流域适应性水治理。环境科学与政策23:24-34。http://dx.doi.org/10.1016/j.envsci.2012.07.014

帕里什，E. S.， E. Kodra, K. Steinhaeuser和A. R. Ganguly. 2012。根据气候和人口的变化估算未来全球人均可用水量。计算机与地球科学42:79 - 86。http://dx.doi.org/10.1016/j.cageo.2012.01.019

帕蒂·h·h·1973。层级理论:复杂系统的挑战．Braziller，纽约，纽约，美国。

波夫，N. L.， B. D. Richter, A. H. arthington, S. E. Bunn, R. J. Naiman, E. Kendy。，M. Acreman, C. Apse, B. P. Bledsoe, M. C. Freeman, J. Henriksen, R. B. Jacobson, J. G. Kennen, D. M. Merritt, J. H. O’Keeffe., J. D. Olden, K. Rogers, R. E. Tharme, and A. Warner. 2010. The ecological limits of hydrologic alteration (ELOHA): a new framework for developing regional environmental flow standards.淡水生物55(1): 147 - 170。http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2427.2009.02204.x

Post, d.a.， F. H. S. Chiew, J. Teng, N. R. Viney, F. l.n. Ling, G. Harrington, R. S. Crosbie, B. Graham, S. Marvanek, R. McLoughlin。2012.一种用于进行当前和未来水资源可用性和使用的大规模评估的稳健方法:澳大利亚塔斯马尼亚州的一个案例研究。水文杂志412 - 413:233 - 245。http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2011.02.011

Pulido-Bosch, A.和Y. B. Sbih. 1995。在内华达山脉(西班牙格拉纳达)的南缘进行了几个世纪的人工补给。环境地质26:57 - 63。http://dx.doi.org/10.1007/BF00776033

拉斯韦尔，K. J.和G. D.彼得森，2012。为流域治理连接社会网络与生态系统服务:社会生态网络视角强调了连接组织的关键作用。生态学与社会17(2): 24。http://dx.doi.org/10.5751/es-04810-170224

罗梅罗，A.和F.贝尔蒙特2008。Erosión森林员和中介人semiáridos: región德穆尔西亚。西班牙穆尔西亚穆尔西亚大学。

Romero, A.和F. L. Bermudez. 2009。穆尔西亚地区新近纪-第四纪盆地土壤侵蚀与沙漠化。Fundación研究所Euromediterráneo del Agua (IEA)，西班牙穆尔西亚。

桑佩德罗，D.和L. Del Moral, 2014。特雷斯décadas de política de aguas en Andalucía。Cuadernos Geograficos53(1): 36 - 67。(在线)网址:http://www.redalyc.org/pdf/171/17131186002.pdf

Sánchez-Martos, F.， A. Pulido-Bosch, A. Vallejo, J. Gisbert, L. Molina. 2005。安达拉克斯河地下水-地表水相互作用的水文地球化学方面(Almería)。Geogaceta37:91 - 94。

Sánchez-Martos, F, G. Benito, J. Casas-Casas, I. Frances-Herrera, J. Gisbert-Gallego, L. Molina-Sanchez, A. Pulido-Bosch, A. vallejo - izquierdo, A. Zapata-Sierra。2013.Caracterizacón y evaluación de los factors hidrogeológicos, hidrológicos y antrópicos que条件，la dependencia, aguas表面-地下的el río安达拉克斯(阿尔梅里亚)。会议记录:X Simposio en Hidrogeología。学院Geológico y Minero Español。格拉纳达,西班牙。

Sánchez-Picón、J. A. Aznar-Sánchez和J. García-Latorre。2011.西班牙东南部干旱地区的经济周期和环境危机。历史的视角。干旱环境学报75:1360 - 1367。

肖尔兹，r.w.， c.r.宾德，2003。人-环境系统的范式．工作文件自然与社会科学界面。瑞士联邦理工学院，Zürich，瑞士。

Serrano-Tovar, T.和M. Giampietro. 2014。老挝农村多尺度综合分析:研究不同层次和尺度的土地利用代谢模式。土地使用政策36:155 - 170。http://dx.doi.org/10.1016/j.landusepol.2013.08.003

塞古拉，D. 2010。我们都知道这是什么意思。249 - 256页在M.马丁内斯和S. Usero，编辑。里约热内卢Andarax．安达卢扎·德尔阿瓜通讯社。Consejería de Medio Ambiente。军政府de Andalucía，塞维利亚，西班牙。

Swyngedouw, E. 2006。循环和代谢:(混合)自然和(半机械式)城市。科学即文化15(2): 105 - 121。http://dx.doi.org/10.1080/09505430600707970

Verheijen, f.g.a, R. J. A. Jones, R. J. Rickson, C. J. Smith. 2009。欧洲可以容忍的和实际的土壤侵蚀率。地球科学评论94:23-38。http://dx.doi.org/10.1016/j.earscirev.2009.02.003

C. J. Vörösmarty, C. Pahl-Wostl, A. Bhaduri. 2013。人类世的水:全球可持续性的新视角。环境可持续性的最新观点。5:535 - 538。http://dx.doi.org/10.1016/j.cosust.2013.11.011

威拉斯特，B. A.沃尔克，P. A.阿奎莱拉，2012。评估地中海农业生态系统淡水流提供的生态系统服务。农业用水管理105:21-31。http://dx.doi.org/10.1016/j.agwat.2011.12.019

周勇。2009。地下水预算神话、安全产量和可持续性的评论。水文杂志370:207 - 213。http://dx.doi.org/10.1016/j.jhydrol.2009.03.009