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亨特辛格，L.， T. V.赫鲁斯卡，J. L.奥维耶多，M. W. K.沙佩罗，G. A.纳德，R. S.英格拉姆，S. R.贝辛格。2017。节约用水还是拯救野生动物?美国加利福尼亚州中部西兰山麓橡树林地的水利用与保护。生态和社会22(2): 12。
https://doi.org/10.5751/ES-09217-220212
节约用水还是拯救野生动物?美国加利福尼亚州中部西兰山麓橡树林地的水利用与保护
摘要
预计加州将出现更频繁的干旱。随着供水的紧缩，以及城市增长和外迁人口向农村地区蔓延，在农业用水、生物多样性保护、减少火灾危险、住宅发展和生活质量方面的权衡将加剧。加州黑铁路(Laterallus jamaicensis coturniculus该州被列为“受威胁”的州，它的大部分残余的内华达山脉中北部山麓小湿地栖息地都依赖于陈旧的灌溉区灌溉系统的泄漏。对黑铁路1295平方公里山麓生境分布的居民进行了用水调查。结果显示，黑铁路的大部分栖息地是由那些购买水来灌溉牧场的人拥有的，这种用途通常会因渗漏和尾水而产生湿地。促进野生动物、农业生产和防止野火是居民的共同目标，需要充足而廉价的水;社会和经济压力鼓励减少用水和修复漏水，这有利于野生动物和绿色植物。为了减少用水而采取的广泛而缺乏灵活性的国家干预措施，很可能会造成许多意想不到的后果，包括生物多样性和环境质量的丧失，以及随着有价值的生态系统服务真正枯竭，居民的疏远。需要有适应性和积极的政策，考虑到社会-生态系统的联系，对当地条件敏感，防止景观脱水，并认识到水的有益利用，以支持野生动物栖息地等生态系统服务。黑轨的大部分栖息地都是人为的，是在当地治理、充足的水资源、农业实践、历史事件和不断变化的土地用途的联系下形成的。这段历史应该被认识和利用，而不是在急于“节约”水的过程中，通过解开创造景观的社会生态系统。政策和治理需要确定并优先考虑在干旱期间维持的生境区域。介绍
2015年1月17日，在加州连续第四个干旱冬季期间，州长杰里·布朗宣布进入干旱紧急状态，并要求该州所有人自愿减少20%的用水量(加利福尼亚州2014年)。截至2015年9月30日的加州2014年和2015年的水年是119年记录中最热的年份(美国地质调查局2015年)。2015年4月1日，州长发布了一项行政命令，要求州水资源控制委员会(SWRCB)强制执行城镇用水量减少25%(加利福尼亚州2015年)，这在该州历史上是第一次。不幸的是，这场前所未有的干旱很可能是未来事情的预兆，因为气候变化可能会增加未来干旱的频率和严重程度(Polade et al. 2014, Byrd et al. 2015)。beplay竞技在内华达山脉的山麓社区，四年干旱的直接影响包括偷水、过早出售牲畜，以及又一个致命和昂贵的野火季节。长期来看，由于水政策和提供这种服务的社会生态系统的相互作用，包括湿地鸟类栖息地在内的有价值的生态系统服务面临丧失的风险。
夏天意味着加州大部分地区数月不下雨。除了众多的联邦和州水利项目外，该州还有1286个水利特区，包括中部sierra山麓的灌溉区。它们是19世纪末20世纪初由农民和牧场主建立的，用于夏季灌溉。每个项目都有不同的历史、目的、治理结构和融资机制(CA-LAO 2002)，但它们都被授权将高效地向用户输送水作为首要任务。水的主要来源是内华达山脉的积雪。
灌溉区控制着山麓大部分地表水。它们主要提供非饮用水灌溉用水，但家庭对饮用水的需求越来越大，各地区越来越多地利用不同的基础设施提供饮用水。到目前为止，各州最近对用水的限制主要针对非农业用水，但城市地区要求减少农业用水的政治压力越来越大。虽然我们研究区域的农村灌溉区不为主要的大都市地区服务，但不用于当地农业的水可能会通过水的销售或径流到缺水的城市地区，给农村地区进一步的节约压力。
在西部的农业景观中，灌溉系统和野生动物最常被定位为争夺有限的水资源。然而，灌溉系统可以提供多种生态系统服务，特别是在干旱的生态系统中。传统农业系统可以增加植被覆盖和多样性，创造野生动物栖息地，补充浅层含水层，封存碳，改善空气和水质，保留暴雨水流，并控制洪水(Fleming et al. 2014)。由于渗漏和“回流”(农业用水对地下水的补充)可能会产生生境。水可能会被多次使用，因为它从高山上的灌溉流入地面，并在低海拔的小溪、渗水和泉水中再次出现(Peck和Levvorn 2001年，Weiner等人2008年，Welsh等人2013年)。研究表明，运河和其他灌溉基础设施的渗漏可以为2公里外的湿地和泉水提供大量的水(Sueltenfuss et al. 2013)。灌溉项目对科罗拉多前沿山脉的影响被描述为创造了一个“池塘点缀、绿化、高度丰富的城市-郊区-城市外围新景观”，在那里“人类创造的河岸/小溪/沟渠环境现在可能比自然河岸地区更加广泛”(Weiner et al. 2008:20)。
在中北部的Sierra山麓，池塘、湿地和其他水景也变得类似。灌溉区通常依靠淘金热时代(1849年)漏水的运河和木水槽，从社区在高山上建造的水库中引水。多达一半流经运河的水可能会通过其土质的地板和墙壁流失(Luckey and Cannia 2006)，通常会以渗水和泉水的形式向下坡流出，形成绿色区域和野生动物栖息地。此外，居民使用来自井、小溪和其他来源的水，将水洒在景观上，用于各种目的，并产生湿点。
加州黑铁路(Laterallus jamaicensis coturniculus;这是一种小型、隐秘的湿地鸟类，1994年首次在Sierra山麓被发现(Aigner等人，1995年)，尽管遗传证据表明它在该地区有历史存在(Girard等人，2010年)。该物种在加州被列为“受威胁”，主要出现在旧金山湾河口的大型湿地(通常为100公顷)(Richmond等，2008年)。然而，在Sierra山麓地区，黑轨动物主要栖息在尤巴县和内华达县的中海拔橡树林地和草原地带的小湿地(中值= 0.67公顷)上(图1)。黑轨动物依赖于小湿地，偏好常年有浅水流动的草区(图2)。黑轨动物最常占据的湿地位于有灌溉基础设施的土地上，特别是管道、运河和灌溉牧场(Richmond等，2008，2010)。其他依赖水的植物和动物也使用人造湿地。当漏水的管道被固定，或者土渠用水泥衬里，或者变成管道时，它们就会变干。
气候和土地利用的变化、干旱以及水资源竞争的加剧意味着在不久的将来可能会出现新的和不断变化的水资源保护政策。随着水供应的紧缩，在农业用水、野生动物和自然植被、多样的土地利用、减少火灾危险，甚至生活质量方面都会出现权衡。在这种情况下，了解土地所有者的用水和决策将有助于预测水可用性变化的影响，以及它们将如何反馈到山麓栖息地(Welsh等人，2013年)。
我们报告了一项关于节水政策对用水和生态系统服务的潜在影响的邮件调查结果。调查了黑铁路西兰山麓分布地区的土地所有者和物业管理者，以了解他们对水资源政策、教育和管理的态度，并预测为黑铁路提供栖息地的社会生态系统的变化可能产生的影响。除了标准的人口统计问题外，受访者还被问及他们的水源和使用情况，以及如果水的可用性或价格发生变化，他们会怎么做。
研究区域
研究区域是内华达山脉山麓1295平方公里的已知黑铁路分布(Richmond et al. 2008, 2010)。该地区海拔从15米到936米不等。黑铁路的栖息地位于从北到南的连绵起伏的橡树林地，低于Sierra的高海拔森林，高于加州中央谷的漫滩(图1)。该地区具有地中海气候，夏季炎热干燥，冬季凉爽潮湿，年平均降水量约60厘米，其中90%的降水量在10月至3月之间(Lewis et al. 2000)。该州农业和近3900万居民的大部分用水都流经山麓，包括地上和地下(O 'Geen et al. 2010)。频繁的干旱和夏季干旱期导致了很高的野火风险，特别是在灌木或树木繁茂的地区。
由于地形多样，夏雨稀少，土壤多为岩石和浅层，广泛的牲畜牧场在历史上成为最可行的农业形式。许多牧场主开始依靠灌溉牧场和鱼塘来补充夏季干燥的年度草原。
在近几十年里，曾经占主导地位的伐木和放牧经济被日益增长的住宅和城市发展所掩盖，包括向马里斯维尔(Marysville)、格拉斯谷(Grass Valley)和内华达城(Nevada City)等小城市中心辐射的低密度扩张，以及主要由来自萨克拉门托(Sacramento)和旧金山湾区(San Francisco Bay Area)的退休人员和远程工作者组成的住宅(Walker et al. 2003)。sierra中部山麓经常被描述为加州城市外迁和扩张的中心(美国环保局2009年，加州消防2010年)，减少和改变了黑铁路和其他原生野生动物的栖息地。受欢迎的是“牧场”，即占地一公顷或更多的房屋，人们可以在那里饲养马匹或小型牲畜，或者只是享受农村生活方式的便利设施。在过去十年左右的时间里，一些酿酒葡萄的生产已经进入了山区。旧的以生产为导向的土地使用与最近的城市飞行和远程办公相结合，导致了山麓社区的目标、经济支持来源和土地使用的多样性。水的用途也发生了变化和多样化。
大部分研究区域由数百英里的灌溉基础设施服务，它们属于两个灌溉区:内华达灌溉区(NID)和布朗斯山谷灌溉区(BVID;他们输送的大多是原水(未经处理的和不可饮用的)，作为从地区运河或管道的流量的导流(图3)。水购买者根据流量支付水费。流量由(可调)孔径的大小决定;一个大的光圈，允许更大的水流，比一个小的光圈花费更多。整个灌溉季节(4月至10月)的流量都是购买的，费用不取决于实际用水量。如果购水人关闭了运河或管道的出水口，水就会绕过物业。如果运河顶部的水流减少，或者运河早期的居民使用的水比平时多，那么下游的居民可能得不到预期的流量。在这两种情况下，赛季的费用都不会改变。
一些规模较大的物业继续购买20世纪之交建立灌溉区时分配的水，但绝大多数账户是近几十年开始的。在1976-1977年的干旱期间，BVID大约有30个客户。现在，不到40年之后，该地区的客户基础已经膨胀到超过1500人。NID和BVID输送水的能力受到流经沟渠的水量的限制;因此，新的灌溉用水分配有一个等候名单。
从历史上看，减少或停止购买灌溉水的客户往往会失去他们的水分配，因为分配被转移到那些在等待名单上的人。根据《加州水法》第1240条，用水用户必须将水用于“有益的用途”，以维持他们的分配。有益利用可包括特定水权所界定的农业、环境、工业或住宅用途。具体情况因地点和情况而异，因此有益使用的定义在某种程度上仍可加以解释。土地所有人都很清楚灌溉用水会增加房地产的价值，并希望表明他们在使用他们的水。
方法
2013年，研究区18名居民和2名灌区经理接受了采访，并制定了邮件调查。采用滚雪球抽样设计，最初的采访联系人是由加州大学当地合作推广人员和加州牧场保护联盟推荐的。邮件调查是在2013-2014年开发、预测试和执行的(附录I)。
在研究区域内，利用ArcGIS 9.0将每个县估计处的土地所有者过滤为土地所有者面积≥1.2公顷的土地所有者。少于1.2公顷的物业不包括在内，因为它们通常没有合适的生境。采用分层随机抽样方案，获得具有代表性的土地所有者样本。四个属性大小的地层，每个都有一个已知的采样强度，用来调整小和大属性数量的极端差异。地层的选择最初使用的是美国的测量系统(英亩)，但结果是以公制单位表示的。地层大小是基于其他研究中使用的数据进行比较(Ferranto et al. 2011)。4个属性大小类别分别为1.2 ~ < 4 ha(属性大小类别1);4公顷至< 20公顷(第二类物业面积);20公顷至< 81公顷(物业规模第3类);> 81公顷(物业规模第4类)。为了描述推断的研究区域人口，对数据进行加权，以匹配研究区域内的物业规模分布(Holt和Smith 1979, Atlas 2015)。 As a result, results from the sample can be considered representative of the study area’s private properties greater than 1.2 ha, and results are analyzed with inferential statistics and discussed accordingly.
调查工具的设计和实施采用了多波技术的Dillman定制设计方法，其中包括在第一次邮寄时提供两美元钞票的现金激励和一个在线选项(Dillman 1978, Dillman et al. 2009)。第一封邮件是在2013年秋天发出的，当时是加州连续第二年干旱。在发送到有效地址的734份问卷中，有407份已填写并返回，占比略高于55%。只有9人选择了在线选项。在删除不可用和重复的调查后，381个受访者的样本(占有效地址总数的52%)仍然存在。回应者的物业面积由1.2公顷至3238公顷不等，总物业面积为8387公顷。并不是所有的受访者都回答了每个问题，所以回答的数量因问题而异。因为大多数变量是序数或分类的，所以使用Chi-square (X²)检验来分析大多数数据，而使用z检验来分析超过两行的表的列比例。连续变量采用学生t检验。所有统计分析均采用SPSS v22.0软件包进行。 Differences at the P < 0.05 level were considered significant, though p-values for all those of P < 0.1 are reported.
附录1是调查的完整副本，尽管本文只使用了选定的问题。讨论回答时提供问题编号。李克特量表、是与否、持续回应和开放式问题被问及，如支付意愿(Q17;你能支付多少水价上涨?)和接受问题的意愿(Q18;建造湿地，你会接受多少钱?向谁收取?)。在其中两个关于用水限制和价格上涨的问题中，每个调查副本都将三种水价上涨中的一种作为选择实验:100%、50%和20%，询问他们会采取什么用水行动来应对灌溉用水价格上涨(Q16)。同样的方法也被用于减少用水，询问他们将如何应对从所有来源损失100%、50%或20%的水(问题19)。因此，三种可能的削减或价格上涨水平之一被呈现给每个受访者，随机选择。受访者还被问及他们如何应对2008年干旱期间的任何形式的减产(Q15)。本文使用的其他调查主题包括土地利用和管理，水的使用，用水的原因，水源，拥有土地的原因，湿地的态度和管理，受访者的人口统计。
结果
结果是整个研究区域的代表，已知分布的加州黑铁路在山麓，私人财产超过1.2公顷。
地主的特点
对人口统计问题的回答(Q42-50)显示，来自各行各业的土地所有者和管理者对调查做出了回应，包括那些纯粹为了美化或投资目的使用土地的人。土地所有者中64%为男性，82%已婚或与伴侣同居，87%的家庭年收入低于15万美元，12%的家庭年收入低于3万美元。他们的平均年龄为62岁，与加州对牧场土地所有者的其他调查结果相似(Huntsinger等，2010年，Ferranto等，2011年)。这些房产的平均拥有时间为18年。大约79%的业主全年都住在这里，14%的业主说他们根本就没住在这里，7%的业主一年中有一段时间住在这里。
报告中最常见的职业是“退休”，占总人口的三分之一以上(表1;Q47)。一些种植庄稼或拥有牲畜的土地所有者没有将自己定义为农民或牧场主，而是将“退休”、“自雇”或其他选择作为他们的主要职业。由于灌溉通常与畜牧牧场或农业有关，因此基于用水问题的类别包括“牲畜用水”和“作物用水”，在表1 (Q5)中。大约一半的研究区域为那些用水饲养牲畜的人所有(表1)。尽管只有11%的物业面积大于20公顷，但它们总共占了67%的土地。
大约一半(52%)的家庭在研究前两年(2011-2013;的事情;在购买水的公司中，49%从NID购买，40%从BVID购买，1人同时从两者购买。土地所有者还从该地区的其他八个区购买土地，其中从其他任何一个区购买的土地不超过3%。从人口统计学上看，从一个地区购买水的人与不购买水的人相似。在性别、婚姻/伙伴关系状态或缺席所有权方面没有差异。然而，购买灌溉区用水的人平均年龄稍大一些，拥有物业的时间更长，物业面积更大(总计约占研究区域的77%;表1)，并从他们的财产中赚取更多的家庭收入(表2)。农民和牧场主，以及那些使用水灌溉作物和牲畜的人，最有可能购买水(Q11, Q42-50;表1)。
公用水源
研究区域的土地所有者最常将水用于火灾危险管理和花园(Q5;图4)。井水被大多数土地所有者用于火灾危险管理、花园和灌溉牲畜;灌区水是灌溉牧场、填充池塘、通过支持绿色植被改善野生动物栖息地和种植作物的主要水源。每种用途的用水量尚不清楚。
黑轨栖息地最常被发现的是与灌溉区分配相关的水景属性。管道、作物、槽、池塘和灌溉牧场是研究区域最常见的与水有关的属性特征，其次是运河和沟渠、浅湿地和泉水(Q8)。正如预期的那样，拥有水景的土地所有者更有可能购买水(表3)，尽管很大一部分不购买水的土地所有者也报告了类似的特征。
池塘
在黑轨分布范围内(研究区域)超过33%的物业拥有池塘，超过80%的土地所有者购买水(Q6;池塘通常是由土地所有者创建或增强的。最常见的理由是为了美观和野生动物的利益。对许多土地所有者来说，观鸟、救火、维护财产价值、浇水和捕鱼也很重要(图5)。对一些人来说，节约用水很重要，因为池塘可以用来储存分配的未使用的水，以便在灌溉季节后或运河流量低时使用。受访者还指出，家庭保险政策可能包括有一个用于消防的池塘的折扣。
湿地
调查中提供了黑轨所使用的那种浅湿地的图像，近三分之一的土地所有者(32%)报告说拥有这些图像(Q20-Q26;表3)。在拥有浅山坡湿地的业主中，72%的业主没有排水或晾干湿地，也没有修复造成湿地的渗漏和径流。给出的主要理由是为了造福野生动物。其他原因则是因为湿地对鸟类有益，不会造成问题，具有美学价值，并为牲畜提供饲料(图6)。另一方面，湿地可能被视为浇水过多或漏水的标志。当水被循环利用、漏水被修复或水被转移到其他地方使用时，湿地可能会变得干燥。当使用更有效的灌溉方法时，小湿地也可能会干燥。因此，“节约用水”是排水或干燥湿地的主要原因。排干或清除湿地的其他常见原因是为了更好地将湿地用于未指明的目的，以及控制蚊子(图6)。
用水决策
土地所有者被问及影响他们用水决定的因素(第四季度)。节约用水、享受财产、野火危险、维持或增加财产价值、保留水分配以及水价等目标对决策的影响最大(图7)。创建或维护野生动物栖息地不在这个问题的选项中。
灌溉区域缩减的影响
研究人员询问2008年遭遇用水短缺的灌区买家的适应策略(第十五题)(n= 92)。几乎所有国家都报告已经采取了一些行动(图8)。减少灌溉牧场的用水，用井水代替灌区水，减少花园和作物面积是最常见的行动。大约10%修复了沟渠、管道、水坝或池塘的漏水。很少有人表示他们能够找到其他放牧地或从其他来源购买水。所有的土地所有者都被问及，如果他们的水供应，无论来源，在未来被减少，他们会怎么做(Q19;n= 334)。最常见的应对措施是减少作物和灌溉牧场面积，减少灌溉牧场用水。研究区域约5%的土地所有者表示，他们将不得不出售自己的土地。
平均75%的土地所有者表示，他们需要采取适应性行动来应对价格上涨:约31%的土地所有者将减少牧场的供水;20%将减少牧场面积;29%的人会用井水代替;8%的人会修理泄漏;0.5%会从其他来源购买水(第16季;n= 183)。虽然就用水而言，对三种价格上涨的反应没有显著差异，但购买水的数量对价格很敏感。当水价上涨20%、50%或100%时，受访者表示他们将减少购买水的比例分别约为16%、41%和51% (P < 0.001, X²，n= 381)。
在一个开放式问题中，那些使用灌溉区水的人被问及在他们改变用水之前，水价必须上涨多少(Q17)。平均价格上涨了25%，回答从1%到200%不等(sd = 30;n= 113)。近20%的人表示，他们无法适应这种增长，而那些能够适应的人报告称，他们将减少流向牧场、房屋美化和池塘的水(Q18;图9)。
对水的依赖
绝大多数业主关心是否有足够的水，并相信这对他们使用物业的能力很重要(第三季;对比那些购买和不购买灌溉区水的人，那些购买灌溉区水的人更可能同意他们有足够的水，但比那些不购买灌溉区水的人更担心他们是否能够适应水的减少，更担心干旱对他们谋生能力的影响(表4)。
讨论
本研究中的土地所有者和管理者与其他加利福尼亚硬木牧场所有者和管理者的研究相似(Huntsinger等人2010,Oviedo等人2012,Ferranto等人2011,2014)。他们重视其物业所提供的各种生态系统服务，并利用水来加强其中许多服务。景观变得越来越后生产力化，大多数人的大部分收入不是来自他们的土地(Huntsinger et al. 2010)。超过三分之一的人已经退休。该地区的牧场主和农民继续在相对“新来者”拥有的小型财产中进行生产活动，他们对自己的财产有不同的目标。由于调查结果外推到整个研究区域超过1.2公顷的私人财产，我们知道灌溉区用户和牲畜所有者共同控制着研究区域的绝大多数私人土地和黑铁路栖息地。灌区客户占土地所有者的不到一半，但拥有研究区域75%的土地。那些有牲畜的人拥有大约50%的研究区域，其中许多人也是灌溉区购买者，他们比那些没有牲畜的人更有可能以创造野生动物栖息地的方式使用灌溉。因此，影响农业土地利用和灌区水可用性的政策将对黑轨和黑轨山麓生境分布内的其他湿地依赖物种产生非常强烈的影响。
灌区出售的未经处理的水除商业农业外还有许多用途。土地所有者使用水的唯一最常见的动机是通过在旱季保持绿色植被(这是“防御空间”的一部分)和创建可以用于灭火的池塘来降低野火的风险。土地所有者也经常使用地区的水来提高他们的财产的娱乐和美感，使用它来造景、园艺、吸引野生动物、养马、游泳等等。灌区基础设施本身为居民提供文化生态系统服务。一个名为“拯救我们历史悠久的运河”的联盟正活跃在研究区域，致力于减少在建的运河管道和内衬。与管道或混凝土运河相比，居民更喜欢古老的土渠，因为它们提供了宝贵的美学和生态服务:流动的水和运河沿线的绿色植物，野生动物栖息地和潜在的火灾通道，从运河的下坡渗漏。
依靠湿地的野生动物和土地所有者的活动都受到灌溉区降雨和积雪波动的缓冲。在严重干旱的第三年，绝大多数用水购买者回答说，他们的财产仍然有充足的水。与此同时，正如Welsh等人(2013)所发现的那样，他们对丰富水资源支持的活动的依赖导致他们担心水资源减少或水价上涨。新的水资源分配的等待名单对当前的水资源分配持有者保持压力，无论他们是否需要。如果发现土地所有者浪费水或未能将分配的水用于“有益的用途”，灌溉区可以重新分配分配的水，鼓励土地所有者寻找水的不同用途。这种情况可以用一项调查的评论来总结:“我总是买两倍于我需要的水……我的保险政策。如果情况真的很糟糕，我会把泵的容量调到一半，然后就没事了。”
另一方面，政治和经济力量推动用户节约用水，包括州长要求减少20%的用水量，不断上涨的价格，以及干旱影响充斥媒体时的社会责任感。加州80%的水被农业消耗，这一事实很少被城市人口了解，经常被指责为水资源短缺的罪魁祸首。总的来说，研究结果表明，许多土地所有者倾向于采取节水措施以应对干旱和社会压力，但减少用水也减少了他们从土地中享受的利益。
水与野生动物的保护
研究表明，Sierra山麓的黑轨主要占据了由灌溉区基础设施(无论是有意还是无意)供水的湿地(Richmond et al. 2010)。目前尚不清楚这些灌溉湿地是在取代其他已经消失的湿地，还是它们是一种新的资源，使黑轨能够扩大其活动范围。在任何一种情况下，用于景观的水量的减少都会转化为栖息地的丧失，这是保护水和保护受威胁物种之间的直接冲突。然而，如何保存水是很重要的，因为并不是所有研究区域的水都对黑轨所使用的湿地有贡献。了解特定的水资源保护措施的水文效应对于设计不负面影响黑轨和其他野生动物的水资源政策很重要。
布朗州长2015年制定的用水限制影响了土地所有者对其财产的用水方式。假设灌溉区用水减少，最常见的应对措施是减少灌溉牧场和作物的面积或用水量，这反过来将减少灌溉小湿地的渗漏和尾水。土地所有者的水管理对湿地也有更直接的影响。节约用水是土地所有者报告的阻止渗漏和干燥浅层湿地的主要动机，而鼓励野生动物是保留湿地的主要原因(图6)。这生动地说明了湿地野生动物和灌溉用水保护之间的权衡，以及土地所有者重视的水支持的生态系统服务与国家减少用水目标之间的权衡。一些土地所有者评论说，如果他们减少用水，野生动物将受到伤害。例如，“我想池塘会受到影响，因为它养活了很多野生动物，所以我讨厌那里的任何变化。”此外，还有人认识到浅湿地和野生动物之间的联系，一位受访者评论说，“野生动物需要它们的水坑和小溪。”
由于严重干旱或保护政策，灌溉区用水的减少可能会导致土地所有者转向井水，正如在2008年削减时50%的土地所有者所做的那样。加利福尼亚最近才开始规范地下水的使用，其效果尚不清楚(Bates 2012)。BVID和NID和许多其他灌区一样，在水库中收集融雪和冬雨，供夏季使用。如果土地所有者从灌溉水转向地下水，不仅会增加地下水的抽取，而且会减少从灌溉水补给的地下水。此外，研究区域大部分为裂隙性硬岩含水层，这意味着地下水供应高度局域化和不稳定。因此，含水层通常很小，需要不断补给，相邻的井可能会争夺水。在这种类型的地质条件下，有一半的井产出的水只够个人生活用水(CDWR 2011)。此外，抽水的电力成本通常禁止在山麓地区大规模农业使用井水。
水的转移可能会引发干燥循环
研究区内的灌区受到法律的限制，法律要求水费只反映储水和供水的成本，包括维持现状的费用。不能为基础设施的应急或物质升级筹措费用。因此，灌区被迫寻找必要的资金，以改善其他地方的基础设施。最常见的两种资金来源是地方债券和“水转让”，即一次性将大量“过剩”的水出售给其他灌区或区外的市政当局，通常以高于该地区内的价格出售。通过减少渗漏来提高供水效率可能会腾出更多的水用于调水，从而为地方政府提供资金激励，以加强向当地客户输送水的基础设施建设。
如果通过管道、运河衬砌或修复渗漏使基础设施更加高效，那么新的住宅开发项目和调水项目就可以获得更多的水。转让销售可以为改善供水基础设施的效率提供资金，进一步减少向当地生态系统泄漏的水。这种当地的降水是水资源保护努力的意外结果，这给本已干旱的景观和依赖“漏水”的水基础设施造成的池塘和湿地的野生动物物种带来了更大的压力。对更多由气候引起的干旱的预测将加剧这种干涸的反馈循环，创造更多的动机来保护水资源，减少野生动物的栖息地。
猜测的解决方案
我们认为，用水来维持重要的栖息地不应被视为地区或土地所有者层面的“浪费”。然而，一些池塘和湿地可能提供比其他更有价值的栖息地。一些湿地可以在干旱期间干燥，然后在适应性管理策略中恢复(Downard et al. 2014)。可以利用清查和监测来选择应在干旱期间保持的高度优先生境。
灌溉区、土地所有者和物业管理者需要推广、教育、激励和创新项目，以保护野生动物栖息地，同时减少用水。可以利用为土地所有者提供资金的现有激励来源。例如，环境质量激励计划(EQIP)是一个联邦项目，它向实施环境积极改善的土地所有者提供成本分担，如维护对濒危两栖动物有价值的鱼塘(USDA NRCS CA 2016)。土地所有者同意以保护动物的方式进行维护活动。EQIP的资金可以用于有效地引导灌溉和牧场径流进入能够支持黑轨的湿地。另一个例子是，地方政府经常要求土地开发商在实施诸如住宅开发(研究地区正在进行的一项活动)等项目之前，为保护缓解提供资金。这些资金可以用于维护湿地和鼓励对野生动物友好的水资源管理。
根据本研究中采访的灌区员工，目前灌区在修复渗漏或泄漏之前，没有对黑轨使用的湿地进行调查。这种活动被认为是例行维护，可以完全不受加州环境质量法的约束，否则就需要对潜在的负面影响进行监测。这种做法似乎也适用于基础设施的改善，如内衬或管道运河，这意味着在管理人为湿地时，黑轨和其他野生动物实际上是隐形的。除非出现不可预见的法律挑战，否则这种情况很可能会持续下去，因为灌区越来越多地用更“高效”的基础设施取代土渠，以节约用水。
结论
灌溉牧场和填充池塘所创造的湿地是一种生态系统工程形式，为畜牧业或土地所有者的享受而创造，同时也为野生动物提供栖息地(Jones et al. 1994, Huntsinger和Oviedo 2014)。随着加州的水资源越来越少，未来的保护挑战是平衡一个好处(水保护)和另一个好处(栖息地保护)。不幸的是，与保护我们可观的和日益重要的人为野生动物栖息地相比，目前水资源保护背后的政治压力更大。国家为保护水资源而采取的严厉干预措施很可能会造成许多意想不到的后果，包括生物多样性和环境质量的丧失。
关于灌区如何在其管辖范围内和以外运输和分配水的新规定，可能会在很大程度上重塑提供水基生态系统服务的关系。布朗州长2015年4月1日的行政命令要求农业用水用户向州监管机构报告更多的用水信息，增强了该州打击非法调水、浪费和不合理用水的执法能力。此外，该命令简化了自愿调水的审查和批准过程，并鼓励开发新技术，以提高加州的用水效率(加利福尼亚州2015年)。这些政策可能会加速土制运河的衬砌和管道建设，这些运河目前在夏季维持着绿色植被，补充地下水，并通过渗漏形成小型湿地。虽然湿地地区享有一定的环境保护，但黑轨使用的许多小湿地都太小或太浅，大多数人不认为是湿地。它们不仅是偶然产生的，而且出于政策和监管目的，它们在很大程度上被忽视了(Hruska et al. 2015)。事实上，在这项研究过程中，一个泄漏被固定在用作野生动物保护区的公共土地上，消除了已知的黑铁路栖息地。
如果没有政策和项目来规范或激励灌溉区保护由渗漏产生的小湿地栖息地，许多小湿地的命运将取决于个别土地所有者关于如何管理水的决定。山麓灌溉提供了许多“非市场”生态系统服务，这些服务很少被考虑到灌溉系统的评估中(Bakker和Matsuno, 2001年)，但仍然对土地所有者的用水决策有很大的影响。例如，许多受访者购买灌溉水，尽管他们从这些水的使用中只赚很少或没有赚到钱。土地所有者种植家庭花园，为娱乐和/或为家庭饲养马匹或其他牲畜，为娱乐和视觉吸引力建造池塘，并在干燥的夏季保持绿色植被，以降低野火风险。这些对水的利用，是许多调查对象对农村生活的吸引力的一部分，也促成了支持黑轨的人为景观。它们也是“非生产性”的用途，对当地环境或居民的价值可能不会被州监管机构或寻求增加供水的沿海发展中城市所认识。
要求全面减少用水的节水政策与山麓灌区基础设施或分配政策的局限性不相适应。土地所有者对在干旱期间放弃部分或全部分配的土地持谨慎态度，以防无法收回，灌溉区也很难知道如何调节基础设施系统的流量，因为基础设施系统只有在满水量时才会运转。在2014年和2015年，NID为客户提供了当年减少用水的选择，同时保留了未来购买全部分配的水的权利。这一政策，以及对地区水库流出的水流进行更密集的监测，已证明是干旱期间灌溉地区节约用水的重要来源。
虽然在干旱期间保存水资源是必要的，但长期的脱水破坏了提供湿地栖息地的社会生态系统。如果要在水资源保护工作中得到保护，这些湿地必须以某种方式让灌溉区和州监管机构看到。土地所有者在很大程度上欣赏野生动物和小型人工湿地的绿色植被，但如果价格上涨或水资源短缺迫在眉睫，他们目前没有动力去维护它们。
当前和未来对水的需求，以及在如何分配水的问题上的冲突，给灌溉区增加供水系统的效率，给土地所有者减少用水带来了压力。干旱可能会使水资源保护变得更加必要，而城市的发展增加了当地对水资源的需求，以及利润丰厚的水资源转移。意想不到的后果是对加州黑铁路很重要的湿地的丧失，而且，在许多居民看来，由于渗漏的运河和径流支持的绿色植物，以及居民有意的应用，干旱和气候持续变化，火灾危险增加。
未来水资源保护的政策和治理框架应包括认识到为野生动物提供栖息地是一种重要的、有益的水利用方式，并优先考虑在干旱时期维护栖息地区域。黑轨地区的大部分栖息地是由丰富的水资源、一种特殊形式的农业、一个历史事件——在这里是淘金热——以及一种濒危鸟类的需求交汇而成的。这段历史应该被认识和利用，而不是在急于“节约”水的过程中，通过解开创造这一景观的社会生态系统。
致谢
我们首先感谢许多人花时间填写我们的调查并与我们见面。我们也感谢我们的审稿人的有益建议和编辑。该项目由美国国家科学基金会人类自然系统耦合项目资助，项目编号1115069，工作景观中的湿地，由Steve Beissinger教授担任首席研究员。我们感谢研究生研究员Luke Macauley和Gareth Fisher在GIS分析和实地采访方面的帮助;研究生调查员Nathan Van Schmidt帮助我们定义和测量研究区域;Lesa Osterholm的评论和建议;以及北京大学访问学者李艳波，感谢她在野外工作中的帮助。自然资源学院的本科生研究资助项目支持安迪·王帮助进行GIS分析。J.L. Oviedo参与这项研究也得到了西班牙教育、文化和体育部Salvador de Madariaga项目(资助号PRX16/00452)的资助。
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