研究

适应性路径和耦合的基础设施:墨西哥城七个世纪以来对水风险的适应和脆弱性的产生

• 摘要
• 简介
• 理论背景
  • 城市的脆弱性、韧性和稳健性
  • 人主导的耦合基础设施系统(CIS)中的决策周期
  • 耦合的基础设施路径
• 墨西哥城的耦合基础设施路径
  • 人类住区途径
  • 供水途径
  • 排水和洪水风险通道
  • 相互关联的风险
• 讨论
• 结论
• 对本文的回应
• 致谢
• 文献引用

介绍

在城市化的人类世中管理风险是21世纪最大的挑战和机遇之一。人口以及社会、文化、经济和基础设施资本在城市的集中，意味着它们特别容易受到从恶劣天气到人类迁移等各种冲击和压力的灾难性损失和失败。基础设施，即使系统能够运作的结构和设施，对于减少和产生漏洞至关重要。城市是建成的系统，依靠硬基础设施(如建成的环境)和软基础设施(如政策、项目、知识和社会关系)来调节社会-环境相互作用，特别是环境风险。来自系统和复杂性科学的见解表明，适应性，即增强系统对威胁的鲁棒性的努力，不可避免地产生新的脆弱性和脆弱性(Csete和Doyle 2002, Anderies 2015一个， Carpenter et al. 2015)。同样，跨学科社会科学和政治经济学研究的发现也得出结论，内生的社会过程会导致脆弱性(Adger and Kelly 1999, McLaughlin and Dietz 2008)。然而，面对日益增加的不确定性、日益加剧的环境变异性和加速的变化，城市决策者和学者倾向于将城市脆弱性视为外生压力源的产物。

我们认为，城市行为者(尤其是那些有权力和权威的人)如何感知、解释和应对脆弱性是系统动力学的一个关键内生驱动因素，随着时间的推移，系统动力学塑造和重塑了脆弱性和对新的和现有威胁的鲁棒性。城市决策者在努力降低风险的同时，对紧急威胁的反应也会增加城市的脆弱性。这些行为者对系统动态、鲁棒性和脆弱性的响应的影响，通过对长期适应路径的分析，包括事件、决策和行动，得以明显体现。在城市适应21世纪挑战的过程中，必须了解系统动力学和人类能动性是如何随着时间的推移相互作用的，以确定今天的适应路径的轮廓。这些途径反过来又会增强或限制未来的韧性。尽管“弹性”一词在应用于城市环境时通常是在规范意义上使用的(Fernández等人，2016,Meerow等人，2016)，但我们使用该术语来描述系统状态。为了清晰起见，我们定义了表1中使用的关键术语，并参考其他来源对这些概念进行深入讨论(Wisner et al. 1994, Turner 2010, Anderies et al. 2013)。

通过700年来墨西哥城对水风险的适应，我们追踪了系统动力学和决策过程之间的相互作用，重点关注政府当局的决策周期。决策周期(见表1)包括影响考虑哪些适应选项、如何做出决策以及决策产生的直接后果的因素，这些因素不可避免地影响后续的适应路径，从而导致下一个决策周期(Wise et al. 2014)。决策周期本身可以跨越数月甚至数年，这取决于任何行动之前所需的规划和投资的程度，以及决策影响的时间遗产(Stafford Smith et al. 2011)。我们的分析强调了墨西哥盆地的决定，这些决定改变了SES的生物物理、社会和/或经济性质的功能和结构，或进一步巩固了现有的适应途径。由这些连续的决策周期所产生的路径依赖性最终限制并在某些情况下决定了墨西哥城水管理的一种特殊方法。

我们从两个角度来审视这段历史。我们利用了健壮性-脆弱性权衡的概念(Anderies 2015b)，以了解系统干预之间的反馈如何降低风险会产生新的漏洞。我们将这一概念与适应路径(Wise et al. 2014)相结合，后者关注激励重大基础设施投资的决策周期的演变。利用这两个视角，并借鉴历史记载、考古证据和关于水、工程和文化史的原始研究，我们说明了城市管理者最初认为是外生的威胁如何随着城市适应风险、规模和复杂性的增长而变成内生的。这些威胁随着决策者在不同的政治、环境和经济压力背景下控制风险和维护其权威的努力而动态出现。

我们不是第一个讲述墨西哥城及其周边盆地管理的人(Palerm 1973年，Sanders等人1979年，Ezcurra等人1999年，Gayon Cordova 2000年，Castro 2006年，Connolly 2007年，Candiani 2014年)。尽管如此，我们认为，通过这些镜头重新解释众所周知的墨西哥城社会和水文发展叙事，可以洞察当代关于难以捉摸但必须追求的城市韧性和可持续性的辩论。这种方法所产生的见解在当今城市适应与气候变化相关的威胁时尤其重要，如水资源短缺、洪水、排水和其他挑战(Muller 2007年，Hunt and Watkiss 2011年，Leichenko 2011年)。beplay竞技通过研究系统动态和人类代理的相互作用如何共同塑造墨西哥城的城市发展轨迹和脆弱性模式，我们可以开始解决关键问题:

• 城市系统如何长期适应环境风险?
• 城市管理者从过去参与者应对环境风险的方法中吸取了什么教训?
• 在关键决策点上，要处理哪些环境过程，为什么要在这些时刻处理?
• 何时以及在何种情况下，极端环境，即重大干扰时刻，会动员行动和干预?
• 社会和政治因素在这些决策周期中的作用是什么?
• 哪些决策形成了路径依赖性，后果是什么?

理论背景

城市的脆弱性、韧性和稳健性

作为复杂的适应系统，城市表现出突现性、非线性发展轨迹和反馈机制，其中建筑环境和物质流动与文化、经济过程、社会组织和决策相结合(Ernstson et al. 2010)。尽管通过城市规划对社会互动进行了最好的尝试，但城市很难管理:它们的结构和功能来自跨尺度、子系统和分散的地理位置的多重互动，而它们的边界是流动的和难以捉摸的(Boone et al. 2014, Henderson et al. 2016)。与自然系统相比，城市系统严重依赖于建设和维护人工的、通常是公共资助的基础设施。这种基础设施可以是软的(如政策)，也可以是硬的(如道路、管道和桥梁)，调解与自然环境的相互作用。已建成的公共基础设施在城市系统中的定义作用表明，将城市构建为耦合基础设施系统(CIS)的效用，这是一类类似于社会-生态系统的系统，但基础设施动态在其中扮演着中介交互的重要角色(Anderies等人，2016年)。

独联体框架概述了五类基础设施之间的系统组成和相互作用:(1)人类(知识)，(2)社会(社会关系)，(3)自然(生态系统)，以及前面讨论的(4)软基础设施和(5)硬(建造的)基础设施。该框架最初应用于灌溉系统(Anderies 2006, Cifdaloz et al. 2010, Yu et al. 2015)，通过不同的软硬基础设施管理环境差异的人类努力导致了健壮性-脆弱性的平衡(Csete and Doyle 2002, Chandra et al. 2011, Anderies and Janssen 2013, Anderies 2015)b)．投资硬基础设施以使系统能够应对特定风险，例如建造堤坝保护城市不受洪水侵袭，往往会增加系统的材料刚性，这可能会导致出现隐藏的漏洞，直到系统失效。尽管这一见解并不新鲜(参见White 1945关于“堤坝效应”和洪水风险的论述)，但在短期和短期内降低风险的目标驱动下，人类继续用硬基础设施管理环境差异。然而，从长远来看，由此导致的灵活性降低往往会增加系统的脆弱性(Carpenter et al. 2015)。稳健性-脆弱性权衡的概念已被应用于多个考古案例和农村CIS (Hegmon等人，2008年，Cifdaloz等人，2010年，Nelson等人，2010年)。从这些案例中吸取的教训强调了恢复力的成本和消除脆弱性的不可能(Schoon et al. 2011)。消除脆弱性在城市环境中变得更加站不住脚。关于恢复力的研究认为，当系统变得越来越相互关联(Holling 2001)或走向崩溃(Tainter 1990)和在适应周期中更新(Gunderson和Holling 2002)时，对一种新风险的脆弱性会增加。然而，今天全球化和相互关联的城市集团并没有崩溃，而是通过远距离转移大量资源和信息，将城市人口和决策与遥远地方的资源动态联系起来，继续适应环境(Seto等人，2012,Liu等人，2013)。

尽管城市管理者可能认为他们的行动减轻了城市作为一个连贯系统的脆弱性，但我们从历史中知道，他们经常优先考虑特定的人群。在高度互联的城市中，减轻一个人口或一种威胁的脆弱性可能会产生意想不到的后果。耦合基础设施系统中人为代理的不均匀分布(Davidson 2010, Brown和Westaway 2011)确保了人为增强健壮性的努力保证使某些群体比其他群体更受益，并反映了特定的风险愿景。作为人类主导的系统，城市是由有影响力的社会行为者和群体的意志、意图和代理塑造的(Davidson 2010, Manuel-Navarrete 2015)。人类决策动态决定了这些系统如何适应和应对环境压力，以减轻或产生脆弱性的方式，并影响城市的弹性和鲁棒性的表现(Romero Lankao和Qin 2011, Eakin et al. 2017)。随着时间的推移，这些决定形成了形成独联体演变的发展路径。因此，为了更全面地理解城市系统的变化，我们将鲁棒性-脆弱性权衡概念与适应路径方法结合起来，后者侧重于适应决策的人为代理和驱动因素。

人主导的耦合基础设施系统(CIS)中的决策周期

尽管历史上有一些值得注意的例子(钻石2005)，但现代城市很少倒塌。随着城市在空间、经济和资源消耗方面的发展，它们被迫将曾经的外部风险内化，并应对新的外部威胁。因此，我们没有将城市变化概念化为跨尺度的非线性增长和更新周期(Holling 2001)，而是应用了适应路径的概念(Leach等人2007,Haasnoot等人2013,Wise等人2014)。人们通过权力关系和决策来创造和塑造这些路径:小的、渐进的、通向更大目标的决策，以及具有较长“决策生命周期”(即先导时间和结果时间的总和;或者，为做一个决定而准备和收集信息需要多长时间，这个决定的影响会持续多久;Smith et al. 2011, Wise et al. 2014)。重大决策值得强调和分析，因为它们塑造了系统的适应途径，并可能从根本上改变系统。在城市环境中，决策周期围绕着重大公共基础设施投资决策。在我们的分析中，决策周期始于一个事件，如自然灾害、一个政治机会(选举、庆祝活动)或新信息，这些事件突出了风险或脆弱性，从而引起行为体(在这种情况下是城市当局)的反应。参与者首先寻求信息，以决定如何最好地降低风险。 What kind of information they seek, and how they evaluate it, will depend on the dominant frames and narratives at that moment in history, shaped by past decision cycles. The cycle ends after the determined action is implemented. The consequences of the action taken in a given decision cycle will shape the options available in the next cycle, because it sets the development pathway that ensues. In other words, decision cycles are embedded in the cultural, political, environmental, economic, and developmental contexts of the moment, but are heavily determined by the decision cycles that preceded them and will shape the decision cycles that follow. In urban CISs, the decision pathways that tend to increase soft and hard infrastructure, staffed by people who could lose their jobs, becomes self-reinforcing. Positive feedbacks, path dependency, and system inertia, i.e., fundamental features of any social-ecological system, put CISs at risk of lock-in or a rigidity trap (Schoon et al. 2011, Wise et al. 2014).

适应不仅仅是对环境反馈的技术反应。相反，它们受到政策、规范和社会关系的制约，这些都是通过政治进程、治理安排(Eriksen and Lind 2009, Eriksen et al. 2015)和权力(Avelino and Rotmans 2009)过滤的。适应是治理过程的一部分，通过它，利益攸关方聚集在一起交换信息并做出决策。在这些情况下，行为者之间的权力动态形成了关于脆弱性的主导叙述，以定义威胁、哪些因素产生威胁、谁或什么是脆弱的，以及可用或可取的应对选项。脆弱性如何定义，由谁来定义，会对后续决策产生很大影响(Wise et al. 2014)。

适应途径的概念强调社会动力和人类在适应中的作用，而不强调每一个决定可能产生的生物物理和环境反馈。然而，当结合强调生物物理和环境反馈对人类行为施加的约束的弹性和健壮性视角时，适应途径有助于解释城市基础设施在长期产生脆弱性方面的核心作用。

耦合的基础设施路径

结合关于鲁棒性脆弱性权衡和适应路径的见解，我们认为，这是由硬基础设施和软基础设施调节的系统动态和反馈的结合，以及影响城市作为一个CIS的未来轨迹的决策过程。这种基础设施路径耦合方法有助于理解城市适应，它强调:(1)人类行为的时间动态，(2)由公共基础设施调节的生物物理反馈如何影响适应选择和路径依赖。换句话说，路径方法说明了社会动态如何调节系统对扰动的响应，并将这些动态置于其历史轨迹中(参见Csete和Doyle 2002中的鲁棒反馈控制，Anderies 2014)。图1展示了这种概念性方法。通过结合这两种方法，我们可以阐明由决策周期产生的反馈如何为整个系统以及复杂系统中的特定子群体和位置创建、加强或减轻脆弱性。随着城市的发展和对基础设施的投资，系统动力学会产生反馈，在各种适应途径中产生回响。这意味着，必须以长远眼光协调管理相互关联的风险。如果做不到这一点，就像我们在墨西哥城所说明的那样，可能被证明对一种或多种相互关联的风险不适应。检查健壮性-脆弱性的权衡有助于概念化这些联系。

墨西哥城的耦合基础设施路径

墨西哥城位于墨西哥盆地，一个高平原地区(2240 masl)，包括首都和周围的墨西哥州，伊达尔戈，特拉斯卡拉和普埃布拉。该盆地被山脉包围，没有自然出口，地形导致了5个浅水湖的自然形成，3个咸水湖和2个淡水湖，在被排干之前覆盖了1500平方公里的盆地地面。该流域含水层的补给发生在流域高海拔地区天然森林覆盖的斜坡上，而较低流域的湖泊粘土(墨西哥城就是在其上建立的)具有高度压缩性，并形成一个含水层(Marsal and Mazari 1962, Ezcurra et al. 1999, Bojórquez Tapia et al. 2000)。在过去的700年里，墨西哥城已经从一个拥有100万居民的大都市发展成为一个拥有2200多万人口的特大城市。在此期间，它一直是该地区(并最终成为国家)的政治、经济、文化和工业中心。这种增长显著改变了调节洪水和为城市居民提供饮用水的自然基础设施。自城市建立以来，其政治领导人和工程师们先后用人造公共基础设施取代了自然基础设施，包括硬基础设施(如管道、水泵、排水沟和水坝)和软基础设施(如治理机制)，以适应日益增加的水风险(见图2)。

墨西哥盆地的转变和城市本身的持久性，源于管理城市增长、供水、废水管理和洪水风险的关键决策。我们研究了定义盆地轨迹的主要决策周期，并参考了其他来源，以了解其复杂历史的更多细节。每一个适应的决定都是在之前的决定所形成的背景下发生的。因此，城市对水风险的适应最好被理解为一系列连续的决策周期，它们定义了一个适应路径，这限制或决定了未来的决策。我们从三条不同的路径来追溯墨西哥城的适应历史:人类住区、饮用水和洪水风险管理。我们展示了随着城市人口、面积和复杂性的增长，这些不同的适应路径如何变得越来越依赖于路径并相互关联，以及城市决策者应对风险的稳稳性-脆弱性权衡如何随着时间的推移而产生越来越大的后果。

人类住区途径

墨西哥城的历史始于墨西哥人，他们是阿兹特克人的最终军事领袖，阿兹特克人是墨西哥盆地的一个强大的土著团体联盟，管理着一个复杂的贸易路线、市场、朝贡省份和社会权威网络(Gibson 1964年，Escalante Gonzalbo 2013年)。1325年，墨西卡人做出了一个关键的决定，在一个咸水浅湖中央的小岛上建造了他们的城堡，那里的清洁饮用水有限，而且他们很快就知道，经常遭受洪水的侵袭。墨西卡人把他们的首都México-Tenochtitlán建在这个岛上的动机是有争议的。它们可能受到其防御优势(Lombardo de Ruiz 2000年)、交通、粮食资源和其他自然基础设施(Parsons 2006年)或多种因素的综合影响。宗教可能也发挥了作用:根据传说，Huitzilopochtli神告诉墨西卡人，他们应该在一个地方定居，在那里他们看到一只鹰栖息在一棵nopal仙人掌上，嘴里叼着一条蛇;这一愿景在Tenochtitlán岛上实现了(Castañeda de la Paz 2005)。不管他们的动机是什么，这一决定开启了一条适应性道路，使墨西哥人在岛上发展成为一个繁荣的城市，拥有令人印象深刻的基础设施。为了养活不断增长的城市人口，他们扩大了chinampa农业系统，一个高产的湿地农业生态系统(Armillas 1971)。他们建造了堤坝、水闸和引水渠，将淡水引入，将盐水排除(Parsons 1976, Pozo 2010, Morehart和Frederick 2014)。然而，为了确保他们获得淡水和其他资源，他们暴力控制了邻近的领主和进贡人口(Gibson 1964, Ezcurra et al. 1999, Knight 2002)。

人类定居的第二个关键决策周期始于1521年的西班牙征服。西班牙征服者，以Hernán Cortés为首的盆地新领导人意识到Tenochtitlán的地理位置带来的困难(García Acosta et al. 2003)，并看到了Tenochtitlán的生存基础chinampa农业系统的有限价值(García Martínez 2004)。然而，政治上的考虑占了上风:Cortés没有在更坚实的土地上建立西班牙首都，而是决定在Tenochtitlán的废墟金字塔上建立新西班牙的首都，以获得防御优势和政治象征意义，以建立在该地区的统治地位(Lombardo de Ruiz 2000)。大约三十年后，殖民当局才意识到这一决定对环境的全部影响:西班牙人在征服墨西卡河的过程中摧毁了许多已建成的水文基础设施。因为他们不理解这些作品，他们未能维护它们。1555年，一场大洪水摧毁了这座城市(García Martínez 2004，卡斯特罗2006)。

第二次洪水发生在1556年，标志着第三个重大决策周期的开始。作为回应，殖民地当局考虑迁都。他们认为重新安置这座城市太昂贵了，就留下了(DDF 1975)。这一决定导致了一个世纪以来墨西哥盆地的城市扩张和改造，以适应西班牙人的经济优先次序，并保持社会文化和政治主导地位。殖民者依靠马而不是独木舟来运输;他们的食物依赖于普埃布拉和勒尔马山谷的庄园，而不是奇昂帕。他们砍伐山上的森林，为殖民地的建筑提供木材，包括供水基础设施(Aguilar Santelises et al. 1997)。滥砍滥伐造成了水土流失，使运输运河和湖泊充满了沉积物。这提高了湖泊水位，增加了径流，减少了地下水渗入，加剧了洪水(Domínguez Mora 2000)。

第四个决策周期是在1629年由另一场毁灭性的洪水引发的，这场洪水导致3万人死亡，持续了5年(García Martínez 2004, Candiani 2014)。大约5万名居民离开了这座城市。殖民当局再次讨论迁都问题，并以传统、宗教、爱国主义、如果迁都，教会和富人的经济损失等为由，再次决定迁都(García Martínez 2004)。

在整个殖民时期，这座城市经常受到斑疹伤寒和天花的侵袭，影响着社会各阶层:工人阶级、土著居民、宗教和经济精英(Cooper 1965, Acosta 1993, McCaa 2000, García Acosta et al. 2003)。这些事件强化了居民和决策者对水的负面看法，以及他们想要排干盆地湖泊的愿望(Cooper 1965, Agostoni 2003)。为了改善公众健康，即使在1803年引入疫苗之后，这仍然是一个挑战，卫生设施成为日益紧迫的问题。然而，在沉重的殖民建筑的重量下，城市正在下沉到柔软的湖泊土壤中，这加剧了排水和洪水问题(Martínez 1980引用Connolly 2007)。

1886年，第五个决策周期开始了，当时国家领导人准备在墨西哥城举办墨西哥的百年庆典，在此期间，外国政要将见证墨西哥作为一个现代国家的到来。城市管理人员决定将暴雨排水和卫生排水渠结合起来，从下沉的城市中疏散停滞的人类排泄物格兰运河(伟大的运河)。这条运河将墨西哥城的废水和湖水从盆地中输出，是解决洪水和卫生问题的永久性解决方案(Agostoni 2003年)。1910-1929年墨西哥革命后，国家工业化政策和土地改革加速了城市的扩张(见图2、3;克鲁兹Rodríguez 1995，戴维斯2010)。

在第六个决策周期中，城市管理人员对1930-60年代急剧的城市化作出反应，这是国家和城市一级的经济和土地使用政策直接和间接推动的。为了解决这种扩张的后果，城市政府将非法定居点合法化，并发展公共地铁系统，这进一步促进了城市的发展(Davis 2010)。主要的住房项目(如Miguel Alemán和Tlatelolco，到1985年在100多栋建筑中容纳了8万人)都是在这段时间建造的(Davis 2010)。然而，到了20世纪70年代末，糟糕的空气质量、下沉和恶化的供水基础设施导致官员们试图通过新的软基础设施，如法律、公共机构和规范非正式定居点和扩大住房信贷的项目，来控制城市增长和中心城市的密度(Connolly 2007, Schteingart和Salazar 2010)。

第七个决策周期开始于20世纪70年代末，当时由于人口、交通和工业化的增长，这座城市经历了糟糕的空气质量和不断减少的水资源。决策者首先建议设立“自然保育区”(Suelo de Conservación)，以保护城市的分水岭和改善空气质量。1992年批准，该区域包括59%的墨西哥城(Connolly 2007, Sheinbaum Pardo 2008)。然而，这些政策只提高了土地价格，并矛盾地扩大了大都市地区，将穷人推到城市边界以外的地方，进入墨西哥州，那里的城市化率如今高达每年2%(见图3)。不受控制的城市扩张继续困扰着城市的发展，越来越需要州际协调来解决生活在大都市地区的2200多万人口迅速增长的资源需求。

供水途径

墨西卡人知道，要在盐湖环境中定居，就必须从邻居那里进口新鲜的泉水;如今，水的进口仍占该市供水的30%。这条道路的第一个决定是在1381年建造城市的第一个木制引水渠，从查普尔特佩克的泉水输送水。依靠其他社区的淡水资源需要对物质和社会基础设施，特别是政治关系进行投资，这使城市容易受到社会冲突和硬基础设施故障的影响。缺水和偶尔的干旱引发了激进的军事行动，血腥的花战(guerra山脉以西)。15世纪后期，墨西哥的领袖阿惠佐托尔在这条道路上扩展，决定从Coyoacán和Churubusco的泉水进口水，以提高墨西哥湖不断下降的淡水水平。Ahuizotl拒绝听取Coyoacán的领袖Tzotzoma关于强大的泉水将淹没Tenochtitlán的警告，并以违抗命令的罪名处决了他。1499年，引水渠确实泛滥，摧毁了这座城市。墨西卡的领袖们随后封住了泉水，重建并抬高了这座城市以及Nezahualcóyotl堤坝(Legorreta Gútierrez 2006)。这不会是最后一次，一个领导人不顾当地的建议，试图增加供水的稳定期，结果被证明是不适应的，并增加了城市的洪水风险。

第二个决策周期的标志是向西班牙殖民统治的政治过渡，在此期间，城市的决策者遵循墨西卡人的战略，征服流域内的土著社区，以获得他们的泉水供应，并重建引水渠向城市输送水。然而，到1870年，泉水的数量已不足以满足日益增长的城市需求(Gayon Cordova 2000年)，古老的渡槽阻碍了现代交通系统的发展。

这种僵局导致了19世纪末的第三个决策周期，城市当局减少了对公共水基础设施的投资，精英阶层增加了对私人地下水井的投资，以补充地表水供应(Castro 2006, Legorreta Gútierrez 2008)。随着城市当局和居民将地下水作为城市的主要水源，在抽水技术的进步帮助下，适应途径发生了转变。尽管抽取地下水有助于满足日益增长的人口对水的需求，但它加速了下沉，尽管采取了流域保护措施。

在20世纪20年代中期，第四个决策周期开始了，著名专家的早期报告将沉降与地下水开采联系起来(Carrillo 1969)。然而，这一知识最初被忽视，地下水抽取增加，直到20世纪40年代(马绍尔和马扎里1962年，马绍尔1992年)。从1930年到1960年，下沉速度增加到每年18厘米，破坏了城市的硬基础设施，包括排水系统，并增加了洪水风险(图4)。正如600年前Coyoacán的泉水进口一样，用一种新的水源(在这种情况下是地下水)来增加供水被证明是不适应管理洪水风险的。1940年，城市管理者终于对日益严重的下沉问题做出了回应，暂停在以前的湖底附近抽取地下水。然而，在城市周边地区，抽水仍在继续，直到1954年，所有联邦区的抽水都被禁止，结束了这个决策周期。只有到那时，地面沉降才有所减弱。

1952年标志着第五个周期的开始。为了应对主要由于工业化而导致的城市日益增长的用水需求(Aboites Aguilar 2009)，联邦政府决定从邻近的墨西哥州的Lerma流域进口地下水，试图减缓下沉，结束城市对当地地下水的依赖。随着需求的持续增长和城市的扩张，通过精心设计的水泵和渡槽系统，这座城市再次依赖于政治边界之外的水源。供水方面对饮用水管理的关注得以持续，工程师们认为水的进口对于应对人口增长是不可或缺的(González Reynoso 2016)。

到了20世纪70年代，第六个周期开始了，市政府和联邦政府再次通过进口水和钻更多的井来应对日益增长的用水需求。水管理人员拒绝了水处理和重复利用的建议，这些建议可以提高用水效率和节约用水。相反，从1982年开始，他们再次决定从更遥远的库扎马拉流域进口地表水(卡斯特罗2006年，OCAVM 2010年)。与墨西卡时期一样，这些转移引发了社会冲突和政治抵制(Perló Cohen and Gonzalez Reynoso 2005)，但很快，这座城市30%的供应依赖于这些外部来源。进口水变得越来越昂贵，效率也越来越低:抽水上山需要消耗大量能源，地面沉降破坏了基础设施，导致漏水和水流失。因此，从Lerma系统的进口从20世纪50年代的15立方米/秒下降到今天的5立方米/秒以下(Delgado-Ramos 2015年)。

尽管如此，从附近的流域进口水并没有达到减少当地地下水依赖的预期效果。在1974年严重干旱的阵痛中，政府解除了暂停开采地下水的禁令，并增加了水井的数量。这一决定也有政治动机:占主导地位的政党革命机构党(PRI)，准备在即将到来的选举中通过解决水危机在墨西哥城获得选票(戴维斯2010)。政府在城市南部钻探的水井最初是临时紧急行动计划(或PAI，西班牙语首字母缩写)的一部分，以避免水资源短缺，时至今日仍在使用，供应该市约9%的水(OCAVM 2010年)。

最后，由于认识到城市对地下水的依赖以及流域城市化对含水层补充造成的威胁，1980年代末开始了一个新的水管理决策周期。1992年，市政府建立了保护区。城市政府还建立了软基础设施，即土地使用法规和农村发展项目，以保护流域免受退化、森林砍伐和城市化的影响。这一决定可以被解读为城市当局通过控制城市周边社区来管理水资源的最新尝试。保护区内超过70%的土地属于土著和农业社区(Gobierno del Distrito Federal 2012)，由于城市的保护政策，这些社区的土地使用、资源使用和经济发展机会受到严重限制。

在此期间还推出了一些需求方面的举措。在20世纪80年代，人们发起了提高家庭用水效率的运动，其中最受认可的是Cierrale(关掉)1983年的计划(Torres Hernández 2014)。1989年，在大型办公和公寓建筑中改造了低流量厕所，为城市节省了0.8立方米/秒，略高于总需求的1%(国家研究委员会等，1995年)。其他传统的需求方举措，如提高水费以阻止用水，已被证明不仅不受欢迎，而且在政治上很困难(Villalobos Guerrero et al. 1982, Villareal and Villareal 2006)，而且难以实施，因为只有超过一半的城市用水是计量的(国家研究委员会et al. 1995)。

如今，这座城市继续依赖供水侧的水资源管理策略。在其20年计划中，城市水务局详细说明了如何通过新建深井和从远至韦拉克鲁斯州的调水来继续这种适应途径(SACMEX 2012)一个；看到https://www.gob.mx/conagua/prensa/expertos-presentan-estrategias-hidraulicas-en-materia-de-agua-para-el-valle-de-mexico)，尽管投资提高当前系统的效率可以带来巨大的供应收益(SACMEX 2012年)一个)．由于老化的基础设施和数十万秘密水龙头的泄漏，该市目前的供水损失了30-40% (Tortajada, 2006)。此外，从该盆地的含水层中非法抽取了数量不详的水，用于墨西哥的工业农业灌溉，以及私人企业通过记录在案的秘密井将其出售给缺水的社区(IDB 2012年)。公共部门未能解决这些问题或实施更多的需求方面的管理战略。因此，管理水资源短缺和水质的挑战已经转移到公民身上，他们通过投资蓄水和购买私人瓶装水来适应(Eakin等人，2016年)。墨西哥现在是世界上第二大瓶装水消费国，仅墨西哥城每年就消耗超过300万立方米的瓶装水(德尔加多-拉莫斯2014年)。丢弃的塑料瓶会增加洪水风险，因为它们堆积在下水道和水道中，限制了水流(德尔加多-拉莫斯2015年)。

排水和洪水风险通道

早在1382年，人们就意识到这座城市易受洪水侵袭。在1446年左右的第一个重大决策周期中，Nezahualcóyotl领导的墨西卡人决定用盆地的第一个堤坝系统将特克斯科科湖与市中心分开。这种防洪投资减少了洪水发生的频率，并且通过将咸水和淡水分开，使农业扩张和人口增长成为可能(Sanders 1976年)。然而，这些堤坝为粮食系统带来了新的脆弱性:当Texcoco的水超过堤坝时，它们摧毁了作物并导致饥荒(Cruickshank 1998, García Acosta et al. 2003)。尽管有堤防系统，洪水反复影响Tenochtitlán，激发了其他创新的基础设施投资(SACMEX 2012b)．从封闭的内海盆地排水在技术上是不可行或不可取的:尽管有风险，这些湖泊被认为是食物、交通、国防和其他服务的必要资产。

相反，西班牙人认为湖泊是洪水和疾病的来源(Córdoba 2004)。他们对长期使用或保护湖水没有什么兴趣，因为他们的食物依赖于大庄园，运输依赖于马匹(Aguilar Santelises et al. 1997)。因此，定义这条通道的第二个主要决策周期开始于1555年，在大洪水之后，有了排干湖泊的想法，甚至在墨西哥堤防正在重建的时候(García Martínez 2004)。

第三个决策周期集中在1607年总督路易斯·德·贝拉斯科第二实施的一项行动上El Desague(排水口)，它的出口是通过山中雕刻的人工出口Tajo de Nochistongo(Nochistongo海沟)。这是一项巨大的努力，特别是考虑到当时可用的技术，它为城市此后的洪水管理奠定了道路。然而，壕沟的成本、缓慢的施工、维护需求和技术难度最终让它陷入了争议。西班牙王室的支持开始动摇，它考虑迁移殖民首都(Candiani 2014)。作为回应，总督Marqués de los Gélves在1623年停止了壕沟的建设，并允许强大的Cuautitlán河按自然路线流入山谷，显示出对当地水文的无知。自建城以来，Cuautitlán河一直是洪水的主要来源。墨西卡河从1433年开始通过改道控制其强大的季节性水流(Candiani 2014)。Marqués的决定导致了1629年毁灭性的洪水(García Martínez 2004)。在当局承诺重建而不是迁移城市后，堑壕建设重新开始，耗时165年完成，并夺去了20万工人的生命(Connolly 2007)。海沟部分排干了盆地的湖泊，显著地改变了CIS。 Although it was intended to be the definitive solution, flooding continued to plague the city (García Martínez 2004, Hernández and Staedtler 2004, Legorreta Gútierrez 2008, Candiani 2014).

随着墨西哥从西班牙独立(1821年)，1856年，当局决定排干Texcoco湖，城市污水和垃圾的仓库(SACMEX 2012年)b)．在第四个决策周期中，政府选择了工程师Francisco de Garay的设计:重力驱动的运河、隧道和流出沟，将湖泊从盆地排到邻近的伊达尔戈州(Agostoni, 2003年)。但是，由于政治不稳定和战争，他们无法实施该计划(见Zoraida Vázquez 2013)。城市通过抬高一些地区的街道和地板来应对洪水，但这加剧了低洼地区的洪水(Johns 1997)。长期遭受洪水和传染病侵袭的城市居民迫切需要解决方案。排水开始与公共卫生、现代化和政治荣誉联系在一起(Johns 1997, Agostoni 2003)。“到19世纪80年代中期，这座城市的决策者们脑子里只有一件事:‘排水工程’，报纸上写道，‘对这座城市来说是最重要的……对墨西哥山谷的居民来说，这是生死攸关的问题。一位评论家预测说，“阻止洪水的政府将光荣地载入我们的历史;领导它的人将被授予不朽的桂冠。’”(约翰斯1997:44)。

最后，随着Porfirio Díaz(1876-1880, 1884-1911) 30年独裁统治的政治和财政稳定，当局得以实施Garay的计划。随着墨西哥的百年庆典(1910)的临近，该项目成为墨西哥进步和稳定的象征(Johns 1997, Agostoni 2003)。Díaz政府将运河部分命名为大运河。就像之前的诺奇顿戈海沟一样，大运河是解决城市洪水问题的最终方案(DDF 1975)，它成为了“如何设计技术解决方案来控制城市”的一个例子(Agostoni 2003:22)。然而，随着时间的推移，政治和水资源管理的结果与预期截然不同。在百年庆典后不久，Díaz独裁政权的稳定因为腐败和不平等而崩溃，让位于暴力的墨西哥革命(1910-1920)。而且，Garay设计的实施最终加剧了下沉和洪水。在接下来的几十年里，数以百万计的墨西哥农村人移居到墨西哥城，在工厂里找到新的工作，并使新枯竭的土地城市化(图2、3;Sheinbaum Pardo 2008)。这种城市化大大减少了含水层的补给，加速了下沉速度，增加了城市的用水需求，需要更多的地下水开采(图4、5)。

到1950年，下沉使大运河无法通过重力排水，并开始加剧它本应解决的问题之一:洪水风险(Marsal 1992, Johns 1997)。那一年，一场毁灭性的洪水袭击了这座城市，标志着第五个决策周期。市政府承认，大运河已不能满足城市的排水需求，不仅对城市下沉的历史中心构成持续威胁，而且对沿着运河边界定居的大量人口构成威胁(Aragón-Durand 2009, SACMEX 2012)b)．1975年，市政府着手另一项永久性解决方案:深层排水系统(Drenaje Profundo de la Ciudad México)，被设计为对下沉的强大适应。在1975年该项目的启动仪式上，城市官员将深层排水系统描述为对保护城市文化和历史遗产的贡献，并将其与整个城市历史上参与水管理的工程师和政治领导人的遗产联系起来。墨西哥城市长奥克塔维奥Sentíes Gómez宣布:

这个排水系统经过了几个世纪的工作，众所周知，我们的祖先，土著，有同样的担忧，解决洪水问题…我们曾多次说过，我们不相信公共工程是无限的，但在这种情况下，我们肯定，公共工程将长期持续，多年，深层排水系统将是墨西哥城所有复杂问题的完全解决方案。之前，我们说它是Nezahualcóyotl，然后是Enrico Martínez，然后是de Garay，和其他工程师，其他技术人员担心水的问题，很多代人一直在建设这个排水系统……现在，技术人员、工程师、墨西哥人、工人和其他人的英勇努力，甚至牺牲了生命，使这项工作成为可能，今天终于完成了……(DDF 1975:257 - 260)。

然而，随后发生的洪水灾害(1976年、1979年、1982年、1987年、1989年、1990年、1992年、1994年、1998年、1999年、2000年、2010年)让当局认识到，排水系统缺乏冗余会在排水维护过程中产生更多的洪水风险。这一教训开启了当前的决策周期，从2008年开始，市政府开始修建新的排水渠Túnel东方使者(TEO)或东排放隧道(East Emission Tunnel)，随着时间的推移，大量资金不断增加。截至2016年，其当前预算为320亿比索(18亿美元)，是2008年初始预算的两倍。成本每年都在增加(Páramo 2016)。它需要复杂的城市、州际和联邦预算和协调的新治理机制，主要通过墨西哥城盆地委员会(OCAVM)。尽管在排水方面采取了这些措施，OCAVM估计，如果主要的中央排水系统今天失效，市中心将被洪水淹没5米，洪水足迹将覆盖217平方公里。

相互关联的风险

墨西哥城当局对城市增长、供水和洪水风险的挑战和后果的反应，定义了适应路径，这些路径随着时间的推移相互关联，在风险、适应和脆弱性之间形成了复杂的反馈(图5)。在我们总结的700年历史中，当局制定了“明确的”解决方案，以应对往往在几十年后产生新风险的威胁，而且不可避免地是相同的风险，但规模更大。一个城市，一个CIS，对环境压力的反应是不确定的。尽管反应通常是由以前的决策周期和基础设施投资决定的，但决策是由拥有机构和权力的人在关键时刻做出的。

下沉(抽取地下水的外部性，城市为了维持供水而适应的)加速了，当局排干了湖泊的水，以减少洪水的风险，使之前的湖床随后实现了城市化。下沉改变了排水管道的坡度，降低了已建成的基础设施的效率和系统在洪水时从盆地中排水以及向消费者提供饮用水的能力，加剧了水资源短缺和洪水风险。下沉需要昂贵的能源投资来维持水的进出口能力。从Lerma和Cutzamala向盆地和城市抽水，以及从盆地抽水污水和洪水，消耗大量能源(OCAVM 2010年，德尔加多-拉莫斯2015年)。尽管对沉降有广泛的了解，但减轻洪水风险和缺水的适应途径的惰性妨碍了减轻沉降的根本原因和影响。

城市化本身通过增加对水和土地的需求，也加强了反馈循环。随着城市对水的需求增加，它抑制了含水层的补给，加剧了下沉。阻止联邦区内流域城市化和地下水开采的努力迫使城市化和新的地下水开采进入邻近的墨西哥州。曾经是系统外部性的问题，例如为满足Tenochtitlán的水需求而干燥邻近封地的泉水和开发莱尔马分水岭以满足墨西哥城的水需求，现在都是被不断扩大的都市圈吞噬的内生问题。脆弱性已经很明显:2004年，居住在墨西哥城进口分水岭库扎马拉(Cutzamala)的Mazahua社区扰乱了该市的供水系统，要求获得出口到该市的饮用水，并要求对用于保障墨西哥城供水的大坝基础设施造成的作物洪水损失进行赔偿(Wickstrom 2008年)。空间外部性的同样后果也涉及到墨西哥城的洪水风险管理。墨西哥城通过大运河出口到伊达尔戈的未经处理的废水被用来灌溉粮食作物，然后在墨西哥城出售和消费，有可能引起食源性疾病(Mazari-Hiriart et al. 2001)。目前的计划是建造一个世界上最大的处理设施来处理这些废水，这引起了伊达尔戈农民的担忧，他们依赖富含营养的水进行灌溉。

通过大规模排水工程控制洪水的努力也导致了不适应的路径。19世纪建立的污水和雨水联合排水系统现在受到下沉的压力，完全依赖于泵。2006年和2010年，在人口密集的中国铝业(Chalco)城郊地区，它造成了两次重大污水泛滥。技术故障如今已成为这座城市的一个重大威胁，导致该市的管理者专注于通过建设新的出口(TEO)来增加冗余。这种洪水风险的解决方案也伴随着权衡和风险转移:工程师们现在正在研究公共工程将洪水输出到图拉的可能性，这是伊达尔戈的一个小城市，位于河岸边接受TEO的水域(Carmona Paredes et al. 2014)。

墨西哥城相互关联的风险中最根本的是400多年前的1607年首次采取的排干湖泊的决定。1985年，一场大地震袭击了墨西哥城;所有被地震破坏的建筑都位于古湖床上，这放大了地震的波(Flores et al. 1987, Rueda 2012)。排干湖泊为城市扩张、经济增长和防洪提供了条件，但也间接为1万人的生命损失和30 - 40亿美元的基础设施损失铺平了道路。

这些只是墨西哥城适应水风险的“邪恶”的几个例子。随着城市当局试图提高对环境变化的反应的稳定期，这种适应性增加了对同一风险(如洪水、饮用水短缺)的不太频繁但更严重后果的脆弱性，加剧了其他意想不到的相互关联风险(如地震)的影响，并产生了对不可预见的风险(如沉降)的脆弱性。

讨论

墨西哥城的故事为这样一种说法提供了充足的证据:在任何时间点，适应选择都受到过去决策周期和选择的限制。这座城市的历史证明了健壮性-脆弱性权衡的难题:努力增强系统对一组威胁的防御，不可避免地会产生针对其他组威胁的新脆弱性。这段历史还揭示了一些新的见解，阐明了城市CISs的特征，并可能为当代管理城市风险的努力提供指导，即:(1)通过外化风险来适应风险可能会产生事与愿违的效果:随着城市在空间上扩张并变得更加相互关联，此类风险会变得内生;(2)随着时间的推移，为应对特定风险而启动的适应路径可能开始交叉，在风险管理中产生复杂的权衡(Tainter 1990);(3)城市当局通过其管理选择有助于产生和降低风险，这些管理选择往往侧重于应对外部威胁和扩大硬基础设施系统。然而，即使面对气候变化等新的外生风险，承认和管理内生风险可能被证明更具适应性。beplay竞技最后，墨西哥城的水史强调了适应和系统反馈的政治性质(Eriksen et al. 2015)。正如埃里克森等人(2015)所认为的，对环境变化的适应发生在权力不对称的社会和政治背景下:决策者选择应对什么环境信号或威胁，何时重要，对谁重要，以及如何应对。

首先，尽管目前的健壮性-脆弱性权衡概念承认跨时间和空间尺度转移脆弱性的重要性，但很少有具体案例及其影响的研究。城市决策者经常采取措施，将风险外部化到空间上，超越城市边界，进行Cumming等人(2006)所说的“空间补贴”。这些决策可能在短期内降低城市边界内的风险，但它们不可避免地创造了促进增长和空间连接的条件。随着城市规模和复杂性的增长，同样的风险随后出现，需要直接管理。这些意想不到的后果在墨西哥城的历史上很明显:从前西班牙时期开始，城市当局就从城市物理边界以外的地方进口水源:他们开采周围山脉的泉水，然后是当地的地下水，然后是其他流域的地表和地下水资源。这些供给侧的适应允许城市扩张(mazari - hirart et al. 2001)，反过来，随着时间的推移，这不仅增加了对水的需求，而且扩大了为了城市的可持续性而需要管理的系统的空间和政治边界。如今，随着对地下水资源的需求不断增长，勒尔马河谷是这个庞大的大都市地区城市化速度最快的地区。这导致了Lerma地下水的过度开采、下沉和洪水(Perló Cohen和González Reynoso 2005)。由于墨西哥城边界内限制城市扩张的法规，勒尔马河谷和整个墨西哥州的城市化和水需求加剧了。由于墨西哥城本身依赖从莱尔马进口水，这种城市化最终会影响到墨西哥城管理当前和未来供水的选择。

以硬基础设施和软基础设施为中介的空间补贴策略随着时间的推移变得不适应。随着独联体的扩大，其对资源的需求，以及由此产生的新的空间补贴也在增加，这一点在其他特大城市中很明显。例如，城市越大，GDP越高，就越有可能将其供水转向流域间转移。世界上最大的17个城市中，超过43%的水来自进口(McDonald and Shemie 2014)。公共基础设施使城市能够做出这样的适应、扩张，并避免崩溃的情况。然而，无论是在城市边界内，还是从其获取资源的更广泛的系统内，这些供应侧适应的不均衡的社会和货币成本都应该被考虑在内。软基础设施和新的多尺度治理安排对于管理社会和空间关系，以及应对由这种适应形式产生的紧急社会和环境风险变得越来越必要(Tainter 1990)。

墨西哥城是说明独联体框架的越来越多的案例研究中的一个，突出了系统边界的空间补贴和增长，我们认为这在城市独联体中比在农村独联体中更典型。例如，城市基础设施投资的沉没成本比农村灌溉系统高得多，而通过空间补贴维持系统运转的努力在城市环境中可能要大得多。尽管许多CIS研究着眼于最终失败的农村系统，但现代城市系统迫使我们重新思考崩溃，或找到预示失败的新标准。

其次，墨西哥城的历史表明，随着时间的推移，风险是如何相互关联、加强甚至产生的，因为城市当局努力使城市对特定威胁更加强大(图5)。对一种风险的适应影响对其他风险的适应路径。例如，19世纪决定将雨水和污水排水结合起来，这是对早期疾病传播错误观念的回应(见Agostoni 2003)，现在阻碍了雨水渗入含水层系统，加剧了下沉。下沉现在影响了排水网络的生存能力，增加了洪水的风险。因此，当硬基础设施故障导致洪水时，暴雨水就构成了真正的健康威胁。最终，在独联体，适应途径的逐步相互作用和随之而来的风险的相互依赖缩小了适应选择的范围，无论是现在还是未来，因为基础设施系统是分层嵌套的。随着时间的推移，这些嵌套的子系统变得更加相互关联，整个系统变得更加僵硬，产生了弹性学者所说的刚性陷阱，在这个陷阱中，机构变得“高度连接、自我强化和不灵活”(冈德森和霍林在《Carpenter and Brock》2008:40)。因此，从基础设施路径耦合的角度来看，系统动力学和人的代理的交互作用导致行为体将连续的决策周期投入运动，从而产生路径依赖和锁定。Anderies等人(2016)呼吁进行更多使用CIS框架的研究，以展示基础设施投资决策的顺序及其随时间变化的动态。

CIS框架的目的不是简单地在某个时刻捕获系统结构的快照。相反，它旨在帮助理解现有反馈如何产生应对内生和外生可变性的能力，以及这些反馈如何随着时间的推移改变系统的结构。我们对墨西哥城案例的长期分析说明了几个决策周期中基础设施投资的顺序，使CIS动态随时间的变化具有以往案例研究没有的生命力。墨西哥城还揭示了CISs中一个未被研究的部分:基础设施反馈的政治经济学。通常情况下，增加现有硬基础设施系统的容量在短期内成本更低，结果更可预测，也更符合当前对如何解决眼前问题的看法。通过追踪当局如何了解过去基础设施投资的后果，以及提出新的干预措施的原因和时间，墨西哥城的水管理历史为这一逻辑找到了一个经验基础。在这样做的过程中，本案例研究通过提供几个例子，说明投资决策如何生成反馈过程、新的漏洞和顺应路径上的后续投资决策，帮助说明如何使用CIS框架来解释动态变化。

第三，这种历史方法强调了城市管理者在定义未来适应性选择范围方面的代理作用。beplay竞技气候变化促使城市放眼未来，关注新的和潜在的外部压力源。然而，对该城市的历史适应选择及其对风险的影响的考察强调，脆弱性在许多方面是内生因素的产物。墨西哥城的历史揭示了决定城市发展道路的决定是如何被辩论的，城市当局认为哪些知识是相关的，以及他们忽视了哪些知识或反馈:他们的决定没有一个是必然的。他们的决定最终塑造了建筑环境、城市的水文、地形和土地覆盖。然而，在当今全球气候变化的时代，我们经常陷入一种将威胁定义为系统外部beplay竞技的话语中，从而分散了对城市自身产生的潜在脆弱性的注意力，这是不同领域累积决策的结果。例如，我们知道，墨西哥城的城市化模式增加了导致城市洪水的暴雨强度(Benson-Lira et al. 2016)。城市管理者将城市的雾霾部分归咎于海拔高度，而不是导致盆地工业化和城市化的决策(Connolly 2007)。城市对地下水开采的持续投入正在产生沉降，削弱了坚硬的基础设施，并导致土壤裂缝，从而使城市的含水层受到来自废水的细菌的污染(Mazari-Hiriart et al. 2001, Carrera-Hernández和Gaskin 2007)。排干Texcoco湖的水和将湖床城市化的决定在20世纪70年代引起了严重的沙尘暴，最终通过一个大型生态恢复项目缓解了沙尘暴(Ezcurra et al. 1999)。 This project is now threatened by plans to build a new international airport over the restoration site. Climate change will undoubtedly produce new threats for cities like Mexico City and exacerbate existing vulnerabilities (Romero Lankao 2010), but addressing the existing endogenous sources of risk may ultimately be the most effective way to reduce urban vulnerability.

最后，当城市管理者和居民了解社会生态系统动力学时，这种学习是通过权威、身份和具有历史针对性的知识渠道进行过滤的(埃里克森等人，2015年)。适应，以及隐含的学习，是政治性的。当阿惠佐托利用他的权力实施供水计划时，他忽视了当地的知识，导致了1499年毁灭性的洪水。西班牙殖民当局对墨西哥盆地当地知识的缺乏和漠视，导致他们做出了不适应的决定，让Cuautitlán河按照自然的路线流动，最终导致了1629年毁灭性的洪水。1856年，当地的知识和权威围绕着排水特克科科湖的防洪策略达成一致;但是，不稳定的政治条件阻碍了其执行。三十年后，科学知识、权威和政治条件在Porfirio Díaz的独裁统治下统一起来，他执行了这一战略，因此继续通过流域排水进行洪水风险管理。

学习和适应的政治本质在城市关于供水的决定中也很明显。在20世纪，甚至更早的时候，科学和工程界对该地区继续为不断增长的人口提供水的能力提出了担忧(Hiriart et al. 1952, Mazari 1996)。工程师们主张发展其他城市中心(Mazari 2000)和重新设计城市的水系统，以利用回收废水(Mazari Menzer 2001, 2004)。然而，供水侧解决方案主导了供水适应途径(González Reynoso 2016)。城市对当前水资源的承诺中固有的路径依赖和水资源决策的政治意味着这些建议被忽视，最终限制了未来供水管理的选择。

政治和经济利益也鼓励了那些满足眼前需求但最终是不适应的适应决定，尽管直到时间过去且后果明显时人们才意识到这一点。在西班牙征服后的几个关键时刻，经历了毁灭性的洪水和1985年的地震后，领导人认真考虑迁都。然而，他们总是选择留下，理由是之前在城市基础设施和房地产方面的经济投资，以及首都根深蒂固的政治和宗教权威。

最近，1976年竞争激烈的选举促使当局扩大地下水供应系统，以满足城市日益增长的用水需求，以换取选票。然而，这一政治权宜之计的决定推翻了前一届政府为减轻地面沉降而制定的暂停抽取地下水的规定。作为一个相对缓慢发生的问题，地面沉降不会引起紧急响应或宣传，也不会像旨在满足城市直接用水需求的硬基础设施项目那样带来同样的政治利益。事实上，早在17世纪早期，人们就已经意识到了地面下沉的问题，但除了1954年的油井禁令(该禁令仅在20年后被撤销)外，几乎没有采取任何直接行动来解决这个问题。

显然，这段历史的一个教训是，风险管理和适应不是技术官僚的终点，而是动态的社会和政治过程(Smith et al. 2011, Wise et al. 2014)。诺奇顿戈海沟是众多应对洪水风险的“永久”解决方案中的第一个。事实上，自从第一次投资以来，墨西哥城已经投资了许多新的水泵和永久性排水解决方案。目前的“永久性”解决方案TEO已经落后计划15年，并且100%超出预算(Páramo 2016)。如果殖民当局在400多年前没有决定摧毁阿兹特克的防洪基础设施，把盆地的水排干，填满运河，就不会有今天的特奥，也不会有19世纪的大运河。这座城市的决策者在这条道路上走得太窄了，以至于他们的行动和投资造成了僵化和僵化。今天，如果城市的决策者不投资维护和建设新的排水工程，后果将是毁灭性的。

这样一来，已建成的基础设施既可以是一种适应，也可以是系统转型的障碍。特别是硬基础设施为特定的风险反应提供了一定程度的鲁棒性，然后设定了一个城市愿意和能够容忍干扰的位置和程度(例如洪水地区)的标准(Liao 2012)。保持适应的稳健性可能需要大量的公共投资，而随之而来的硬基础设施可能进一步限制城市适应的路径。随着这一基础设施开始失效，适应成本往往越来越多地由城市边缘地区的单个家庭承担(Eakin et al. 2016)。

因此，随着时间的推移，城市变得越来越复杂，适应可能需要对城市形式和功能进行彻底的重新概念化，以及对水的处理和再利用的创新方式。投资基础设施以保护城市形态或保护特定区域、建筑或财产不受环境变化的影响，在什么程度上是不适应的?如果基础设施投资在长期内不可避免地不适应环境，那么城市管理者现在能做些什么来防止未来的损失呢?在什么情况下，城市应该探索可能更适合不断变化的社会和环境条件的替代形式和/或路径?城市身份和功能的取舍是什么?做更多同样的事情和扩大现有的基础设施可能不足以在超大城市中实现可持续的适应(Mazari-Hiriart et al. 2001)。考虑到一系列城市风险的潜在后果的情景规划和综合风险管理可能会减少不适应的可能性。然而，最终，随着城市决策者了解到他们为减少风险所做努力的后果，他们必须将适应作为一个不断评估结果的过程进行管理。管理风险的制度必须进化，以保持制度和生物物理动力学之间的良好契合(Anderies和Janssen 2013)。Anderies和Janssen(2013)提出，实现这种匹配可能主要取决于改善公共基础设施提供者(政策制定者)和资源使用者(如弱势公民)之间的关系。 Those who experience losses from flooding, scarcity, and disease firsthand have valuable knowledge of the dynamics of risk in their neighborhoods. This knowledge has not typically been part of Mexico City’s supply-side and engineered solutions to water-related risk; they have pursued technically and politically oriented solutions.

公民与政府之间的关系将促进或限制社会学习和对高度不确定性条件的创造性适应反应。随着城市的发展，风险的规模、数量、复杂性和空间都在扩大，这就需要扩大适应战略和选择。适应途径方法(Leach et al. 2007, Haasnoot et al. 2013, Wise et al. 2014)呼吁开放政策过程，允许更广泛的参与，从而包含更多的想法。目标是研究适应途径，超越逐步解决风险的努力，并致力于减轻潜在脆弱性。例如，如果只关注硬基础设施解决方案，决策者可能会忽视生态学家、城市规划师、城市建筑师甚至当地居民的声音;被证明对其他城市的可持续水资源开发存在问题的排除(Rijke et al. 2013)。对于墨西哥城来说，从新的流域进口水可能是最直接可行和最熟悉的增强稳定期的方法，而且在短期内，考虑到城市目前的路径，提供了最低成本的水短缺适应措施。然而，从长远来看，其他选择，如水的处理和再利用或雨水收集，可能更便宜和更合适，并可能打开通往新的发展轨迹的供水适应路径(而不是缩小它，如图5所示)。这些干预措施(目前)不会对其他适应路径产生影响。

结论

很明显，今天所有的适应轨迹都受到过去所做选择的限制。深思熟虑的决策的积累，每一个决策都是在有或没有可用知识的情况下，在特定的政治、经济和文化背景下做出的，创造了我们今天所拥有的一系列选择。过去的决策周期最终决定了当前耦合基础设施系统的边界和动态、当前和未来的风险暴露，以及当前可用的选择。尽管我们不能把所有的选择都摆在桌面上(最终我们必须利用现有的信息和资源做出选择)，但记录我们是如何达到今天的选择的，包括没有采取的路径和原因，可能会为我们的选择对明天的影响提供深刻的见解。最终，历史证明，我们今天最好的解决方案可能会给明天带来严峻的挑战，而作为一个整体，人们在我们生活的复杂系统中拥有比我们通常所承认的更多的权力和影响力。

依靠扩大现有硬基础设施的城市适应在短期内可能更便宜、可预测、更舒适，并可以为决策者提供就业保障和其他好处。然而，打破这种路径依赖并寻求新的适应路径选项的机构可以在城市系统中发挥杠杆作用，从长远来看可以节省成本。在追求适应的过程中，我们不断创造和重新定义我们生活的系统的边界，我们面临的风险，我们未来的选择，以及未来城市居民的可持续性。

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