以下是引用这篇文章的既定格式:
桑多瓦尔-索利斯,S., S.帕拉迪诺,L. E.加尔扎-迪亚兹,L. F.纳瓦,J. R.弗里德曼,J.奥尔蒂斯-帕提达,S.普拉辛,G.戈麦斯-基罗加,J. A.科赫,J.弗莱明,B. A.莱恩,S.温兰,A.米尔奇,R.赛兹-罗德里格斯,T.尼森。2022。里约热内卢Grande -里约热内卢Bravo盆地的环境流。生态与社会27(1):20。摘要
格兰德/布拉沃河是美国和墨西哥共有的干旱流域,是北美第五长的河流,居住着1040多万人。通过跨越景观和政治边界,里约热内卢Grande/Bravo汇集了文化、社会、生态系统和经济,从而形成了一个复杂的社会生态系统。格兰德/布拉沃河为其境内的人类活动提供水源。虽然已经努力实现环境流动(维持河岸和水生生态系统和人类活动所必需的流动),但缺乏对这些努力进行系统和全流域分析,将里约热内卢Grande/Bravo概念化为一个单一、复杂的社会生态系统。我们的目标是解决这一研究和政策差距,阐明格兰德/布拉沃里约热内卢实施环境流动的挑战、机遇和成功故事。介绍了该流域的物理特征,总结了已有的环境流研究。我们还描述了它的水治理框架,并认为它是一个跨越多个政治管辖区和空间尺度的分布式和嵌套的治理系统。我们描述了环境流动的法律框架,并认为环境流动的不同方面的权力被不同的机构和机构划分。我们在治理结构中讨论了农业使用的优先次序,但没有对环境流动作出重大规定。我们介绍了实施环境流动的成功案例,其中包括为环境流动目的租赁水权或自愿释放水权、为环境流动确保水的市政条例、在决策过程中代表环境的非政府组织,以及为环境流动获得水权等举措。 We conclude that environmental flows are possible and have been implemented but their implementation has not been systematic and permanent. There is an emerging whole-basin thinking among scientists, managers, and citizens that is helping find common-ground solutions to implementing environmental flows in the Rio Grande/Bravo basin.介绍
里约热内卢Grande/Río Bravo是一个社会生态系统
概述
格兰德/布拉沃河是美国和墨西哥共有的跨界河流域,居住着1040多万人。它是北美第五大河流,长约3000公里,其中三分之二流经两国边界(图1)。里约热内卢Grande/Bravo河的流域面积约55.7万公里2并延伸到美国的三个州(科罗拉多、新墨西哥和德克萨斯州)和墨西哥的五个州(杜兰戈、奇瓦瓦、科阿韦拉、纽埃沃León和塔毛利帕斯州)。
里约热内卢大/布拉沃作为一个社会生态系统
通过跨越景观和政治边界,里约热内卢Grande/Bravo汇集了文化、社会、生态系统和经济,从而形成了一个复杂的社会生态系统(SES) (Koch等人2019年,Plassin等人2020年)。了解人与水之间的关系和反馈是了解一个地区水文长期动态的先决条件(Sivapalan et al. 2011)。Ostrom(2009)认为,人类使用的所有资源,包括水,都是SESs的内在组成部分。为这些资源的使用找到可持续的解决方案,需要在空间和时间尺度上识别和分析SESs的不同社会和生态组成部分之间的关系(Ostrom 2009)。里约热内卢Grande/Bravo是一个干旱、缺水和易干旱的盆地,为其领土内的所有经济活动提供水。然而,与其他缺水地区(King和Brown 2006年)类似,该流域的水治理和分配机构并未解决环境流量——维持水生态系统所需的水流,而水生态系统反过来又支持人类文化、经济、可持续生计和福祉(Arthington等人,2018年)。我们将里约热内卢Grande/Bravo作为一个复杂的SES来研究环境流,在这种情况下,不可能将社会、政治、经济、水文和生态方面相互分离。将里约热内卢Grande/Bravo盆地作为一个生态系统,可以构建实施环境流动的挑战和机遇,这种方式不仅在技术和法律上是合理的,而且是社会需要的,而且是维持生态系统功能以及向人们提供生态产品和服务所必需的(Balvanera等,2006年)。通过这项工作,我们强调了将环境流动纳入格兰德/布拉沃里约热内卢现有水治理和管理实践中面临的一些关键的社会、政治和法律挑战。然后,我们描述了几个举措,代表了在这个具有挑战性的背景下实施环境流的创新尝试。 We recognize the Rio Grande/Bravo as a basin with shared common-pool resources; therefore, managing common-pool resources in a transboundary SES requires understanding both natural and social systems.
河流退化
自19世纪70年代以来,里约热内卢格兰德/布拉沃盆地经历了人类操纵的漫长历史(Enríquez Coyro 1976, Horgan 1984)。经济和农业发展对河流生态系统造成了严重影响,水利基础设施极大地改变了盆地的自然流态(Blythe和Schmidt 2018年)。环境退化的程度可以在河流240公里的延伸上看到最明显的,通常被称为“被遗忘的河段”(图1),由于上游改道,该河段有时完全干涸(Everitt 1993年,Kelly和Arias Rojo 2007年,Blythe 2018年)。河流廊道本身也进行了大量修改,包括在一些地区为运输和防洪(例如在Presidio/Ojinaga和El Paso/Cd)对主要干线进行人工拉直。(华雷斯),以及洪水泛滥频率降低和入侵植被(如大弯河段)侵蚀导致的河道狭窄和切口。这些物理变化使河流更难到达泛滥平原,从而减少了浅水和低速产卵栖息地的可用性(濒危的里约热内卢大银鲦鱼的首选条件[Hybognathus amarus] [USFWS 2010]),并鼓励招募入侵物种(例如,甘蒙柽柳种虫害和Arundo donax).此外,由于气候变化(Hurd和Coonrod 2012, Elias等人2015),该盆地正面临越来越多的威胁,气候变化正在影响水beplay竞技的可用性(Utton 1999, Kelly 2002),改变了盆地上游融雪的时间和体积(Rango 2006),并增加了支流热带风暴事件的频率,如里约热内卢Conchos (Sayto-Corona等人2017)。需要提供环境流动,以维持河流生态系统和人类需要的水供应。虽然最近已在整个盆地的不同地点努力执行环境流动协定,但仍缺乏对这些努力进行系统和综合分析,将整个里约热内卢Grande/Bravo概念化为一个复杂的社会-生态系统。
我们的目标是解决这一研究和政策差距,阐明格兰德/布拉沃里约热内卢实施环境流动的挑战、机遇和成功故事。我们的方法结合了文献综述和作者的双语、多学科和专题专业知识,其中包括流域的社会、政治、法律、环境和水文研究。我们关注了三个问题:(1)关于格兰德/布拉沃里约热内卢流域环境流动及其与生态系统和人类用水需求关系的知识现状如何?(2)当前流域水治理框架在哪些方面支持或阻碍了环境流的建立?(3)是否有实施环境流的政策或做法?从这些经验中可以吸取什么教训,以便在流域内更广泛地实施?我们通过将里约热内卢Grande/Bravo盆地作为一个整体来解决这些问题。这项研究的目标受众是科学家、自然资源管理者、决策者以及土地、水和环境倡导者,他们有兴趣更好地了解将环境流动纳入现有水治理和管理实践的技术和社会政治条件。虽然重点是里约热内卢Grande/Bravo,但我们相信有许多动态代表与北美西部干旱的其他地区以及其他地方的干旱土地有关。图2提供了本研究中讨论的主题的概述。我们已经创建了本研究中提出的地理信息仓库(Sandoval-Solis和Lane 2021)。
盆地的特征
里约热内卢Grande/Bravo的生物丰富性体现在盆地的不同地形(海拔从海平面到4365米)、气候学(雪和飓风驱动的降水从每年190到2260毫米)、水文(包括不同的水流体制)和生态区域(跨越五个大陆生态区域)。这些特征形成了气候和水文对比多样的环境,从高山地形到沙漠景观、河流峡谷和广阔的三角洲泛滥平原,这导致了植物和动物生命的高度多样性。气候和地形的多样性也影响里约热内卢Grande/Bravo的流态;它的主要水流来源:(1)来自科罗拉多州南部圣胡安山脉和新墨西哥州北部塔拉乌马拉山脉的融雪,(2)飓风季节来自太平洋和大西洋的季风驱动的水流,以及(3)流入整个盆地的地下水。这些水流来源塑造了格兰德/布拉沃河河流生态系统的特征及其自然流动状况。
自然流态
从19世纪70年代开始,在人类对河流产生重大影响之前,格兰德/布拉沃里约热内卢的自然流动状况沿着其主河道演变。一个大的春季融雪脉冲是Ojinaga/Presidio上游的主要信号(图1)(以下称为北支[Blythe and Schmidt 2018]),在Ojinaga/Presidio下游(以下称为南支)出现了一个融雪和季风雨流双峰态。在南支的主要支流中,7 - 9月以季节性季风降水驱动信号为主,而在干旱月份则以稳定的地下水供给基流为主。小型短暂支流的暴洪造成了罕见的大流量和泥沙脉冲(Schmidt et al. 2003, Dean and Schmidt 2013)。这些独特的水流特征提供了河流生态系统所依赖的动态自然过程(Poff et al. 1997)。例如,许多河岸植物物种(例如里约热内卢大杨木)在进化上适应于在可预测的、每年一次的、融雪驱动的高流量后发芽(Bhattacharjee et al. 2009)。暴雨带来的洪水为本地鱼类提供了迁徙和产卵的线索,例如里约热内卢大喉鳟(雄鱼clarkii virginalis) (Young 1995),并恢复水质条件(Postel et al. 2003)。管理、维护和恢复健康河流不仅仅是维持恒定的最低流量;它需要维持或恢复这一动态流动体制的关键方面,特别是在继续满足人类水资源管理目标的同时,维持关键的生态功能。
水资源竞争和气候变化beplay竞技
今天,里约热内卢Grande/Bravo与1877年《沙漠土地法》(Scurlock 1998年,Wozniak 1998年)颁布之前的状况几乎没有什么相似之处,此后灌溉活动在20世纪稳步扩大。用水量和水力基础设施的增加(Sandoval-Solis et al. 2011)显著改变了自然流动(Gonzalez-Escorcia 2017, Blythe and Schmidt 2018)和沉积状况(Dean and Schmidt 2011)。农业、市政和家庭用途、工业、水力发电和娱乐活动都在争夺水。目前,农业占里约热内卢Grande/Bravo流域用水量的83%,但只占不到流域面积的5% (CONAGU 2010年,美国地质调查局2010年)。此外,不断发展的城市持续用水加剧了本已稀缺的淡水资源的压力。总体而言,在20世纪下半叶和21世纪初(1950-2010)期间,这些水需求使被遗忘河段的自然流量减少了95%以上(Blythe和Schmidt 2018),这导致里约热内卢Grande/Bravo河被列为世界上最危险的河流之一(Wong et al. 2007)。
beplay竞技气候变化已经通过气温、降雪和积雪、降雨以及蒸散率的增加影响了里约热内卢Grande/Bravo溪流的时间和流量(Llewellyn和Vaddey 2013年)。里约热内卢Grande/Bravo盆地跨越了从半干旱到半湿润的气候梯度;其环境容易受到极端水文气候事件的影响,特别是干旱,预计到21世纪末,该地区的干旱将变得更加严重(Cayan et al. 2010, Cook et al. 2015)。相比之下,受热带风暴和飓风的影响,来自太平洋和大西洋的里约热内卢Grande/Bravo大暴雨事件的频率有所增加(Sayto-Corona等人,2017年),导致人类住区被洪水淹没、作物被破坏、经济损失和人员死亡。事实上,在1980年至2015年期间,新墨西哥州Albuquerque上游的12个站点中有9个站点的流量下降了(Rumsey et al. 2020)。在几乎所有情况下,这种下降都与基流和融雪速率的下降有关。此外,Lehner等人(2017)表明,目前由降水产生的径流所占比例的下降趋势是过去445年中前所未有的。Elias et al.(2015)估计,到本世纪末,径流量将在+7%到-18%之间变化,7天径流峰值的时间将在阿尔伯克基上游提前14天到24天之间变化。Samimi等人(2020)评估了四种碳排放情景对Elephant Butte上游水资源有效性的影响(图1);大多数预测显示,所有预测的年度流量都在下降(Townsend和Gutzler 2020)。 Ingol-Blanco and McKinney (2010) projected a streamflow decline in the Río Conchos outlet of 18% by the end of the century. Changes in air temperature are also expected to exacerbate water quality issues, especially in the border cities of the southern branch (Duran-Encalada et al. 2017). Changes in volume and timing of streamflow could have substantial implications for human and environmental water needs. These changes will create additional challenges and opportunities to coordinate releases with environmental flow needs.
环境流研究
对环境流动的需要
目前的用水模式(例如河流改道和地下水透支)以及基础设施发展(例如取水口、水坝和防洪堤的增加)和污染极大地改变了里约热内卢Grande/Bravo的自然水状况,并对当地河岸生态系统和水生生态系统产生了不利影响。认识到里约热内卢Grande/Bravo盆地的河岸和水生物种面临日益严重的威胁,因此在水资源管理工作中增加了对环境流动需求的考虑。仅考虑生态需水的河流流量要求是确定环境流量的关键,因为它们定义了一组初始流量目标,从中推导出平衡人类和生态系统需水的流量制度。从根本上说,确定河流流量需要根据空间尺度、时间分辨率、数据可用性、技术要求、成本和生态管理目标选择适当的估算方法(Tharme 1996, Arthington和Zalucki 1998, Arthington 2012)。现有200多种估算河流流量的方法(Tharme 2003),其中大多数可分为三个不同的类别:水文(例如,Tennant 1976, escobara - arias和Pasternack 2010, Richter等人2012,Yarnell等人2015,2020),生境模拟(例如,Tharme 2003, Arthington 2012)和整体(例如,Poff等人2017)。
里约热内卢Grande/Bravo的溪流和环境流
在过去15年里,进行了多项研究,以估计里约热内卢Grande/Bravo盆地不同地点和不同段的河流流量。表1简要概述了其中一些研究,这些研究使用不同的河流流量方法,并从这些方法推荐了生态系统的水需求。此外,表2所列的其他几项研究评价了调整现有里约热内卢Grande/Bravo水管理战略的能力,以提供溪流流量,同时满足人类水管理目标,包括农业和城市供水、防洪、条约义务以及娱乐和经济利益。通过对这些研究的回顾,我们得出了两个关键的见解。首先,可以产生环境流的河流流量已经在几个地点和河段进行了估计(图3)。其次,值得注意的是,过去的研究表明,即使里约热内卢Grande/Bravo是一个受到严格管理和分配的盆地,提供环境流以维持或恢复水生和河岸生态系统同时仍能满足农业用水需求是可行的(Sisto 2009,Sandoval-Solis和McKinney 2011)和履行条约义务(Lane et al. 2015)。此外,这些水管理变化在水文(Lane et al. 2015)和经济上是可行的(Ward and Booker 2006, ortizs - partida et al. 2016)。这些调查结果表明,必须把重点转向了解影响格兰德/布拉沃里约热内卢水资源政策和做法是否以及如何将环境流动纳入其中的社会政治因素。
水治理和环境流动
概述
在水资源稀缺的里约热内卢Grande/Bravo地区,获得地表水是非常珍贵和有争议的。在过去的两个世纪里,水治理的制度和政策逐步发展,代表了地方、区域和国家层面上不断变化和相互竞争的利益交叉的结果(Paulson et al. 2004),往往以提供融合自然和社会的替代愿景的实践为代价(Perramond 2016)。目前里约热内卢Grande/Bravo的正式水治理和政策没有优先考虑环境流量。然而,把环境水流作为一种公共产品,意味着协调水的获取和管理的社会机构明确承认和保护。在本节中,我们回顾了里约热内卢Grande/Bravo中关键的正式水治理机构和政策,并询问它们以何种方式支持或阻碍了环境流的建立。在后面的部分中,将考虑正式治理机构之外的其他社会政治特征。
多中心、碎片化的水治理
将环境流量建议纳入水管理条例和政策的过程是一项复杂的工作。里约热内卢Grande/Bravo的水治理以水和土地管理的机构和法规为特征,这些机构和法规对环境流的建立有直接或间接的影响(Groenfeldt和Schmidt 2013年,Poff和Matthews 2013年,Nava和Sandoval-Solis 2014年)。流域、河岸生态系统和相关土地的治理也根据其人类居民为其定义的不同功能、服务或公用设施进行划分。以下是影响环境流量建立的正式水治理的关键特征:(a)水的权力分布在多个政治管辖区和空间尺度上,并嵌入其中,但美国的权力更分散,墨西哥的权力更集中;(b)对维持河流生态系统的环境流量(例如水量、水质)的不同方面的权威由不同的机构和机构划分;(c)在两国的治理结构中优先考虑农业用途;(d)国家间和国家间关于流域水共享的条约和契约是围绕现有的用水模式制订的,没有对环境流量作出重大规定;和(e)地下水和地表水被有效地作为独立的水体治理,即使在水文上是相连的。
分布式和分区治理
美国的水治理涉及水权、家庭和农业用水供应、水质、水流、地表水和地下水,通常分布在不同的机构和/或不同的法规和政策。相比之下,在墨西哥,大多数这些水治理职能属于墨西哥国家水委员会(Comisión Nacional del Agua [CONAGUA])的管辖范围。然而,在这两个国家,生活用水和农业用水的管理以及地表水和地下水的管理之间存在着普遍的区分。在墨西哥,CONAGUA最近才开始努力同时调节和管理地表水和地下水的使用,以减轻对地表水流动和含水层的影响。在里约热内卢Grande/Bravo的美国部分,地下水和地表水联合管理的努力是地方性的、地理上分散的,而且是相对较新的。此外,影响土地、水和物种治理的政策在两国的机构中也存在类似的分歧。例如,森林、牧场、保护区和公园、农地、供水、生物多样性、狩猎和捕鱼都由不同(有时是相关的)、冲突或重叠的机构管理。自然资源包括森林、牧场、保护区和公园、农业用地、水供应、生物多样性、狩猎和渔业。因此,由于相互竞争的治理政策、授权和利益,即使在相同的政治管辖范围内,环境流的建立也会很困难。在美国,《濒危物种法》(Endangered Species Act)是一项联邦法律,它可以凌驾于其他治理目标之上,强制恢复生态条件,包括环境流量,但只有当一个物种达到特定的风险标准时。 In Mexico, in July 2000, the Wildlife Act (Ley General de la Vida Silvestre) was established; it is similar to the Endangered Species Act in that it also protects endangered species and habitats.
在这两个国家,土地所有权也有多种形式,每种形式对土地和水管理目标、政策和法规都有各自的影响。在美国,除了私人土地所有者外,还有相当一部分土地由联邦和州机构以及美洲土著部落政府拥有和管理。在墨西哥,除了私人土地所有权之外,还有两种独特的土地所有权类别,它们结合了公共财产和私人财产的要素:合作农场,公共管理土地的地区参与(土地合作社的成员)拥有土地的产权证,但作为一个团体分担维护和保护土地资源的责任(Schumacher et al. 2019);而且comunidadesagrarias,与ejidos相似的是comuneros(社区成员)不能拥有土地的产权证,因此不能出售土地(Schumacher等人,2019年)。Ejidatarios和comuneros(1)管理自己的宅地和农地,(2)集体管理公共使用区域和资源,包括森林、牧场、城镇设施和农业灌溉地表水(Morett-Sánchez和Cosío-Ruiz 2017)。它们之间有一些区别,包括社区是专门为土著社区设计的(comunidades indigenas).
农业用水权占主导地位
据估计,里约热内卢Grande/Bravo盆地83%的地表水被分配给农业使用(Sandoval-Solis和McKinney 2011年)。更复杂的是,这两个国家的地表水权都被过度挪用了:水权的数量比正常情况下的要多。因此,这两个国家的地表水权都是非常珍贵的商品,需求很高,越来越多的非农业利益集团寻求地表水权,只有农民和土地所有者才不情愿地放弃。然而,美国各州之间以及两国之间的地表水共享协议主要是根据分配给农业使用权的水制定的(尽管城市中心,特别是Conchos河以下的德克萨斯州南部,越来越多地获得地表水使用权)。例如,根据为里约热内卢大工程建立的一套规则和1906年公约,储存在象丘水库的水被分配到象丘灌区、埃尔帕索县水改善区1号和灌溉区009谷Juárez的灌区,并且几乎完全分配给农业权利持有人(图4)。因此,引入环境水流受到农业使用权的主导地位和基于这些权利的水资源分享协议的挑战,而且被农民视为与他们自己的水需要竞争。
州际契约和国际条约
格兰德/布拉沃水资源共享法律框架基于美国和墨西哥之间的两项两国协议(1906年公约和1944年水资源条约)以及美国各州之间的两项协议(格兰德协议和培科斯河协议)(Nava和Sandoval-Solis 2014年,Nava等人2016年,Nava 2020年)。1906年《公约》是一项两国文书,规定了美国向墨西哥输送的主要灌溉用水的数量;它确定了位于埃尔帕索和华雷斯城之间的国际边界上的里约热内卢Grande/Bravo的地表水分布。1944年的《水条约》寻求在两国公平分配的基础上满意地利用共享的地表水;它为美国和墨西哥制定了水资源分配和规则,并成立了国际边界和水委员会(IBWC)。《条约》建议沿格兰德/布拉沃里约热内卢主干线建造三个水库蓄水,其中两个已建成:阿米斯塔德和猎鹰。该条约将源自墨西哥的六个支流到达里约热内卢格兰德/布拉沃主干线的水的三分之一分配给美国,三分之二分配给墨西哥。美国第三支不少于4.32亿米3.每年(35万英亩-英尺/年),按连续五年的条约周期平均计算。
在美国各州之间,1929年签署并于1939年修订的《格兰德水契约》规定,科罗拉多、新墨西哥州和德克萨斯州之间的格兰德/布拉沃水的分配水平旨在保护1928年至1937年存在的用水。佩科斯河是格兰德/布拉沃河的美国最大支流,根据1948年签署的《佩科斯河契约》在新墨西哥州和德克萨斯州之间进行分配。其目的是促进国家间合作,消除当前和未来水资源争议的根源。干旱引发了水资源分配规则的变化,无论是国际协议(1892-1904年干旱后的1906年公约,1992-2007年干旱期间的2001年两国水危机)还是州水资源分配系统(1942-1956年干旱后的德州行政法典303)。历史上,干旱时期也导致了更多的河流系统工程;例如,建造水库蓄水或增加农业地下水的使用。这些国家间和国家间的协议是为数不多的正式机制,有助于将整个流域的水治理观点结合在一起,是建立环境流动的重要基础。与此同时,它们是缓慢和政治敏感的谈判的结果,很难改变,并可能加强次流域利益的优先次序。它们是在水流与当前和预期条件不同的时期制作的,主要是围绕保护农业用水而建造的。
美国的水治理和环境流动
水权
在美国,水权是由州一级政府确立的。地表水权利可以在个人之间转让,并在某些条件下可以与原来依附的土地分离。改变水权的使用(例如,从农业到城市)必须在州一级提出申请和作出裁决;这一司法程序对建立环境流动提出了挑战。所有三个里约热内卢大/Bravo状态都在a之后”先在时间,先在权利”地表水权利原则,即最早使用水的人优先享有水流权。该规则的例外是Amistad大坝以下到墨西哥湾的水分配系统,根据为每个用水用户类型制定的规则,家庭、市政和工业水权持有人拥有Amistad和Falcon水库存储的水的优先权利,高于农业水权持有人(德克萨斯州行政法典303)。新墨西哥州的大部分地表水权利从未得到充分裁决,这使得精确计算和执行地表水使用量具有挑战性。在德克萨斯州和新墨西哥州的一些地区,水权裁决过程往往漫长(《德克萨斯州行政法规》303号,Perramond 2018年),这对环境流量目的的水会计提出了额外的挑战。
美国西部水治理
在水权方面,联邦政府的作用是有限的。1935年,法院确认1877年的《沙漠土地法案》(Desert Land Act of 1877)转让了土地,但给予了”对流经或毗邻所输送土地的水没有普通法上的权利”(加州俄勒冈电力公司诉比弗波特兰水泥公司案,1935年)。法院继续认为,在1877年法案之后,”所有属于公共领域的非通航水域都成为公法水域,受指定国的全体控制”;因此,每个州都有权制定它认为合适的水法类型。然而,法院后来承认了对国家权力的两项限制(美国诉格兰德水坝和灌溉公司,174 U.S. 690 1899):(a)如果为了对政府财产的有益使用而需要,国家不能破坏美国对与政府财产接壤的河流的继续流动的权利;(b)它保证了”美国境内所有通航河流的不间断通航”(Tarlock et al. 2002)。此外,联邦政府还负责联邦资助的水库的选址、建设和管理。
在里约热内卢Grande/Bravo盆地,每个州都制定了自己的水资源法律和政策,并有专门的州机构负责登记、监测和执行水权和取水,维持水流和使用数据库,启动未来供水/需求的规划和预测,并在州间契约和协议中代表各州。在各州内部,也有相当数量的水治理和管理权力分布在众多嵌套的、有时在空间上重叠的、具有不同目的的分区域和地方机构中,包括各种水管理和水利区、分流域委员会、规划区、灌溉区、灌溉公司、acequias(新墨西哥州和南科罗拉多州的社区灌溉系统)和其他地方沟渠组织、井用户团体、地下水管理区、县和合并的城镇。这些机构在国家规定的用水权利和条例的框架内运作。他们在制定和执行地方法规方面有相当大的自主权和权威;研究、监测和规划地方/分区域的水状况;塑造地方/分区域用水做法;并与其他机构达成合作和协议。
环境流
科罗拉多州
1973年,科罗拉多州颁布了《河流流动法案》,以保护自然河流和湖泊中的水,以帮助保护淡水环境,以应对许多相互竞争的需求。它允许科罗拉多水资源保护委员会在临时(如租赁)到永久的基础上获得新的水权和现有的水权”(1)新拨款需要对新水流的建议、处理和裁决进行详细分析;(二)通过分析、处理和批准短期、长期和永久取得水权益的方式取得;(3)物理保护,如流量测量和请求管理;(4)法律保护,如水审查、反对、法令条款谈判和必要时的诉讼”(Bassi et al. 2018)。这些权利是在州水权优先系统内管理的。
新墨西哥
1998年以前,新墨西哥没有实施环境流动的机制。与其他里约热内卢格兰德/布拉沃州一样,该法律要求从河流中调水,以构成水权要求的基础。之前通过立法实施环境流动的尝试都失败了,但在1984年,来自司法部长办公室的一封非正式信函表明,根据州法律,河流流动是有益的使用,可能不需要对河流流动进行改道(Fort 2000)。然而,1998年,时任司法部长汤姆·尤德尔(Tom Udall)发布了98-01号意见,解决了新墨西哥州工程师是否有权这么做的问题”为用于娱乐、鱼类或野生动物或生态目的的溪流提供法律保护”(尤德尔1998)。该意见指出,国家工程师有权批准变更河流流量用途,并批准安装仪表”测量有用的水流”(尤德尔1998)。该意见没有讨论新改道的问题,因为新墨西哥的河流已被完全占用。实施环境流动计划的现实仍然是一个挑战,但通过协议和联邦对濒危物种的保留权利,以及由于契约要求,新墨西哥州在实施环境流动方面正在取得进展。2005年,新墨西哥州立法机关颁布了战略水资源储备法案”允许将水或水权指定为公共用途”.储备金有两个目的:”遵守州际河流契约;并协助国家和用水用户努力造福受威胁和濒危物种”(新墨西哥州国家工程师办公室)。新墨西哥州还建立了河流管理计划,为改善水质和河流生境的河流恢复项目提供资金,由灌溉区、水土保持区、市政当局、普韦布洛人(印第安人社区)、非政府组织和其他机构实施(Szeptycki et al. 2015)。
德州
在德克萨斯州,参议院法案2(2001)要求实施一项河流流动计划,该计划由德克萨斯州水开发委员会、德克萨斯州公园和野生动物委员会和德克萨斯州环境质量委员会执行。各机构制定了纲领性工作计划和技术概述文件。项目工作计划中确定的流研究目标是”确定一个适当的流动制度(溪流或河流中水的数量和时间),既能保护鱼类和野生动物资源,又能为其他人类使用水资源提供持续效益”(国家研究委员会2005,TCEQ 2008)。除了制定河流流量计划,第15章第7031节在德州水银行下建立了德州水信托基金”持有专用于环境需求的水权,包括溪流流量、水质、鱼类和野生动物栖息地,或海湾和河口流入”(《德州水法》第2.C篇1999)。
墨西哥的水治理和环境流动
水权
在墨西哥,为了公共利益,水由国家托管,由联邦政府由单一的中央国家机构CONAGUA管理,该机构然后向个人或实体提供使用的特许权。墨西哥的水政策基于单一的法律文书,即《国家水法》(Ley de Aguas Nacionales [CONAGUA 2004]),该法律适用于全国,有三个主要目的:(a)规定联邦对所有国家水域的所有权(基于墨西哥宪法第27条),(b)确定13个盆地为水资源管理的空间管辖权,并通过盆地委员会建立水资源管理,(c)制定获得水资源特许的规则,并确定水资源特许持有人的责任、权利和惩罚。根据用水的类型,《国家用水契约》规定的用水优先次序是分配的。在11种用水类型中,最优先的5种是家庭用水、城市用水、牲畜用水、农业用水、野生动物保护用水和环境利用用水。CONAGUA负责监测、执行、规划和政策,并将水权作为特许权授予个人或实体。通过全国水权登记册(登记册Público de Derechos de Agua),该委员会核准并保存了从地表水和地下水来源以及在各种用户之间为农业用水分配的水的记录。
水治理
CONAGUA通过流域委员会管理国家水域。Río Bravo (Río Bravo盆地委员会)是横跨墨西哥里约热内卢格兰德/布拉沃盆地五个州的多利益攸关方协商和规划机构。中美洲人和非洲人委员会通过州和市办事处网络维持其指导作用;这些办事处的人员负责水务规划、基础设施运作和维修保养,因为他们负有确保生活用水供应和水质的宪法责任。自1990年代以来,越来越多的里哥区(联邦设立的灌区)的内部经营和管理责任已从CONAGUA转移到里哥区。但是,CONAGUA保留了水库、水坝、放水和农业用水分配的操作和管理权力。《国家用水特许权转让法》描述了rieggos各区灌溉商之间转让用水特许权的法律机制,以及政府从灌溉商手中买回用水特许权并停止使用的法律机制。
环境流
2012年,联邦政府发布了在国家层面估算环境流量的指导方针。墨西哥环境流量规范(NMX-AA-159-SCFI-2012 [Secretaría de Economía 2012])确立了确定维持河流生态系统所需的河流流量的程序和技术标准。该规范的目的是在人类用水和节约环境用水之间找到平衡;它提供了进行环境流量评估的标准化方法,包括(a)为确定给定盆地的现状和变化程度提供指导方针,(b)根据当前和未来的人类用水需求制定环境节水目标,(c)根据自然和当前流量状况的年内和年际变化分析,评估环境流量需求,以及(d)建议向决策者提供基于科学的结果的方法,以确定作为环境储备量的水量,这应该与维持或改善流域当前环境状况的水资源节约目标相联系。这些指引规定,只要考虑到自然流态,并寻求恢复(部分或全部)自然流态的组成部分,以提供直接有益于河流和河口生态系统的流态,任何河流流方法都是可接受的。指南概述了确定变化程度的方法,并推荐了四种制定河流流量要求的方法:两种基于未受损水文的水文方法(Tennant和Modified Percent of flow),一种基于水力生境的栖息地模拟方法(溪流流量增量法),以及一种基于专家理解和现有文献的整体方法(Building Blocks method)。2015年,联邦政府建立了水资源保护区计划(CONAGUA 2011),这是一项法律文书(联邦法令[SEMARNAT 2014, 2016]),以确保饮用水消费和野生动物保护的水量高于任何其他用水。2018年,墨西哥建立了10个水资源保护区,其中没有一个位于格兰德/布拉沃。2019年,世界野生动物基金会(2019年)确定了将增加189个保护区的计划; however, the zones have not yet been approved.
挑战与机遇:形势复杂
水治理部分表明,实施环境流动的法律空间近年来已经开放,但水治理的总体重点仍主要集中在其他目标上。然而,改变的机会还是有的。政治制度和政策受到人民及其利益的影响,反过来,这些制度和政策又有助于塑造人民的环境目标和实践。在本节中,我们考虑了影响格兰德/布拉沃盆地环境流动前景的三个因素。首先,我们考虑到格兰德河/布拉沃河构成水公地的认识与个人和机构与之互动的能力之间的紧张关系。其次,我们考虑了农业在地表水权利和流域社会认同与组织方面的突出作用。第三,我们认为格兰德/布拉沃河的特殊性质是恰好位于两个国家之间的一个独特区域的基础,这反过来又使它成为与这条河没有什么关系的国家和区域利益竞争的场所。
与里约热内卢Grande/Bravo相关的社会认知和实践中的悖论:为公地管理的挑战
由于整个里约热内卢Grande/Bravo盆地的社会和河流生态系统对稀缺水资源的依赖,加上气候变化带来的大规模挑战,整个盆地的视角和规划对维持人类-自然系统的向前发展至关重要。beplay竞技然而,流域居民在整个流域基础上与河流互动的能力,有效规划和管理它作为一个公共池资源的能力,受到几个因素的阻碍,这些因素导致了河流系统的水力和社会碎片化:(a)划分和分布的治理和法律框架;(b)河道再造、筑坝和广泛取水;(c)当地不同的用水、管理历史,以及用水用户、部门和政治管辖区之间争夺水资源的历史;(d)在国家、两国、州和地方各级(包括美国和墨西哥边境)的不同目标和利益。这些动态形成了与河流的社会、文化、政治、法律和经济互动,这主要是地方或次流域的焦点。这导致了规划和管理战略只关注河流的一部分,而忽视了更广泛的、可持续的、整个盆地的思考,可以将里约热内卢Grande/Bravo视为公共资源。有效地和实际地,河流系统被感知和相互作用,就像被分割成许多河流,而不是作为一条河流,除了一些显著的例外。这个词”紧凑的认知”(Koch et al. 2019)强调了分布式、多层次的治理系统,以及保护跨流域不同司法管辖区的水资源获取的契约和条约,不仅有助于,而且最终加强了流域不可改变和正常的碎片化质量。跨流域的民族志田野调查显示,这种碎片化的规范化如何对河流的使用、管理或倡导者几乎是无形的,并有效地作为一种管理河流的习惯法形式(Tidwell等人2004年,Nava和Sandoval-Solis 2014年,Nava等人2016年,Broadbent等人2017年,Duran-Encalada等人2017年)。
干旱/半干旱盆地对有限水资源的争夺(Phillips et al. 2011)会强化人们对河流碎片化的看法和做法。在许多情况下,”这条河”变成了可以抽取的水,而河流本身被视为运输的工具”好”从上游到最终的水权持有者。关于如何在个人、组织、部门和政治管辖权之间分配水资源的争议一直存在,至少在美国,关于水权和分配的诉讼成为社会和水文景观的一个永久性特征。与此同时,关于两国和国家间水资源共享的协定和条约是为数不多的将里约热内卢Grande/Bravo盆地组成跨越如此多法域和如此大空间尺度的功能公地的体制和政治机制。虽然这些法律协议保护了参与地区的水利益,但它们也迫使它们根据整个流域的实时水文和社会条件监测、估计、保持记录、规划、沟通和采取行动。
同样,该盆地也有保护和可持续性的叙述,它们在里约热内卢Grande/Bravo的不同区域之间建立了联系,尽管有时它们的局部重点仍然有可能对上游和下游的条件产生负面影响。在许多情况下,这条河被视为社区之间的重要纽带,这促使人们努力寻找管理河流资源的共同点。在整个里约热内卢Grande/Bravo盆地,都有基于当地的努力,致力于保护河流或改写河流的开采叙事:非政府组织与农民合作,恢复科罗拉多州的河流;联邦、州和非政府组织共同努力,保护新墨西哥州野生动物的栖息地;政府和学术伙伴关系,重新思考埃尔帕索/Cd的水可持续性。华雷斯地区(Hargrove et al. 2013);以及跨界社区监测水质和在拉雷多-新拉雷多周围开展公民科学活动的努力。不过,这些活动中的每一项一般都是为防止碎片化正常化而进行的特别努力;他们产生长期变化的能力尚不清楚。
个人和机构行为者认识到,他们过去、现在和未来的福祉与格兰德/布拉沃里约热内卢的可持续管理(包括地表水、地下水和土地管理决策)密切相关,包括其直接管理和决策领域的上游和下游。这种理解反映了一种将河流视为公共资源的意识,以及将自然系统的健康和功能与人类及其社区的持续繁荣紧密联系在一起的价值观。然而,结构约束、认知因素和社会经济文化动态(例如,市场力量,”那种要么利用要么流失”法律,或价值体系)产生的因素汇集在一起,往往导致实际的河流管理和用水做法破坏里约热内卢大/Bravo公地的共同健康。
农业的中心
实施环境流动的尝试必须处理农业的关键地位(1)主要的地表水利用,(2)重要的经济和生计活动,具有不同的形式,与河流有不同的关系,(3)社会-自然组织和流域特征的重要组成部分。农业消耗了83%的地表水;因此,将水用于环境流动可被视为另一种竞争性用途。例如,在Río Conchos盆地,灌溉区农民可以把环境流量建议看作是在一个环境中增加另一种竞争用水,因为他们的用水渠道已经受到压力,必须履行1944年条约规定的向美国运送Conchos水的义务。近年来,灌区农民已经改变了这种看法,他们认识到水已经、现在和将来都将从Río Conchos调入里约热内卢Grande/Bravo主干道,而且可以以一种对环境有利的方式调入。农业水权持有人高度重视保护其水权并保持其与土地的联系。即使农业不再是主要或可行的生计来源,特别是在过去被剥夺了土地和其他权利和资源的人口中,情况往往也是如此;例如,两国的土著社区和西班牙的在新墨西哥州和科罗拉多州(Ebright 1997)。此外,由于美国各州地表水权法律的限制,水权持有人为维护其水权而行使其水权的压力非常大(即,”要么使用,要么失去”).考虑到流域过度占用的性质,水权一旦失去或与农业土地分离,就很难被取代。因此,灌溉组织通常会作出内部安排,允许成员之间进行某种形式的水银行、水共享或临时/永久转让水,以维护成员土地的总体水权。针对这一问题,各种倡议允许临时的农业用水转让,使水权附属于土地,同时明确支持环境流动和生态恢复。此外,整个流域的农业是不同的,环境流动的实施可能会给不同的形式带来不同的挑战或机遇。在这两个国家,农业系统的范围各不相同,从印第安人和西班牙殖民时代的小规模河流灌溉和泛滥平原灌溉,到20世纪的大规模农业操作,在河谷中种植更大的面积和更广的延伸,这只有通过大型水库项目和广泛的运河基础设施系统的蓄水才能实现。
在农业是或曾经直接以河流为食的地方,对河流生态系统的了解和自我表达的关系往往是最强的。在许多情况下,人们对河流生态系统的环境变化有多代人的了解,对河流、相关物种、湿地、梯田和泛滥平原有强烈的地方感,认为它们是社会生态和文化景观的一部分,这促使当地努力通过河流恢复来加强这种景观。这些农业系统是在自然河流脉动和干湿循环的基础上发展起来的;它们的持久性在一定程度上被认为是由于这种气候变化的适应(Fernald et al. 2015)。在里约热内卢Grande/Bravo盆地,环境流动的实施可以与农民在这方面找到互补性。另一方面,这些系统通常代表了盆地中最缺乏资本和能力的灌溉者,以实现农业系统的重大转变。如果环境流量措施给这些系统增加了额外的风险,它们就不太可能得到广泛的接受;如果它们能够帮助加强和加强这些能力,它们就可能具有协同作用。
在农业依赖于20世纪大规模水文基础设施的地方,它往往被组织成某种形式的灌溉区。一些地区合并了早期的小规模河流灌溉业务和组织,同时增加了新的可灌溉土地。大规模的农业经营也往往是几代人(尽管在更短的时间框架内),与强烈的地方和身份的依恋。但农民通常与河流生态系统的关系和长期知识相对较少:他们几乎总是通过水库和运河来获取灌溉用水。他们对自己的土地有深刻的了解,对天气模式、积雪和降水、植被和土壤特征都有敏锐的观察。但这种农业已经发展得与河流生态系统更加独立,而河流生态系统为了服务于河流生态系统而进行了更多的改造,这可能导致了两者之间更多的脱钩。农场经营代表着资本水平更高的企业,在技术或其他转变方面有更大的投资潜力。与此同时,对目前的农业系统,包括长期种植的多年生作物的技术和财政投资程度,使它们因水资源减少而面临很高的经济风险。与小型灌溉者相比,他们获得水的途径更多地是由多层机构、官僚机构之间的协议和水资源共享契约和条约来调节,这也使政策或做法的简单转变更具挑战性。
这条河是共享的水域和政治边界
由于两国共享水资源以及河流作为政治边界的关键功能,边境地区的河流流量、河道和河流生态系统的管理服务于多个目标,其中许多目标与维持河流生态系统功能(甚至是农业和供水)无关,或与之冲突,并服务于更广泛的政治、经济和其他不断变化的议程,如边境安全和控制。
建造栅栏和其他障碍、越来越多的建筑边界过境点和管理河流植被(使用冲进河流的除草剂),目的是控制合法和非法的人和货物过境,这些都是河流政治化的一些重要特征。政治紧张局势、执法活动以及与移民、毒品和卡特尔活动有关的长期暴力,这些因素综合在一起,将里约热内卢Grande/Bravo边境部分的一些地区变成了一种无人区(Massey 2016年),Roland(2020年)将其描述为”和平时期世界上军事化程度最高的边界,”在那里,越来越多的人的生命受到威胁,国家一级和有组织犯罪议程的实施破坏了边界两边社区之间长达几个世纪的社会、文化和经济关系,以及它们与作为生计和福祉来源的河流的关系。边境上的紧张局势并不是什么新鲜事;然而,自2001年以来,边境安全日益推动美国在边境的国家政策和行动,这导致了更多的屏障建设和边境巡逻部队的动员,并进一步使河岸边界地区的环境保护面临风险。
与此同时,边界地区的多项倡议正在努力消除边界社区彼此之间和与河流系统之间的疏远。例如,美墨边境沿线的联营工厂体系。边境动员居住在那里的墨西哥人组织起来,应对该地区的环境恶化和社会和经济问题(Moure-Eraso et al. 1994, Earhart 2012)。越来越多的关注景观和流域作为保护对象,导致了多个项目,其中许多是跨国界的,更多地将该地区作为一个SES。例如,在la junng de los Ríos以下的生态系统恢复和娱乐用水利益团体中,两国都积极呼吁寻找Río Conchos中Luis L. Leon水库的释放方式,以更好地服务于环境流动目的(Bennett等人,2008年)。在长期的社会环境传统基础上,已经有了一些地方性的举措,包括恢复或保护以河流为中心的生态系统。此外,美国最近强化了扩大边境墙建设和加强边境军事化的政策,产生了新的社会环境运动,以保护河流和相关土地,以及长期的社会文化关系。
满足环境流量需求:行动的例子
前几节描述了在里约热内卢Grande/Bravo建立环境流的几个挑战,并讨论了生物物理异质性、数据限制、水治理结构、政治利益以及历史、社会、认知和经济因素如何有助于阻止将环境流纳入现有水管理政策和实践所需的全流域思维。同样,我们介绍了整合环境流的技术、治理和社会政治框架,考虑到在政治管辖范围内和跨政治管辖范围内支持环境流和相关河流恢复行动的现有和新的法律空间,以及整合河流的社会和生态目标的长期和紧急的社会基础。
在本节中,我们将重点介绍几个例子(图5和附录1),这些例子中,整个里约热内卢Grande/Bravo盆地的不同地点已经开始实施或支持环境流。每个示例要么采用不同的方法,利用支持环境流的现有形式的某种组合,要么构建新的形式。这些例子在不同的空间尺度和时间线上运作,涉及机构和部门之间的不同类型的合作,寻找不同各方之间解决多重目标的方法,将水视为一种共享资源的愿景,并展示了治理共同资源的潜在路径。这些例子并不是一个全面的列表;相反,它们是整合里约热内卢Grande/Bravo流域环境流的潜在模式,进而可推广到北美其他干旱地区。它们是用来跟随、观察、分析和学习的。
a .在多州流域规划委员会中加入一名环境流动代表:Río布拉沃流域委员会-布拉沃流域委员会Río布拉沃,México
Río Bravo (CCRB)是一个多州的会议场所,用于讨论格兰德/布拉沃里约热内卢墨西哥部分的水管理方面的挑战和达成协议(图5:示例a)。CCRB因其在主要利益相关团体(如用水用户、非政府组织和社区组织)、水顾问(如科学家和研究人员)和技术咨询委员会代表之间的信任、参与、合作和讨论而突出。自1999年成立以来,两个技术咨询委员会——专门建模小组和法律工作组——定期开会,以确定以人为中心的流域水资源分配规则。在授予第一个环境用水特许称号后(图5:示例E),增加了一个新的投票位置来代表环境用水,由非政府组织Pronatura Noreste填补。CCRB是墨西哥唯一一个在其结构中包含环境代表(西班牙语为Vocal Ambiental)的河流流域委员会,被认为是最专业和最积极的委员会。自从2017年加入环境代表并确定整个盆地的环境流量(Bennett等人,2008年,Sandoval-Solis等人,2019年)以来,CCRB现在正在考虑将环境流量作为向里约热内卢Grande/Bravo的墨西哥用水户分配水的新监管框架的一个组成部分。
把环境流动作为水分配和水库之间调水的拟议规则的一部分并不是一项容易的任务,需要理事会代表改变思维方式。目前,该盆地的四大用水优先项目(生活用水、城市用水、牲畜用水和农业用水)占里约热内卢Grande/Bravo盆地墨西哥部分用水量的95%以上。一个关键的论点是,环境流动没有增加另一种消费用途;它们可以通过将上游水库的水以溪流流的形式转移到下游水库,这与里约热内卢Chama、Heron、El Vado和Abiquiu水库使用的安排类似(图5:例子C.1和C.2)。虽然与自然流动体制相比,环境流动的水量可能较少,但在管理框架中包括环境流动,为实现环境目标而管理水打开了大门。在专业建模组,现在在里约热内卢Grande/Bravo的拟议水分配规则中考虑了环境流动,转向了人-环境视角。在过去十年中,理事会推动成立了湿地、水教育和文化、环境服务付费、战略规划和条约履行等专门小组(CCRB 2018)。这些努力有可能对水政策产生积极影响,影响环境水流的执行和沿流域建立优先湿地。
B.为环境流动租赁农业用水权:新墨西哥州
例子责任
2019年11月,新墨西哥州工程师办公室为里约热内卢Gallinas河段(图5:例B.1)签发了第一份州溪流水流许可证,该河段位于里约热内卢Chama河汇合处上游,里约热内卢Grande/Bravo河的支流。新墨西哥州工程师办公室将许可证授予了非政府组织Audubon。该许可证允许水权持有人将水留在河流中,而不是将其改道,从而避免因未将其用于有益用途而失去权利的风险。奥杜邦的许可证允许为环境流动租用5年的农业用水权。这种方法为农民提供了一个机会,在农业可能不具有成本效益或他们不想种植的时候获得一些经济效益(Chamberlain 2019, Tashjian 2019)。
例子B.2
另一个非政府组织“鳟鱼无限”(Trout Unlimited)获得了新墨西哥州的第二个许可证,可以租赁农业用水权(每年5英亩英尺(6167立方米)),用于保护圣米格尔县(佩科斯河子流域)加里纳斯河的本地切喉鳟鱼(图5:示例B.2)。这种安排是与当地地主家庭合作完成的,使当地地主能够积极使用他们的水权,使他们与家庭土地保持联系,同时帮助保护河岸生态系统,从而同时实现几个环境和社会目标(Peterson 2020)。最近,自然保护协会将佩科斯河列入了其可持续河流计划(TNC 2020)的推进项目清单。
例子B.3
2005年,新墨西哥州立法机构颁布了《战略水资源储备》(OSE 2020)”允许将水或水权指定为公共用途”(图5:例B.3)。它还提供资金租赁或购买水权。截至2018年1月,共签署了三份租约和四份购买协议,共计1099英亩-英尺(1.356×106m³)的水,以及1583英亩英尺(1.953×106m³)为佩科斯河(OSE 2018)。购买和租赁是为了保护濒危物种,并满足格兰德和佩科斯河契约的要求。2020年3月,新墨西哥立法机构向战略水储备拨款750,535美元,用于购买额外的水权(新墨西哥立法机构2020年)。
C.水库为环境流动自愿排放未使用的水:新墨西哥州
例子C.1
新墨西哥州Audubon协会与桑迪亚的普埃布洛人合作,希望从普埃布洛人那里购买水权,但普埃布洛人却一次性捐赠了储存在El Vado水库的101英亩英尺(124,581立方米)的水,该水库于2016年释放,以帮助恢复该河流的生态系统(Audubon 2015, Paskus 2015)(图5:示例C.1)。这是第一次但不是最后一次捐赠。
例子C.2
2018年7月,当里约热内卢Grande经历了严重的干旱条件时,新墨西哥州奥杜邦协会与中部里约热内卢Grande保护区、开垦局、Isleta普韦布洛和阿尔伯克基伯纳利洛县水务局结成了伙伴关系,释放994英亩英尺的水(1.226×106m³)的水注入伊斯莱塔引水大坝下游的中部里约热内卢Grande 34英里(54.7公里)的河段,以维持伊斯莱塔普韦布洛地区和洛斯鲁纳斯和贝伦镇的湿地、河岸生境、鸟类和野生动物(图5:示例C.2) (Audubon 2018年)。
D.建立环境流动的市政法令:新墨西哥州圣达菲和阿尔布开克
例子D.1
2012年,圣达菲市通过了一项“活河法令”,允许1000英亩英尺(1.233×106m³)的水量,纯粹是为了维持河流生态系统(图5:例D.1)。在干旱年份,当山雪径流预测为30年平均径流的75%或以下时,圣达菲河目标流量可向下修正(圣达菲市,2013年)。
例子D.2
同样,阿尔伯克基市对其供水进行了重组,以确保在城市中心水尺以下的最小流量为70立方英尺(1.98 m³/秒)(鱼道旁路为50立方英尺[1.42 m³/秒],泥沙运动为20立方英尺[0.57 m³/秒]),这有助于维护下游河岸和河流栖息地(附录1和图5:示例D.2)(水务局2016年)。
E.第一环境水权:Cuatro Ciénegas, México
2014年,CONAGUA在墨西哥首次授予非政府组织Pronatura Noreste环境利用地表水特许使用权,并将其应用于奇瓦瓦沙漠和里约热内卢Grande/Bravo最重要的湿地之一Cuatro Ciénegas Valley(图5:Cuatro Ciénegas是一个以其独特的生物多样性而闻名的保护区,包括北美任何地方中数量最多的特有物种(Stein et al. 2000),并受到高需水量作物的集约化和盆地外水出口的严重影响。这一具有历史意义的环境用水特许经营权为墨西哥未来的水资源保护树立了若干法律先例,包括:(1)根据享有健康环境的人权(CNDH 2014年)提供环境用水特许经营权,(2)一个组织的合法性,该组织代表环境反对第三方和对水文流域生态平衡的威胁,(3)在过度分配的流域通过转让特许权、从农业用途转为环境用途和为环境储备水的方式为环境预留水(CONAGUA, 2004年)。
Pronatura Noreste是在墨西哥立法中引入环境用水特许使用权和在格兰德/布拉沃代表环境作为用水者的关键人物。然而,获得生态用水特许权仍然具有挑战性,因为纸面上的水资源比流域实际存在的水量更多。此外,转让用水特许经营权给取得环境用水特许经营权增加了更多的复杂性。尽管如此,这一前所未有的成功之处在于,它承认了公共环境水特许经营权作为一种有益的利用方式来保护环境的合法性;它还有助于提高人们对向环境分配水的紧迫性的认识,并动员利益攸关方讨论潜在的环境流动政策。
F.水质和流量森林管理的跨部门、跨管辖和跨边界合作:科罗拉多州和新墨西哥州
一些结构性挑战使格兰德/布拉沃流域难以实施成功的、以保护为重点的管理,特别是与分散的水权和全流域从一个地区向另一个地区调水义务有关的挑战,也导致了保护河流的创新和意想不到的方法。新墨西哥州的自然保护协会(Nature Conservancy)看到了2011年科罗拉多州西南部河岸林区附近发生的多起野火对水质造成的破坏。尽管这些森林位于美国林务局管理的地区,但几乎没有可用的资源来进行森林稀疏,以减少野火对径流影响的风险,如火山灰、土壤和树木/碎片,这些影响了里约热内卢Chama河的水质,流入里约热内卢Grande/Bravo河,堵塞了河流,影响了新墨西哥州的大坝运行。自然保护协会与新墨西哥州的州机构、地方市政当局和社区一级捐助者合作,创建了里约热内卢格兰德水基金,帮助资助科罗拉多州西南部森林的稀释和更好的管理,尽管这些森林位于里约热内卢格兰德盆地(位于里约热内卢Blanco和Navajo河流域,它们的水向里约热内卢格兰德/布拉沃流域输送)和科罗拉多州(Hartwell et al. 2016)之外。换句话说,自然保护协会展示了一种全流域思维(与紧凑认知相反),这是罕见的,也是提高里约热内卢Grande/Bravo整体可持续性所必需的(图5:示例F)。
G.调整灌溉区政策,以适应新墨西哥州大象山以下的河流恢复和农业用水权
从20世纪开始,从大象丘水库到德克萨斯州埃尔帕索的里约热内卢Grande/Bravo河段明显渠化,破坏了支持当地物种和栖息地的正常流动和曲流模式。然而,根据《濒危物种法案》,这段河流包括一些可被视为重要栖息地的地区,如西南柳捕蝇鸟(Empidonax traillii extimus).此外,国际野生动物保护委员会(美国分部)于2009年开始努力支持该河流若干段的栖息地恢复。然而,新墨西哥州这一地区的所有地表水都已在里约热内卢格兰德项目中指定为农业用水。将这里的水权从农业用途改为其他用途需要一个广泛的法律程序。2013年,负责管理和分配灌溉用水给新墨西哥州南部农民的象丘灌区调整了其内部政策,允许成员灌溉商临时或永久地将部分或全部农业用水权转让给象丘灌区经营区域内的环境使用权(图5:示例G)。任何此类转让仍受与灌溉用水相同的条件约束:每年每个水权分配的金额将根据象丘水库的情况,按照与所有农业水权持有人相同的比例减少或增加(在允许的最大范围内),而且必须适用于象丘灌溉区管辖区域内的土地。环境水交易项目是与IBWC(美国分部)共同制定的,该项目允许IBWC租赁、购买或接受捐赠的农业用水权,用于生境恢复的环境流动。通过认识到灌溉本地物种也是灌溉的一种形式,大象峰灌区使成员农民不需要的水可以用于环境流动,而不必在法律上更改其有益用途的名称。
H.德克萨斯州环境流动科学顾问团
2007年,德克萨斯州立法机构通过了参众两院法案3环境流动计划(TWDB 2020),以最佳科学和利益相关者参与为基础制定环境流动建议。该法案建立了环境流动顾问组和科学咨询委员会,允许不同利益团体讨论环境流动情景所产生的成本和效益(Roach 2013)。对于里约热内卢Grande/Bravo,成立了两个专家小组——里约热内卢Grande盆地的上游和下游以及海湾专家科学小组——来估算大Bend地区(从Presidio到Amistad大坝)和里约热内卢Grande/Bravo河口(从Falcon大坝到墨西哥湾)的河流流量(图5:示例H.1和H.2) (TCEQ 2012)。团队制作了关键报告,确定了沿边界和里约热内卢Grande/Bravo河口的河流流量(TCEQ 2012)。大本德是一个生态利益最高的地区,从它提供的生态系统服务(家庭使用、灌溉、娱乐、旅游和向主体的蓄水层排放)到它为奇瓦瓦沙漠生态系统提供的高质量栖息地和避难所。
此外,德克萨斯州环境流动科学咨询委员会和盆地和湾区利益相关者委员会为公众和州机构参与建议和实施环境流动措施(TCEQ 2020)提供了场所。该计划是由第80届德克萨斯州立法机构创建的,旨在表彰河流、海湾、河岸和河口生态系统为社会生态系统提供的生态系统服务。规划是基于当地利益相关者和技术专家关于环境流动的建议。德克萨斯州的环境流动过程旨在将现有的最佳科学和公共投入应用于水管理政策,指导州机构管理和保存人类和环境需求。
一、促进以社会生态为基础的土地和水保护管理的非政府组织:西德克萨斯州
2003年,哈德斯佩思县的一个牧场主授予了1236英亩英尺的土地(1.5.25×106m³),每年为里约热内卢Grande/Bravo的鱼类和野生动物提供水;这是德克萨斯州首次通过德克萨斯州水信托基金向里约热内卢Grande/Bravo捐赠水权(TWDB 2006)。这一捐赠为德克萨斯州的其他用水户开创了先例。除了州和地区的水信托,Trans-Pecos水和土地信托是该州第一个私人水信托。它与Dixon水基金会非政府组织合作,保护了近1400英亩(567公顷)的Alamito Creek流域,被指定为Alamito Creek保护区(图5:示例I)。该区域包括3.5英里(5.6公里)的Alamito Creek河岸带和较短的Matonoso Creek段。阿拉米托河被远西德州地区水资源规划小组推荐为”生态独特的河流和溪流段”(TCEQ 2012)。在私人土地所有者和保护组织之间建立伙伴关系对于保护河岸生态系统至关重要,这主要是因为Terlingua creek和Alamito creek等支流旁的大部分土地为私人所有。水权捐赠和保护项目旨在改善河流流量和栖息地、水量和水质,并清除外来物种,这将有助于本地物种的持久性和河流的健康(2016年沙漠鱼类栖息地伙伴关系)。
结论
计划讨论
我们研究了里约热内卢Grande/Bravo盆地实施环境流的社会和自然背景,强调了它们所带来的挑战和机遇,以及将里约热内卢Grande/Bravo盆地作为一个连续、动态和复杂的SES的重要性。我们记录的环境流动倡议表明(a)尽管大/Bravo里约热内卢所面临的巨大的物理、社会经济、认知和制度挑战及其大的空间规模和跨界性质,实施环境流动是可能的;(b)有关行动者从水是一种共享资源的概念出发,找到了在现有法律框架内管理共同资源的创造性方法;(c)它们的实施取决于区域环境和合作,尽管可以吸取教训并转移到其他地方。这些举措通过租赁农业用水权(B1、B2和B3)或自愿放水(C1、C2),为永久性(D1、D2、E、I)或临时性的环境水流提供了水资源分配;建立实施政策机制(A, B3, G);为决策机构中的环境流量代表提供空间(A, H);并跨政治管辖区开展工作,以支持水的流动和质量(F)。这些举措展示了一些创造性的方式,农业、市政和环境流动的需求已开始同时得到解决,以及多个行为体如何设计出地方或分区域的方法,以提供不需要重大结构变化的环境流动。他们强调建立伙伴关系的重要性;促进解决多方不同利益的方法; identifying and addressing risks to water rights, livelihoods, and other objectives that environmental flows could present; and building empathy and respect among diverse groups.
值得注意的是,许多这些举措都涉及农业用水和环境用水之间的竞争问题。例如,通过制定允许为环境目的临时和有条件地使用农业用水权的备选方案,它们为农业用水权持有者提供了参与其中的保障,同时仍保留其未来农业使用的权利和备选方案。这些例子展示了在困难的监管框架和社会政治挑战中创新导航,以支持环境流动的实施。在干旱的西部,人们普遍认为水只是用来争夺的,他们用证据反驳了这一观点,证明水也可以用来合作(Fleck 2016)。然而,目前的政策、法规和水治理框架囿于过去两个世纪的惯性和遗留问题,在大多数情况下,没有做出正式的、长期的改变,以确保环境流量作为未来水资源管理的一个组成部分保持下去。最近的努力提出了若干可行和可持续的办法,将环境流动纳入格兰德/布拉沃里约热内卢未来的管理和治理框架。未来的几年将会证明,是否有足够的政治意愿和社会压力通过这些法规,并改变我们目前管理水的方式。
整个水槽的思考
整个流域依赖极少数、偏远的地表水来源,需要整个流域的思考和合作,以满足人类和环境的水需求,特别是在当前气候变化的影响下。beplay竞技在过去的几十年里,科学家、水资源管理者、公民和决策者越来越努力,以跨界、全流域的视角来处理里约热内卢Grande/Bravo。更多的参与者在里约热内卢Grande/Bravo的背景下看到了挑战和解决方案,这是一个复杂的SES。我们认为,这些趋势对于寻找共同点和设计解决方案至关重要,以确保格兰德/布拉沃里约热内卢流域的环境水流,向所有人类和环境用户供水。
在环境流动策略中包括社会、治理和政治方面
相当多的研究确定了河流流量并提出了实施环境流量的水管理战略。他们促进了我们对里约热内卢Grande/Bravo的理解。河流流量研究可作为提出生态系统水需求的起点,并用于测试实施环境流量的创新水管理战略。技术解决方案很重要;然而,任何环境流动研究都必须包括社会、水治理和政治方面。正如我们所表明的,要把社会、政治、经济、水文和生态方面相互分离是不可能的;因此,环境流动政策必须考虑里约热内卢大/Bravo河是一个复杂的、动态的和社会生态构成的系统。如果做不到这一点,将产生许多优秀的技术研究,但它们可能仍然是不可行的或不会实施的。考虑到河流的大量工程、广泛的生物物理变化、不断增加的人为用水需求以及气候变化的影响,将里约热内卢Grande/Bravo流量体制恢复到大规模人类定居和20世纪农业生产之前的状态是不现实的。beplay竞技然而,我们看到了许多战略的机会,可以开始重建和/或维持在当前的社会生态动态流域的环境流动。
未来的水管理战略
通过重新思考地表水储存和水库作业,可以设想一个双赢的环境流动战略。例如,格兰德/布拉沃里约热内卢目前的基础设施为更新水库运营提供了机会,通过为河流连接提供环境流量和维护原生植被(Ahn等人,2018年,Fuchs等人,2018年),同时减少水库的蒸发损失(Eichinger等人,2003年),以最大限度地利用有益资源,特别是在湿润年。水库之间的调水是否有环境流动政策;我们建议以对环境有利的方式提倡水库放水量完全相同。这种方法可通过河岸植被管理加以加强,以去除高耗水物种(例如盐杉[甘蒙柽柳)以创造一个需要较少水的河岸生境马赛克(Fullerton and Batts 2003)。此外,将这些策略与当地的恢复项目相结合,可能会创造出连续的原生河岸生境(即,”串珍珠”[Stanford and Ward 1993]),这将扩展环境流动策略的影响。有必要在全系统范围内交换关于地方和区域恢复工作以及支持环境流动的其他创新措施的信息和知识共享(Fullerton和Batts, 2003年)。在充分理解不同行为体的水目标和风险的基础上开展协调的恢复工作,并开展公众宣传活动,可以促进知识、数据、最佳实践和环境流动方案的传播,使河流沿线的不同利益攸关方群体(如河流和下游用途)受益。
另一个技术选择是支持发展减少农业用水的改进方法,其最终目标是重建更自然的水流曲线。事实上,该盆地已经开始采用许多节水技术和实践,包括增加微生物活性、有机质和土壤中的水分保持;提高灌溉设备和做法的精度和效率;修改种植制度和种植作物;提高供水基础设施的效率。然而,农业部门的水需求仍然很大,极大地限制了确保可持续环境流动的可能性。我们将在附录2中讨论与农业和环境流相关的未来研究主题。
致谢
本文的大部分作者得到了美国地质调查局中南气候适应科学中心的资助,项目编号为G20AC00067、G15AP00132、G15AP00132和G19AP00038。该项目的作者之一Luzma Nava博士就职于墨西哥科技部CONACYT。
数据可用性
支持本研究结果的地图数据和文件可在HydroShare中获得:
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表1
表1.里约热内卢Grande/Bravo的河流流动研究实例。
位置 | 生态基流的方法 | 结果 | 参考 | |
马塔莫罗斯和布朗斯维尔到达大/Bravo | 水文 | 年平均径流量百分比 | 由于高人为需求,对较低里约热内卢Grande/Bravo的最低季节性环境流量的估计 | de la Lanza Espino等人(2018) |
Pilón格兰德/布拉沃河下游的圣胡安河和支流 | 水文 | 年平均径流量百分比和改进坦南特法 | Pilón河和圣胡安河的最小流量估计数 | Zepeda-Martínez 2012, Vidales-Contreras et al. (2014) |
大本德地区和支流里约热内卢萨拉多,里约热内卢埃斯孔迪多,里约热内卢阿拉莫和里约热内卢圣胡安 | 水文 | 百分比流 | 维修和旱季河流流量的估计 | 桑多瓦尔-索利斯等人(2019) |
中里约热内卢格兰德在圣阿卡西亚河段 | 水文 | 最小流量 | 生物学上的一项意见认为,在圣阿卡西亚导流坝上,这种小鱼至少需要每秒50立方英尺的流量 | 物(2001、2003) |
独立溪,魔鬼河和佩科斯河 | 栖息地模拟 | 自然生境模拟模型 | 建立了一个栖息地模拟模型,该模型考虑了一维水力模型和某些物种的栖息地适宜性标准,以估计每个物种在所有断面的流量范围内的加权可用面积 | 干线工程与科学(2012) |
中里约热内卢Grande (Espanola, Pena Blanca, Bernalillo, Central Ave, Bernardo, boque del Apache, San Marcial,和abquiu水库下游里约热内卢Chama | 栖息地模拟 | 二维水动力模型 | 为里约热内卢Grande中部和里约热内卢Chama下部的几个地点建立了栖息地模拟模型,以支持保护和增强里约热内卢Grande的努力。该模型模拟了水流、水力变量、泥沙运输、植被、水质和水生系统的生态。 | Mussetter等人(2004),Stone (2008) |
中里约热内卢大(伯纳利略和埃斯孔迪达) | 栖息地模拟 | 液压标准 | 利用关键变量(流速、水深和基质类型)估算了成年和幼年里约热内卢大银鲦鱼的三条栖息地适宜性曲线。结果表明,在主河道内,里约热内卢大银鲦鱼缺乏足够的栖息地,并强调了洪泛平原连接的重要性,那里居住着大多数适当的中间栖息地。 | 霍纳(2016) |
查马支流上里约热内卢格兰德 | 栖息地模拟 | 系统动力学建模 | 利用招募箱模型(Mahoney和Rood 1998年)建立了一个一维水力模型,以建立杨树种植的阶段流量曲线,并确定溢流发生时的流量。 | 莫里森和斯通(2015) |
查马支流上里约热内卢格兰德 | 栖息地模拟 | 一维和二维水动力模型 | 在一个协作过程中使用了一维和二维流体动力学建模,目的是通过冲洗砾石特征中的细沉积物来改善褐鳟鱼的产卵栖息地。 | Gregory等人(2018) |
Amistad水库上游和Presidio以下的格兰德盆地,包括佩科斯和魔鬼河盆地 | 整体 | 生境物理和水质模拟模型 | 研究强调了高流量脉冲与泥沙输运和河道地貌的关系。基于基流和生存流对10种重点鱼类的水质和生物覆盖层进行了评价。 | 里约热内卢Grande、里约热内卢Grande河口、下拉古纳马德雷盆地和下里约热内卢Grande盆地的海湾专家科学团队(2012年) |
里约热内卢Grande的Conchos支流 | 整体 | 构建块方法 | 估算河流流量,考虑到地貌、动植物(鱼类和无脊椎动物),以确定维持Conchos河7个地点的河流生态系统所需的维持和干旱流量 | 世界自然基金会(2006) |
表2
表2.提出里约热内卢Grande/Bravo的环境流动的研究实例。
位置 | 溪流流动研究参考资料 | 水管理策略 | 结果 | 参考 |
奇瓦瓦的里约热内卢Conchos和奎特曼堡下游的里约热内卢Grande/Bravo | 世界自然基金会(2006) | 水库re-operation | 本研究为里约热内卢Conchos盆地提供了环境流量,同时满足了条约义务,并为位于里约热内卢Grande/Bravo盆地下游的用户提供了水,如025灌溉区Bajo里约热内卢Bravo,但影响了上游灌溉区005 Delicias。 | 桑多瓦尔-索利斯和麦金尼(2009) |
里约热内卢大/Bravo在大本德地区 | 世界自然基金会(2006)和上里约热内卢格兰德盆地和海湾专家科学小组(2012) | 水库re-operation | 另一种水库运行策略最大化了环境流量,以维持Big Bend的关键生态和地貌功能,而不显著影响当前的水管理目标。这项拟议的政策还改善了供水规定,降低了每年的平均洪水风险,并保持了条约的历史规定。 | Sandoval-Solis和McKinney (2014), Porse等人(2015),Lane等人(2015),ortizs - partida等人(2016) |
里约热内卢Grande的Conchos支流 | 世界自然基金会(2006) | Agro-economic模型 | 这项研究提出了一项恢复和维护墨西哥北部一段里约热内卢Conchos河的生态系统的建议,该河流位于一个消耗几乎所有当地水流的大型灌区的下游。这项研究估计了这些生态系统的环境流量需求,并计算了灌溉者的补偿数字。 | Sisto (2009) |
查马支流上里约热内卢格兰德 | 莫里森和斯通(2014) | 系统动力学建模 | 本研究考察了水流状况对杨木采收和水库蓄水的影响,并调查了项目范围内三种备选方案对杨木采收的影响。该模型将幼苗存活率归因于泛滥平原的海拔高度、每年流量峰值的时间以及与幼苗根系生长相匹配的河段下降。 | 莫里森和斯通(2015) |
San Acacia河段上里约热内卢Grande/Bravo | 美国内政部(2001年) | 集成仿真模型 | 这项研究估计了一项增加河流流量以保护濒危的里约热内卢大银鲦鱼关键栖息地需求的战略所带来的经济影响。利用里约热内卢Grande盆地的综合水文、经济学和分配模型,对该盆地未来44年的流入进行了模拟,以估计为鲦鱼提供最小可接受流量的经济影响。 | 沃德等人(2006) |