Effekter af klimaændringer på kommunalt forvaltede vandsystemer blødgjort af fælles indsats

Delt skæbne og oplevelser i et samfund kan hjælpe det med at modstå ændringer i tilgængeligheden af ​​vand på grund af klimaændringer, en nylig undersøgelse foretaget af Sandia National Laboratories forskere fundet.

"Under vores forskning, et samfunds evne til at modstå naturligt og socialt pres blev rutinemæssigt peget på det faktum, at de mennesker, der bor der, føler, at de er et samfund, "Thushara Gunda, sagde en miljøingeniør fra Sandia og avisens første forfatter. "Fællesskabets sociale struktur, gensidigheden, eller følelse af samhørighed, er en virkelig vigtig faktor, der bidrager til dens modstandsdygtighed. "

Med ændringer i nedbørsmængderne, stigende temperaturer og befolkningstilvækst lægger pres på vandressourcer rundt om i verden, Sandias undersøgelse bidrager til forståelsen og forudsigeligheden af, hvordan samfund og vandsystemer verden over vil klare sig i tider med miljømæssige eller sociale forandringer.

Arbejdet, del af Sandias energi-vand-nexus-program for at hjælpe med at sikre modstandsdygtige og bæredygtige energi-vand-systemer af hensyn til national og global sikkerhed, blev for nylig offentliggjort i et særligt socio-hydrologisk nummer af Vandressourceforskning . Forskningen parrede en dynamisk systemmodel af et acequia-samfund og dets vandsystem med en hydrologimodel af en vandkilde i højlandet for at studere, hvordan samfundet reagerer på ændringer i vandtilgængelighed og -flow.

Undersøgelsen bygger på et større seks-årigt samarbejdsprojekt finansieret af National Science Foundation, der studerer forholdet mellem traditionelle vandforvaltningssystemer, samfund og landskaber. Udover Sandia, projektforskningspartnere omfatter New Mexico State University, University of New Mexico og andre.

Studerer modstandskraften ved acequias

Forskerne brugte en model baseret på den nordlige New Mexico by Valdez, som er den længste op ad floden af ​​11 acequia-systemer langs Rio Hondo. En acequia er en grøft, der afleder vand til landbrug og landbrugsbrug fra højstrømme ved hjælp af tyngdekraft og hovedporte. Acequia refererer også til det samfund, der bruger og styrer grøften. Der er omkring 800 acequias i det nordlige New Mexico og det sydlige Colorado. Nogle blev oprindeligt bygget af spanske kolonister for mere end tre århundreder siden.

"Disse acequias har gennemgået flere ændringer i regeringen, fra kolonitiden til nutiden, og overlevede gennem alle de sociale forandringer, " sagde Gunda. "Nu står de over for naturlige ændringer fra klimaændringer og stigende krav fra downstream-brugere."

Benjamin Turner, en professor ved Texas A&M University – Kingsville og medforfatter til papiret, bygget fællesskabsmodellen baseret på forskning udført af et tværfagligt team af kulturantropologer, økonomer, politologer, geografer, sociologer og hydrologer, der arbejdede på at fange dynamikken i samfundets acequia-systemer gennem måneders workshops, telefonopkald og møder. Når modellen var færdig, det blev tilpasset til at repræsentere Valdez.

Sandia-teamet udviklede derefter en hydrologisk model af en vandkilde i højlandet til at parre med samfundsmodellen for at studere, hvordan fald i vandtilgængeligheden påvirkede samfundet. Højlandsmodellen inkorporerer temperatur- og nedbørsfremskrivninger, der reducerer mængden af ​​tilgængeligt vand og ændrer ankomsten af ​​spidsvandstrømningen for året.

"Vi ville se, hvordan samfundet ville reagere, når strømmen ændrede sig baseret på, hvordan vi tror, ​​at det sandsynligvis vil blive påvirket af klimaændringer i fremtiden, "Sagde Gunda." Med klimaforandringer, især i sydvest, vi forventer at se en reduktion i det samlede vandløb, men også et skift i, hvornår spidsstrømmen opstår."

Forskergruppen brugte de to modeller til at simulere tre forskellige forhold. De tre scenarier sammenligner 30-årige historiske strømoutput fra 1969 til 1998 med 30-årige perioder i den nærmeste fremtid (2019 til 2048) og den fjerne fremtid (2069 til 2098).

I det første scenarie, Acequiaen oplever nedsat vandstand og et tidligere peakflow - den måned, hvor Acequiaen modtager den største mængde vand. Samfundet afleder vand lige så lang tid som før, og lukker sin port for at lade vandet fortsætte nedstrøms omkring 25 procent af tiden. En acequia vil lukke sin port for at sikre nedstrøms samfund har tilstrækkelig adgang til vandet baseret på stående aftaler.

I andet og tredje scenarie, Acequia oplever stadig faldende vandstande og tidligere spidsstrømme, men står også over for øgede portlukninger i løbet af året, svarende til 50 procent af året i det andet scenario, og 75 procent af året i det tredje scenario. Dette er baseret på det sandsynligvis øgede pres fra downstream-brugere, der beder deres upstream-naboer om at aflede mindre vand.

Gensidighed øger samfundets og vandsystemets modstandsdygtighed over for klimaændringer

"Resultaterne af undersøgelsen var overraskende, i den forstand, at landbrugets rentabilitet faktisk steg under det første scenario, "Gunda sagde." Med skiftet i spidsstrømme flyder til tidligere på sæsonen på grund af klimaændringer, acequia-medlemmerne var i stand til at bruge det tidligere vand mere produktivt, og det skabte denne feedback-cyklus, hvor fordi de havde mere adgang til det vand, de var i stand til at dyrke flere afgrøder, herunder mere rentable afgrøder, og det tilskyndede dem til at investere i landbruget, og den tid brugt i landbruget styrkede samfundet."

I andet og tredje scenarie, Gunda siger, at landbrugets rentabilitet er gået i stå, men samfundets størrelse voksede, fordi grundejere var mere tilbøjelige til at sælge stykker af deres parceller, så nye medlemmer kunne komme ind i samfundet.

"Vi kan se på acequias' historie og se, at de ikke er særlig følsomme over for chok, ellers ville de ikke have kapacitet til at blive sammen så længe, ​​som de har, "Sagde Gunda." Når tilflyttere kommer ind i samfundet og engagerer sig i landbrugsarbejde og hjælper med at opretholde acequia, som styrker fællesskabets bånd. Det giver dem bufferen til at kunne blive sammen længe nok til at tilpasse sig de nye forhold."

Resultaterne viser de mekanismer, der styrker samfundets sammenhængskraft i acequias - tid brugt på at udføre landbrugsarbejde og vedligeholde grøften sammen - hjalp med at styrke individuelle forbindelser med samfundet, som mildnede virkningerne af klimaændringer og hjalp acequia med at holde sammen.

"Ved at tage dette sociologiske blik på systemet, det hjalp os med at se nogle adfærd, og hvordan disse sociale systemer kunne afbøde faktorer, der ellers ville udgøre udfordringer, der kunne få disse systemer til at forsvinde, "sagde Vince Tidwell, Sandia ingeniør og medforfatter af papiret.

Mens undersøgelsen fokuserede på acequias på grund af deres historiske robusthed, Gunda sagde, at resultaterne har bredere konsekvenser for fællesstyrede vandsystemer verden over.

"I Sri Lanka, Fællesskabets samhørighed er fokuseret på slægtskab og overdragelse af pakker af jorden til dine børn, som fastholder familiernes tilknytning til jorden, "Sagde Gunda." På Bali, samhørigheden er fokuseret omkring vandtempler og religiøse figurer. Alle disse forskellige former for samfundsmæssig samhørighed eksisterer, og vores modelleringsarbejde viser, at vi virkelig har brug for at forstå, hvordan disse mekanismer til fællesskabssammenhæng kan lægge op til øget modstandsdygtighed i pressede tider. Vi skal forstå den sociale struktur såvel som de fysiske rammer."