Pemodelan Keberlanjutan Air, Lingkungan, Mata Pencaharian, dan Budaya dalam Komunitas Irigasi Tradisional dan DAS mereka Linked

Alexander Fernald 1, *, Vincent Tidwell 2, José Rivera 3, Sylvia Rodríguez 4, Steven Guldan 5, Caitriana Steele 1, Carlos Ochoa 1, Brian Hurd 1, Marquita Ortiz 6, Kenneth Boykin 1 dan Andres Cibils 1

Abstrak: Air kelangkaan, konversi penggunaan lahan dan budaya dan perubahan ekosistem mengancam cara hidup masyarakat irigasi tradisional semi-arid Amerika Serikat barat daya. Tradisi yang kuat, namun pergolakan potensi yang besar dalam masyarakat yang bergantung pada sistem irigasi acequia. Acequias adalah sistem parit kuno yang dibawa dari Semenanjung Iberia ke Dunia Baru lebih dari 400 tahun yang lalu, mereka secara bersamaan gravitasi aliran sistem penyediaan air minum dan air bersama lembaga pemerintahan. Acequias telah bertahan periode kekeringan dan guncangan eksternal dari ekonomi berubah, demografi, dan pemanfaatan sumberdaya. Sekarang, perubahan iklim dan urbanisasi mengancam ketersediaan air, fungsi ekosistem, dan masyarakat acequia sendiri. Apakah praktik adaptif masa lalu memegang kunci untuk keberlanjutan masa depan, atau strategi baru yang dibutuhkan? Untuk mengeksplorasi masalah ini kita diterjemahkan pemahaman disiplin ke dalam format seragam diagram causal loop untuk konsep subsistem dari sistem acequia berbasis seluruh manusia-alam. Empat subsistem yang diidentifikasi dalam studi ini: hidrologi, ekosistem, penggunaan lahan / ekonomi, dan sosial budaya. Hubungan penting antara subsistem yang terungkap serta variabel menunjukkan kohesi masyarakat (misalnya, lahan irigasi total, intensitas merumput di dataran tinggi, mutualisme). Pekerjaan yang sedang berlangsung akan menguji konseptualisasi dengan data lapangan dan latihan pemodelan untuk menangkap titik kritis untuk non-keberlanjutan dan ambang batas untuk penggunaan air yang berkelanjutan dan umur panjang masyarakat.Kata kunci: Model interdisipliner, keberlanjutan, dinamika sistem alam dan manusia, hidrologi, ekologi, ekonomi, budaya.1. PengantarDalam lembah subur air terbatas wilayah di seluruh dunia, masyarakat sistem irigasi telah berevolusi untuk mempertahankan umur panjang masyarakat dalam menghadapi curah hujan variabel. Di Grande Rio atas, "acequia" adalah kata Spanyol untuk sistem pengelolaan air fisik dan sosial dibawa ke Dunia Baru oleh kolonis Spanyol yang bermigrasi dari lembah tengah Meksiko ke utara-tengah New Mexico. The acequia Kata awalnya berasal dari bahasa Arab sebagai-sāqiya, berarti saluran air. Sistem ini acequia telah mengembangkan kompleks diri menjaga interaksi antara budaya dan alam yang memungkinkan kelangsungan hidup kekeringan dan memberikan banyak manfaat budaya, ekosistem, dan ekonomi lainnya. Acequia berpusat masyarakat, bagaimanapun, menghadapi tekanan sosial ekonomi sumber daya baru dan alam yang mengancam kemampuan mereka untuk mempertahankan budaya dan ekonomi darat.1.1. Ancaman terhadap Keberlanjutan Sistem AcequiaDi utara New Mexico ada sekitar 800 acequias, dan sebagian besar telah beroperasi selama lebih dari 200 tahun, banyak lebih dari 300 tahun [1]. Tergantung pada areal yang dilayani, dan ukuran kepemilikan individu, irigasi anggota (disebut parciantes) dalam acequia tertentu mungkin jumlah kurang dari sepuluh atau lebih dari 200. Di antara ancaman yang acequias hadapi saat ini, sebagian besar secara langsung atau tidak langsung berkaitan dengan peningkatan populasi dan urbanisasi [2-4]. Ancaman baru di cakrawala berasal dari perubahan iklim dan hidrologi. Persediaan air yang tak terduga

dan / atau terbatas adalah tantangan umum yang dihadapi oleh sistem irigasi masyarakat di daerah kering / semi kering di seluruh dunia. Banyak perubahan skenario iklim memprediksi snowpack gunung kurang dan limpasan sebelumnya untuk Southwest / New Mexico [5], dan kepastian ketersediaan air di masa mendatang kemungkinan akan memburuk. Keterbatasan air lebih mengintensifkan di Amerika kering dan semi kering Serikat barat daya, karena sebagian besar untuk peningkatan urbanisasi. Di New Mexico, populasi meningkat 13,2% antara tahun 2000 dan 2010 [6]. Hasil peningkatan permintaan air adalah menempatkan tekanan pada acequia irigasi dan lainnya pengguna air pertanian untuk menjual hak atas air mereka dan mentransfernya ke daerah perkotaan berkembang. Acequias juga terancam ketika lahan irigasi yang diambil dari produksi. Dalam banyak masyarakat mengalami pertumbuhan penduduk, mungkin ada tanah pribadi yang terbatas untuk pembangunan perumahan selain dari sawah irigasi. Irigasi acequia Kebanyakan pertanian relatif kecil, umumnya kurang dari empat hektar dan sering kurang dari dua. Meskipun tanaman dan ternak dapat memberikan sumber pendapatan penting, beberapa irigasi telah memutuskan itu lebih berharga bagi mereka untuk menjual tanah mereka untuk pembangunan perumahan daripada untuk tetap di bidang pertanian. Situasi yang sama ditemukan di Spanyol [7], di mana penurunan viabilitas ekonomi dari pertanian kecil tampaknya telah menjadi faktor dalam pengurangan substansial dari kawasan budidaya dilayani oleh sistem irigasi masyarakat. Karena sifat dari acequia sebagai komunitas dioperasikan dan entitas diatur, hilangnya bahkan persentase yang relatif kecil dari irigasi dapat mengganggu integritas acequia suatu dan mengurangi kapasitasnya untuk mempertahankan infrastruktur dan mengatur operasinya.

1.2. Acequia Masyarakat sebagai Sistem Alam dan Manusia DitambahMasyarakat Acequia yang ditopang oleh hubungan antara unsur-unsur alam dan manusia dari

lembah irigasi dan daerah aliran sungai dataran tinggi mereka berhubungan dengan (Gambar 1). Masyarakat menggunakan dataran tinggi hutan untuk penggembalaan, kayu bakar, kayu, berburu, dan rekreasi [8]. Satwa liar dan perjalanan ternak musiman dari habitat riparian dataran rendah dan padang rumput ke habitat dataran tinggi dan padang rumput. Akuifer air penyangga mengalir pada skala DAS, dengan jalur mengalir melalui gunung yang muncul sebagai mata air yang menyediakan debit sungai selama periode pencairan salju kecil dan curah hujan.

Gambar 1. Ditambah lembah dan dataran tinggi DAS menunjukkan hubungan antara contoh unsur-unsur permukaan dan hidrologi tanah, irigasi masyarakat dan penggunaan lahan, penggembalaan dari dataran rendah dan padang rumput dataran tinggi, dan penggunaan satwa liar dari daerah lembah dan hutan riparian dataran tinggi.

1.3. Tingkat Tinggi Sekilas Sistem DitambahKita mengandaikan bahwa dalam menghadapi pertumbuhan penduduk dan perubahan iklim,

ketahanan masyarakat berakar pada acequia berbasis konektivitas antara subsistem alam dan manusia. Acequia air sistem menghubungkan sosial, kegiatan budaya, dan ekonomi dan fenomena alam yang terjadi di dalam ekosistem pada skala yang berbeda (Gambar 2). Budaya, sejarah, dan tradisi sistem acequia mempertahankan identitas orang yang hidup di masyarakat yang terkait dan mempengaruhi pengelolaan lahan dan air untuk menopang perekonomian lokal. Dalam interaksi antara sistem acequia

dan unsur-unsur alam, acequias penyangga musiman hidrologi variasi, menyediakan habitat bagi spesies yang beragam, menghasilkan jasa ekosistem (misalnya, kualitas air dan arus balik), dan sangat dipengaruhi oleh kondisi cuaca lokal dan regional (misalnya, curah hujan dan suhu rezim).

Gambar 2. Aliran kausal grafik dengan hubungan manusia dan alam melalui sebuah acequia.

1.4. Kaitan sosiokultural dalam dan di antara MasyarakatSistem masyarakat tradisional irigasi acequia menggabungkan strategi hidrologi dan sosial

budaya untuk memungkinkan manajemen air masyarakat responsif. Sejak tahun 1920-an, para sarjana telah mendokumentasikan bagaimana air didistribusikan di desa-desa pedesaan New Mexico sesuai dengan aturan dan peraturan tertanam dalam kebiasaan dan tradisi kuno dating ke periode pemukiman kolonial Spanyol [4,9-12]. Selain pengelolaan air, sistem irigasi masyarakat menyediakan perhubungan kelangsungan budaya dan sosial, menjaga pemukiman bersejarah dan budaya lokal mencakup periode utama pembangunan politik dari 1.598 ke periode modern [4]. Di banyak lokasi, acequia terus menjadi pusat kehidupan desa, memelihara semangat komunitas dan keterlibatan. Ada komisi yang mengatur dan Mayordomo (kanal manager) yang bertanggung jawab untuk membangun dan menerapkan seperangkat aturan untuk pemeliharaan, perbaikan dan distribusi air. Pembersihan tahunan saluran irigasi tidak hanya menandai awal musim pertanian di awal musim semi, tetapi juga merupakan kesempatan bagi irigasi tetangga untuk mengatasi isu-isu lokal. Selama acara ritual, petugas selokan dan irigasi, informal sebagai individu atau dalam kelompok-kelompok kecil, mengatasi berbagai topik seperti kondisi bendungan pengalihan di sungai, perbaikan apapun yang mungkin dibutuhkan, jumlah aliran air diproyeksikan berdasarkan snowpack musim dingin di hulu gunung, dan barang-barang lainnya yang penting bagi selokan atau masyarakat secara keseluruhan. Pada akhir proses parit-pembersihan, irigasi telah memperbaharui keterikatan mereka ke dasar tanah komunitas mereka untuk lain siklus irigasi [4].

Adaptasi untuk penyediaan air variabel dikodekan dalam acequia adat dan budaya. Parit masyarakat irigasi memiliki tradisi panjang berbagi air baik di masa kelimpahan dan kelangkaan, yang dikenal sebagai repartimiento (pembagian air). Koordinasi antara komunitas kecil sepanjang satu sungai kecil merupakan suatu keharusan sehingga semua mungkin memiliki sedikit air di saat kelangkaan dan banyak pada saat kelimpahan [4]. Urutan irigasi didirikan musiman dan kadang-kadang mingguan sesuai dengan pasokan air yang tersedia sehingga setiap pengguna air menerima penjatahan penuh nya, tapi kelebihan tidak. Dalam beberapa tahun terakhir, bagaimanapun, air acequia telah menjadi target pasar air dengan pembeli potensial di luar komunitas acequia mencari air untuk pembangunan perumahan [4]. Transfer luar komunitas acequia dari waktu ke waktu dapat mengikis baik fungsi fisik dan sosial acequia tersebut.

1.5. Hidrologi Sambungan antara Sistem Irigasi Acequia, aquifers, dan SungaiSistem irigasi Acequia menghubungkan sungai dan akuifer dangkal untuk secara efektif

meminimalkan berkisar antara arus puncak musim dan aliran rendah. Anggaran hidrologi dari lembah-lembah sungai irigasi mengungkapkan bahwa sebagian besar dari total volume air dialihkan untuk merembes irigasi dari kanal dan merembes di bawah perakaran tanaman. Sebagai contoh, penelitian menunjukkan bahwa kerugian kanal khas berkisar dari 16% menjadi 43% dari aliran saluran [13-15], dan perkolasi tingkat bawah tanaman perakaran zona sebagai persentase air irigasi diterapkan berkisar dari

kurang dari 23% sampai 60% atau lebih [16-19]. Tidak seperti kerugian evapotranspirasi yang mengambil air dari sistem dan mencegah penggunaan masa depan, rembesan kanal dan perkolasi lapangan melakukan fungsi penting dari pengisian air tanah seperti yang ditunjukkan dengan hidrodinamika, kimia, isotop stabil, dan pemodelan simulasi pendekatan [19-25]. Ini air yang mengisi kembali akuifer dangkal kemudian dapat menjadi aliran air tanah yang mengembalikan melalui bawah permukaan ke aliran terhubung [15]. Beberapa penelitian telah membahas hal ini linkage: sampai dengan 50% dari air irigasi menjadi tanah kembali mengalir ke sungai di Montana [26], sedangkan bidang rembesan resapan air tanah disediakan sampai dengan 20% dari total aliran sungai September di Washington [27] dan 65% dari arus masuk lahan basah di Wyoming [28].

Model simulasi pengelolaan air dataran banjir menunjukkan bahwa penghapusan angkut saluran mempengaruhi resapan air tanah [29]. Sistem dinamika simulasi skenario tanpa penyimpangan irigasi dan rembesan menunjukkan kembali akuifer berkurang ke sungai memasok [29]. Khususnya, upaya untuk meningkatkan efisiensi penggunaan air dengan mengurangi rembesan kanal dan lapangan dapat menyebabkan resapan air tanah berkurang dan kembali akuifer ke sungai.

1.6. Sosial Ekonomi Responses to Ketersediaan Air MengubahPertumbuhan penduduk dan perubahan iklim mengancam gangguan signifikan bagi masyarakat

pedesaan dan pertanian dari New Mexico [30]. Acequias telah mampu beradaptasi dengan perubahan masa lalu, tetapi kemampuan masyarakat acequia untuk mengatasi berbagai tantangan di masa depan adalah tidak pasti baik dan kompleks. Misalnya, tidak ada analog sejarah memadai untuk gigih dan air tampaknya terus meningkat kebutuhan yang ditimbulkan oleh pertumbuhan populasi perkotaan hilir. Irigasi peningkatan teknologi dan manajemen dapat lebih efektif dan tepat memberikan air (dan bahkan nutrisi) untuk tanaman yang tumbuh dalam jumlah dan dengan waktu yang paling cocok untuk hasil meningkatkan. Peningkatan tersebut dalam efisiensi penggunaan air telah menaikkan hasil panen, pola penggunaan air berubah, dan mungkin campuran tanaman tumbuh. Mungkin ada, bagaimanapun, efek yang tidak diinginkan pada penggunaan air secara keseluruhan dan konservasi air. Misalnya, semakin banyak bukti menunjukkan bahwa teknologi tersebut dan manajemen dapat meningkatkan penggunaan air secara keseluruhan sebagai persentase air diterapkan [31], sehingga berdampak hak air dan air anggaran daerah.

Air-terkait penilaian ekonomi dari dampak perubahan iklim [30] telah sangat bergantung pada asumsi pasar air lancar berfungsi dan biaya transaksi yang rendah. Ada, bagaimanapun, sedikit bukti bahwa asumsi-asumsi ini tepat diterapkan untuk usaha, masyarakat sangat lokal. Meskipun masyarakat kecil, seperti acequias, dapat memfasilitasi transfer dan perdagangan lancar dalam masyarakat dengan biaya transaksi yang relatif rendah, mungkin ada perlawanan yang signifikan untuk transfer dan perdagangan luar masyarakat. Dalam masyarakat acequia dari, Southwest skala besar, yang didorong pasar transfer air sering dipandang sebagai tidak diinginkan dan serangan terhadap masyarakat dan lingkungannya [32]. Dalam beberapa kasus, transfer tersebut ditentang oleh pihak berwenang mengizinkan, seperti Kantor Engineer Negara di New Mexico, yang memiliki kekuasaan luas untuk mempertimbangkan efek dari transfer air di "kesejahteraan masyarakat" dan "konservasi air" sebelum memungkinkan penjualan atau pengalihan hak atas air [33]. Telah ada evaluasi yang ketat sedikit kesejahteraan masyarakat dalam hal kekompakan masyarakat dan struktur, kapasitas adaptasi, dan

kemampuan untuk merencanakan dan mengelola perubahan. Baik telah ada akuntansi lengkap dari jasa lingkungan yang disediakan oleh air irigasi sistem.

1.7. Sambungan antara Masyarakat Valley dan DAS Upland merekaSangat sedikit yang diketahui tentang interaksi dinamis saluran irigasi masyarakat dan

lingkungan alam pada skala spasial DAS regional. Banyak literatur yang diterbitkan berfokus pada peran irigasi dalam organisasi sosial dari pengguna air di tingkat lokal. Pengaturan kelembagaan, input tenaga kerja, manajemen kolektif, aturan operasional, sanksi, efisiensi kinerja, dan pertanian biaya-manfaat dari sistem ini secara luas dipublikasikan dalam literatur dari seluruh dunia. Hal ini dijelaskan variabel sebagai studi petani-dikelola atau sistem irigasi masyarakat, asosiasi pengguna air, sistem irigasi petani, lembaga acequia tradisional, dan dengan istilah lain [4,34-37]. Baru-baru ini, interaksi ecohydrological, nilai-nilai lingkungan, dan multi-fungsi dari sistem gravitasi aliran telah menjadi subyek penelitian baru yang memerlukan pendekatan interdisipliner oleh tim terdiri dari hydrologists, ekologi, agronomi, dan ilmuwan budaya manusia [15,38-39 ]. Analisis lapangan masih diperlukan pada skala DAS sungai dan cekungan di daerah semi-arid lingkungan di seluruh dunia.

Pertanian praktek yang mempromosikan jenis habitat yang heterogen dikenal untuk memberikan manfaat konservasi dalam bentuk keanekaragaman hayati [40]. Komunitas sistem irigasi memiliki potensi untuk memodifikasi habitat riparian dengan meningkatkan kelembaban tanah dan meningkatkan permukaan air untuk meningkatkan vegetasi riparian asli [15]. Riparian habitatswithin barat daya Amerika Serikat adalah sistem yang beragam [41]. Meskipun habitat riparian dan air membuat kurang dari 1% dari luas daratan New Mexico [42], sekitar 80% dari semua spesies vertebrata sensitif tergantung pada mereka selama beberapa bagian dari kehidupan mereka [43]. Dari 867 spesies vertebrata yang diketahui ada di New Mexico, 479 tergantung pada habitat riparian untuk kelangsungan hidup mereka [43].

Penggembalaan ternak merupakan salah satu kegiatan dataran tinggi yang paling penting dan rumit terjalin dalam keberlanjutan jangka panjang acequias di utara New Mexico [8]. Ternak petani biasanya merumput DAS di atas jaringan irigasi komunal, ini penggunaan lahan dibayangkan dapat mempengaruhi kualitas air dan fungsi jaringan irigasi. Ini tradisi dataran tinggi lembah-hubungan dapat ditelusuri kembali ke kebijakan hibah tanah Spanyol untuk permukiman (Hukum Hindia) yang memungkinkan pemukim untuk permohonan lahan pertanian lembah serta sumber daya hutan dataran tinggi untuk digunakan sebagai penggembalaan musim panas ternak, untuk menjamin keberlanjutan masyarakat pertanian [44].

1.8. Studi PendekatanTujuan dari upaya penelitian berkelanjutan kami adalah untuk menyelidiki sistem tradisional

acequia untuk mengidentifikasi petunjuk untuk keberlanjutan sumber daya dan mengidentifikasi strategi adaptasi yang potensial untuk membantu para bertahan masyarakat. Menuju tujuan ini kita mengeksplorasi dalam makalah ini interaksi yang kompleks dalam sistem manusia-alam yang digabungkan. Secara khusus, kita mengandaikan bahwa seseorang tidak dapat memahami keberlanjutan sistem acequia tradisional tanpa pertimbangan rinci dari subsistem berinteraksi. Untuk mengeksplorasi sistem ini erat kita membangun model konseptual untuk masing-masing dari empat subsistem: hidrologi, ekosistem, sosial budaya, dan penggunaan lahan / ekonomi. Diagram causal loop

(didefinisikan di bawah) yang digunakan oleh tim proyek untuk mengembangkan model konseptual secara visual dan intuitif. Ini diagram causal loop juga digunakan untuk dokter hewan model konseptual dengan para pemangku kepentingan dari masyarakat acequia. Karakterisasi pengetahuan lokal didasarkan pada etnografi, karakterisasi diri-pengamatan oleh anggota masyarakat itu sendiri (termasuk wawancara formal dan informal), dan literatur ethnohistorical, etnografi, dan populer pada budaya desa New Meksiko [45-46]. Kami adalah, untuk pertama kalinya, benar-benar mencoba untuk merumuskan dan menguji klaim ini sebagai hipotesis. Pada akhirnya ini loop kausal dan sistem yang kompleks yang mereka wakili akan diintegrasikan ke dalam suatu model dinamika sistem yang akan membantu kita lebih memahami besarnya dan directionality dari variabel yang berbeda dalam setiap subsistem dan interaksi antar variabel dalam sistem secara keseluruhan. Sistem model dinamika terintegrasi akan menggabungkan informasi masa lalu dan sekarang dan akan digunakan untuk mencoba dan memprediksi kondisi masa depan berdasarkan perubahan yang diharapkan dalam pertumbuhan populasi dan variabilitas iklim. Sistem model dinamika akan menggabungkan masyarakat dan pemangku kepentingan lainnya kontribusi tertarik dan umpan balik seluruh proses dan pada akhirnya akan dirancang untuk memungkinkan para pemangku kepentingan dan pembuat kebijakan untuk berinteraksi dengan model melalui serangkaian tombol dan slider (misalnya, keparahan kekeringan) yang akan menghasilkan kemungkinan skenario tergantung pada pilihan pengguna.

2. Metode2.1. Studi Sites

Untuk memanfaatkan instrumentasi yang ada dan jaringan keahlian lokal, tim interdisipliner bekerja di tiga lokasi penelitian rinci: Rio Hondo, anak sungai ke Rio Grande utama batang, El Rito, anak sungai ke Chama Rio dan kota kecil yang sama Nama, dan Alcalde, yang merupakan acequia pada batang utama Grande Rio (Gambar 3) dan sebuah kota kecil dengan nama yang sama. Semua berbagi situs acequia tradisi irigasi, namun mereka berbeda dalam hal pengaturan biofisik, ukuran komunitas, hubungan ke dataran tinggi, jarak ke daerah perkotaan, dan usia masyarakat.

Gambar 3. Studi masyarakat (lingkaran hitam), lembah terkait irigasi (garis merah) dan daerah aliran sungai kontribusi (garis biru).

2.2. Multidisiplin Modeling DinamikaAda beberapa alasan untuk mengembangkan model sistem yang kompleks ditambah manusia-

alam. Pertama, model kuantitatif diperlukan untuk menguji hipotesis mengenai ketahanan sistem acequia. Artinya, model akan memungkinkan kita untuk menguji hipotesis melalui simulasi dan perbandingan terhadap data sosial / budaya / fisik yang tersedia. Kedua, model akan menyediakan kendaraan untuk dialog terstruktur dengan para pemangku kepentingan. Akhirnya, model ini akan memungkinkan tim untuk mengeksplorasi masa depan alternatif dengan para pemangku kepentingan untuk mencari jalur yang berkelanjutan potensi masyarakat ini.

Pengembangan Model mengikuti proses empat langkah. Pertama, masalah yang harus dipecahkan dan ruang lingkup analisis didefinisikan. Kedua, deskripsi dari sistem dikembangkan. Langkah ini dimulai dengan konseptualisasi struktur yang luas dari sistem, diikuti dengan menguraikan struktur yang menjadi serangkaian unit dikelola didefinisikan oleh subsistem tertentu (misalnya, hidrologi,

ekosistem, sosial budaya, dan penggunaan lahan / ekonomi). Untuk setiap subsistem, diagram causal loop menggambarkan struktur yang melekat dan umpan balik dikembangkan dan ditinjau.

Kedua langkah pertama pertama kali didekati melalui keterlibatan tim interdisipliner kami, multi-institusional proyek. Tim tersebut mencakup hydrologists, seorang antropolog budaya, seorang perencana pembangunan pedesaan, seorang ekonom, ahli ekologi, ahli agronomi, spesialis penginderaan jauh, spesialis ternak, koordinator masyarakat dan pemodel sistem. Anggota tim memiliki 10-30 tahun pengalaman di bidangnya masing-masing. Lebih penting lagi, anggota tim memiliki pengalaman yang luas bekerja dengan masyarakat lokal dan regional yang ditargetkan oleh studi ini. Pemodelan konseptual dilakukan melalui rapat tim penuh, panggilan telepon dengan subsistem, persiapan tema diagram pada serangkaian setengah hari tatap muka lokakarya, pengembangan deskripsi tertulis untuk setiap subsistem, pengerjaan ulang rinci diagram ke dalam format umum oleh sistem pemodel, dan konferensi tim penuh panggilan untuk pergi melalui semua teks dan diagram.

Pekerjaan tim proyek kemudian diperiksa dengan para pemangku kepentingan dari masing-masing komunitas acequia [47]. Secara khusus, para pemangku kepentingan masyarakat ditinjau dan dievaluasi sasaran dan tujuan proyek. Selain itu mereka meninjau pemodelan konseptual, menambahkan pemahaman yang berharga tentang operasi dan berfungsi dari acequias serta masyarakat yang mereka dukung. Pada akhirnya hal ini mengakibatkan identifikasi variabel tambahan dan hubungan dalam diagram causal loop. Keseluruhan proses ini memakan waktu sekitar 6 bulan, dan merupakan latihan yang sangat berharga dalam penelitian interdisipliner praktis, menggambar pada kekuatan dari disiplin masing-masing sambil mencari hubungan yang sebelumnya tak dikenal antara subsistem.

Pada langkah ketiga dari proses pemodelan (tidak selesai pada saat tulisan ini), diagram causal loop sedang diubah menjadi konteks dinamika sistem, dan sektor Model sedang diisi dengan data yang tepat dan hubungan matematika. Para pemodel sebagian besar bertanggung jawab untuk konversi dari hubungan kausal sedangkan sisanya dari tim multidisiplin yang bekerja untuk mengidentifikasi data dan parameter yang diperlukan untuk mengukur proses kunci. Tujuannya adalah untuk memiliki sebuah model kerja awal proyek untuk mendorong dialog dengan para pemangku kepentingan dan seluruh tim.

Langkah keempat melibatkan kalibrasi model terhadap lapangan dan data historis diikuti oleh review. Langkah ini tergantung secara bersamaan pada keahlian disiplin dan integrasi keahlian yang terintegrasi ke dalam model. Model terpadu juga memungkinkan tim multidisiplin untuk mengeksplorasi umpan balik seluruh disiplin ilmu, sehingga pemahaman tentang bagaimana menantang berbagai subsistem berinteraksi dan mempengaruhi satu sama lain. Dalam hal masukan dari masyarakat, model menyediakan wahana bagi para pemangku kepentingan untuk mencocokkan kinerja model terhadap pengalaman sejarah mereka. Tinjauan kolektif oleh para ahli dan stakeholder dari konseptualisasi model dan kinerja model memberikan masukan kuat untuk fokus model dan kalibrasi [48]. Pada akhirnya, tiga langkah terakhir akan mengulangi beberapa kali selama proyek.

Ada beberapa tersedia secara komersial, berorientasi obyek alat simulasi yang menyediakan lingkungan yang nyaman untuk membangun sistem model dinamika. Untuk tujuan dari proyek ini, Studio 8, diproduksi oleh Powersim, Inc, digunakan [49]. Dengan alat ini, konstruksi model berlangsung dalam lingkungan grafis dengan menggunakan benda-benda sebagai blok bangunan. Benda-benda didefinisikan dengan atribut tertentu yang mewakili proses fisik atau sosial individu, dan jaringan bersama-sama sehingga untuk meniru struktur umum dari sistem, seperti yang digambarkan dalam

diagram causal loop. Dengan cara ini, alat ini menyediakan lingkungan yang terstruktur dan intuitif untuk pengembangan model.

Model ini diatur sesuai dengan empat yang luas, subsistem berinteraksi: hidrologi, ekosistem, sosial budaya, dan penggunaan lahan / ekonomi. Setiap subsistem terdiri dari berbagai proses fisik / sosial yang pada gilirannya menginformasikan dan mempengaruhi dinamika subsistem lainnya. Misalnya, hidrologi permukaan dan air tanah dipengaruhi oleh iklim, vegetasi penutup, dan keputusan penggunaan lahan. Ketersediaan air mempengaruhi keputusan tentang bagaimana mengalokasikan air yang pada gilirannya mendefinisikan keuntungan ekonomi melalui pertanian irigasi dan penggembalaan. Keputusan mengenai ekonomi dan penggunaan lahan / air dampak alokasi demografi dan jaringan sosial daerah dan akhirnya umpan balik untuk mendarat keputusan digunakan dalam langkah waktu berikutnya. Penjelasan lebih rinci dari masing-masing subsistem dan interface antara subsistem yang terkait diberikan dalam Bagian 3 di bawah ini.

3. Subsistem Diagram Causal Loop Diagram causal loop yang digunakan untuk membantu mengkomunikasikan struktur model

konseptual yang diusulkan. Causal loop diagram adalah teknik untuk memetakan umpan balik dalam dan antar subsistem berinteraksi [47]. Konvensi untuk menggambar diagram causal loop sederhana, terdiri dari satu set variabel dihubungkan oleh panah yang menunjukkan pengaruh kausal. Panah dari hubungan sebab akibat selalu menunjuk dari variabel independen terhadap variabel dependen. Setiap hubungan kausal diberikan polaritas, baik positif atau negatif, untuk menunjukkan bagaimana perubahan variabel dependen ketika variabel perubahan independen (semua variabel lain diasumsikan konstan). Di bawah ini, masing-masing subsistem dijelaskan dan dipetakan secara individual sebagai diagram causal loop. Dalam upaya untuk menunjukkan interaksi di seluruh subsistem, variabel kode warna untuk subsistem utama mereka, biru untuk hidrologi, hijau untuk ekosistem, merah untuk ekonomi dan oranye untuk sosial / budaya.

3.1. Hidrologi 3.1.1. Tujuan, Driver, Output, Ruang Lingkup, Konektivitas, Variabel Kunci

Subsistem hidrologi diagram causal loop melacak distribusi spasial dan temporal dari empat persediaan air utama di setiap daerah aliran sungai, yaitu, air permukaan, air tanah, alat angkut irigasi, dan kelembaban tanah (Gambar 4). Variabel iklim utama yang mempengaruhi hidrologi di DAS masing-masing temperatur dan curah hujan. Suhu dan curah hujan didasarkan pada Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim (IPCC) berjalan, yang downscaled untuk menutupi masing-masing dari tiga daerah aliran sungai (Alcalde, El Rito, dan Rio Hondo) dalam penelitian ini. Berjalan downscaled yang diadopsi dari Bias Dikoreksi dan downscaled (s WCRP) Iklim Dunia Penelitian Programmer Ditambah Model Interkomparasi Proyek fase 3 (CMIP3) iklim Proyeksi arsip [50-51]. Output sistem kunci dari subsistem hidrologi meliputi ketersediaan air untuk irigasi domestik memompa, dan dataran tinggi / serapan vegetasi riparian. Yang juga menarik adalah total hasil air DAS dan pengiriman air kepada pengguna hilir.

3.1.2. Sistem Fungsi dan Kausalitas untuk Diagram

Konektivitas hidrologi antara sumber air dataran tinggi dan lembah dataran banjir hilir di daerah aliran sungai bagian utara New Mexico mungkin penting untuk menentukan ketahanan hidrologi dari DAS dalam menghadapi variabilitas iklim. Beberapa studi alamat di bagian konektivitas antara dataran tinggi dan lembah, menyimpulkan bahwa ada konektivitas hidrologi temporal variabel antara kedua lanskap [52-54]. Subsistem hidrologi dalam penelitian ini memperlakukan DAS dataran tinggi dan lembah irigasi secara terpisah, tetapi juga terlihat pada interaksi utama antara kedua lanskap.

Di dataran tinggi, curah hujan bersih dipartisi antara limpasan air permukaan, kelembaban tanah, dan resapan air tanah. Salah satu kunci dalam dinamika bagian kering DAS adalah hubungan antara curah hujan, kelembaban tanah, dan serapan vegetasi dataran tinggi (Gambar 4). Serapan vegetasi Upland dimediasi oleh variabilitas iklim serta oleh pengelolaan sumber daya alam (misalnya, pengelolaan hutan dan keputusan merumput). Juga penting di dataran tinggi adalah resapan air tanah melalui jalur aliran preferensial dan infiltrasi tanah kelembaban berlebih.

Di lembah, air dari dataran tinggi disampaikan melalui aliran sungai, yang pada gilirannya terdiri dari dataran tinggi limpasan dan aliran dasar (dari penyimpanan air tanah). Dari semua air dialihkan dari debit sungai untuk irigasi (pengalihan irigasi), sebagian kecil akan kembali ke aliran sungai, baik sebagai arus balik permukaan (yaitu, tailwater irigasi), atau sebagai kembali aliran air tanah dangkal (dari rembesan kanal dan tanaman), dan sisanya menjadi serapan tanaman. Serapan memompa dan riparian domestik kerugian utama dari komponen cadangan air tanah (Gambar 4).

Gambar 4. Hidrologi subsistem diagram kausal loop. Variabel berwarna biru utama untuk subsistem hidrologi dan warna lain yang utama untuk subsistem lainnya (hijau ekosistem, merah penggunaan lahan / ekonomi, dan oranye yang sosiokultural). Hitam adalah variabel penting mengintegrasikan di beberapa subsistem.

3.1.3. Interaksi dengan Sistem Lainnya Sepanjang utara New Mexico, salju mencair hulu DAS memberikan limpasan ke lembah dataran

banjir hilir yang diairi dengan sistem irigasi acequia. Hidrologi sistem ini acequia secara intrinsik terkait dengan unsur-unsur alam dan manusia lainnya yang mencakup berbagai ekologi, aspek ekonomi, dan sosial budaya. Misalnya, buatan lanskap irigasi yang timbul dari acequias dapat melanggengkan lahan basah dan habitat riparian dengan menyediakan habitat lahan basah, koridor migrasi, kapasitas penyangga pencemaran, dan stabilisasi aliran bank. Juga sistem ini acequia menyediakan layanan penting seperti penyediaan air masyarakat, produksi tanaman, perlindungan kualitas air, dan penyiraman ternak dan hijauan. Penggunaan lahan keputusan berkendara irigasi dan tuntutan memompa domestik, pada gilirannya mempengaruhi aliran permukaan air dan interaksi dengan tanah [53-56]. Pengoperasian sistem angkut acequia dengan kebocoran yang terkait menyediakan layanan lain ekosistem penting dalam mengurangi arus puncak selama pencairan salju dan meningkatkan aliran sungai selama musim panas dan jatuh periode aliran rendah [29]. Semi pencairan salju puncak dialihkan ke dalam sistem irigasi, dari mana air merembes ke air tanah, disimpan bawah tanah selama berminggu-minggu sampai berbulan-bulan, dan kemudian kembali oleh aliran air tanah dangkal untuk debit sungai.

3.2. Ekosistem 3.2.1. Tujuan, Driver, Output, Ruang Lingkup, Konektivitas, Variabel Kunci

Subsistem ekosistem meneliti hubungan antara jasa ekosistem, keanekaragaman hayati fauna dan dinamika vegetasi dari pemandangan semi-alami dan dikelola dari lembah dataran banjir dan daerah aliran sungai elevasi tinggi (Gambar 5). Jasa ekosistem yang diwakili oleh struktur vegetasi / komposisi dan keanekaragaman hayati fauna terkait merupakan output utama dari subsistem ekosistem [57-58]. Keanekaragaman hayati Vegetasi merupakan salah satu indikator yang sangat berguna fungsi ekosistem yang sehat karena pekerjaan sebelumnya memungkinkan pemetaan spasial langsung dari kesehatan ekosistem vegetasi berdasarkan penginderaan jauh.

Gambar 5. Ekosistem subsistem diagram kausal loop. Variabel berwarna hijau utama untuk subsistem ekosistem dan warna lain yang utama untuk subsistem lainnya (biru hidrologi, tanah merah se / ekonomi, dan oranye yang sosiokultural). Hitam adalah variabel penting mengintegrasikan di beberapa subsistem.

3.2.2. Sistem Fungsi dan Kausalitas untuk Diagram Dinamika kunci dalam subsistem ini adalah transisi vegetatif yang dipaksa oleh kombinasi dari

perubahan iklim dan praktek penggunaan lahan. Flora dan fauna secara langsung terkait dengan siklus hidrologi. Ketersediaan air, waktu, dan kelimpahan spesies mendikte komunitas vegetasi, keanekaragaman, struktur, dan produktivitas. Perubahan dalam siklus hidrologi dapat mempengaruhi komunitas vegetasi dengan mengubah sifat-sifat tanah, tingkat perkecambahan, peristiwa gosok, antara lain. Spesies fauna dihubungkan melalui kebutuhan langsung untuk air, dan penggunaan vegetasi dan faktor abiotik yang terdiri dari habitat spesies. Sistem air dan spesies secara langsung dipengaruhi oleh musim aliran dan kelimpahan. Organisme ini juga dapat dipengaruhi oleh peraturan peristiwa lingkungan seperti suhu tinggi atau banjir besar. Perubahan rezim hidrologi juga dapat mempengaruhi vegetasi riparian dinamis di samping sistem perairan. Daerah riparian merupakan daerah fokus untuk vertebrata dan banyak spesies invertebrata dan perubahan dalam komposisi dan struktur berdiri dapat mengubah habitat yang mendasari diperlukan untuk mendukung spesies. Transisi pengeringan dapat membentuk spesies dataran tinggi yang tidak disesuaikan dengan tanah hydric atau genangan. Transisi ini pengeringan juga dapat mendorong pembentukan tambahan non-pribumi phreatophytes untuk menambah yang sudah ada seperti saltcedar (Tamarix sp.) Dan Rusia zaitun (Elaeagnus angustifolia). Perubahan waktu dan intensitas curah hujan dapat mengubah run-off, tingkat perkolasi, dan erosi yang dapat berdampak negatif vegetasi komposisi komunitas dataran tinggi dan struktur, dan mempengaruhi masyarakat riparian dan air dengan meningkatnya sedimentasi dan penurunan mengisi ulang.

Transisi yang disebabkan oleh perubahan dalam tanah dan ketersediaan air tercermin dalam komposisi komunitas vegetasi dan struktur. Suhu yang lebih tinggi dan tanah vegetasi kelembaban rendah tantangan yang ada dan mendorong non-pribumi invasi spesies, yang diperkuat oleh serangan hama dan api. Keanekaragaman vegetasi baik dapat meningkat atau menurun dalam sistem ini. Komunitas vegetasi mungkin transisi ke kondisi xeric lebih dengan struktur yang sama, kondisi xeric dengan perubahan dalam struktur, atau kondisi mesic dengan perubahan dalam struktur [59].

Perubahan komposisi dan struktur vegetasi mempengaruhi keragaman fauna melalui jaring makanan. Misalnya, perubahan pada tanaman benih dapat mengubah mamalia kecil dan fauna burung yang bergantung pada benih-benih untuk makanan. Perubahan ini kemudian tercermin ke atas ke web

makanan sebagai predator tingkat yang lebih tinggi dipengaruhi oleh kelimpahan mangsa yang lebih rendah.

Sebuah sistem dinamika model akan dikembangkan yang bervariasi perubahan yang dihasilkan dalam komunitas vegetasi dan struktur menggabungkan kerangka model negara dan transisi [60]. Negara dan transisi model yang dikembangkan untuk situs ekologi yang spesifik, dan penelitian kami tidak akan lokasi uji lapangan ekologi pada tingkat detail. Namun kami berencana untuk memperkirakan perubahan habitat dan keragaman spesies yang potensial berdasarkan perubahan vegetasi dan kemudian menggunakan perkiraan ini untuk mengukur perubahan atau ketahanan dalam sistem diberikan perubahan dalam transisi dan masyarakat.

3.2.3. Interaksi dengan Sistem Lainnya Manusia manfaat dari ekosistem yang sehat dan barang dan jasa yang menyediakan ekosistem

yang sehat [57]. Layanan ini meliputi ekosistem tidak hanya ketersediaan air dan kelimpahan dari subsistem hidrologi, tapi makanan, rekreasi, estetika, dan nilai budaya dari flora dan fauna ekosistem menyediakan [58]. Ekologi acequia sistem yang terkait dengan unsur-unsur alam dan manusia lainnya yang mencakup berbagai hidrologi, aspek ekonomi, dan sosial budaya. Keanekaragaman fauna dan air meningkat terkait dengan sistem acequia menyediakan modal lingkungan penting bagi ekonomi, masyarakat dan pengelolaan sumber daya alam. Keputusan pemanfaatan lahan berdasarkan ekonomi atau norma-norma sosial budaya dapat mempengaruhi habitat dan spesies yang menempati habitat itu.

3.3. Penggunaan Lahan / Ekonomi 3.3.1. Tujuan, Driver, Output, Ruang Lingkup, Konektivitas, Variabel Kunci

Berbagai karakteristik ekonomi dan non-ekonomi masuk ke dalam tanah dan air penggunaan keputusan. Bagian ini menyoroti hubungan antara karakteristik individu dan masyarakat, kesempatan ekonomi, dan penggunaan sumber daya dengan fokus khusus pada ketahanan dan kapasitas adaptif. Penggembalaan ternak (jenis tertentu penggunaan lahan sumberdaya) dijelaskan secara rinci karena peran penting dalam menghubungkan dataran tinggi dan masyarakat acequia. Penggunaan lahan / ekonomi subsistem mengkuantifikasi driver pasar dan non-pasar yang mempengaruhi keputusan penggunaan lahan. Driver eksternal untuk subsistem termasuk peluang dasar dan stres yang terkait dengan urbanisasi hilir. Ini termasuk faktor-faktor seperti pekerjaan, tuntutan untuk barang-barang pertanian, dan nilai-nilai real-estate dan air. Output terutama saham berkembang nilai pasar dan non-pasar yang dikumpulkan oleh warga baskom dan keputusan terkait penggunaan lahan mereka. Keputusan tersebut termasuk tanam, penggembalaan ternak dan / atau pilihan untuk menjual / menyewakan tanah dan air.

3.3.2. Sistem Fungsi dan Kausalitas untuk Diagram Tanah-dan penggunaan air keputusan merupakan dasar bagi fungsi dan karakter agro-

lingkungan ekonomi acequias. Selain kontribusi yang signifikan sumber daya buat untuk pekerjaan lokal dan pendapatan, mereka membantu untuk membentuk identitas masyarakat melalui budaya dan tradisi, dan melalui konektivitas ke ekosistem sekitarnya dan tertanam. Model sederhana dari perilaku ekonomi biasanya dimotivasi oleh motif seperti memaksimalkan keuntungan atau jangka panjang laba atas investasi. Bagaimana yang berlaku motif untuk individu yang terdiri acequia an? Apa pertimbangan

lainnya yang penting bagi proses pengambilan keputusan? Pertimbangan apa yang berperan dalam menentukan lembaga-lembaga lokal seperti mereka yang mengatur alokasi sumber daya, berbagi dan penggunaan? Sifat abadi masyarakat acequia banyak membuktikan kualitas keberlanjutan dan kapasitas untuk mengatasi kondisi menantang dan tekanan. Mekanisme apa atau atribut yang ada bagi masyarakat tersebut untuk terus berinvestasi dalam keberlanjutan? Apa jenis dan bentuk investasi sekarang diperlukan oleh masyarakat untuk lebih mempersiapkan kondisi masa depan yang diantisipasi dan stres?

Gambar 6 menunjukkan diagram lingkaran sebab akibat yang menggambarkan hubungan kunci antara atribut acequias, anggota mereka, peluang ekonomi yang ada, investasi yang diperlukan, dan hasil yang diinginkan. Hasil dalam hal ini tidak hanya mencakup kelayakan ekonomi dan keberlanjutan, termasuk pekerjaan dan pendapatan, tetapi juga kelangsungan hidup budaya dan lingkungan dan keberlanjutan, kualitas yang juga diadakan di menonjol dalam masyarakat pedesaan. Secara khusus, tanaman dan ternak keputusan dan kegiatan menentukan tingkat dan intensitas penggunaan lahan dan air, menyebabkan kedua hasil non-ekonomi dan ekonomi. Tanah keputusan pemanfaatan dibentuk oleh kondisi ekonomi, seperti harga produk dan faktor, kesesuaian lahan untuk berbagai kesempatan ekonomi, dan kemampuan dan karakteristik pengelola lahan. Air menggunakan dan kegiatan konservasi hasil kunci yang akan memberi makan ke dalam pemodelan sistem hidrologi dan juga ke dalam subsistem ekosistem dan sosial budaya.

Penggembalaan ternak diperkirakan memainkan peran penting dalam mempertahankan struktur sosial ekonomi masyarakat acequia, peternakan dataran tinggi dan lembah pertanian sering rumit terhubung. Hipotesis merumput-dimediasi hubungan (baik langsung dan tidak langsung) antara dataran tinggi dan lembah-lembah yang digambarkan pada Gambar 6. Ternak penggalangan merupakan bagian dari tradisi budaya yang kuat di kalangan petani acequia dan dengan demikian, telah dikaitkan dengan poin komunitas historis kritis. Keputusan untuk tinggal di pertanian sering dikaitkan dengan kemampuan keluarga untuk merumput ternak di masyarakat dataran tinggi. Keputusan manajemen Grazing, Namun, sebagian besar dikendalikan oleh lembaga lahan publik yang memiliki mandat kongres untuk mengelola dataran tinggi untuk menggunakan beberapa. Dengan demikian, kebijakan lahan publik adalah mungkin driver eksternal yang paling konsekuensial kegiatan penggembalaan ternak masyarakat acequia. Kebijakan merumput Diadopsi juga mempengaruhi vegetasi dan permainan keanekaragaman hewan dan kerapatan [61]. Tutupan vegetasi pada gilirannya mempengaruhi produksi air dari DAS.

Selain itu, dorong kunci mempelajari sistem sosial ekonomi bertujuan lebih memahami faktor-faktor penentu ketahanan masyarakat dan keberlanjutan. Diagram lingkaran sebab akibat yang ditunjukkan pada Gambar 6 persepsi menangkap komunitas ketahanan dan masa depan investasi yang dibutuhkan dalam kapasitas adaptif masyarakat dan keberlanjutan.

Gambar 6. Penggunaan lahan / ekonomi subsistem diagram causal loop. Variabel berwarna merah utama untuk penggunaan lahan / ekonomi subsistem dan warna lainnya yang utama untuk subsistem lainnya (biru hidrologi, hijau ekosistem, dan oranye yang sosiokultural). Hitam adalah variabel penting mengintegrasikan di beberapa subsistem.

3.3.3. Interaksi dengan Sistem Lainnya Untuk penggunaan lahan / subsistem ekonomi, perhatian khusus diberikan kepada perbedaan

dan hubungan antara aliran sungai dataran tinggi dan lembah irigasi. Kriteria untuk keputusan penggunaan lahan agak berbeda antara DAS berhutan dan sering dipublikasikan diselenggarakan dataran tinggi, yang dapat menyediakan untuk menggunakan beberapa dan sering simultan, dan lembah irigasi yang dikelola secara pribadi baik untuk tujuan ekonomi dan non-ekonomi. Keputusan dataran tinggi utama meliputi tingkat / jenis penggembalaan, perburuan, dan ekstraksi kayu bakar. Keputusan tergantung tidak hanya pada driver ekonomi dasar tetapi juga non-pasar driver yang diwakili oleh nilai-nilai sosial / budaya / tradisional. Keputusan Grazing sangat bergantung pada keputusan tanam sebagai hijauan musim dingin sering dikaitkan dengan keputusan lembah irigasi tanam. Cross-dinamika sistem termasuk kontrol regulasi pada penggembalaan, perburuan, dan ekstraksi kayu bakar. Lain link keputusan dinamika menyangkut penggunaan lahan dataran tinggi dan dampaknya terhadap tutupan vegetasi. Hal ini pada gilirannya memiliki implikasi untuk hidrologi dataran tinggi dan jasa ekosistem terkait (misalnya, keanekaragaman fauna).

Di lembah irigasi, yang meliputi rumah tangga dan lahan irigasi, warga menyeimbangkan keputusan antara opsi tanah lokal berbasis (pertanian, penggembalaan, dll), sejauh mana mereka melengkapi hidup mereka dengan pekerjaan eksternal atau menjual tanah atau air. Ini keputusan dasar berasal dari kedua ekonomi dasar yang terlibat serta non-nilai pasar yang berbasis terkait dengan subsistem sosial budaya. Keputusan akhirnya mempengaruhi jumlah peternakan yang dimiliki oleh keluarga tradisional dan dengan demikian jenis dan tingkat pertanian di lembah (mempengaruhi hidrologi dan jasa ekosistem seperti disebutkan di atas).

3.4. Sosiokultural 3.4.1. Tujuan, Driver, Output, Ruang Lingkup, Konektivitas, Variabel Kunci

Subsistem ini mengkuantifikasi sosial-budaya-nilai tradisional dan pengaruhnya terhadap keputusan pemanfaatan lahan basin. Para acequias utara New Mexico adalah air lembaga manajemen dengan berdiri sebagai subdivisi politik negara yang mengambil air permukaan dari sungai dataran tinggi dengan cara hiburan dan gerbang menuju pengiriman air untuk irigasi dan lahan pertanian mereka lembah bersama satu atau kedua tepi aliran. Ini parit yang dibuat manusia berfungsi baik infrastruktur fisik untuk angkut air serta dasar organisasi sosial dalam hal alokasi air, aturan untuk pemerintahan, dan penyatuan tenaga kerja untuk mempertahankan saluran irigasi umum dan laterals seluruh lembah dataran banjir. Stres eksternal yang penting untuk sistem ini termasuk keputusan yang mengatur penggunaan lahan dan air (misalnya, izin merumput, hak atas air). The acequias mengairi melalui aliran gravitasi dan mengalihkan air hanya bila tersedia tanpa masukan dari bahan bakar fosil, memompa, atau teknologi mekanis lainnya. Sebagian besar manfaat dari masyarakat berbasis sistem irigasi adalah non-nilai pasar yang mempengaruhi keputusan penggunaan lahan di lembah. Dengan mengalihkan air hulu dan mendistribusikannya di seluruh dataran banjir randa, acequias membantu memperluas tutupan vegetasi riparian atas bottomland lembah. Komunitas-komunitas vegetasi riparian menjadi ekosistem koridor yang menyediakan habitat untuk hewan dan beragam jenis tumbuhan, menghasilkan jasa ekosistem, dan penyangga peristiwa hidrologi ekstrim dengan pengisian akuifer air tanah dari sungai sumber pengalihan.

3.4.2. Sistem Fungsi dan Kausalitas untuk Diagram Elemen kunci dari subsistem sosial budaya adalah jenis tanaman dan areal, jenis ternak dan

jumlah, dan kemauan untuk menjual tanah atau air. Pada tingkat individu irigasi, petani acequia sendiri melakukan penyesuaian musiman dalam hal pola tanam, perubahan penggunaan lahan, praktek konservasi, dan pengurangan ternak jika diperlukan. Ketika kondisi membaik, mereka mungkin sekali lagi memperluas investasi mereka dan mencoba untuk memulihkan atau mengganti setiap kemunduran sementara dalam produksi. Banyak irigasi mempertahankan pertanian campuran dan ekonomi peternakan, gaya hidup tradisional yang didasarkan bukan pada produksi keuntungan tetapi lebih pada pelestarian tabungan [62]. Ini skala kecil peternakan-peternakan operasi adalah suatu cara mempertahankan daripada memperluas kekayaan, cara bagi orang tua untuk melewati jalan hidup pada keturunan mereka. Dari sudut pandang petani-peternak, operasi pertanian mereka sukses selama mereka tidak menciptakan utang. Pendapatan keluarga biasanya lebih tergantung pada upah tenaga kerja dari pada pertanian, namun keterlibatan aktif dengan cara pertanian hidup membantu untuk mempertahankan rasa identitas budaya, keterikatan pada tempat, koneksi sosial dan kesinambungan, dan pribadi milik dalam komunitas yang lebih besar dari bunga.

Keputusan irrigator individu yang terkait dengan pengelolaan air masyarakat dan tata air. Untuk pemerintahan, irigasi memilih tiga komisaris dan Mayordomo (kanal manager) yang memiliki kewenangan mengambil dan otonomi pengelolaan air di tingkat lokal, merupakan faktor kunci dalam kemampuan mereka untuk beradaptasi dengan perubahan iklim musiman dan terutama selama masa arus rendah di sungai atau pengurangan kondisi pak salju di sumber hulu. Di DAS kebanyakan, para acequias adalah hiburan pertama di atas sungai dan karena itu, petugas acequia dapat merespon dan beradaptasi dengan cepat terhadap perubahan musiman dalam debit sungai sesuai dengan hak-hak mereka senior atau junior yang berlaku. Mereka menggabungkan strategi hidrologi dan sosial budaya dikodekan dalam budaya acequia untuk merespon secara kolektif untuk rilis mencair salju di awal musim semi dan curah hujan variabel selama musim panas. Selama masa kelangkaan air atau tahun kekeringan berkepanjangan, air pengaturan pengiriman dapat dimodifikasi sesuai dengan kebiasaan dan tradisi lokal termasuk: repartimiento (pembagian air), auxilio (air darurat), dan alokasi sobrantes (perairan surplus). Perjanjian tentang bagaimana membagi air di dalam dan di acequias dapat ditinjau dan diubah untuk menyesuaikan kondisi yang ada di sungai baik di masa kelimpahan relatif atau kekurangan yang diharapkan. Selain mengalokasikan air dan, bersama dengan komisaris, mengawasi pemeliharaan dan perbaikan infrastruktur irigasi, Mayordomo menyelesaikan sengketa yang mungkin timbul antara parciantes atas air. Kemampuan masyarakat acequia untuk pulih dari perubahan sistem alam dan stressor lainnya dalam lingkungan merupakan indikator ketahanan sistem dan keberlanjutan.

Acequia fungsi dan produktivitas di lembah dataran banjir yang erat terhubung ke kesehatan DAS pencairan salju dataran tinggi. Irigasi dengan ternak bergantung pada akses ke daerah-daerah penggembalaan di hutan sebagai padang rumput musim panas saat mereka tumbuh alfalfa atau tanaman hay lain pada lahan pertanian mereka irigasi di lembah untuk digunakan sebagai bahan pakan musim dingin. Ada juga merumput di dataran tinggi tanah publik (Biro Manajemen Tanah) di musim dingin, mengurangi jumlah hewan sebenarnya diadakan di lembah-lembah. Padang rumput pegunungan dulunya tanah sumber daya hibah untuk digunakan sebagai commons oleh pemukim awal tetapi sekarang dikelola dan diatur oleh manajer Dinas Kehutanan sebagai domain publik untuk beberapa menggunakan tidak terbatas pada penggembalaan ternak. Hak atas air, di sisi lain, yang dikelola oleh

Kantor New Mexico Engineer Negara di bawah doktrin apropriasi sebelum lazim di Amerika Barat. Adjudikasi hak air di aliran New Mexico sedang berlangsung di pengadilan distrik federal dan negara, tetapi telah terbukti mahal dalam hal litigasi dan biaya transaksi lainnya yang melekat dalam proses permusuhan dari tuntutan hukum yang mencoba untuk mengukur hak air dan membentuk tanggal prioritas menguntungkan digunakan untuk setiap hak air individu.

3.4.3. Interaksi dengan Sistem Lainnya Subsistem ini menangkap perjuangan antara norma-norma sosial budaya tradisional dan

pengaruh urbanisasi hilir. Fitur utama adalah tingkat kekompakan keluarga dan masyarakat. Pelestarian norma tradisional memerlukan adopsi norma-norma oleh generasi berturut-turut saat melawan tekanan pekerjaan dan mengubah harapan materi. Kohesi adalah proses dinamis, bukan sifat tetap, untuk memungkinkan kombinasi pengetahuan tradisional dan praktek dengan jenis fleksibilitas dan bahkan inovasi yang mencirikan ketahanan dari waktu ke waktu. Diagram causal loop dimaksudkan untuk menangkap antarmuka antara praktek subsisten dan norma-norma budaya, keyakinan, dan nilai-nilai, dan juga menunjukkan bagaimana konflik internal dimediasi dalam struktur fundamental kooperatif (Gambar 7). Kekompakan masyarakat tergantung pada keluarga tradisional yang tinggal di ladang mereka. Kohesi lebih mengarah ke kerjasama dalam perencanaan, berbagi kekurangan pada musim kering dan kerjasama dalam memelihara infrastruktur masyarakat. Kerjasama ini menyebabkan efisiensi sistem meningkat dan ketahanan terhadap fragmentasi masyarakat. Partisipasi dalam kegiatan paroki, perayaan siklus musiman dan kehidupan, dan acara sekolah semua bantuan masyarakat bersama-sama terus. Nilai-nilai ini secara dinamis terkait dengan kemampuan mereka untuk mencari nafkah di lahan serta tahun ke tahun ketersediaan air.

Gambar 7. Subsistem diagram lingkaran sosiokultural kausal. Variabel berwarna oranye yang utama untuk subsistem sosial budaya dan warna lain yang utama untuk subsistem lainnya (biru hidrologi, hijau ekosistem, dan merah adalah penggunaan lahan / ekonomi). Hitam adalah variabel penting mengintegrasikan di beberapa subsistem.

Mutualisme mencakup nilai-nilai budaya serta praktik tertentu. Secara operasional, dapat dibongkar ke dalam perilaku yang berpotensi kuantitatif seperti partisipasi dalam kunci tradisional (dan beberapa lebih baru) lembaga biasanya ditemukan di masyarakat acequia modern: acequia sendiri, paroki setempat (melibatkan beberapa ritual serta kegiatan sekuler di mana perempuan dapat memainkan peran utama), tanah hibah masyarakat, masyarakat saling membantu, asosiasi penggembalaan ternak, relawan pemadam kebakaran, perpustakaan masyarakat, klinik kesehatan pedesaan dan sebagainya. Mutualisme dan menangkap modal sosial keberadaan dan tingkat keluarga / individu partisipasi dalam organisasi-organisasi ini [12,45].

Transmisi pengetahuan lokal mengacu pada cara di mana kelangsungan praktek pertanian dan terkait diwariskan dalam keluarga. Perekrutan dan pelatihan generasi berikutnya irigasi / petani / peternak adalah komponen penting dari acequia pertanian sebagai adaptasi yang berkelanjutan. Individu berpartisipasi dalam kegiatan sebagai anggota keluarga pemilikan tanah. Kekerabatan dan sosial kerapatan (berbagai cara di mana individu-individu yang terhubung dalam sebuah komunitas kecil) juga langkah-langkah penting keluarga "kohesi" dan masyarakat [4].

4. Masa Depan Arah Sebuah kunci keberhasilan proyek kami sampai saat ini adalah menjembatani disiplin membagi

melalui penggunaan diagram causal loop. Ini diagram causal loop akan digunakan untuk mengembangkan model dinamika sistem yang menyatukan subsistem. Upaya pemodelan akan mencakup tiga langkah utama: kuantifikasi diagram causal loop (model konseptual) dalam dinamika sistem arsitektur, bekerja dengan para pemangku kepentingan untuk mengkalibrasi model, dan akhirnya simulasi skenario masa depan.

Sebuah model simulasi akan dirumuskan oleh pemetaan diagram causal loop dengan saham konvensional dan struktur aliran dinamika sistem [47]. Artinya, kausalitas dan struktur keputusan yang diambil dalam model diagram causal loop / konseptual dihitung dengan satu set saham berinteraksi (variabel keadaan sistem seperti populasi, hektar irigasi, ekor sapi merumput) dan mengalir karakteristik laju gerakan antara saham ). Parameter sistem kunci, fungsi tingkat, dan kondisi awal yang mendefinisikan dan mengatur iterasi antar variabel yang ditetapkan melalui penggunaan data fisik dan sosial yang ada serta melalui pelaksanaan survei tertulis dan wawancara pribadi. Selain pemeriksaan terus-menerus model dengan para pemangku kepentingan masyarakat acequia, kalibrasi dan verifikasi model ini dilakukan melalui perbandingan digambar dengan time series kunci sejarah. Sebuah contoh dari kumpulan data didokumentasikan ditunjukkan pada Gambar 8. Lebih dari 41 tahun penggunaan lahan sepanjang Acequia Alcalde telah berubah dengan peningkatan daerah pemukiman dan perubahan dari tanaman dan makanan untuk rumput padang rumput dan alfalfa [3]. Tujuannya adalah untuk menangkap dan tren seperti lainnya dalam model simulasi kami untuk wilayah Alcalde. Data diharapkan lainnya termasuk jumlah populasi, jenis ternak dan angka, nilai lahan, hak air, pola kepemilikan lahan, dan data kuantitatif lainnya.

Model yang sebenarnya akan dimasukkan bersama-sama dalam model terpadu tunggal dinamika sistem. Stakeholder telah kritis untuk pengembangan diagram causal loop. Setelah model berfungsi, kita akan bergantung pada stakeholder ke dokter hewan dan mengkalibrasi model. Akhirnya kita akan mengeksplorasi skenario untuk mengkarakterisasi keberlanjutan berdasarkan pendekatan titik kritis dan menguji Pendorong utama pertumbuhan penduduk dan perubahan iklim. Kami akan mengidentifikasi jenis dan jumlah perubahan dalam masyarakat dan ekosistem yang mengakibatkan dampak besar dan tidak dapat diubah hidrologi, ekosistem, penggunaan lahan / ekonomi dan subsistem sosial budaya. Hasil dari model stakeholder dipandu interdisipliner kemudian akan diberi makan kembali ke masyarakat pemangku kepentingan untuk membantu masyarakat meningkatkan keberlanjutan mereka sendiri.

Selain masyarakat skala pemodelan, hasil proyek akan dimasukkan ke dalam pemodelan skala yang lebih besar. Mengingat bahwa ada lebih dari 800 sistem acequia di bagian utara dari Grande Rio, upaya akan dilakukan untuk memperluas pemodelan acequia dari Alcalde, Rio Hondo, dan El Rito ke Grande Rio Atas Basin. Berdasarkan pemahaman yang diperoleh dari tiga komunitas belajar, model dan parameter sistem akan ditransfer sesuai untuk mensimulasikan perilaku sistem acequia lainnya. Penelitian sebelumnya telah terintegrasi pemodelan permukaan dan air tanah dengan dinamika sistem dalam model lebar basin [63]. Sejauh mungkin, situs informasi spesifik pada populasi, penggembalaan, cropping, dll, akan dikumpulkan dan diintegrasikan ke dalam model cekungan-lebar. Setelah selesai, model cekungan-lebar akan digunakan untuk mengevaluasi iklim di masa depan alternatif dan skenario urbanisasi. Untuk skenario berbeda adaptasi dan mitigasi strategi akan dieksplorasi. Simulasi yang

dihasilkan akan memberikan wawasan ke dalam baskom-macam respon masyarakat acequia dalam hal areal irigasi, tanam keputusan penggembalaan /, perubahan populasi, ekosistem dan evolusi.

Gambar 8. Pemanfaatan lahan perubahan dalam komunitas acequia irigasi [3].

Ucapan Terima Kasih Penelitian ini didanai sebagian oleh Percobaan New Mexico Pertanian Station dan National

Science Foundation hibah # 814.449 New Mexico EPSCoR, dan # 1.010.516 Dinamika Ditambah Sistem Alam dan Manusia. Kami menghargai bantuan dengan grafis yang disediakan oleh Hamid Rad.

Konflik Kepentingan Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan.