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人工回灌地下水的社会维度研究显示,政策、社区参与、生态服务权衡、健康风险沟通及治理框架是核心要素,但现有文献在公平正义、生计影响和参与式方法研究上存在显著空白,需加强跨学科实证分析。
劳拉·卡斯特罗-迪亚兹(Laura Castro-Diaz)| 玛格丽特·V·杜布雷(Margaret V. du Bray)| 梅丽莎·贝雷斯福德(Melissa Beresford)| 卡拉·雅各布(Cara Jacob)| 詹妮娜·扬科维奇-兰科维奇(Jelena Jankovic-Rankovic)| 乔纳森·哈勒迈尔(Jonathan Hallemeier)| 奥布里·哈里斯(Aubrey Harris)| 格伦·洛(Glen Low)| 丹尼尔·西格尔(Daniel Siegel)| 约翰·萨博(John Sabo)| 安珀·武蒂奇(Amber Wutich)
美国马萨诸塞大学波士顿分校环境学院
摘要
气候变化加剧了水文极端事件,这引发了对基于自然的解决方案的关注。人工含水层补给(Managed Aquifer Recharge,简称MAR)可以降低洪水风险、增强水资源安全,并恢复依赖地下水的生态系统。然而,MAR项目的成功不仅取决于水文地质学和工程技术,还取决于其社会维度,包括政策、制度和社区实践。现有的关于MAR的学术文献大多侧重于物理科学、经济学和设计科学,往往忽视了社会科学的重要性。为了明确这些社会维度的已知情况(以及尚未被充分认识的部分),我们对83篇相关出版物进行了综述。我们总结了社会研究中关于MAR的五个跨领域主题:(1)社会接受度和公众认知;(2)生态系统服务及其作为社会价值效益和权衡的因素;(3)人类健康考虑,包括风险沟通;(4)政策、法律和治理框架;(5)参与和共同管理过程。通过评估现有文献,我们提供了一个关于MAR社会维度的综合概念框架,并提出了一个研究议程,重点关注公平与正义、生计以及参与式方法等关键领域。总体而言,这项综述为更系统、更具比较性和情境敏感性的研究提供了依据。
引言
由于气候变化,复合水文气候事件(如洪水和干旱的转换)预计将会增加(IPCC,2022年)。这些事件正在全球范围内发生,并影响着社会生态系统(Barendrecht等人,2024年;Brunner等人,2021年),涉及澳大利亚(Walker等人,2021年)、巴西(Silva等人,2023年)、东非(Matanó,2022年)、荷兰(Bartholomeus等人,2023年)和美国(Reznik等人,2022年;Woodhouse和Wise,2020年)等地。这些事件对自然和人类系统的影响凸显了改进适应和减缓策略的必要性(Barendrecht等人,2024年;Brunner等人,2021年)。人工含水层补给(MAR)是一种基于自然的解决方案,有望补充现有的基础设施,帮助缓解日益不可预测和严重的洪旱循环(Scott等人,2018年)。
实际上,MAR是指“有目的地向含水层补给水,以供后续利用或带来环境效益”(Dillon等人,2010年,第2338页)。该技术旨在管理和改善地下水储备(Dillon等人,2019年),通过维持或增加地下水的可用性来支持水资源安全,而人类越来越依赖地下水进行日常和紧急用水(Imig等人,2022年)。通过提高地下水的可用性,MAR有助于解决供需不匹配问题并防止蒸发损失(Dillon和Arshad,2016年)。
然而,MAR项目的成功实施取决于多种因素,如水文地质条件(例如土壤类型、海拔高度、地下水位波动等)、不同MAR方案的实际可行性(例如成本、地点、方法产生的影响)、资金支持、MAR基础设施的持续维护(Bekele等人,2018年;Cruz-Ayala和Megdal,2020年;Dillon等人,2020b年;Page等人,2023年)、补给用水的可用性,以及适合储存的含水层是否存在(Page等人,2023年)。更重要的是,新兴研究强调了成功实施MAR所需的社会维度,包括政策、治理机制、用水模式、更广泛的经济条件,以及可能受益于该项目或受其影响的周边社区的接受度和信任度(Bertrand等人,2022年;Mankad和Walton,2015年;Page等人,2023年;Seidl等人,2024年)。这些社会动态往往决定了MAR项目是否能够启动、是否得到公平治理,以及能否长期持续。然而,迄今为止,关于MAR实施的研究主要关注其物理、自然和经济方面的因素,而忽视了这些更广泛的社会因素(Seigerman等人,2022年)。
在本文中,我们进行了综述,以整合现有的关于MAR社会维度的学术成果,并指出了需要进一步研究的领域。首先,我们描述了研究方法。接下来,我们分析了83篇出版物中涉及MAR社会维度的五个跨领域研究主题。最后,我们讨论了在学术文献中较少受到关注但对未来MAR研究重要的社会维度。我们的贡献主要有两点:(i)MAR社会维度的综合概念框架;(ii)一个研究议程,重点关注公平与正义、生计和参与式方法等关键领域。这些元素共同为更系统、更具比较性和情境敏感性的研究提供了方向。
方法:综述
综述旨在综合现有文献,以提供关于特定主题或研究领域的概览。与系统评价不同,后者通过分析预定义主题下的类似研究来探讨具体研究问题,而综述适用于新兴研究领域,有助于澄清概念、了解研究方法、识别与概念相关的关键特征,并发现知识空白(Munn等人,2018年)。我们的综述……
出版物详情
共有83篇论文符合筛选标准,发表时间在2009年至2023年之间(见图2)。这些论文发表在49种专注于水相关主题、环境研究和可持续性的学术期刊上。如表1所示,样本中出现频率最高的期刊是《Water》(MDPI),其次是《Journal of Hydrology, Agricultural Water Management, Hydrogeology Journal》等。
关键词
所有论文作者共使用了1023个关键词
未来关于MAR社会维度研究的不足之处
在本文中,我们回顾了MAR的社会维度,并总结了五个主要主题。然而,仍需进一步研究以深化对上述方面的理解。我们强烈建议学者和MAR项目团队将三个关键的社会维度纳入他们的研究和规划中:A)公平与正义;B)生计;C)参与式研究。
A)公平与正义。目前缺乏探讨MAR公平与正义维度的研究
结论
在本研究中,我们回顾了MAR的社会维度,即MAR项目对人类和社会关系的影响,以及人类行为如何影响MAR项目的实施和管理。研究发现,大多数论文发表在专注于水文学和水相关主题的期刊上,而只有少数论文出现在多学科研究、社会科学和法律领域的期刊上(例如《Environmental and Planning Law Journal》等)
CRediT作者贡献声明
劳拉·卡斯特罗-迪亚兹(Laura Castro-Diaz):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、软件使用、方法论设计、数据整理、概念构建。玛格丽特·V·杜布雷(Margaret V. du Bray):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、概念构建。梅丽莎·贝雷斯福德(Melissa Beresford):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、概念构建。卡拉·雅各布(Cara Jacob):撰写——审稿与编辑、数据整理。詹妮娜·扬科维奇-兰科维奇(Jelena Jankovic-Rankovic):撰写——审稿与编辑。乔纳森·哈勒迈尔(Jonathan Hallemeier):
资助
本项工作得到了美国陆军工程兵团(“设计自然以增强美国西部景观中建成基础设施的韧性”)和亚利桑那州水资源创新计划的支持——该计划由亚利桑那州政府和亚利桑那州立大学合作开展。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。