当 Valer Clark 和 Josiah Austin 于 20 世纪 80 年代搬到亚利桑那州南部的 El Coronado 牛场时，季节性的降雨并没有渗入土壤，而是咆哮着穿过干涸的河床和冲刷带，将它们越挖越深。侵蚀威胁着一条道路，于是他们在这条相邻的冲刷带上筑起了几块石头。这个小小的结构按预期发挥了作用，减缓了水流，截留了土壤，并促进了早已消失的植物的回归。Clark 和 Austin 本能地重现了一种原住民在旱地管理水资源的技巧。
最终，这对搭档在横跨奇里卡瓦山脉 1800 英亩土地上经常干涸的 Turkey Creek 的支流上，修建了约 20,000 个小型岩石屏障。在几次季风季节后，水从这些结构中常年渗出，溪流廊道也变得绿意盎然。下游的土地所有者对此表示怀疑，声称 Clark 和 Austin 霸占了“他们”的水。但当美国地质调查局的物理科学家 Laura Norman 于 2013 年测量水流时，她发现这些屏障不仅减缓了山洪暴发并延长了旱季的水源供应：它们实际上使溪流的流量增加了 28%。
如今，美国西南部正经历着一场“特大干旱”——可能是 1200 年来最严重的干旱。科罗拉多河为美国七个州和墨西哥的 4000 多万人提供用水，其平均流量比上个世纪低了 19%。科学家们说，气候变化使该地区的水资源问题更加严重。但干旱在一定程度上是由供需缺口决定的，而目前，该地区的需求大于供给。此外，我们的开发选择——城市扩张、工业林业和农业、集约化牛群放牧以及我们用来控制水的混凝土基础设施——正在耗尽河流的自然系统和韧性。
现代开发倾向于抹去水流减缓的地方：湿地、洪泛区、山间草甸和森林。这些生态系统吸收高流量，防止洪水，并将水输送到地下，从而抬高地下水位。健康的地下水系统在旱季为溪流、湿地和河流供水，并滋润土壤和植物，使其不易发生野火，并允许它们将水释放到大气中，从而促进降雨。但人类通过在过去三个世纪中排干或填埋了多达 87% 的全球湿地，中断了三分之二河流的流动，并自 1992 年以来使城市铺设面积翻倍，极大地改变了水循环。总而言之，我们改变了世界总土地面积的 75% 用于住房、农业和工业。
Clark 和 Austin 的土地管理方法展示了一种扭转这些负面趋势的方法，这种策略现在正在美国西南部和墨西哥北部传播。他们的河床结构，加上 Norman 对其益处的深入研究，促使 USGS 联合创立了 Sky Island Restoration Collaborative（天岛恢复合作组织），这是一个由美国和墨西哥的政府机构、非营利组织、私人土地所有者、科学家和修复师组成的团体，他们正在建造数千个慢水结构。
这些被称为“旱地溪流中的自然基础设施”（NIDS）的结构包括海狸坝、人造海狸坝、单石坝、拦水坝、原木坝、渗漏堰、土堤和石笼。适当的干预措施取决于特定地点的宽度和坡度、附近的天然材料以及其他因素。尽管其中一些名称中带有“坝”字，但这些结构不像混凝土水电大坝那样阻碍下游水流；它们只是减缓了水流。它们是故意漏水的，目的是滞留而不是保留水。“它们完全是另一回事，”Norman 说。
她和她的同事们已经记录了 NIDS 在储存二氧化碳、缓解洪水、水资源短缺、污染、高温、侵蚀、扬尘、野生动物丧失和粮食不安全方面的有效性。这些干预措施——加上将河堤后撤以使河流与洪泛区重新连接、森林和草原恢复以及支持被捕猎至灭绝边缘的海狸的回归——是全球“慢水运动”的一部分，该运动有望帮助提高科罗拉多河流域的水资源可用性。
在大峡谷的边缘，水的强大力量显而易见：下方一英里处反射的涟漪在数百万年间将这座天然大教堂雕刻而成。然而，欧洲裔美国文化将这种力量视为一种挑战，并试图控制它。仅从人类需求的角度来看，水要么被视为威胁，要么被视为商品——美国政府和三个西部州之间一项新的数十亿美元的科罗拉多河交易只是一个例子。但这并不是人们与水相关的唯一方式。其他文化，包括北美许多原住民群体，将水视为朋友或亲戚。在这种观念下，水的权利伴随着照顾它的责任，以及与水有联系的许多其他元素和生物——土壤、岩石、微生物、昆虫等。
选择将土地归还给水，对一些人来说可能显得浪费。但通过将旱地恢复为湿地，或用西班牙语称之为 *ciénegas*，Clark 和 Austin 表明了健康的慢水系统如何修复人类破坏的脆弱沙漠景观。
病态的土地
三月初，在一次猛烈的风暴过后，仙人掌摇曳，低地沙漠落雪的第二天早晨，我从图森向南，穿过 Elgin 和 Sonoita 的小村庄。我们抛下了索诺兰沙漠的仙人掌和豆科灌木，进入了奇瓦瓦沙漠，这里点缀着大簇的 Sacaton 草和正在放牧的叉角羚。在占地约 28,000 英亩的 Babacomari Ranch，我们走过圣佩德罗流域的一条水道。Norman 穿着黑色的牛仔帽、登山靴和厚实的 Wrangler 工作夹克，正与一位同行研究员会合，采集土壤样本。这条水道有几个石笼和原木结构，是八年前由 Borderlands Restoration（边境地带恢复组织）安装的，该组织隶属于 Sky Islands Restoration Collaborative。
石笼是装满石头的鸡笼。尽管比其他 NIDS 干预措施更工程化，但仍然低矮，通常用于谷底，并深深地固定在河岸两侧。原木结构中的木材间隔 6 到 12 英寸，垂直插入河床。它们旨在帮助水向下渗透，并在溪流中制造“混乱”，从而减缓水流，截留泥沙，并创造栖息地。这两种结构都按预期发挥了作用：它们的一部分几乎看不见了，因为截留的泥沙抬高了河床，并允许包括 Sacaton 草在内的新植物扎根。
Borderlands Restoration 的创始人 Ron Pulliam 曾在美国克林顿政府内政部任职，并在佐治亚大学教授生态学。他说，NIDS 的主要效果，例如溪流常年流动，可能需要 10 到 20 年——但侵蚀和植被的小幅改善可以在一两年内发生。看到这些快速的成果，是在三十年前，这鼓励了 Clark 和 Austin 在 Turkey Creek 及其他地方坚持他们非传统的努力。
这对夫妇几年前离婚并出售了 El Coronado，但 Clark 在边境两侧拥有其他几处房产。她与牧场主和环保主义者协商，成立了一个名为 Cuenca Los Ojos 的非营利组织，该组织建造 NIDS 并向其他土地所有者和社区成员传授这些实践。Cuenca 也是 Sky Islands 组织的一部分，Clark 的女儿 Valerie Gordon 也是其董事会成员。
这项艰苦而肮脏的工作与 Clark 早年在纽约市的生活相去甚远。那时，她 40 多岁，和 Austin 一起搬到了 El Coronado。她说：“这里的风景太新颖太美了，它成了我生活的焦点。” 她对火、水、植物和地衣的好奇心占据了她。“我以前从未留意过蚂蚁。我想，*这里有那么多生命在发生，而我却一无所知*。”
Pulliam 是一位老朋友和慢水运动的支持者，他说：“Valer 拥有惊人的观察能力。她对理解水和野生动物的运动有着天赋。她无法从技术上解释。但她有一种直觉，知道事物是如何运作的。”
现年 83 岁的 Clark 回忆起 20 世纪 80 年代她在 El Coronado 度过的第一个夏天。“季风来了，我吓坏了，因为我看到了洪水在山丘中造成的破坏。侵蚀很严重。植被被压倒了。我记得我问：‘牛吃什么？石头？’”她觉得有些不对劲，便开始研究该地区的历史。她发现，当地的树木在 19 世纪被砍伐以提供铜矿生产的燃料。没有了树木，草木疯长，于是定居者带来了大量的牛羊，它们很快就啃光了植被。采矿和棉花生产也造成了损害。然后，当雨水冲刷裸露的土地时，水会在地表切割出深深的沟壑。
水想要什么
通过在溪流通道上放置岩石来减缓水流，Clark 和 Austin 本能地重现了一种技巧，这种技巧是美国西南部和墨西哥北部的原住民几个世纪以来一直使用的，以减缓水流、缓冲干旱并扭转荒漠化。
这对夫妇添加了第一批结构后不久，一群男人从墨西哥来到 El Coronado 找工作。Clark 向他们展示了小石坝。“我说：‘这里更湿润了，草也长出来了。如果我们这样做，在山丘上，因为它们相当 bare，会怎么样？’他们说：‘我们在家里就是这样做的。’几代人以来，他们一直使用类似的实践来种植玉米。
这些人每年季节性地回来工作了 20 年，在山丘的 Turkey Creek 支流上建造了约 20,000 个岩石结构。随着低矮的屏障截留了泥沙，深根草重新生长，“山脉变成了海绵，”Clark 回忆道。“冲刷带变成了一条溪流，科学家们来了，把鱼放进了溪流。”
Gordon 说，要实现这一愿景所需的毅力是 Clark 性格的一部分。“我母亲非常擅长走非常规的道路。她不怕挑战。而且我认为她也喜欢做别人不想做的事情。”
在 El Coronado 发现的与原住民岩石结构相似的结构遍布美国西南部。在过去十年中，Pulliam 在 Borderlands Restoration 购买的亚利桑那州土地上看到了几个，他惊叹于这些流域与其他严重冲刷的地区看起来如此不同。“这个区域所有的小支流几乎都没有侵蚀，”他说。“如果你仔细观察，会发现至少有 1200 年历史的古老岩石结构仍然在发挥作用。”
原住民至今仍在建造和使用慢水结构，用于各种目的。Michael Kotutwa Johnson 是霍皮族的一员，拥有自然资源学博士学位。但根据他在亚利桑那大学的个人资料，他最重要的资历是“他继续实践霍皮族的旱作，这是他的族人几千年来一直采用的实践。”
Johnson 说，霍皮族像大多数原住民文化一样，是“以地方为基础的社会”。他们所在的地方每年只有 6 到 10 英寸的降水量，因此他们开发了旨在节约土壤水分的方法。Johnson 解释了其中一些方法。
霍皮人会阅读地貌和自然水流，然后在台地的底部建造石坝，将径流引向田地。他们还使用岩石滞留结构来捕捉富含营养的泥沙，以保持水分，使农民无需施肥或灌溉就能种植不同品种的作物。“作物总是需要新的、富含营养的土壤，”Johnson 说。等高耕作——沿着土地斜坡以一定角度种植——也能减缓水流和风。另一种策略包括在玉米收获后将茎、穗和叶留在地里，以捕捉积雪，使其融化并渗入土壤。
如果慢水干预措施广泛应用于西部地区，会怎么样？它们能否修复土地与水的关系，并扭转荒漠化？“是的，”Norman 不假思索地回答。
但 Johnson 说，霍皮族的韧性不仅在于一系列慢水技术。“这是关于与你长期居住的这个地方的环境建立联系”，以及相关的文化信仰体系。
霍皮族种植者不追求最大化产量，而是通过观察地貌来判断当年大自然能提供什么。“春季植被的时间和数量”是“生物指标，”Johnson 说。他指出，霍皮族妇女会选择具有特定性状的植物，并保留多种种子，以应对不同的年度条件。“我们历史上曾经历过 200 年的干旱。我们的地方是韧性的证明。”
由于传统生态知识不符合西方科学的标准，后者一直未能将其视为合法。Johnson 反驳道：“当你有 3000 年的重复验证时，那就是一种科学。”
做出令人信服的论证
Norman 的专业领域是林业、流域管理和遥感，她非常赞同 Johnson 的观点。但她意识到，无论是由原住民还是像 Clark 和 Austin 这样的生态耕作思维的土地所有者建造的受自然启发的结构，如果不能根据西方科学方法衡量其益处，就无法被一些人视为合法的策略。Norman 说：“我的科学旨在解决这些关于结构的误解。”
她现在致力于领导 USGS 的 Aridland Water Harvesting Study（旱地集水研究）已有十年。她与地貌学家、生物学家、植物学家和水文学家一起，已经证明了在溪流中放置小石头和其他天然材料可以恢复和创建永久性湿地，重新种植植物，储存二氧化碳，使溪流与洪泛区重新连接，为地下水补充，并增加溪流流量。
Norman 在罗德岛长大，然后为了上大学搬到俄勒冈州，之后为了读研究生院去了亚利桑那州。她在研究博士论文时首次接触到岩石滞留结构，她的论文使用了卫星数据和洪水模型来理解墨西哥诺加莱斯及其孪生城市亚利桑那州因不良土地管理而产生环境正义影响。侵蚀将细颗粒尘埃释放到空气中，导致人类健康问题；洪水威胁着人们；大量泥沙导致下水道溢出。在与国际边界与水务委员会合作确定能够帮助解决这些问题的结构位置时，她被地形的微小变化如何改变水流并最终改变土地形状和特征的方式所吸引。
不久之后，Norman 听说奇里卡瓦地区有一个绿洲的传闻。她对此很感兴趣，雨后参观了 El Coronado Ranch。岩石结构滞留了巨大的水池，使冲刷带保持流动。“亲眼看到真是令人惊叹，”她说。
为了衡量其效果，她比较了 Turkey Creek 的一条支流和邻近未设置岩石结构的 Rock Creek。使用改装的溪流流量计和降雨测量数据，她发现这些微妙的屏障将夏季季风的峰值流量减少了一半，并将枯水期延长了三到四周。拦水坝将更多的水保留在系统中，从而实现了令人难以置信的下游水流增加 28%。更重要的是，它们每年捕获 200 吨土壤，净化了水中的泥沙，并支持了吸引动物的茂盛植被。
Norman 解释了为何处理过的溪流中水量更多。与 Turkey Creek 的一系列湿地海绵相比，Rock Creek 的河床是裸露的基岩。“当水流过不渗透表面并暴露于元素时，它会蒸发，”Norman 说。压实和干燥的土壤也会排斥水，或者变得疏水——“害怕水”。但当这些生命之水滞留下来时，它就可以渗透到土壤中。
Norman 说：“许多从业者和牧场主认为，他们能够（通过岩石滞留结构）创造更多的水。但能够证明这一点真是太棒了。更多的水储存和更多的水可供一切使用，将退化周期转变为恢复周期。”
Pulliam 与 Norman 在她的一些论文中合作过，他说她的科学严谨性促使这些实践得到了更广泛的接受。“早期，即使在 USGS，人们也持怀疑态度。但随着证据的积累，他们开始将 Laura 视为一位真正创新的科学家，”他说。“就像 Valer 一样，她在一个没有人对（这些结构）的有效性有太大信心的情况下坚持了下来。”
2021 年，美国水资源协会授予 Norman 卓越奖章，称她的“研究是一个蓬勃发展的实践社区和干旱的西南部政策实施转变的基础。”
沙漠绿洲
大气科学家的研究发现，在科罗拉多河流域，变暖的气候导致大气更加口渴，这可能从土壤和植物中蒸发更多的水分，有时还会将雪直接变成水蒸气。他们预测，到 2050 年，科罗拉多河的流量可能会降低 20% 到 30%，这意味着该河流域共享协议的州谈判代表应该为比今天更少的水量做准备。
但 Norman 和其他研究水循环恢复的专家认为，导致西部地区越来越干旱的不仅仅是气候变化。在过去两个世纪里，人们通过杀死海狸、砍伐森林、过度放牧草地，以及用堤坝、渠道和分洪设施将河流与洪泛区和湿地隔离开来，也使土地变得干涸。如果慢水干预措施，包括 NIDS，被广泛应用于西部地区，会怎么样？它们能否修复土地与水的关系，并扭转荒漠化？
“是的，”Norman 不假思索地回答。
在去年秋天发表的一篇论文中，Norman 和合著者回顾了许多支持该说法（区域性恢复能够抵消荒漠化）的研究。一个原因是 NIDS 能够产生局部湿度和降温。在凤凰城的一个公园里，Norman 发现降雨后两天内，结构周围的空气温度会降低多达 3 摄氏度。
另一个原因是，平均而言，陆地上约 40% 的降雨来自于土壤蒸发和植物蒸腾。随着森林被砍伐，草地被过度放牧，土壤被压实，以及越来越多的湿地和洪泛区被铺设，科罗拉多河流域的水循环中就缺少了这些水分。
要纠正部分损害，慢水项目需要在整个流域分布，而不是集中。干预措施通常很小，但它们对洪水保护、蓄水和局部降温的影响是累积的，就像许多屋顶上的太阳能电池板可以产生大量电力一样。“整个科罗拉多河流域，布满结构？”Norman 说。“在这种规模下，你会看到一种区域性反应，可能会通过碳封存和通过将水分重新带入大气层来降低温度，从而影响气候。”
这些变化也支持野生动物，为天岛（北美生物多样性最丰富的地区之一）的原生动物提供了重要的避难所。支持各种动物——吉拉毒蜥、黑熊、美洲狮、虎猫、短尾猫、浣熊、野猪、狐狸、鹿——是 Cuenca Los Ojos 使命的一部分，也是促使 Clark 治愈土地和水的原因。“角蜥（或带刺蜥蜴）会从眼睛里喷血来吓唬你。这个地区有很多令人愉快的生物。” 她认为喷血的眼睛令人愉悦，这充分体现了她对陆地上遇到的一切事物的热情。
包括 Pulliam 在内的科学家一直在记录野生动物的回归。他们甚至在 Aridland Water Harvesting Study 的一个地点 Cienega Ranch 附近记录到了一只濒危的美洲豹。“因为有水，动物就会来，”Norman 说。
他们正在追踪的一种生物以建造自己的水利设施而闻名。在 150 年前被猎捕者消灭后，海狸已重返亚利桑那州南部。它们也出现在 Clark 在墨西哥北部的牧场上。“海狸不会在干涸的地区定居，”Pulliam 说，“但如果你提供可以使其建立的种子区域，它们就可以逐渐改善周边地区。”
一场运动的兴起
基于自然的解决方案正在世界范围内获得支持，包括在美国——受拜登政府的《基础设施法案》和《通胀削减法案》的激励。但它们在应对洪水、干旱和气候变化对人类社区的缓冲方面，仍常被视为微不足道的。这种态度表明了对人类对水循环破坏程度的误解，因此，NIDS 等项目需要同等规模的干预才能修复这种损害。
Clark 说，由于联邦政府影响着美国西部大量土地和水资源的管理方式，因此它可以对推广慢水实践产生巨大影响。但尽管一些联邦雇员支持它们，但到目前为止，它们尚未成为森林管理局、鱼类及野生动物管理局、国家公园管理局或土地管理局的官方政策。
然而，Pulliam 表示，联邦机构正在接受。大约十年前，奇里卡瓦山脉发生野火后，出现了一个转折点。“有岩石结构的流域受到的破坏要小得多，森林管理局开始注意到，”Pulliam 解释道，并补充说，该部门现在正在向 Cuenca Los Ojos 和 Borderlands Restoration 提供合同，在其土地上建造结构。但总的来说，他说美国政府在资金方面仍然偏重现代工程。另一方面，州政府对 NIDS 则更加开放。“他们都接受了。他们看到了。就在他们家门口。”
当地原住民社区已经展示了密切关注自然之道所能带来的成果。霍皮族农民 Johnson 说：“水对我们来说是真正的生命。”他将这种态度与主流社会将水视为商品的观点进行了对比。“人们离我们与水的关系太远了，以至于他们不理解其中的复杂性，并且不断犯同样的错误。”
也许我们可以改善与水 Namely 的关系，就像 Johnson、Clark 和 Austin 这样的人展示了如何治愈水系统，而 Norman 和 Pulliam 这样的科学家则记录了它们如何运作的细节。为了应对西南部地区的水资源短缺，许多人认为答案是通过水坝、输水道和海水淡化厂从其他地方引入更多水源。但慢水实践者则充分利用了已有的水资源。Norman 回忆起当地的一句俗语，半开玩笑地说：“啊，如果能有神奇的水突然出现就好了！”当她开始研究受益于慢水技术的生态系统时，“我想，*我觉得我们找到了一些*。”
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