一项新的研究集中在秘鲁安第斯山脉的一个偏远地区，那里是亚马逊水域的发源地，为世界各地的水电运营商和农业社区提供了经验教训：就可持续土地管理进行合作是他们为企业和生计的长期生存能力做出的最佳决定。它还为恢复退化的生态系统提供了机会。
斯坦福大学自然资本项目（NatCap）在通信地球与环境领域的研究将水电运营与流域过程和气候预测相结合，为查格拉大坝上游的Huallaga河流域提供了一种新颖的高分辨率建模方法。它详细介绍了气候变化将如何加剧水资源短缺，并指出对上游植树造林和可持续灌溉的投资是应对这些挑战的最有效途径。“这项研究令人兴奋，因为这是第一次将气候变化、水电和土地管理实践结合在一个强有力的决策方法中，”
NatCap的博士后研究员、该论文的主要作者赵伟丁说。“在这个地区，人们已经研究了水电与森林砍伐或水电与粮食之间的关系，但它们之间没有联系。现在，我们可以显示流域的水流方向，并优化我们的管理建议。”气候引发的水资源短缺加剧了压力
尽管存在严重的社会和环境影响，但水电仍然是世界许多地区（包括拉丁美洲和亚洲）低碳能源的重要来源。然而，水电站大坝不能在一定的水流阈值以下运行。
气候变化导致的降雨量减少将加剧这一问题。生长季节的降雨量也会减少。水电站上游的农民将越来越多地转向灌溉以确保生计，从而减少下游的可用水量。这些变化可能会加剧能源和农业部门之间的冲突。秘鲁国家气象和水文局的合著者兼研究员Waldo Lavado指出，秘鲁安第斯-亚马逊流域的水资源非常容易受到土地利用变化和气候变化的影响。
“这项研究首次科学地记录了这些变化的可能预测，这是了解秘鲁流域水-能源-粮食生态系统关系的第一步，这些流域受到越来越明显的人类影响。”研究人员分析了数千种可能的土地和水资源利用情况，并没有找到解决水、能源、粮食和生态系统之间紧张关系的双赢解决方案。该地区无计划的灌溉扩张可能会严重阻碍水电站在旱季的运行能力，而旱季是水电对秘鲁电网最有价值的时期。
与此同时，数千名小规模生产者长期以来一直依赖雨养农业来保障粮食安全和生计，并为国家市场做出贡献。在这种情况下，灌溉有助于农民减轻日益增加的不确定性。大自然提供损害控制
尽管如此，该研究发现，使用基于自然的方法可以减轻对能源和食品部门的影响。通过补偿农民种植树木而不是作物，对上游植树造林和建立保护区的投资将通过减少灌溉需求来增加下游水电的可用水量。
森林还有助于保持土壤，因此这将减少侵蚀和沉积，从而阻碍大坝的运行。该模型有助于确定低产区，在这些地区，农场使用大量水进行灌溉，但不生产类似的大作物——这可能是进行这种转变的最佳地点。这种方法可以与对剩余作物生产区的滴灌系统等灌溉效率的投资相结合，以维持或增加当地的粮食产量。科罗拉多州立大学助理教授、NatCap前博士后研究员、该论文的合著者Andrea Baudoin Farah说：
“这类信息有助于当地利益相关者围绕发展做出决策。”。“当地农民和社区非常清楚保护维持其生产系统的生态系统和景观的必要性，但他们在不断变化的环境中面临着重大挑战。”Baudoin Farah指出，安第斯农民社区对生态系统和粮食生产之间的相互联系有着深入的了解，尽管他们在历史上被降级到最陡峭、最边缘的土地上，并且在支持性基础设施方面被忽视。“气候变化正在加剧他们本已脆弱的生计。
像这样的研究表明，需要引导资金支持农民保护土壤和实施可持续生产系统。”在其他地区推广该方法
“这项研究表明，自然资本方法，在这种情况下，比如投资生态系统以确保供水和减少沉积，是食物、能源、气候和水之间联系的主要杠杆，”参与这项研究的NatCap中国项目的高级科学家兼副主任Tong Wu说。“它们就像所有不同电缆穿过的路由器。这不仅仅是一种解决方案，而是最好的解决方案。”
研究人员希望这项研究的结果能够激发拉丁美洲水电运营商和上游利益相关者之间的对话。世界上最大的水坝位于亚洲，因此他们也在与当地水电行业的主要参与者进行持续对话，以扩大这种基于自然的方法来解决即将到来的水危机。随着气候变化，水的价值将更高，对水的竞争也将更加激烈。“如果水电运营商想要保持收入，他们将需要增加对大坝上游自然的投资，”
该研究的资深作者、NatCap的首席科学家兼项目负责人Rafael Schmitt说。