食品、能源和水是人类生存与发展需要的重要资源,对人类福祉有重要影响,但目前针对三者之间相互作用机制的研究较少。地表过程与资源生态国家重点实验室博士生韩东妮同学(第一作者)和于德永教授(通讯作者)等在Q1区期刊Journal of Cleaner Production上在线发表了“Assessment on the features of coupling interaction of the food-energy-water nexus in China”一文。该文针对中国食品-能源-水(FEW)关联系统的耦合关系问题进行了如下研究:评价了2005-2017年中国各省份FEW关联系统的总效率与部分效率,分析了FEW关联系统中各子系统的耦合度及耦合协调度等耦合关系特征,分析了2005-2017年FEW关联系统耦合关系的动态变化,最后根据FEW关联系统各子系统效率得分将全国省份分为具有不同效率特征的FEW效率簇,并提出了促进FEW关联系统优化的对策与建议。
结果表明:中国FEW关联系统的耦合关系呈现明显的空间异质性(图1)。与耦合度相比,耦合协调度具有更为明显的空间异质性。处于极度耦合协调、高度耦合协调和中度耦合协调的省份分别占40%、53%和7%。在处于极度耦合协调状态的省份中,83%的省份分布在东部地区(北京、天津、上海、山东、江苏、浙江、广东、福建、海南和辽宁),17%的省份分布在西部地区(青海和宁夏)。新疆和内蒙古耦合协调度最低,FEW关联系统中子系统之间存在较强的权衡作用。该分布格局主要受自然条件、经济基础与相关政策的影响。
图1 2005-2017年FEW关联系统平均a)耦合度和b)耦合协调度的空间格局
2005至2017年,大部分省份FEW关联系统的耦合度和耦合协调度呈下降趋势(图2),其中耦合度显著下降的省份占33%,主要分布在中国的中部和东部地区。耦合协调度的下降趋势更为显著,其中显著下降的省份占47%。
图2 2005-2017年FEW关联系统a)耦合度和b)耦合协调度的变化趋势
依据各个省份FEW效率簇的特征(图3,4)制定了有针对性的资源管理对策。第一簇在水、食品和劳动力方面表现突出,建议调整能源相关政策;第二簇的所有效率都表现为低效,尤其是劳动力和社会效率,建议政府提供更多的就业机会并提高居民的社会福利;第三簇在经济效率方面有差距,建议针对经济方面提供相应的政策和资金支持;第四簇效率值低于平均水平,尤其是在能源和环境方面,建议政府加大环境治理力度;第五簇的所有效率协同发展,建议坚持目前的发展策略。
图3 中国FEW关联系统效率簇的空间格局
图4 各个效率簇的部分效率得分
该研究揭示了中国食品-能源-水关联系统的作用关系,可为制定促进区域资源可持续利用的相关政策提供参考。
(供稿人:韩东妮)