基于糧食—能源—水關聯(lián)關系的風險管控研究進展

李良　畢軍　周元春

摘要

糧食、能源與水三者之間由于相互需求與相互影響，已形成了密切而復雜的關聯(lián)關系，同時還給生態(tài)環(huán)境、自然資源、公眾健康帶來了潛在風險。因此基于關聯(lián)關系的視角，利用綜合的手段來對糧食-能源-水系統(tǒng)的風險進行分析和調控，對我國目前環(huán)境風險管理具有重要意義。本文在查閱相關研究成果的基礎上，分別從兩兩關聯(lián)、三者關聯(lián)、三者關聯(lián)系統(tǒng)相關的風險研究等方面對糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)及相關風險的研究進展進行系統(tǒng)梳理和歸納總結，總結發(fā)現(xiàn)：已有研究較多關注兩兩之間關聯(lián)性的定量測算和相關治理措施，缺乏將三者看作一個整體系統(tǒng)的量化研究，且基于流域層面等較小尺度的研究方法還相對不夠成熟。在三者關聯(lián)的風險研究方面，已有部分從能源-水關聯(lián)角度開展的風險研究，但從三者整體關聯(lián)系統(tǒng)角度開展的風險研究還比較少，且所選用的風險表征指標較為單一。另外，已有針對糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的研究僅僅是單向的風險評估，還缺乏根據(jù)風險評估結果對三者關聯(lián)系統(tǒng)進行動態(tài)反饋調控等內容。在此基礎上，本文提出基于糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的風險管控研究框架及核心研究議題，主要包括構建糧食、能源、水三者之間的耦合模型；通過量化耦合系統(tǒng)產生的壓力和污染，運用多指標表征耦合系統(tǒng)所帶來的風險，進而建立糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)與風險的關聯(lián)傳導機制；并基于風險評估結果和風險管理的關聯(lián)關系建立動態(tài)調節(jié)與反饋機制，從而為基于糧食-能源-水關聯(lián)的區(qū)域環(huán)境風險管控提供科學依據(jù)。

關鍵詞糧食-能源-水關聯(lián)；文獻分析；風險管控

中圖分類號X321

文獻標識碼A文章編號1002-2104（2018）07-0085-08DOI：10.12062/cpre.20180203

糧食、能源、水是維系人類生存，維持社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素，三者之間存在緊密而復雜的關系。能源生產過程，如化石燃料開采加工、生物質燃料種植灌溉、發(fā)電冷卻等都需要大量的水資源，同時，生物質能的發(fā)展也會對農業(yè)部門產生影響；對于農業(yè)部門，糧食生產與收獲過程中離不開水資源與能源的支撐；對于水系統(tǒng)，海水淡化、淡水處理、分配傳輸、回收再生過程需要能源，水生態(tài)環(huán)境也會受到農業(yè)生產行為的影響。李桂君等[1]從可持續(xù)發(fā)展領域資源管理新視角出發(fā)，對三者關聯(lián)關系從概念界定、背景與發(fā)展階段、關聯(lián)關系描述等角度進行了詳細探討，并對未來的研究視角、維度和工具等提出了建議。值得注意的是，三者間的關聯(lián)關系不僅造成了三種資源使用過程中的權衡取舍與沖突協(xié)調，還會對社會經濟與環(huán)境等外部系統(tǒng)產生影響。其中，關聯(lián)關系對生態(tài)環(huán)境、自然資源、公眾健康帶來的潛在風險是值得關注的問題。而且，伴隨著經濟社會發(fā)展，人類對糧食、能源、水等資源需求的不斷上升，相關的風險問題還會進一步放大。因此，為了深度剖析糧食-能源-水系統(tǒng)內部的風險，本文對國內外三者關聯(lián)研究和從三者關聯(lián)開展的風險研究現(xiàn)狀進行了系統(tǒng)梳理，并提出了基于關聯(lián)觀的區(qū)域健康風險管控的理論研究框架，希望為未來的三者關聯(lián)研究提供新的視角，為資源可持續(xù)利用與風險管理明確提供科學支撐。

1能源-水關聯(lián)研究

能源-水關聯(lián)方面的研究起步較早，2002年已有研究分別對印度各終端消費部門的能源與水資源供給和需求程度以及加利福尼亞地區(qū)能源和水資源在農業(yè)、工業(yè)和生活部門之間的競爭關系進行探究，從而探索促進能源與水資源節(jié)約的可持續(xù)發(fā)展路徑[2-3]。之后，研究成果數(shù)量逐年遞增，早期研究以對能源和水資源兩者關系的梳理居多，并較多以國家尺度進行案例分析[4-6]。2011年以來，能源-水關聯(lián)方面的研究成果大幅增加，越來越關注流域、城市等更小尺度[7-9]或全球尺度[10-11]的能源和水資源的定量化評估。截至2017年底，從全球范圍來看中國學者的研究成果數(shù)量排名第二，僅次于美國。

對已有研究成果的引證關系梳理發(fā)現(xiàn)，本地引用量最高的文章為2011年Scott等[12]的研究，研究以美國為案例進行分析，梳理出當?shù)氐哪芩偁庩P系，并探索相關管理者對能源與水資源的管理模式，同時識別出利益相關者的決策偏好，最終提出需要加強美國能源與水資源的協(xié)同管理，促進區(qū)域協(xié)作。該研究從政策制定和機構職能角度為國家和地方管理者協(xié)同管理能源和水資源提供了決策借鑒。之后，該學者又結合氣候變化探討能水系統(tǒng)受到的影響以及政府的適應性策略[13-14]。本地引用量次高的文章是2009年Sovacool等[15]從人口增長、發(fā)電產能擴張、夏季干旱加劇三個驅動因素出發(fā)，量化美國22個州的水資源短缺程度，并進行州際差異比較。該研究將能源作為影響因素之一，探討其對地區(qū)水資源的單向影響，為之后能源-水關聯(lián)的量化研究提供了思路。本地引用量第三、四的文章都是從生命周期（Life Cycle Assessment， LCA）的角度運用投入產出方法進行的量化研究，分別為對中國36個經濟部門單位產值能耗、水耗的計算[5]，以及對中國能源部門全過程用水量的計算，并展現(xiàn)能源部門用水的省際差異，最后還構建了簡單的指標表征能源用水對人群健康和生態(tài)系統(tǒng)的影響[16]。這兩篇文章體現(xiàn)出在能源-水關聯(lián)的量化研究中學者們比較常用的思路和方法。

總體看來，目前能源-水關聯(lián)方面的研究主要關注以下三點：①以特定區(qū)域為研究對象，核算或預測能源生產、加工轉換等過程中的用水量或水系統(tǒng)全過程中的能源消耗量[17-19]；②結合全球電力貿易或國內電力傳輸，研究能源貿易中虛擬水流動及造成的水資源壓力轉移[20-21]；③結合氣候變化或污染防治背景，探究水資源約束下電力系統(tǒng)的長效規(guī)劃，如發(fā)電裝機規(guī)劃和發(fā)電結構優(yōu)化[22-23]。

2糧食-水耦合研究

農業(yè)作為全世界最大的水資源消耗部門，淡水使用量占到了全球淡水使用量的70%，同時，隨著世界人口的持續(xù)增加，人類對食物的需求與日俱增。預測表明，2015年到2050年，人類對食物的需求將上升70%左右[17]。因此，一直以來糧食-水耦合研究都受到學界的重視，其中大量的研究關注于食物生產和消費過程中的水足跡問題，貿易中隱含的虛擬水問題以及未來糧食生產的需水量預測。

國外對食物水足跡的研究較早，2009年，Khan等[24]綜合了發(fā)表在頂級學術期刊上的相關文獻對全球糧食生產的水足跡進行了評估。Gheewala等[25]對泰國不同地區(qū)種植的10種主要作物的水足跡進行了研究，通過水分脅迫指數(shù)和水分匱乏潛力指標評估了不同地區(qū)/流域作物用水的影響，并提出了關于未來可持續(xù)作物生產的建議。此外還有許多國外學者專門針對國際食物援助活動和食物浪費過程中的水足跡開展研究，以及對不同水足跡計算方法進行比較[26-27]。國內在食物水足跡方面也開展了大量研究，吳燕等[28]在生態(tài)足跡和水足跡理論和模型的基礎上，根據(jù)北京市的現(xiàn)狀，重新計算了均衡因子和單位質量虛擬水含量等模型關鍵參數(shù)，計算和分析了北京市居民食物消耗的生態(tài)足跡和水足跡。田園宏等[29]基于彭曼公式對單種糧食作物綠水和藍水水足跡值進行計算，介紹了省際范圍、國內生產、國際貿易以及國內消費水足跡值的計算方法，測算了1978—2010年5種主要糧食作物的上述4種水足跡值。此外，水足跡方法在黑龍江、寧夏、云南等地區(qū)都得到了應用[30-32]。

隨著經濟全球化和世界貿易的發(fā)展，糧食貿易中隱含的虛擬水逐漸受到學界重視。柳長順等[33]認為，虛擬水貿易可以為中國未來糧食缺口提供一種解決方案。糧食貿易中虛擬水問題的研究主要基于投入產出方法，目前，國內的研究主要集中在對缺水地區(qū)省際糧食貿易隱含的虛擬水貿易研究和虛擬水貿易影響因素的分析[34]。對于未來糧食生產需水量的預測研究，則主要采用相關的糧食生產與水資源預測耦合模型開展不同尺度（全球、國家、區(qū)域）研究。如Mu等[35]利用國家層級的糧食安全模型PODIUMSim預測了中國在2030年和2050年的糧食盈余/赤字情況及相關的水資源影響。Grafton等[36]采用自下而上的模型方法對不同情景下19個國家2010—2050年的灌溉用水及糧食產量進行了預測。

3糧食-能源關聯(lián)研究

相對而言，糧食-能源關聯(lián)方面的研究較少，該領域的研究可以被分為兩大方向，食物生產消費過程中的能源消耗，以及農業(yè)部門提供的生物質能。

事實上，當代農業(yè)屬于能源密集型產業(yè)。能源消耗活動分布在糧食生產的各個環(huán)節(jié)，包括農場、田地間的直接能源消耗以及在農業(yè)設備、化肥和農藥等方面的間接能源消耗。據(jù)統(tǒng)計，糧食系統(tǒng)的能源消耗占到了世界可用能源的30%[37]。因此，如何通過創(chuàng)新的農業(yè)生產模式和技術來提高能源利用率逐步成為學者們的研究熱點。如Nadal等[38]的研究對地中海環(huán)境下的全面整合式屋頂溫室的能耗及環(huán)境影響進行了評估，Xydis等[39]研究了郊區(qū)小型水培農業(yè)與風電系統(tǒng)的耦合效果，提出了一個綜合的糧食-能源關聯(lián)途徑。

在生物質能研究方面，學者們主要關注生物質能作物種植的經濟分析及其與糧食生產的關系。Mantziaris等[40]分析了3種多年生能源作物芒草、蘆竹和楊樹的經濟效應，識別出了其中利潤最高的能源作物。Algieri[41]考察了生物燃料及其他經濟金融因素對糧食價格的影響，結果認為生物能源市場對糧食市場具有顯著影響，需要謹慎制定合理的生物燃料政策以避免引發(fā)燃料和糧食的沖突。Ozturk[42]利用12個國家2000—2013年的數(shù)據(jù)，使用索洛增長模型考察了生物燃料消費與生產之間的相互關系以及若干國家層面的社會經濟和環(huán)境可持續(xù)性指標，結果表明環(huán)境指標隨著生物燃料使用的增加而增加，也減少了森林枯竭的速度。除了傳統(tǒng)的計量等經濟方法外，還有一部分學者采用土地利用模型來模擬糧食需求、生物質能和森林保存之間的相互作用，從而試圖預測在未來不同情境下區(qū)域和全球的糧食生產和土地利用變化。如Souty等[43]的研究將生物物理學和經濟學結合起來，形成了一個統(tǒng)一的框架用于計算12個地區(qū)內作物產量，糧食價格以及由此產生的牧場和耕地面積，并通過國際貿易相互關聯(lián)。

4糧食-能源-水關聯(lián)研究

4.1糧食-能源-水關聯(lián)研究

2011年11月，德國聯(lián)邦政府在波恩召開了“水-能源-糧食安全紐帶關系”會議，提出糧食、能源、水資源是一個復雜的關聯(lián)系統(tǒng)，研究需要從耦合而非孤立的角度開展。此后糧食-能源-水關聯(lián)的研究成果數(shù)量逐年增加，2015年起文獻發(fā)表數(shù)量激增，目前該話題已成為當今研究熱點之一。從全球范圍來看，中國學者的研究成果數(shù)量排在全球第四位，次于美國、英國和德國。

2011年，Bazilian等[44]構建了糧食-能源-水關聯(lián)研究框架CLEW模型，成為該領域的奠基成果。CLEW模型綜合考慮了氣候變化、土地利用等因素，并結合LEAP、WEAP、AEZ等能源、水文、農業(yè)模型進行系統(tǒng)研究。通過文獻梳理發(fā)現(xiàn)，該領域絕大部分研究集中于糧食-能源-水關聯(lián)研究方法學的探索，如Bassel等[45]在前人研究基礎上構建了WEF Nexus Tool 2.0用于優(yōu)化未來各發(fā)展情景下三種資源的分配；Lucia等[46]從水資源保護的角度出發(fā)提出跨流域糧食、能源、水資源的協(xié)同管理方法。此外，世界糧農組織（FAO）[47]基于糧食安全和農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的角度于2014年提出糧食-能源-水耦合決策框架，促進資源節(jié)約和可持續(xù)發(fā)展。近兩年該領域開始出現(xiàn)三者的定量化研究，如Vora等[48]量化了美國糧食州際貿易過程中的虛擬灌溉水量，并進一步計算虛擬灌溉水中的隱含能耗量。Sherwood等[49]核算了美國各城市的糧食產量以及三產部門各自的能耗、水耗量，并進行空間差異比較。

總體看來，糧食-能源-水關聯(lián)研究主要關注以下三點：①大量研究集中于三者關聯(lián)關系的定性探討和研究框架的探索[50-51]；②從彈性的角度探究三者關聯(lián)系統(tǒng)的內部平衡，以及關聯(lián)系統(tǒng)的擾動對人類、生態(tài)、環(huán)境的影響[52-53]；③較少的定量化研究[54-55]。

4.2糧食-能源-水-氣候變化關聯(lián)研究

糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)容易受到氣候因素的影響，一般認為，氣候變化可能會影響能源與糧食生產的效率，導致全球整體可獲得的淡水資源量的下降。因此許多糧食-能源-水關聯(lián)模型都會將氣候相關因素考慮在內?？傮w來看，學者們較多從氣候變化對降水、徑流和水溫等水文要素的影響出發(fā)，探討由氣候變化影響的水資源要素的相關變化對能源、農業(yè)部門生產活動的影響。在能源部門方面，目前的研究主要關注于氣候變化引起的電廠冷卻用水影響，能源提取和加工過程用水影響以及生物質能灌溉用水方面的影響。如Yang等[56]提出了一個新的流域水利經濟水系模型，研究了可能的氣候變化及其他因素對南亞布拉馬普特拉河流域沿岸國家未來的能源和糧食生產供水的影響。Zeng等[57]分析氣候變量對水電和農業(yè)灌溉關系的影響。另一方面，由于較高的潛在蒸發(fā)水平導致的水庫蒸發(fā)損失增加和灌溉需求增加可能會加劇灌溉和水電之間的矛盾。而農業(yè)部門則更多探討在氣候變化背景下創(chuàng)新農業(yè)的節(jié)能節(jié)水措施，地區(qū)間農產品交易以及農產品空間和結構分布變化等的應對措施[58-60]。

然而更多的研究并沒有深入分析氣候變化對糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的直接影響機理，而是將其作為與糧食、能源或水資源管理相關的政策制定依據(jù)間接對三者的關聯(lián)系統(tǒng)產生影響，如Damerau等[61]探討了在氣候變化等其他影響因素變化的背景下農業(yè)和能源部門一系列可能的消費模式變化趨勢，及這種趨勢對農業(yè)和能源部門的間接影響和對全球水資源的影響。

4.3糧食-能源-水-風險關聯(lián)研究

本文發(fā)現(xiàn)糧食-能源-水三者關聯(lián)關系會對生態(tài)環(huán)境、自然資源、公眾健康帶來潛在的風險，如圖1所示。為了剖析三者關聯(lián)系統(tǒng)所帶來的風險，本文對國內外從三者關聯(lián)角度開展的風險研究進行了梳理分析。文獻分析的結果表明，目前關注糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)潛在風險的研究非常少，已有的研究都集中在近三年間（2015—2017年），整個領域處于剛剛起步的初級階段，并且相關的研究主要集中在歐美等發(fā)達國家，目前針對中國的研究成果還比較缺乏。

目前的研究主要分為理論研究和實證研究兩類。在理論研究方面，主要關注糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)與風險的定性關系。而其中大部分理論研究并沒有提出系統(tǒng)完整的風險評估框架[52，62-63]，僅有少數(shù)研究初步構建了理論模型框架[64-65]，比如：Lal[64]系統(tǒng)梳理和構建了基于糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的水短缺風險產生的過程框架；Jarvie等[65]分析和構建了磷元素對糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)安全的影響框架。但現(xiàn)有關于三者關聯(lián)系統(tǒng)風險評估問題的理論研究都處于比較宏觀的層次，缺乏切實可行的方法學支撐。

另有一部分學者針對糧食-能源-水耦合系統(tǒng)中的風險問題開展了實證研究。但其中大部分研究僅使用單一指標來表征環(huán)境風險，比如：MillerRobbie等[66]采用生命周期評價的方法核算了糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的溫室氣體排放量；Moore等[67]將糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)中的各個要素、部門分解到網格，并按照其耗水量和對應地區(qū)的水資源徑流量核算了地區(qū)的水短缺風險等。也有考慮多種風險指標的研究，比如：HatfieldDodds等[68]根據(jù)糧食-能源-水耦合框架，在不同的情景下采用九個相互鏈接的區(qū)域模型，分析了澳大利亞自然生境的損失、水資源的壓力和溫室氣體的排放；Ramaswami等[55]采用環(huán)境足跡的方法從城市系統(tǒng)的角度分析了糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的溫室氣體排放和水短缺風險等。

總體上考慮，現(xiàn)有研究關注的環(huán)境風險主要為溫室氣體排放[55，66，68]和水資源短缺[55，67-68]兩類。然而，除了溫室氣體排放和水資源短缺以外，針對糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)中單一要素的研究已經證明，它們還會產生如大氣污染[69]、水污染[70]、熱污染[71]等多重環(huán)境影響，并且三種資源的短缺也會對社會、人群、生態(tài)系統(tǒng)等多維度產生壓力[72-74]。但目前對糧食-能源-水耦合系統(tǒng)風險研究的指標設計較為單一，還遠遠無法體現(xiàn)風險的多維性和特異性，并且更多考慮的是對生態(tài)系統(tǒng)的影響，對健康風險的研究還比較欠缺。

5研究總結與展望

對已有研究成果的總結發(fā)現(xiàn)糧食-能源-水關聯(lián)研究方面還存在一些不足：如針對三者關聯(lián)系統(tǒng)的定量化研究還非常少，已有研究較多集中于兩兩關聯(lián)性的測算與相關管理措施由于關聯(lián)關系導致的“溢出”效應，缺乏將三者看作一個整體系統(tǒng)的量化研究。另外，已有研究較多集中在洲際層面或國家層面，近期已經出現(xiàn)了基于流域層面等更小尺度的研究，但方法相對還不夠成熟。同時，已有部分研究從能源-水關聯(lián)的角度進行風險研究，但從三者關聯(lián)的角度開展的風險研究還較少，且所選用風險表征指標較為單一。此外，現(xiàn)有針對糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的研究僅僅是單向的風險評估，還未包含根據(jù)風險評估結果對系統(tǒng)進行動態(tài)反饋調控等內容。因此，在對研究現(xiàn)狀總結的基礎上，本文提出新的研究思路：從糧食-能源-水關聯(lián)的角度量化關聯(lián)系統(tǒng)對區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)帶來的壓力及其引致的人群健康和生態(tài)系統(tǒng)的風險，并基于風險評估結果對關聯(lián)系統(tǒng)進行科學、合理地反饋與調控，緩解潛在沖突，實現(xiàn)整體收益最優(yōu)。而為了實現(xiàn)這一研究目標，幾個系統(tǒng)之間耦合的模型框架還需要進一步完善，壓力與風險評估指標與方法需要識別與構建。同時，考慮到糧食、水資源、能源等在區(qū)域層面的顯著特征，以及相關研究數(shù)據(jù)的可得性，應該基于區(qū)域層面開展大量的實證研究工作。

首先，在三者關聯(lián)定量化研究方面，應該構建糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)耦合模型?，F(xiàn)有研究在兩兩關聯(lián)的定量化表征工具方面取得了一些進展。將能源模型、水資源模型以及糧食模型分別進行耦合，對相關關聯(lián)關系進行表征的同時還可以對外部社會經濟系統(tǒng)（如貿易）及相關資源管理政策的擾動進行模擬。但是想要表征完整的三者之間的動態(tài)關聯(lián)系統(tǒng)及其與外部社會經濟系統(tǒng)的反饋機制，現(xiàn)有的研究工具還需要進一步完善。因此，將能源模型、水資源模型、糧食模型以及氣候變化等模型進行耦合，理清不同模型之間的輸入與輸出關系，明確不同模型之間的鏈接模塊，如圖2所示，可以水資源為核心，選取受到氣候變化影響而發(fā)生擾動的指標（如氣溫、光照、降水、徑流等）作為與糧食模型和能源模型之間的鏈接，再結合農業(yè)政策和能源政策分析糧食模型和能源模型的輸出（如糧食生產過程中的化肥施用量、灌溉用水量以及能源生產過程中的大氣污染物排放量、取水量）與污控目標、減排目標和水資源總量控制目標的可達性。并確定不同類型調控手段的傳導機制與影響評估方法，有效支撐相關研究的開展。

其次，建立糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)與風險的關聯(lián)傳導機制。如圖3所示，系統(tǒng)識別關聯(lián)系統(tǒng)對于生態(tài)環(huán)境和人群健康產生的環(huán)境污染及環(huán)境資源壓力及風險傳導機制；選取相應的大氣污染、水污染、熱污染、溫室氣體等環(huán)境污染指標，以及能源壓力、糧食壓力和水資源壓力等環(huán)境資源壓力指標，結合區(qū)域自然特征，建立擴散模型模擬大氣污染物和水污染物等在時空上的分配。最后，識別出包括生理健康風險和心理健康風險等在內的人群健康風險指標以及生態(tài)系統(tǒng)風險指標，構建基于人群健康風險指標和生態(tài)系統(tǒng)風險指標的風險指標體系及多元風險評估框架與方法，并與污染擴散模型進行耦合，將污染模擬的結果作為輸入進行區(qū)域壓力與風險的定量評估。

最后，構建基于風險管理的關聯(lián)關系的動態(tài)調節(jié)與反饋機制。在將多元風險評估與污染擴散耦合的基礎上進一步與糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)進行耦合，并根據(jù)風險的大小、屬性、偏好、時空分布等特性，結合不同區(qū)域與部門的管理需求，以優(yōu)先管理和全過程管控的思想對糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的管理目標進行動態(tài)調整優(yōu)化，為區(qū)域風險管控提供新的視角，為實現(xiàn)跨部門的風險治理提供技術支持。

（編輯：李琪）

參考文獻（References）

[1]李桂君，黃道涵，李玉龍. 水-能源-糧食關聯(lián)關系：區(qū)域可持續(xù)發(fā)展研究的新視角[J]. 中央財經大學學報，2016（12）：76-88. [LI Guijun， HUANG Daohan， LI Yulong. Waterenergyfood nexus （WEFnexus）： new perspective on regional sustainable development[J]. Journal of Central University of Finance & Economics，2016（12）：76-88.]

[2]MALIK R P S. Waterenergy nexus in resourcepoor economies： the Indian experience[J]. International journal of water resources development，2002，18（1）：47-58.

[3]LOFMAN D， PETERSEN M， BOWER A. Water， energy and environment nexus： the California experience[J]. International journal of water resources development，2002，18（1）：73-85.

[4]EICHELBERGER L P. Living in utility scarcity： energy and water insecurity in northwest Alaska[J]. American journal of public health，2010，100（6）：1010-1018.

[5]KAHRL F， ROLANDHOLST D. Chinas waterenergy nexus[J]. Water policy，2008（10）：51-65.

[6]TANGUY P A. Environmental challenges in the energy sector： a chemical engineering perspective[J]. AsiaPacific journal of chemical engineering，2010，5（4）：553-562.

[7]PERRONE D， MURPHY J， HORNBERGER G M. Gaining perspective on the waterenergy nexus at the community scale[J]. Environmental science & technology，2011，45（10）：4228-4234.

[8]SUAREZ F， MUNOZ J F， FERNANDEZ B， et al. Integrated water resource management and energy requirements for water supply in the Copiapo River Basin， Chile[J]. Water，2014，6（9）：2590-2613.

[9]WALKER E L， ANDERSON A M， READ L K， et al. Water use for hydraulic fracturing of oil and gas in the South Platte River Basin， Colorado[J]. Journal of the American Water Resources Association，2017，53（4）：839-853.

[10]HOLLAND R A， SCOTT K A， FLORKE M， et al. Global impacts of energy demand on the freshwater resources of nations[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2015，112（48）：E6707-E6716.

[11]TURNER S W D， NG J Y， GALELLI S. Examining global electricity supply vulnerability to climate change using a highfidelity hydropower dam model[J]. Science of the total environment，2017，590：663-675.

[12]SCOTT C A， PIERCE S A， PASQUALETTI M J， et al. Policy and institutional dimensions of the waterenergy nexus[J]. Energy policy，2011，39（10）：6622-6630.

[13]SCOTT C A. The waterenergyclimate nexus： resources and policy outlook for aquifers in Mexico[J]. Water resources research，2011，47（6）：1091-1096.

[14]SCOTT C A. Electricity for groundwater use： constraints and opportunities for adaptive response to climate change[J]. Environmental research letters，2013，8（3）：035005.

[15]SOVACOOL B K， SOVACOOL K E. Identifying future electricitywater tradeoffs in the united states[J]. Energy policy，2009，37（7）：2763-2773.

[16]ZHANG C， ANADON L D. Life cycle water use of energy production and its environmental impacts in China[J]. Environmental science & technology，2013，47（24）：14459-14467.

[17]LEE M， KELLER A A， CHIANG P C， et al. Waterenergy nexus for urban water systems： a comparative review on energy intensity and environmental impacts in relation to global water risks[J]. Applied energy，2017，205：589-601.

[18]ZHOU Y， ZHANG B， WANG H， et al. Drops of energy： conserving urban water to reduce greenhouse gas emissions[J]. Environmental science & technology，2013，47（19）：10753-10761.

[19]LIAO X W， HALL J W， EYRE N. Water use in Chinas thermoelectric power sector[J]. Global environmental changehuman and policy dimensions，2016，41：142-152.

[20]ZHANG C， ZHONG L J， LIANG S， et al. Virtual scarce water embodied in interprovincial electricity transmission in China[J]. Applied energy，2017，187：438-448.

[21]ZHANG J C， ZHONG R， ZHAO P， et al. International energy trade impacts on water resource crises： an embodied water flows perspective[J]. Environmental research letters，2016，11（7）： 074023.

[22]KHAN Z， LINARES P， GARCíAGONZáLEZ J. Adaptation to climateinduced regional water constraints in the Spanish energy sector： an integrated assessment[J]. Energy policy，2016，97：123-135.

[23]HOEKSTRA A Y， MEKONNEN M M. The water footprint of humanity[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2012，109（9）：3232-3237.

[24]KHAN S， HANJRA M A. Footprints of water and energy inputs in food productionglobal perspectives[J]. Food policy，2009，34（2）：130-140.

[25]GHEEWALA S H， SILALERTRUKSA T， NILSALAB P， et al. Water footprint and impact of water consumption for food， feed， fuel crops production in Thailand[J]. Water，2014，6（6）：1698-1718.

[26]JACKSON N， KONAR M， HOEKSTRA A Y. The water footprint of food aid[J]. Sustainability，2015，7（6）：6435-6456.

[27]MANZARDO A， MAZZI A， LOSS A， et al. Lessons learned from the application of different water footprint approaches to compare different food packaging alternatives[J]. Journal of cleaner production，2016，112：4657-4666.

[28]吳燕， 王效科， 逯非. 北京市居民食物消耗生態(tài)足跡和水足跡[J]. 資源科學，2011（6）：1145-1152. [WU Yan， WANG Xiaoke， LU Fei. Ecological footprint and water footprint of food consumption in Beijing[J]. Resources science，2011（6）：1145-1152.]

[29]田園宏， 諸大建， 王歡明， 等. 中國主要糧食作物的水足跡值：1978—2010[J]. 中國人口·資源與環(huán)境，2013（6）：122-128. [TIAN Yuanhong， ZHU Dajian， WANG Huanming， et al. Water footprint calculation of Chinas main food crops： 1978-2010[J]. China population，resources and environment，2013（6）：122-128.]

[30]付強， 劉燁， 李天霄， 等. 水足跡視角下黑龍江省糧食生產用水分析[J]. 農業(yè)機械學報，2017（6）：184-192. [FU Qiang， LIU Ye， LI Tianxiao， et al. Analysis of water utilization in grain production from water footprint perspective in Heilongjiang Province[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2017（6）：184-192.]

[31]李亞婷， 朱榮， 虎芳芳， 等. 寧夏中部干旱帶主要糧食作物生產水足跡分析[J]. 農業(yè)科學研究，2016（2）：20-24. [LI Yating， ZHU Rong， HU Fangfang， et al. The water footprint analysis of major grain production in the central arid zone of Ningxia[J]. Journal of agricultural sciences，2016（2）：20-24.]

[32]何開為， 張代青， 侯瑨， 等. 云南省城鄉(xiāng)居民膳食消費的水足跡計算及評價[J]. 水資源保護，2015（5）：114-118. [HE Kaiwei， ZHANG Daiqing， HOU Jin， et al. Calculation and evaluation of water footprint about dietary consumption of urban and rural residents in Yunnan Province[J]. Water resources protection，2015（5）：114-118.]

[33]柳長順， 陳獻， 劉昌明， 等. 虛擬水交易：解決中國水資源短缺與糧食安全的一種選擇[J]. 資源科學，2005（2）：10-15. [LIU Changshun， CHEN Xian， LIU Changming， et al. Virtual water trade： an alternative for solving water shortage and ensuring food security in China[J]. Resources science，2005（2）：10-15.]

[34]王丹. 虛擬水貿易研究綜述[J]. 經濟研究導刊，2016（24）：10-12. [WANG Dan. Research review of virtual water trade[J]. Economic research guide，2016（24）：10-12.]

[35]MU J X， KHAN S. The effect of climate change on the water and food nexus in China[J]. Food security，2009，1（4）：413-430.

[36]GRAFTON R Q， WILLIAMS J， JIANG Q. Possible pathways and tensions in the food and water nexus[J]. Earths future，2017，5（5）：449-462.

[37]Food & Agriculture Organization of the United Nations. Energysmart food at FAO： an overview[R]. Rome：FAO，2012.

[38]NADAL A， LIORACHMASSANA P， CUERVA E， et al. Buildingintegrated rooftop greenhouses： an energy and environmental assessment in the Mediterranean context[J]. Applied energy，2017，187：338-351.

[39]XYDIS G A， LIAROS S， BOTSIS K. Energy demand analysis via small scale hydroponic systems in suburban areas：an integrated energyfood nexus solution[J]. Science of the total environment，2017，593：610-617.

[40]MANTZIARIS S， ILIOPOULOS C， THEODORAKOPOULOU I， et al. Perennial energy crops vs. durum wheat in low input lands： economic analysis of a Greek case study[J]. Renewable & sustainable energy reviews，2017，80：789-800.

[41]ALGIERI B. The influence of biofuels， economic and financial factors on daily returns of commodity futures prices[J]. Energy policy，2014，69：227-247.

[42]OZTURK I. Biofuel， sustainability， and forest indicators nexus in the panel generalized method of moments estimation： evidence from 12 developed and developing countries[J]. Biofuels bioproducts & biorefiningbiofpr，2016，10（2）：150-163.

[43]SOUTY F， BRUNELLE T， DUMAS P， et al. The nexus landuse model version 1.0， an approach articulating biophysical potentials and economic dynamics to model competition for landuse[J]. Geoscientific model development，2012，5（5）：1297-1322.

[44]BAZILIAN M， ROGNER H， HOWELLS M， et al. Considering the energy， water and food nexus： towards an integrated modelling approach[J]. Energy policy，2011，39（12）：7896-7906.

[45]DAHER B T， MOHTAR R H. Waterenergyfood （WEF） nexus tool 2.0： guiding integrative resource planning and decisionmaking[J]. Water international，2015，40（5-6）：748-771.

[46]DE STRASSER L， LIPPONEN A， HOWELLS M， et al. A methodology to assess the water energy food ecosystems nexus in transboundary river basins[J]. Water，2016，8（2）：59.

[47]Food & Agriculture Organization of the United Nations. The waterenergyfood nexus： a new approach in support of food security and sustainable agriculture[R]. Rome：FAO，2014.

[48]VORA N， SHAH A， BILEC M M， et al. Foodenergywater nexus： quantifying embodied energy and GHG emissions from irrigation through virtual water transfers in food trade[J]. ACS sustainable chemistry & engineering，2017，5（3）：2119-2128.

[49]SHERWOOD J， CLABEAUX R， CARBAJALESDALE A. An extended environmental inputoutput lifecycle assessment model to study the urban foodenergywater nexus[J]. Environmental research letters，2017，12（10）：105003.

[50]HANG M， MARTINEZHERNANDEZ E， LEACH M， et al. Insightbased approach for the design of integrated local foodenergywater systems[J]. Environmental science & technology，2017，51（15）：8643-8653.

[51]KILKIS S， KILKIS B. Integrated circular economy and education model to address aspects of an energywaterfood nexus in a dairy facility and local contexts[J]. Journal of cleaner production，2017，167：1084-1098.

[52]MESHKATI N， TABIBZADEH M， FARSHID A， et al. Peopletechnologyecosystem integration： a framework to ensure regional interoperability for safety， sustainability， and resilience of interdependent energy， water， and seafood sources in the （Persian） gulf[J]. Human factors，2016，58（1）：43-57.

[53]SHIFFLETT S D， CULBRETH A， HAZEL D， et al. Coupling aquaculture with forest plantations for food， energy， and water resiliency[J]. Science of the total environment，2016，571：1262-1270.

[54]CHANG Y， LI G J， YAO Y， et al. Quantifying the waterenergyfood nexus： current status and trends[J]. Energies，2016，9（2）.

[55]RAMASWAMI A， BOYER D， NAGPURE A S， et al. An urban systems framework to assess the transboundary foodenergywater nexus： implementation in Delhi， India[J]. Environmental research letters，2017，12（2）：14.

[56]YANG Y C E， RINGLER C， BROWN C， et al. Modeling the agricultural waterenergyfood nexus in the Indus River Basin， Pakistan[J]. Journal of water resources planning and management，2016，142（12）： 04016062.

[57]ZENG R J， CAI X M， RINGLER C， et al. Hydropower versus irrigationan analysis of global patterns[J]. Environmental research letters，2017，12（3）： 061001.

[58]DAVIS K F， SEVESO A， RULLI M C， et al. Water savings of crop redistribution in the United States[J]. Water，2017，9（2）：83.

[59]SAPKOTA T B， JAT M L， ARYAL J P， et al. Climate change adaptation， greenhouse gas mitigation and economic profitability of conservation agriculture： some examples from cereal systems of indoGangetic Plains[J]. Journal of integrative agriculture，2015，14（8）：1524-1533.

[60]ANTONELLI M， TAMEA S， YANG H. IntraEU agricultural trade， virtual water flows and policy implications[J]. Science of the total environment，2017，587：439-448.

[61]DAMERAU K， PATT A G， VAN VLIET O P R. Water saving potentials and possible tradeoffs for future food and energy supply[J]. Global environmental changehuman and policy dimensions，2016，39：15-25.

[62]SANDERS K T， MASRI S F. The energywater agriculture nexus： the past， present and future of holistic resource management via remote sensing technologies[J]. Journal of cleaner production，2016，117：73-88.

[63]SMIDT S J， HAACKER E M K， KENDALL A D， et al. Complex water management in modern agriculture： trends in the waterenergyfood nexus over the high plains aquifer[J]. Science of the total environment，2016，566：988-1001.

[64]LAL R. Research and development priorities in water security[J]. Agronomy journal，2015，107（4）：1567-1572.

[65]JARVIE H P， SHARPLEY A N， FLATEN D， et al. The pivotal role of phosphorus in a resilient waterenergyfood security nexus[J]. Journal of environmental quality，2015，44（4）：1049-1062.

[66]MILLERROBBIE L， RAMASWAMI A， AMERASINGHE P. Wastewater treatment and reuse in urban agriculture： exploring the food， energy， water， and health nexus in Hyderabad， India[J]. Environmental research letters，2017，12（7）：11.

[67]MOORE B C， COLEMAN A M， WIGMOSTA M S， et al. A high spatiotemporal assessment of consumptive water use and water scarcity in the conterminous United States[J]. Water resources management，2015，29（14）：5185-5200.

[68]HATFIELDDODDS S， SCHANDL H， ADAMS P D， et al. Australia is ‘free to choose economic growth and falling environmental pressures[J]. Nature，2015，527：49-53.

[69]GINGERICH D B， SUN X， BEHRER A P， et al. Spatially resolved airwater emissions tradeoffs improve regulatory impact analyses for electricity generation[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America，2017，114（8）：1862-1867.

[70]ZHANG Y， CHU C， LI T， et al. A water quality management strategy for regionally protected water through health risk assessment and spatial distribution of heavy metal pollution in 3 marine reserves[J]. Science of the total environment，2017，599：721-731.

[71]RAPTIS C E， BOUCHER J M， PFISTER S. Assessing the environmental impacts of freshwater thermal pollution from global power generation in LCA[J]. Science of the total environment，2017，580：1014-1026.

[72]VILARCOMPTE M， SANDOVALOLASCOAGA S， BERNALSTUART A， et al. The impact of the 2008 financial crisis on food security and food expenditures in Mexico： a disproportionate effect on the vulnerable[J]. Public health nutrition，2015，18（16）：2934-2942.

[73]PARISH D. The 1973-1975 energy crisis and its impact on transport[R]. 2009.

[74]TARRASS F， BENJELLOUN M. The effects of water shortages on health and human development[J]. Perspectives in public health，2012，132（5）：240-244.