水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計關系研究進展與研究框架

毛舒欣 劉正浩

（陜西科技大學經(jīng)濟與管理學院,陜西 西安 710021）

水-糧食-能源關聯(lián)考慮了資源間的權衡和協(xié)同關系，是跨部門資源集成管理的有效工具?？沙掷m(xù)生計是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分，也是資源協(xié)同管理需要解決的關鍵問題。將水、糧食、能源看作相互關聯(lián)的系統(tǒng)，研究三項資源之間的關聯(lián)關系，水-糧食-能源關聯(lián)研究的主要目的在于促進資源的可持續(xù)利用，在利用現(xiàn)有資源滿足更多人的需求的同時保護生態(tài)系統(tǒng)[1]。有研究認為，未考慮資源間存在的協(xié)同或權衡關系可能是跨部門資源集成管理未取得良好成效的重要原因[2]?？沙掷m(xù)生計研究從解決貧困問題開始，逐漸發(fā)展到關注環(huán)境、人類基本需求和家庭生計安全[3-4]，已成為一種連接社會經(jīng)濟和環(huán)境問題的橋梁[5]。水-糧食-能源關聯(lián)與生計受到共同的社會、生態(tài)、政策因素影響的同時還相互作用，形成一個復雜的水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計復合系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，水、糧食和能源的供給對地區(qū)生計安全產(chǎn)生影響，甚至改變地區(qū)家庭的生計選擇以及生計的可持續(xù)性。然而，水-糧食-能源關聯(lián)內(nèi)部的權衡有時會傾向于社會經(jīng)濟發(fā)展，從而直接或間接損害生計。另外，生計活動也可能對環(huán)境中水-糧食-能源關聯(lián)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，例如，通過造成水土流失、石漠化、資源耗竭、溫室氣體排放等方式損害水-糧食-能源關聯(lián)的穩(wěn)定性，或者通過生態(tài)恢復、增加農(nóng)田多樣性等方式增加水-糧食-能源關聯(lián)的可持續(xù)性。由于水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計之間存在相互作用關系，對二者的綜合研究能夠全面理解區(qū)域人地耦合系統(tǒng)，促進區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。目前，針對水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計的共同研究較少，因此有必要在對水-糧食-能源關聯(lián)和可持續(xù)生計相關研究進展進行梳理的基礎上，總結研究趨勢，并提出水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計關系研究框架，為基于地區(qū)的水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計協(xié)同管理提供理論基礎。

1 水-糧食-能源關聯(lián)研究進展

1.1 水-糧食-能源關聯(lián)研究框架

水-糧食-能源關聯(lián)研究發(fā)展時間較短，目前尚未建立統(tǒng)一的研究范式，許多研究還處于理論探索階段，如研究框架建立階段。建立水-糧食-能源關聯(lián)研究框架旨在研究系統(tǒng)內(nèi)部的關聯(lián)關系及其對外部環(huán)境的響應。從國外研究來看，2011年波恩會議提出的水-糧食-能源關聯(lián)框架是以水資源為核心的三要素研究框架，旨在構建關聯(lián)導向型的可持續(xù)發(fā)展路徑[6]。同年，世界經(jīng)濟論壇提出了水-糧食-能源-氣候關聯(lián)框架，將水、糧食、能源關聯(lián)與宏觀經(jīng)濟問題共同列為全球風險，認為其影響因素包括氣候變化、自然災害、環(huán)境污染、人口和經(jīng)濟增長[7]。關聯(lián)研究的概念框架具有一定的共同特征，如由多部門/多區(qū)域/多個利益相關者參與，同時考慮自然、經(jīng)濟與社會系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展，適用于水、糧食、能源的資源政策評估等，是對水、糧食、能源進行綜合管理和系統(tǒng)權衡的基礎。

在國內(nèi)，水-糧食-能源關聯(lián)研究框架代表性研究如下：張力小等構建了城市食物-能源-水關聯(lián)概念框架[8]，指出未來的城市關聯(lián)研究應重點關注關聯(lián)的系統(tǒng)性表征、時空演化及協(xié)同管理。李良等提出了基于糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)的風險管控研究框架，旨在運用多指標表征系統(tǒng)風險，建立糧食-能源-水關聯(lián)系統(tǒng)與風險的關聯(lián)傳導機制及動態(tài)調(diào)節(jié)與反饋機制[9]。薛婧妍和劉耕源則從物理量、政策響應和方法關聯(lián)三種理解出發(fā)，處理了城市生態(tài)系統(tǒng)能-水-食物-土地-氣候的關聯(lián)關系，提出了城市生態(tài)系統(tǒng)多系統(tǒng)關聯(lián)分析框架[10]。

1.2 水-糧食-能源關聯(lián)主要研究內(nèi)容

圖1為以“water energy food nexus”為關鍵詞，利用CiteSpace對Web of Science中2009年1月1日至2022年1月30日的索引文獻進行聚類的結果（共1 427篇）。該圖顯示了文獻聚類中關于水、糧食、能源的研究熱點中最重要的15個方面。其中，聚類0主要研究內(nèi)容為水-糧食-能源關聯(lián)和溫室氣體排放的關系。聚類1和聚類2分別側重碳-水關聯(lián)和從關聯(lián)的角度進行水資源保護的研究。聚類3主要關注糧食種植中的能源和水資源消耗及產(chǎn)生的水環(huán)境問題（41篇）；聚類4、聚類6和聚類12側重對能源-水關聯(lián)研究，主要關注發(fā)展中國家的能源安全、水力發(fā)電和溫室氣體排放問題。聚類5、聚類7和聚類8均側重糧食的關聯(lián)研究，關注糧食生產(chǎn)、消費和貿(mào)易（流動）過程中的水、能源消耗和環(huán)境污染。聚類9的標簽為健康，相關研究側重從關聯(lián)的角度保障糧食供給，解決糧食安全問題。聚類10和聚類11強調(diào)從關聯(lián)或思維的視角綜合解決水、糧食、能源資源問題。聚類13和聚類14分別側重以水資源為中心的關聯(lián)利用和基于關聯(lián)的制度安排對于緩解極端壓力的重要性。總體來看，目前的水-糧食-能源關聯(lián)研究熱點可以概括為基于關聯(lián)視角的糧食、能源、水資源安全、單一資源生產(chǎn)、消費和貿(mào)易過程中對其他資源消耗或污染，關聯(lián)與氣候變化等。

圖1 基于CiteSpace文獻計量分析的水-糧食-能源關聯(lián)研究內(nèi)容

近年來，一批水-糧食-能源類綜述性文章的涌現(xiàn)，標志著國內(nèi)水-糧食-能源關聯(lián)研究進入了新的階段。其中，張力小等對水-糧食-能源關聯(lián)研究的概念、發(fā)展歷程與面臨的機遇與挑戰(zhàn)進行了梳理[8]；張宗勇等基于文獻計量分析結果指出，水資源研究是水-糧食-能源關聯(lián)研究的熱點，三項資源之間存在密切關聯(lián)并形成了跨越部門和區(qū)域的級聯(lián)效應[11]；黃雅麗等指出可持續(xù)性是水-糧食-能源關聯(lián)研究的前沿方向[12]；王奕佳等則將生態(tài)系統(tǒng)納入水-糧食-能源關聯(lián)框架之中，提出從把握區(qū)域特征、擴充指標體系、整合模型需求和優(yōu)化國土空間等角度優(yōu)化水-糧食-能源-生態(tài)系統(tǒng)關聯(lián)結構，為支持區(qū)域可持續(xù)發(fā)展提供了有益的建議[13]。水-糧食-能源關聯(lián)實證研究包括對水-糧食-能源系統(tǒng)的安全評價、仿真模擬以及不同地區(qū)水-糧食-能源系統(tǒng)的協(xié)同演化[14-15]。隨著對水-糧食-能源關聯(lián)研究重視度的提高和相關方法的完善，國內(nèi)外相關研究的熱度將持續(xù)增加。

2 可持續(xù)生計研究進展

2.1 可持續(xù)生計主要研究內(nèi)容

可持續(xù)生計是個人或家庭所擁有和獲得的、能用于謀生或改善長遠生活狀況的資產(chǎn)、能力和有收入活動的集合。其核心在于通過維持和提高資產(chǎn)的生產(chǎn)能力，保障穩(wěn)定的財產(chǎn)、資源以及收入來源，并且儲備足夠應對消耗和損失的糧食和現(xiàn)金，以滿足基本生存的需求[16]。為了系統(tǒng)地研究可持續(xù)生計，許多學者提出了相應的分析框架，可持續(xù)生計分析框架是其中較為常見的一種。該框架主要圍繞五個方面展開：脆弱性背景、生計資本、政策機構過程、生計策略、生計后果及其相互作用。然而，目前大部分研究更關注生計資本、生計策略及二者之間的相互作用。2003年，Sharp首先構建了生計資本的評價方法，對埃塞俄比亞農(nóng)村赤貧狀況進行了深入分析，指出極端貧困多維度分析時多源數(shù)據(jù)融合具有重要價值[17]。在國內(nèi)，李小云等基于農(nóng)戶生計資本量化了生計脆弱性，指出生計資產(chǎn)的單一缺乏或者多元缺乏都是導致農(nóng)戶脆弱性的直接原因[18]。閻建忠等采用PRA實際調(diào)研法，基于生計資產(chǎn)評估的優(yōu)化指標量化了西藏高原地區(qū)不同樣帶農(nóng)牧民的生計資產(chǎn)、生計多樣性等特征，提出圍繞生計多樣化的制約因素進行投入改善地區(qū)農(nóng)戶生計的對策建議[19]。馬彩虹等研究了鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展對農(nóng)戶生計可持續(xù)性的影響，指出研究區(qū)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展對農(nóng)戶收入提升有顯著促進作用，但對農(nóng)戶生計的支撐力度仍有待提高[20]。各項研究均以生計資產(chǎn)為核心，構建了生計資本評價體系，對農(nóng)戶生計資本狀況進行了評估。

2.2 可持續(xù)生計研究熱點

目前，國內(nèi)外可持續(xù)生計研究的熱點內(nèi)容包括生計資本的空間分異、生計的脆弱性、氣候變化及生態(tài)補償?shù)拳h(huán)境、政策因素對生計的影響以及生計與生態(tài)環(huán)境的關系等[21]。生計資本的空間分異與經(jīng)濟發(fā)展水平、人口分布、交通可達性、地形起伏度等因素密切相關，呈現(xiàn)隨海拔的升高而降低，隨距離市中心的距離縮短而增加等空間特征[22]。生計的脆弱性評估有助于確定生計的環(huán)境限制因素，進而提出相應的政策建議[19]。氣候變化加劇了生計的脆弱性，大規(guī)模的生態(tài)補償政策改變了參與者的生計資本甚至生計方式，影響家庭，尤其是貧困家庭生計的可持續(xù)性[23]?？沙掷m(xù)生計分析框架的靈活性使得其適用于環(huán)境、政策等因素發(fā)生變化時的生計研究，但對基于問卷調(diào)查的數(shù)據(jù)獲取長時間序列的動態(tài)研究，該框架的空間分析能力有限，對于生計資本、生計后果與外部環(huán)境的復雜關系解釋能力不足?？沙掷m(xù)生計研究亟須與地理信息系統(tǒng)等技術手段，或生態(tài)系統(tǒng)服務框架等分析框架結合起來，共同應對日益復雜的可持續(xù)生計熱點問題。

3 水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計綜合研究進展

水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計的綜合研究經(jīng)歷了三個階段。第一個階段，研究主要關注一種或兩種資源的限制對可持續(xù)生計的影響。例如，Smith指出了傳統(tǒng)灌溉對發(fā)展中國家貧困人口，尤其是婦女和其他弱勢群體的限制，并提出了通過農(nóng)業(yè)集約化緩解發(fā)展中國家貧困問題，促進居民可持續(xù)生計的政策建議[23]。Gupta通過印度境內(nèi)六個不同技術和運營規(guī)模的可再生能源項目的案例研究，探討了可再生能源技術對可持續(xù)生計的促進作用[24]。Recanati等提出了糧食-水分析框架，對缺水地區(qū)小規(guī)模的糧食生產(chǎn)進行了評估，發(fā)現(xiàn)了水資源限制條件下利用糧食生產(chǎn)滿足當?shù)貭I養(yǎng)需求和收入需求的矛盾，指出在多重約束下保障糧食安全需要不同利益者的參與，并在糧食、水及生計之間進行綜合權衡[25]。第二個階段，研究開始將水、糧食、能源三者中的一個或多個系統(tǒng)作為地區(qū)生計的脆弱性背景之一，或者將水資源、能源消耗作為生計的環(huán)境后果進行評估。例如，趙麗娟將水資源短缺指標納入評價生計脆弱性的指標體系中，評估了灌溉管理改革背景下農(nóng)戶生計的脆弱性[26]。張芳芳等對農(nóng)戶生計轉型中包括土地利用、能源利用等在內(nèi)的生態(tài)效應進行了綜述[27]。第三個階段，研究開始系統(tǒng)地探討三種資源對于可持續(xù)生計的影響。2015年，Biggs首次將可持續(xù)生計與水-糧食-能源關聯(lián)結合起來，構建了水-糧食-能源關聯(lián)-可持續(xù)生計框架，指出水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計的系統(tǒng)研究有助于保障氣候變化背景下用于維持生計的糧食安全、清潔用水和可獲取的能源，在自然資源供給與人類的環(huán)境需求中找到平衡，在維持關鍵環(huán)境系統(tǒng)功能的同時促進經(jīng)濟增長[28]。隨后，Spiegelberg等通過問卷調(diào)查法調(diào)查了菲律賓Dampalit流域176戶家庭，利用社會生態(tài)網(wǎng)絡分析法對地區(qū)采用不同生計方式的農(nóng)戶與漁民家庭水、糧食、能源之間的聯(lián)系進行了探索，揭示了生計視角下地區(qū)不同群體的水-糧食-能源關聯(lián)狀況[29]。Mabhaudhi等將水-糧食-能源關聯(lián)看作改善農(nóng)村生計與農(nóng)民福祉的有效工具，利用水-糧食-能源關聯(lián)分析生計模型評估了非洲南部地區(qū)的農(nóng)村生計、農(nóng)民健康和福祉，提出通過協(xié)同管理加強地區(qū)資源管理，增強農(nóng)村社區(qū)韌性的管理思路[30]。

整體來看，基于部門的水-糧食-能源關聯(lián)研究已引起了廣泛關注，但水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計的綜合研究尚處于起步階段。從水-糧食-能源關聯(lián)內(nèi)部來看，相關研究發(fā)展時間較短，對關聯(lián)概念的理解尚未統(tǒng)一，也未建立統(tǒng)一的研究范式，許多研究處于理論探索階段。實證研究，尤其是考慮了自然、社會、經(jīng)濟背景的本土實證研究較少，不利于提出基于當?shù)氐馁Y源協(xié)同管理對策。從資源與生計共同研究的角度來看，研究已發(fā)現(xiàn)資源對于生計的重要性，但同時考慮三項資源的研究較少，尤其是可以考慮資源權衡協(xié)同關系的水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計的綜合研究剛剛開始。

4 水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計關系研究框架

水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計的綜合研究對于全面理解這兩個領域的復雜關系至關重要?；诖?，本文構建了一個水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計關系的研究框架（見圖2）。該框架包括四部分：自然-社會-經(jīng)濟背景、水-糧食-能源關聯(lián)系統(tǒng)、可持續(xù)生計系統(tǒng)及三者之間的相互作用。其中，自然-社會-經(jīng)濟背景是指水-糧食-能源關聯(lián)系統(tǒng)與可持續(xù)生計系統(tǒng)在共同的自然、社會、經(jīng)濟背景下運行，受到相同的外部因素影響，包括氣候、區(qū)位、資源稟賦、人口總量與結構以及政策等。水-糧食-能源關聯(lián)系統(tǒng)包括區(qū)域內(nèi)的三種資源以及資源之間的協(xié)同、拮抗關系?？沙掷m(xù)生計系統(tǒng)是指包括居民生計資本、生計策略和生計后果在內(nèi)的生計系統(tǒng)。如圖2所示，水-糧食-能源關聯(lián)系統(tǒng)與可持續(xù)生計系統(tǒng)通過兩條路徑相互作用：直接路徑和間接路徑。直接路徑是指區(qū)域內(nèi)的水、糧食、能源的供需均衡對可持續(xù)生計的影響，關聯(lián)系統(tǒng)向生計系統(tǒng)提供居民維持生產(chǎn)和生活等生計活動的水、糧食和能源資源，居民的實際需求產(chǎn)生了水、糧食和能源的生產(chǎn)、運輸和消費活動。間接路徑是指區(qū)域內(nèi)的水、糧食、能源資源稟賦對居民生計資本的影響——自然資本（如耕地、林地面積），進而影響居民的生計方式（如耕種、漁業(yè)、能源開采等）；同時，居民的各項生計活動也會產(chǎn)生不同的環(huán)境后果，例如，化肥的使用產(chǎn)生土壤和水體污染，造成糧食產(chǎn)量的降低和可用水資源量的減少；部分居民獲取水資源時需要使用水泵，在此過程中產(chǎn)生能源消耗。

圖2 水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計關系研究框架

在此框架之下，未來的研究應關注共同的自然、社會、經(jīng)濟背景對于關聯(lián)-生計系統(tǒng)的影響，探究關聯(lián)系統(tǒng)與生計系統(tǒng)的相互作用機制，深入挖掘關聯(lián)系統(tǒng)與生計系統(tǒng)內(nèi)部的作用機制。從直接路徑的角度來看：識別水、糧食、能源資源供給與居民生計的需求的空間匹配格局與動態(tài)特征，提出解決供需不匹配的措施和建議以及從資源協(xié)同管理的角度促進資源的有效供給應是研究需解決的關鍵問題。從間接路徑來看，研究應注重水、糧食、能源關聯(lián)對于可持續(xù)生計系統(tǒng)的影響路徑及作用機制，生計系統(tǒng)對于關聯(lián)系統(tǒng)的影響以及從維持生計可持續(xù)的視角進行資源的協(xié)同管理的措施和建議。水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計關系研究框架考慮了水-糧食-能源關聯(lián)內(nèi)部的協(xié)同和權衡作用以及水-糧食-能源關聯(lián)系統(tǒng)與可持續(xù)生計系統(tǒng)之間的復雜互動關系，對于深入理解區(qū)域自然-社會-經(jīng)濟復合系統(tǒng)有著重要意義，是促進地區(qū)可持續(xù)發(fā)展的有效潛在路徑。

5 結語

水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計都是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。關聯(lián)系統(tǒng)與可持續(xù)生計系統(tǒng)之間存在相互作用關系，對二者的綜合研究才能全面理解水-糧食-能源關聯(lián)及可持續(xù)生計復合系統(tǒng)。整體來看，水-糧食-能源關聯(lián)研究專注資源內(nèi)部的權衡協(xié)同關系、三種資源的綜合定量模型、關聯(lián)的驅(qū)動機制，在本土化的決策分析與應用研究方面相對缺乏?？沙掷m(xù)生計研究發(fā)展較為成熟，但傳統(tǒng)可持續(xù)生計分析方法難以解決日益復雜的可持續(xù)生計熱點問題，亟須與新的技術手段與研究框架結合。水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計的綜合研究剛剛興起，關聯(lián)與生計之間的系統(tǒng)研究和案例支持較少。本文提出水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計關系研究框架，提出關聯(lián)與生計存在資源供需與相互影響兩條路徑，對其深入研究有助于區(qū)域水-糧食-能源關聯(lián)與可持續(xù)生計協(xié)同管理，促進區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。