近日，我院丁童慧博士的研究成果以“水-能源-粮食纽带关系与生态系统服务耦合研究进展与展望”为题发表在国内知名期刊《生态学报》。丁童慧为第一作者，合作者包括欧洲足球联赛 商学院王陈军飞教授。该成果介绍如下：

一、研究内容

随着快速城镇化和工业化过程中WEF-Nexus与生态系统服务失调现象频发，如何尝试以“耦合”为方法论探寻WEF-Nexus与生态系统服务的动态关系，推动二者协调可持续发展，成为当前研究的重点和前沿问题。基于此，本文在系统回顾WEF-Nexus、生态系统服务以及二者耦合概念内涵的基础上，从耦合关系、耦合系统、耦合管控三个维度对WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究进行重点梳理，归纳凝练出二者耦合研究的核心问题及不足，由此提出基于人地关系理论的WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究新思路，并探讨下一步研究方向，以期为解决区域生态系统退化与人类需求增长之间的矛盾、实现区域自然资源与生态环境协调可持续发展战略提供理论参考。

二、文献述评

WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究是当前国内外研究的重点和热点话题，现有研究揭示了WEF-Nexus与生态系统服务的交互作用关系，探索了水-能源-粮食-生态耦合系统的构建与评估，并提出了一系列管控耦合系统的新理念、新方法。然而，二者耦合研究总体上仍处于起步阶段，且存在以下几个方面的不足：

（1）缺乏WEF-Nexus与生态系统服务耦合关系及作用机理研究的理论体系和技术方法。现有关于WEF-Nexus与生态系统服务相互作用关系的研究已取得了一定的成果，但缺乏基于系统思维来搭建二者耦合关系研究的理论框架体系，以及从多学科交叉融合角度构建探索二者“影响机理”、“反馈机理”以及“交互耦合机理”的理论研究体系，研究的综合性和系统性不足。同时构建系统性的量化模型来描述和解构二者多重耦合关系的技术方法有所欠缺，难以有效揭示二者的交互耦合关系和作用机理。  

（2）缺乏WEF-Nexus与生态系统服务耦合系统构建及其演化机制分析研究。当前关于耦合系统的研究主要是将生态系统纳入WEF-Nexus研究框架中，探索水-能源-粮食-生态耦合系统的构建，并开展相关的评估研究。然而，现有研究鲜少将WEF-Nexus与生态系统服务放在紧密交互的视角进行综合考量，缺乏构建WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统、识别和解析该耦合系统要素间动态互馈与交互胁迫效应、探索分析耦合系统协同演化机制的相关研究，导致现有研究对WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统的整体认知较薄弱。 

（3）缺乏直接面向高质量发展与决策管理的实践应用研究。WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究的最终目标是为美丽中国建设和区域高质量发展提供科学依据，但现有研究鲜少将其与管控决策进行紧密结合，实践应用导向不足，难以有效解决区域水资源短缺、能源供应不足、粮食安全以及生态退化等问题。此外，当前WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究尚未厘清二者耦合演变格局与作用过程，且理论研究明显滞后于现实需求，难以满足我国国土空间规划、资源环境管理与生态文建设等国家战略需求。 

三、耦合研究新思路

3.1人地关系与生态系统服务的理论认知

人地关系是指人类系统与地球系统之间的相互作用关系，即人类系统与地球系统之间以物质流、能量流和信息流为连接手段共同作用所形成的相互影响、相互制约的关联关系。人地关系理论是研究人类系统与承载人类活动的地球系统之间相互作用和互动关系的学科理论。本文基于人地关系理论构建了人地关系与生态系统服务的理论框架，如图1所示。其中，人地关系涉及到“人”和“地”两个方面，即一方面是以社会、经济和人口等为主要构成要素的人类系统，另一方面是以土地、水、气、生等为主要构成要素的地球系统。“地”对“人”的影响主要表现在地球系统为满足和支持人类生产生活需要而向人类系统提供各种生态产品和服务，即构成了“供给端”；“人”对“地”的影响主要表现在人类为满足自身发展需要而从地球系统中获取各种生态产品和服务，即形成了“需求端”。生态系统服务是指地球系统为人类系统提供的各种直接或间接惠益，即地球系统通过景观格局异质性和生态过程复杂性为人类系统提供了各种生态产品和服务，从而支持了人类生活和经济活动的发展需要，在一定程度上提升了人类福祉。人类系统以直接或间接的方式从地球系统获取各种生态系统服务以满足自身生产生活需要，人类系统的可持续发展受到地球系统的生态系统服务供给能力影响。

1人地关系和生态系统服务的理论框架

3.2 WEF-Nexus与生态系统服务耦合分析

基于人地关系与生态系统服务的理论认知，本文将地球生态系统视为地球系统的重要组成部分，即构成了“供给端”，将WEF-Nexus系统视为人类系统的重要组成部分，即形成了“需求端”。基于此，本文构建了纽带关系系统-地球生态系统耦合分析框架，以揭示和剖析WEF-Nexus与生态系统服务的耦合作用特征，为后续开展二者耦合研究提供理论基础。根据耦合分析框架，地球生态系统能够为人类生产生活提供所需的各类生态系统服务，如供应服务、调节服务、支持服务和文化服务等，而相关生态系统服务是纽带关系系统内水资源、能源、粮食的生产、开发、利用与管理等过程中的重要投入要素。此外，与WEF-Nexus相关的人类活动日益频繁将对地球生态系统产生一定的影响，削弱地球生态系统为人类系统提供与WEF-Nexus相关的生态系统服务的能力。

3.3 WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究的框架构建

由于WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究在理论体系上存在欠缺，因此需构建WEF-Nexus与生态系统服务耦合的理论研究框架，这不仅为深化耦合关系研究提供科学基础，也为实现美丽中国建设以及高质量发展目标等提供理论支撑。因此，本文依据人地关系理论，结合纽带关系系统-地球生态系统耦合分析框架，以“耦合关系识别-耦合机理分析-耦合过程与格局刻画-耦合管理应用”为研究脉络，探索构建了WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究框架（图2）。

首先，基于人类社会系统所需要的与WEF-Nexus相关的各种资源、地球生态系统所供应的各类生态系统服务，定量刻画WEF-Nexus与生态系统服务的多维发展水平，并识别WEF-Nexus内各要素与各类生态系统服务的耦合交互作用关系。其次，从自然环境、区位交通、产业结构和管理政策等因素切入，深入探析WEF-Nexus与生态系统服务相互促进、相互胁迫的耦合作用机理。然后，构建耦合协调度、动态耦合度、耦合魔方等模型方法，通过整合社会经济统计数据、多源遥感监测数据、GIS空间数据以及地理信息数据等，探索分析WEF-Nexus与生态系统服务的耦合节点、耦合度以及耦合协调度等，深入刻画二者耦合时空演变格局及耦合阶段。最后，以美丽中国建设为导向，以资源环境可持续高质量发展为目标，从国土空间规划、主体功能区规划、生态安全格局和生态补偿等维度高度凝练耦合调控管理与应用政策，并通过动态追踪、交互反馈等方式促进WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统的有序协调演化。

    图2 WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究框架

 研究表明：现有耦合研究主要聚焦WEF-Nexus与生态系统服务作用关系和供需关系的分析与探讨、水-能源-粮食-生态耦合系统的构建与评估、耦合系统管控新理念和新方法的提出等。然而，目前WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究仍处于起步阶段，尚且缺乏揭示二者交互耦合关系及作用机理的理论体系和技术方法，WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统构建及演化机制分析较欠缺，面向资源环境决策管理的实践应用较薄弱。因此，本文以“耦合关系识别-耦合机理分析-耦合过程与格局刻画-耦合管理应用”为研究脉络，探索构建了未来WEF-Nexus与生态系统服务耦合研究框架，并提出未来研究应更加关注WEF-Nexus与生态系统服务互动耦合机理探究、WEF-Nexus-生态系统服务耦合系统构建及其协同演化机制分析以及面向国土空间管控决策的实践应用，以期满足生态文明建设和美丽中国建设等国家战略需求。

作者简介：丁童慧，欧洲足球联赛 管理学博士，主要研究方向包括资源与环境经济管理、流域生态治理、土地资源管理、国土空间规划等。参与国家自然科学基金面上项目、国家社科基金重大项目、国家重点研发计划项目等多项课题。研究成果发表在Journal of Hydrology、Sustainable Cities and Society、Sustainable Production and Consumption等领域内主流期刊上发。受邀担任Sustainable Production and Consumption、Journal of Environmental Management、Sustainable Cities and Society等SCI/SSCI期刊的匿名审稿人。