文章导读
气候变化应对的全球紧迫性，促使人们将目光投向支持可持续低碳发展的综合资源管理办法。其中，水-能源-土地-食物 (WELF) 耦合系统作为关键框架凸显出重要作用，可以用来理解并管理这些基础资源系统间的相互依存关系。作为全球最大的能源消费国和碳排放大国，中国始终处于应对全球气候挑战的核心位置。2020年，中国宣布了具有前瞻性的气候目标：在2030年前实现碳排放总量达峰，并于2060年前达成碳中和。为实现这些目标，需要对经济和社会各领域进行系统性变革，特别是在国家关键资源的管理方式上。WELF耦合框架则为中国气候目标的变革成效评估、协同作用识别和综合决策指导提供了强大的视角。
基于此，河海大学公共管理学院姚琦博士、曹海林教授及澳大利亚昆士兰大学可持续矿业发展研究所荣誉研究员张锐连博士在 Land 上发表文章，评估中国2007-2023年间各省WELF耦合系统的运行效能，分析各地区可能阻碍或者促进可持续发展目标实现的差异要素。通过多维表现指数和空间计量分析，识别出低碳转型政策情景下各资源系统间的协同效应与取舍权衡，为政策制定者提供重要发现信息，助力资源管理与中国气候目标和可持续发展议程之间的协调发展。
研究过程与方法
1、研究方法
本研究采用面板熵值法和综合指数评价法，构建了2007-2023年间中国内地30个省WELF关联系统的复合发展指数。基于该指数，运用耦合协调度模型来评估各关联系统的协调水平，更全面、深入地理解WELF耦合系统的功能性作用和抗风险能力。为探究这种耦合协调度随着时间发展形成的动态演变规律，本研究采用三维核密度估计法，通过可视化与统计化手段呈现系统协调度的时间变化趋势。此外，为识别影响WELF耦合系统内耦合协调度的关键因素，本研究采用固定效应模型进行回归分析，从而有效控制区域间及时间维度上那些未观测到的异质性。
2、研究数据
本文的研究范围覆盖中国大陆 (不含港澳台及西藏) 的30个省和直辖市，主要数据来源为中国统计年鉴 (2008-2024)、各地区历年统计年鉴以及《发展统计公报》。
本研究的核心变量主要为WELF耦合系统表现相关性指数。指标选取严格遵循核心功能与相互依存关系，每个要素都经过精心筛选，既体现代表性又兼顾多子系统协同效应。其中水资源利用指标主要包含人均水资源量、人均用水量、工业用水量及农业用水量等。能源指标主要包含单位国内生产总值能耗、能耗增速、清洁能源占比及煤炭能源占比等。土地指标主要包含耕地面积、林地面积、交通运输用地及土地流转率等。农业系统指标主要包含人均粮食产量、粮食生产波动、谷物产量、非谷物产量等。通过对这些多维度指标的耦合，确保每个变量不仅能反映其子系统内部状况，还能杠杆触发整个耦合系统 (无论是积极还是消极) 的变化。这种综合评估方法对于准确判断并改善WELF耦合系统在转型发展压力下的协调性和抗风险能力至关重要。此外，还需考虑通货膨胀对结果的影响以及确保数据的可比性，GDP使用以2006年为基期的GDP平减指数进行平减。
3、研究结论
结论1：WELF耦合系统表现存在区域性差异。
WELF耦合系统的表现存在显著的区域差异，这主要源于资源禀赋、经济结构、技术能力和治理效力的不同。得益于相对更强的制度协调能力、更丰富的清洁技术获取渠道以及更完善的基础设施，江苏、浙江和广东等沿海及工业较发达省份展现出更高水平的资源耦合利用效率。相比之下，甘肃、新疆和贵州等内陆及西部省份则普遍面临资源管理碎片化、低碳技术投资水平较低以及对碳密集型产业依赖度较高等挑战。
结论2：WELF耦合系统内部存在权衡取舍和协同效应。
本研究揭示了WELF耦合系统内部存在的权衡取舍和协同效应。在生态脆弱或水资源短缺地区，扩大可再生能源基础设施 (如水电和生物质能) 的尝试可能与土地利用及水资源保护等目标产生冲突。同时，农业现代化虽然能提高粮食生产率和减少排放，但可能增加对水和能源的需求。这些权衡取舍强调在资源政策制定和管理中不能采取孤立的分部门干预措施，而是需要采用综合规划方法，系统考察整体反馈机制。另外，资源本身也具有一些协同效应。提高灌溉效率可以同时减少对水和能源的消耗；可持续土地管理在增强碳固存能力的同时，也具有保障粮食安全的作用。对于资源协同效应做出积极回应和管理的地区往往在WELF耦合上表现更佳，这对建立跨部门治理机制和激励体系具有充分必要性。
结论3：低碳转型政策的执行需要因地制宜。
本研究强调了因地制宜制定政策的重要性。在对低碳转型政策进行制定的过程中，必须针对特定区域条件来建立政策框架，既要解决地方性发展约束，也要充分利用本地优势。一方面，制度碎片化仍是实现WELF耦合有效治理的主要障碍，特别是在省市级层面，其复杂性和相互依赖性要求建立跨行政层级的协调政策响应机制，通过目标的统一来减少政策冲突，最终提高资源利用效率。地方政府需根据区域条件制定实施策略，而中央机构应提供顶层指导、财政激励和监管协调，以促进协同包容的发展。这种多层级治理方法对于增强系统韧性、减少区域间不平等以及确保可持续转型兼具技术可行性和社会公平性至关重要。另一方面，区域表现与协调水平差异表明，针对那些水资源、清洁能源或耕地资源受限的欠发达地区，需要更公平地分配资源和提供定向政策支持。研究表明，精准农业、智能电网和节水技术等技术解决方案可显著提升耦合系统效率，因此，尤其在一些后发展地区，政策制定者更需要扩大财政和金融激励措施以支持绿色创新。促进能源正义不仅需要针对性地改善和投资清洁能源基础设施，更要加强综合资源管理能力建设，确保一些西部和内陆省份能够公平参与低碳转型并从中受益。
研究总结
通过时间和空间的双重维度对 (WELF) 耦合系统内部子系统相关性与协调性进行分析，结果表明：经济发达地区展现出更高的资源耦合和优化能力，而欠发达地区则面临持续性的结构性挑战。因此，中国实现碳中和目标的路径，不仅取决于技术进步和宏观的气候目标，更取决于各区域如何在结构性差异下实现资源系统的相互依存与有效管理。
本研究通过揭示水-能源-土地-粮食耦合系统 (WELF) 的空间分异特征及其在低碳转型中的作用，为制定具有综合性、公平性和可持续特征的资源发展战略提供了理论支持。唯有通过这种系统性耦合，中国及其他面临类似挑战的国家才能实现公平且具有韧性的低碳未来。此外，开发能够模拟不同低碳政策对WELF耦合系统影响的情景规划模型，将对低碳转型的战略制定具有重要价值。此类模型可以评估不同政策组合下的权衡关系，并为干预措施的优先排序提供科学依据。
原文出自 Land 期刊：https://www.mdpi.com/3372730
期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/land
Land 期刊介绍
主编：Christine Fürst, University of Halle, Germany
期刊创刊于2012年，期刊涵盖土地系统科学、地表景观、土壤和水、城乡发展、土地与气候相互作用、水-能源-土地-食物纽带关系 (WELF)、生物多样性研究和健康关系、土地建模和数据处理、生态系统服务以及多功能性等研究，并致力于人类可持续发展。现已被 Scopus、SSCI、AGRICOLA、AGRIS、GeoRef、RePEc 等多个关键数据库收录，5-Year Impact Factor: 3.4 (2024)。
2024 Impact Factor：3.2
2024 CiteScore：5.9
Time to First Decision：16 Days
Acceptance to Publication：2.4 Days
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