黃河流域“水-能源-糧食”相互作用關系及其優化路徑

摘 要：水、能源和糧食作為維持社會穩定發展的生存資源，存在著相互關聯、相互依存、相互制約的紐帶關系，任意基于單一資源的戰略都將會產生嚴重的不可預期的后果。當前，黃河流域“水-能源-糧食”協同發展面臨著資源要素空間分布不匹配、水資源短缺、城市關聯復雜、部門管理不協調等多重困境。推動黃河流域生態保護和高質量發展，需要在把握“水-能源-糧食”之間“傳導—耦合—協同”的復雜關系和作用機制基礎上，突出系統思維、剛性約束、安全韌性、全域統籌，構建多元主體共治格局，強化各參與主體利益與目標的匹配性、一致性和協調性，實現全流域糧食生產、能源開發與水資源調配的協同優化共贏。

關鍵詞：水-能源-糧食;黃河流域;作用機制;優化路徑

中圖分類號：F062.2????? 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0751（2021）08-0048-07

一、引言

黃河流域是我國重要的糧食生產核心區和重要的能源基地，水資源短缺已經成為制約能源和糧食發展的關鍵因素。在氣候變化和人類活動的雙重影響下，保障國家能源安全和糧食安全驅動黃河流域用水需求進一步增長，水資源先天不足、水生態系統脆弱、全流域水量均衡配置潛力有限、供需矛盾突出等問題進一步凸顯。在黃河流域生態保護和高質量發展上升為重大國家戰略的背景下，科學認知水、能源、糧食在經濟發展、資源利用、空間分布和形成演化等方面的復雜關聯和作用機制，分析當前黃河流域“水-能源-糧食”的相互作用關系，科學提出黃河流域糧食生產、能源開發與水資源調配的協同優化路徑，對于全面貫徹落實習近平總書記重要講話精神，共同抓好大保護，協同推進大治理，促進全流域高質量發展具有重要意義。

當前，國內在“水-能源-糧食”三者之間關系的理論研究中，主要圍繞“水-能源”“水-糧食”和“能源-糧食”的兩兩關聯來展開。關于“水-能源”關系的研究，側重于闡釋“水-能源”的關聯效應與空間分異。從部門層面上來看，能源消費和能耗水呈現部門差異性，水消費和水耗能呈現部門趨同性，產業結構高級化有助于降低區域整體的能耗和水耗。①從全國層面上來看，能源資源豐度與水資源豐度呈現南北兩極分化格局，二者重心移動方向相反，分布上的差異逐漸增加。②關于“水-糧食”關系的研究，更多地關注以水資源利用為導向的糧食安全問題。研究表明，糧食主產區的糧食產量與農業用水量正相關，在其他影響因子不變的情況下，糧食主產區水資源投入每增加1%，糧食產量增加1.96%。③而對于水資源稟賦較少的北方地區來說，對糧食灌溉水需求持續增加，加上水資源開發的空間有限，以及農業產業內外部用水的競爭，造成糧食灌溉水供給增加及保持穩定的困難進一步增加。④關于“能源-糧食”關系的研究，主要圍繞能源與糧食投入產出、能源與糧食相互轉化來展開。不斷增長的耕地、化肥、灌溉、資本和技術進步等糧食生產性要素投入造成大量的生產性資源急劇消耗，不僅加劇了能源、資源等生產性要素的投入成本，還嚴重破壞了農業長期賴以生存和發展的資源支撐和環境基礎。⑤能源與糧食可以發生相互轉化，能源-糧食的轉化效率和利用水平總體上隨著糧食作物播種面積比例、農村居民人均純收入、農村人均用電量和農村能源財政投入的上升而上升。⑥而把水、能源和糧食三者納入同一框架內研究的較少，最早可追溯到2010年，直到2016年國內學者才開始提出水、能源和糧食的紐帶關系。例如，李桂君等基于北京市“水-能源-糧食”可持續發展系統動力學模型構建與仿真，提出能源系統是現階段提升北京水、能源和糧食紐帶系統綜合可持續發展能力的突破口，相比于單一資源政策，基于非資源系統的決策行為影響效果將更為深廣。⑦現階段關于黃河流域“水-能源-糧食”的研究也主要集中于黃河流域“水-能源”關系、“水-糧食”關系和流域協同治理等方面。⑧而對于“水-能源-糧食”三者之間的研究多側重于從自然科學角度構建“水-能源-糧食”紐帶系統的質量評價體系，運用耦合協調度模型對黃河流域“水-能源-糧食”系統的耦合協調關系進行定量評價和協同優化。

綜上，筆者認為，“水-能源-糧食”系統具有的邊界模糊性、動態性和開放性決定了系統研究的復雜性。黃河流域是集資源型缺水和季節性缺水并存的敏感區域，能源資源與糧食資源相互轉化、相互支撐，能源開發、糧食生產加劇了黃河流域的水資源短缺，它們之間具備復雜的非線性響應特征。研究黃河流域需要同時強調水、能源和糧食三者之間的相互作用關系，并系統分析其與氣候變化、人類活動、經濟發展、資源管理的權衡取舍與潛在沖突，這些將成為未來黃河流域研究的重點和熱點。

二、黃河流域“水-能源-糧食”的相互作用關系

習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上指出，要牢固樹立“一盤棋”思想，更加注重保護和治理的系統性、整體性、協同性，共同抓好大保護，協同推進大治理，促進全流域高質量發展。這為研究黃河流域“水-能源-糧食”的相互作用關系指明了方向。黃河流域“水-能源-糧食”三者之間不是簡單的兩兩關系，而是一個“傳導—耦合—協同”的復雜關系。系統推進黃河流域生態保護和高質量發展，迫切需要弄清楚黃河流域“水-能源-糧食”的相互作用關系，圍繞黃河流域的地域特性和時間效度來闡釋“水-能源-糧食”的復雜關聯和動態特征。在這里，我們將黃河流域水、能源和糧食的相互作用關系理解為一種基于“過程論”的系統觀點，即為實現黃河流域“水-能源-糧食”協同優化配置而鏈接市場、政府等不同利益相關者共同推動紐帶系統抵御自然災害能力、生態承載能力、綜合生產能力、市場競爭能力、環境風險預警與防控能力的行動的一個過程，是水資源、能源資源和糧食資源的權衡取舍與潛在沖突的集中反映，集中體現在傳導機制、耦合機制、協同機制三個方面。

1.傳導機制

水、能源和糧食作為黃河流域的資源產品屬性，其中，水資源是核心要素，能源資源是動力支撐，糧食資源是基本保障，三者在生產、消費、轉化過程中相互交織、相互依賴、相互傳導。在生產端，糧食生產從農作物生長、成熟、收獲到食品加工需要消耗大量水資源，能源生產特別是煤炭、石油等礦產資源的開采、加工、冷卻等也是以水資源的消耗為基本前提的;糧食既可以為保障黃河流域經濟社會發展提供基礎物質資料，又為能源生產提供生物質原材料。在消費端，水和糧食是能源的消費者，水的生產、輸配以及污水處理、再生利用（例如外調水、地下水采補、原水提取及輸送等）需要消耗大量的能源資源，糧食的生產特別是糧食的加工、儲存、流通等環節也需要消耗大量的能源。在轉化端，氣候變化使得水、能源、糧食的紐帶關系變得更加緊密，并且加劇了黃河流域“水-能源-糧食”系統安全的脆弱性。氣候變化已經影響到了大氣降水的時空分布，引發洪水、干旱等極端天氣頻繁發生。這些變化將影響可利用水資源量，并直接或間接地影響糧食生產、能源生產和電力供應。

2.耦合機制

黃河流域“水-能源-糧食”的耦合機制可以從系統安全、資源權衡、功能適應、學科交融四個層面來闡釋。在系統安全方面，黃河流域“水-能源-糧食”的協同是一種高效獲得水、能源、糧食資源的新型治理模式，并且這種協同不能以犧牲子系統的發展為代價來換取其他系統的發展，能夠確保水、能源和糧食的供給安全和供需適配。在資源權衡方面，強調要在資源管理中納入與資源利用相關的利益相關者，推動系統在有限資源下持續保持其功能的能力，更多地體現在公平獲取水資源、能源資源和糧食資源的權利和途徑，以實現黃河流域反貧困和可持續發展的目標。在功能適應方面，強調黃河流域“水-能源-糧食”協同能夠實現從取水、用水、治水到節水全過程的生命周期管理，推動形成以水資源節約集約利用為核心的“水-能源-糧食”調適路徑。在學科交融方面，加快建立集環境科學、土木工程、安全管理、經濟社會等多學科群體共同研究水、能源、糧食之間的協同、平衡管理以及與自然環境、政治變遷等外部聯系的模式，推動黃河流域研究從“樹”狀線性研究模式向“網”狀多學科交叉研究模式轉變。

3.協同機制

哈肯認為，協同就是系統中諸多子系統相互協調的、合作的或同步的聯合作用、集體行為，是系統整體性、相關性的內在表現。黃河流域“水-能源-糧食”的協同機制主要體現在耦合協調和管理協同兩個方面。在耦合協調方面，水資源、能源資源和糧食資源是共同支撐黃河流域健康發展的“慢變量”，其三者之間的演化需要先后經歷“失調衰退—勉強協調—耦合協調”三個發展階段，最終實現水、能源和糧食利用效率最大化以及能源資源生態環境容量最大化，進而推動實現黃河流域可持續發展。在管理協同方面，通過建立政府機構、流域組織、企業、研究性機構、非政府組織、農民等不同主體利益相關者的溝通對話、信息共享、生態補償等機制，打破行政區劃界限，制定實施更有針對性的區域政策和績效考核評價體系，著力增強黃河流域“水-能源-糧食”的系統韌性，進而實現帕累托最優狀態。

三、黃河流域“水-能源-糧食”相互作用關系的現狀及存在問題

黃河流域是我國重要的水資源分布區、能源富集區和糧食生產核心區，在我國經濟社會發展和生態安全方面居于重要地位。但是，就目前情況來看，黃河流域水、能源、糧食分屬于不同部門，水、能源和糧食時空分布不均衡、不匹配，加上傳統的政府“單資源”管理模式，極大地阻礙了“水-能源-糧食”資源流動和轉化效率，加劇了黃河流域優勢資源供需不平衡、不充分的矛盾，從而對黃河流域生態保護和高質量發展戰略實施帶來了更大挑戰。

1.黃河流域“水-能源-糧食”相互作用關系的現狀

在水資源方面，黃河流域是我國重要的水資源分布區。2019年黃河流域水資源總量達到5142億立方米，占全國水資源總量的17.7%;黃河流域也是我國用水量相對集中的區域，2019年黃河流域用水總量達到1281.1億立方米，占全國用水總量的21.3%。從用水結構來看，農業用水比重最大，占全流域用水總量的63.9%;其次是生活用水，占全流域用水總量的15.0%。從人均水資源擁有量和人均用水量來看，除青海省和四川省以外，其余省份人均水資源占有量均低于全國平均水平，河南省、山東省不足全國平均水平的1/10，人均用水量不足全國平均水平的1/5，屬于嚴重資源型缺水地區。

在能源資源方面，黃河流域是我國重要的能源富集區，也是典型的“能源流域”。2019年能源生產總量達到248173.7萬噸，能源消費總量達到154451.0萬噸，分別占全國的62.51%和31.78%。并且，煤炭消費占比最高，達到57.85%，平均能源自給率為1.73，是全國的2倍多;從人均能源消費來看，黃河流域人均能源消費達到5.07噸，高于全國平均水平1.6噸;從能源消耗強度和能源消費系數來看，萬元GDP能耗達到0.95，約是全國的2倍;能源消費系數達到0.69，高于全國平均水平，能源驅動經濟增長的現象十分明顯。

在糧食資源方面，黃河流域是我國重要的糧食生產核心區，2019年糧食總產量達到23438.4萬噸，占全國糧食總產量的35.3%;農作物播種面積達到5738.2萬公頃，占全國的49.4%。人均糧食產量達到537千克，也高于全國平均水平。從糧食生產產生的能源、資源消耗來看，2019年黃河流域農業機械總動力和農用化肥施用量分別達到36725萬千瓦和1963.8萬噸，分別占全國的35.74%和36.34%。由于歷史、自然條件等原因，黃河流域城鄉收入不平衡現象相對明顯，城鄉收入倍差高于全國平均水平。

從黃河流域水資源、能源資源、糧食資源的發展現狀來看，其正處于從相對獨立、相互支撐向協調共生方向演變，是中水平耦合協調發展階段，“水-能源-糧食”三者之間的關聯效應和作用機制還沒有得到充分發揮。因此，需要加快構建更加有效的資源配置機制和協同治理機制，促進黃河流域“水-能源-糧食”內部相互關聯、外部協同響應，進而帶動整個復合系統進入良性循環與和諧共生，達到整體高水平協調的效果。

2.黃河流域“水-能源-糧食”相互作用關系存在的問題

第一，水、能源、糧食資源要素空間分布不匹配。一是水資源布局與能源、糧食分布不匹配。水資源總量分布呈現“上游—中游—下游”逐級遞減態勢，但是能源生產總量呈現“中游—上游—下游”、糧食產量呈現“下游—上游—中游”遞減格局。例如，位于黃河中下游的河南省，2019年糧食總產量占全國的10.09%，能源生產總量只占全國的2.6%，水資源總量僅占全國的0.58%。二是水資源需求與能源、糧食分布不匹配。以工業用水為例，上游水資源豐富，工業用水總量為68.4億立方米，能源消費量為61479萬噸標煤;下游水資源短缺，工業用水總量高達77.1億立方米，能源消費量高達62020萬噸標煤。三是水資源利用與能源、糧食分布不匹配。萬元GDP水耗總體上呈現“上游—中游—下游”逐級更優的方向分布，這與水資源總量、能源生產和糧食生產總量空間分布不匹配。例如，黃河流域上游萬元GDP水耗高達4482.2立方米，中游為803立方米，下游只有174立方米。

第二，水資源短缺與保障能源安全、糧食安全、生態安全之間的矛盾突出。一是水資源短缺與保障能源安全的矛盾突出。新中國成立以來，依托豐富的煤炭、電力、石油和天然氣等能源資源及有色金屬礦產資源，黃河流域形成了一批國家級能源和重化工基地、鋼鐵生產基地、機械制造和冶金工業基地。而且，這些能源重化工業多集中于中上游區域，該區域集水面積占全流域的47.6%，水資源量僅占全流域的24.6%，人均水資源量不足黃河流域人均水資源量的1/2，畝均水資源量不足流域畝均水資源量的1/3。隨著經濟社會發展對能源需求的不斷增加，水資源短缺已成為黃河流域能源產業發展的主要限制因素。二是水資源短缺與保障糧食安全的矛盾突出。2003—2019年，黃河流域平均農業用水量基本保持在805億—860億立方米。據此測算，在其他糧食生產基礎條件不變的前提下，按照2019年黃河流域的農業用水效率和農業供水強度，到2030年黃河流域農業缺水量將達到127.1億—409.4億立方米。三是水資源短缺與保障生態安全的矛盾突出。黃河流域不僅承擔著保障國家能源安全和糧食安全的重要使命，同時也是國家生態安全的重要屏障。2019年，黃河流域生態用水達到96.8億立方米，占全國生態用水總量的38.8%。隨著工農業用水的進一步增加，受用水總量的剛性約束，其不僅對居民安全飲水造成嚴重威脅，還將進一步擠占地下生態用水和河道補水并引發次生生態問題。例如，由于受到工農業用水的擠占，沿黃分布的銀川、咸陽、太原、安陽、濮陽等城市已形成地下水漏斗區。其中河南境內的武陟—溫縣—孟州地下水漏斗區、安陽—鶴壁—濮陽地下水漏斗區的面積還在繼續擴大。

第三，黃河流域城市“水-能源-糧食”之間利益沖突更加復雜。水、能源和糧食是城市生態系統的重要消耗品，是保障城市健康可持續發展的生命線。對于黃河流域而言，人類活動集中分布在國家中心城市、城市群和都市圈等重要區域內，是水、能源、糧食等資源消費的主陣地。“水-能源-糧食”的供需平衡、協同管理與城市可持續發展的利益沖突在城市生態系統中表現得更加激烈和復雜，主要體現在以下三個方面：一是人口流動與能源、資源分布不同步。改革開放以來，產業和就業人口不斷向黃河中下游城市群、都市圈以及國家中心城市集中，市場消費地、糧食主產地與資源富集區空間錯位，造成能源資源的長距離調運和產品、勞動力大規模跨地區流動，經濟運行成本、社會穩定和生態環境風險加大。部分城市承載能力減弱，水土資源和能源不足，環境污染等問題凸顯。二是城市水、能源、糧食空間結構不均衡。2019年黃河流域城鎮化率為57.19%，低于全國3.41個百分點，城鎮化發展潛力較大。隨著城鎮化的快速推進，大規模的能源礦產資源開發，城鄉建設用地不斷擴張，城市供水資源約束趨緊，農業和生態用地空間受到擠壓，優質耕地分布、水資源短缺與城鎮化發達地區高度重疊，耕地保護壓力持續增大，城市發展引發“能-糧爭地、能-糧爭水”現象。三是能源資源枯竭與城市收縮并存。目前黃河流域分布著全國超過50%的資源型城市和老工業城市，其中被列入全國資源枯竭城市名單的就有17個，占全國比重達到1/4。特別是在我國經濟由高速增長向高質量發展的轉變過程中，經濟增速呈現整體性放緩、資源型城市面臨資源枯竭、產業衰退的負向效應日益凸顯，經濟和人口的“局部收縮”將成為黃河流域經濟社會發展的新特征、新趨勢。城市收縮通過降低技術創新能力和城市緊湊度來降低“水-能源-糧食”的利用效率，城市收縮面臨人口流失、“水-能源-糧食”利用效率下降的雙重壓力。

第四，水、能源、糧食資源要素部門管理不協調。黃河流域在水、能源、糧食等各方面體現出來的問題，根本上還是思想認識問題、機制問題和政策法規問題，迫切需要從部門管理協同的角度出發，以改革破解體制機制瓶頸制約。在思想認識方面，由于水、能源、糧食分屬于不同的研究領域，在同一框架內對三種資源的交互關系與反饋機制還沒有闡釋清楚。以往關于黃河流域的研究，人們更多關注糧食安全視角下的流域水效率、流域水管理機制、流域水生態文明，流域產業發展對生態環境本底、大氣環境、水資源與水環境、生態功能的脅迫響應，以及能源綜合效率的時空演變與驅動因素等“水-能源”“水-糧食”的單一方面，沒有從系統性、復雜性、協同性思維對黃河流域“水-能源-糧食”的協同治理問題進行統籌考慮。在發展機制方面，管理體制不健全。由于水、能源、糧食分屬于不同的管理部門，目前跨部門、跨地域管理和全社會參與的多目標協同治理體制機制尚不健全，在黃河流域資源管理中普遍存在著碎片化管理、多頭管理、政府單一主體管理等問題，各個部門往往各自為政、各自施策，缺失頂層設計的統籌規劃。三是在政策法規方面，從中央到地方層面涉及水、能源和糧食的政策較多，這些政策存在目標因果關系不明確、論證不充分、上下級目標銜接不暢等問題。例如，當前黃河流域用水分配權轉換的政策實施過程中沒有前瞻性考慮經濟社會發展、能源需求、糧食生產需要以及后續生態環境影響等因素，造成目前大量用水指標閑置的現象。農業用水補貼存在不合理現象，部分地區甚至因過度補貼成為零費用用水，與農業節水推廣目標相沖突。尤其是綜合性立法缺乏，既難以對各區域、領域和利益相關方進行有效協調，也缺乏必要的問責、監督、激勵和懲處機制。

四、黃河流域“水-能源-糧食”的協同優化路徑

深入實施黃河流域生態保護和高質量發展戰略，需要突出系統思維、剛性約束、安全韌性、全域統籌，重新審視“水-能源-糧食”的復雜關聯、作用機制和突出問題，加快構建多元主體共治格局，實現全流域糧食生產、能源開發與水資源調配協同優化共贏，為推進以水定城、以水定地、以水定人、以水定產提供決策參考。

1.突出系統思維，加快建立黃河流域“水-能源-糧食”紐帶關系的認知機制

基于“水-能源-糧食”自身的系統性、復雜性和協同性，推動黃河流域生態保護和高質量發展，實現黃河流域“水-能源-糧食”的耦合協調要堅持系統性思維，充分發揮系統作為整體的功能優勢，形成水、能源和糧食各個要素間協同配合的內部關系，構建協同發力的組織結構。一是科學把握黃河流域“水-能源-糧食”的紐帶關系。在2011年波恩會議上，科學家們首次提出了開展“水-能源-糧食”紐帶系統的研究范式，并提出水、能源和糧食三種資源無論在生產、消費還是管理過程中都存在復雜的非線性關系，強調三者作為一個系統整體，呈現多中心發展過程，通過三種資源的整體研究有助于提高可持續發展決策的有效性。黃河流域是“水-能源-糧食”矛盾突出且集中的典型區域，水資源約束導致流域能源安全脆弱性、生態環境脆弱性、糧食生產脆弱性的風險增加，要科學認知黃河流域“水-能源-糧食”紐帶關系的作用機制，建立以紐帶安全為目標的協同治理機制，推動上下游、左右岸、干支流的協同安全。二是科學把握黃河流域“水-能源-糧食”的整體認知。實現黃河流域“水-能源-糧食”協同安全不僅是一個技術層面上的問題，而且是一個涉及縱向傳導、橫向聯結、跨部門協調的復雜系統的經濟問題，意味著在產業結構、能源結構、糧食生產與消費結構以及政策、管理等方面全方位的變革，彰顯黃河流域經濟社會發展的統一性、全局性、全面性。實現黃河流域“水-能源-糧食”紐帶系統協同安全，就需要全面掌握黃河流域生產性行業、消費型行業“水-能源-糧食”的作用關系，積極引導它們通過技術變革和生產生活消費方式變革來推進整個系統內部層層傳遞疊加產生乘數效應，從更深層次、更高水平上統籌實現“水-能源-糧食”系統的經濟價值、社會價值和生態價值。

2.突出剛性約束，加快建立以水資源節約集約利用為核心的黃河流域高質量發展機制

黃河流域“水-能源-糧食”協調不優的最主要問題是水資源分布不均衡與水資源短缺并存，這同時也是制約黃河流域高質量發展的最大剛性約束。要加快建立水資源剛性約束制度，嚴格用水總量控制，統籌生活用水、生產用水、生態用水，推進農業、工業、城鎮等領域節水。一是嚴格用水總量控制。科學框定水資源利用總量，嚴格實行區域流域用水總量和強度控制，健全覆蓋流域和省、市、縣三級行政區域用水總量、用水強度控制指標體系，探索實施水資源超載地區的用水總量削減計劃。二是推進“三生”用水結構優化。穩定增加生活用水供給，適應人民生活水平提高和新型城鎮化快速發展的必然趨勢，不斷滿足城鄉居民生活用水需求的增長。大幅降低生產用水特別是農業用水比重，建立覆蓋主要糧食作物、能源產品和生活服務業的先進用水定額體系，為生活用水和生態用水騰挪出用水空間。合理擴大生態用水，通過調水引流、生態調度等措施，保障重要河湖濕地及河口生態需水、枯水期生態基流。三是實施農業、工業、城鎮等領域深度節水控水行動。加強農業節水增效，結合高標準農田建設，加快耐旱農作物新品種的選育、推廣，優化調整作物種植結構，積極發展智慧灌溉系統，建設一批特色農業規模化節水灌溉增效示范區。推進工業節水減排，鼓勵能源資源密集型產業和企業應用高效冷卻、洗滌、循環用水、廢污水再生利用、高耗水生產工藝替代等節水工藝和技術，促進企業間串聯用水、分質用水，一水多用、循環利用和梯級利用。推進城鎮節水降損，嚴格落實國家節水行動，以節水型城市建設為引領，重點推進海綿城市建設、供水管網改造、公共領域節水等，構建城鎮高效用水系統。

3.突出安全韌性，加快建立黃河流域中心城市、都市圈、城市群“水-能源-糧食”的關聯機制

城市作為黃河流域重要的人類住所，具有高度的社會異質性、流動性、復雜性、開放性、集聚性等特征，決定著其比一般區域面臨著更嚴峻的風險挑戰和安全壓力。樹立安全韌性理念，加快建立黃河流域中心城市、城市群、都市圈“水-能源-糧食”的關聯機制，有助于提高城市應對各種安全風險的抵御力、適應力、恢復力。一是提高城市基礎設施的安全韌性程度。城市快速發展所需要的“水-能源-糧食”資源，其生產過程大多發生在城市之外的其他區域，依靠城市基礎設施的互聯互通來與城市內部、都市圈、城市群發生交互聯系。要加強城市綠色基礎設施建設，實施對城市供排水、廢污水處理、中水回收利用、供氣系統、通信系統和電力系統等存量生命線工程系統的補短板強弱項行動，建立“水-能源-糧食”資源流動通道，增強城市“水-能源-糧食”的供給彈性，大幅提升城市“水-能源-糧食”資源的可達性和可獲得性。二是提高城市綠色低碳水平。圍繞碳達峰、碳中和“雙碳目標”，以控制溫室氣體排放、實現城市資源高效利用為目標，以調整產業結構、優化能源結構、提高能源利用效率、增強碳匯能力為重點，全面推行清潔生產，提高低碳能源比重，積極推廣綠色建筑和城市“屋頂綠化”。以黃河流域中心城市、都市圈、城市群“水-能源-糧食”的耦合協調推動城鎮發展集約化、產業結構高端化、資源利用高效化、污染排放減量化、生產生活方式綠色化，實現溫室氣體減少排放、經濟社會發展與生態環境保護雙贏。三是提高城市智慧應用水平。隨著實時成像、智能傳感、萬物互聯等先進技術廣泛應用，相比較建立模型而言，利用實測數據更能真實揭示城市“水-能源-糧食”演化的時空規律。加快構建“城市大腦、運算中心”，更好發揮對城市部件、事件的動態感知、監測和預警功能，運用數據挖掘、人工智能、系統動力學等方式建立從源頭到城市中心的水、能源、糧食的流動機制、交換機制以及城市居民行為響應機制，對城市運行狀態的全周期、全時段、全生命過程的健康進行安全體檢，為城市可持續發展決策提供強有力的信息支撐。

4.突出全域統籌，加快建立上下游、干支流、左右岸跨區域、跨部門協調發展機制

實現黃河流域“水-能源-糧食”高水平耦合協調是一項涉及多領域、多部門、多行動主體、多利益相關者的全方位集體合作和全周期管理行動，更是對市場一體化、區域合作、利益補償和政策調控等領域的系統性改革創新。在推動市場一體化方面，建立健全用水權、排污權、碳排放權、用能權初始分配與交易制度，選擇“水-能源-糧食”耦合協調度高的地區建設區域性用水權、排污權、碳排放權等交易市場，促進要素資源流動和優化配置。在區域合作方面，深化沿黃省份在規劃銜接、跨省重大基礎設施建設、水資源集約節約利用、生態環境聯防聯控、能源利用結構布局調整等方面合作，打破部門、地域壁壘，探索建立跨部門、跨流域統一規劃、統一管理、合作共建、利益共享的合作新機制。在利益補償方面，以持續改善流域生態環境質量和推進水資源節約集約利用為核心，鼓勵供水區與受水區、生態受益區與生態保護區、資源輸出地與輸入地、下游地區與上游地區通過資金補償、水生態產品價值實現、糧食產銷合作、產業轉移、共建能源示范基地等方式建立橫向生態補償機制。在政策調控方面，積極探索差異化的“水-能源-糧食”耦合協調區域政策。針對水-能源-糧食耦合協調度較低的地區，綜合運用財政、產業、土地、環保、人才等精準性政策，加快農業節水增效和工業節能降耗并舉，提升制造業、現代農業發展水平，以此來不斷縮小“水-能源-糧食”耦合協調度的空間差異，提高空間集聚程度。

注釋

①張俊、林卿、王江泉：《省域經濟系統能源與水關聯及協同發展研究——基于投入產出和生態網絡分析的福建省實證》，《北京航空航天大學學報》（社會科學版）2020年第6期。

②關偉、趙湘寧、鄒薪韻：《中國能源-水資源的空間格局與重心演變》，《遼寧師范大學學報》（自然科學版）2020年第1期。

③羅海平、黃曉玲：《我國糧食主產區糧食生產中的水資源利用及影響研究》，《農業經濟》2020年第2期。

④楊鑫、穆月英：《中國糧食生產與水資源的時空匹配格局》，《華南農業大學學報》（社會科學版）2019年第4期。

⑤彭俊杰：《產業鏈視角下我國糧食安全戰略再認識》，《中州學刊》2017年第4期。

⑥王明新、葉倩、王迪：《中國秸稈優質化能源開發利用特征及影響因素》，《資源科學》2019年第10期。

⑦李桂君、黃道涵、李玉龍：《水-能源-糧食關聯關系：區域可持續發展研究的新視角》，《中央財經大學學報》2016年第12期。

⑧趙康杰、劉星晨：《黃河流域水-能源復合生態效率評價及影響因素研究——兼與長江經濟帶的比較》，《煤炭經濟研究》2020年第8期;趙銀亮、宋華力、毛艷艷：《黃河流域糧食安全及水資源保障對策研究》，《人民黃河》2011年第11期;黃燕芬、張志開、楊宜勇：《協同治理視域下黃河流域生態保護和高質量發展——歐洲萊茵河流域治理的經驗和啟示》，《中州學刊》2020年第2期。

責任編輯：澍 文

"Water-Energy-Food" Interaction Relationship and Its Optimization Path in? the Yellow River Basin

Peng junjie

Abstract：Water， energy and food， as the survival resources to maintain the social stability and development， are interrelated， interdependent， and mutual restrictive. Any strategy based on a single resource will have serious unpredictable consequences. At present， the coordinated development of "water， energy and food" in the Yellow River Basin is facing multiple difficulties， such as mismatched spatial distribution of resource elements， shortage of water resources， complex urban linkages， and uncoordinated departmental management. To promote the ecological conservation and high-quality development of the Yellow River Basin， it is necessary to explore the complex relationship and mechanism of "conduction coupling coordination" between "water-energy-food"， highlight systematic thinking， rigid constraints， security toughness and overall planning， build a pattern of multi-subject co-governance， and strengthen the matching， consistency and coordination of the interests and objectives of all participants， so as to realize the coordinated optimization and win-win of grain production， energy development and water resources allocation in the whole basin.

Key words：water-energy-food; the Yellow River Basin; mechanism of action; optimization path

收稿日期：2021-05-20

基金項目：國家社會科學基金青年項目“黃河流域‘水-能源-糧食紐帶系統互饋作用機制與協同優化研究”（20CGL033）;2020年度中原青年拔尖人才支持工程“黃河流域水-能源-糧食的系統演化與可持續發展研究”。

作者簡介：彭俊杰，男，河南省社會科學院城市與環境研究所副研究員（鄭州 450002）。