黃河流域“水—能源—糧食”相互作用關系與優化策略研究

[ 摘要 ]

為對水、能源、糧食之間紐帶關系進行深度研究，確保黃河流域三者之間相互作用關系問題能夠得到妥善處理，需要做好三者相互作用關系的相關內容探討。文章通過對黃河流域“水—能源—糧食”相互作用關系現狀的分析，對三者相互作用關系存在問題展開探討，并以此為依據制定出相應優化策略，旨在改善三者相互作用關系，保證我國各種資源利用效果。

[ 關鍵詞 ]

糧食；能源；水資源；黃河流域；空間分布；利益沖突

中圖分類號：F27

文獻標識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.013.030

我國總體在食物資源、能源資源以及水資源方面相對較為短缺，人均水資源占有率僅為世界水平的25 %，人均耕地面積不到世界水平的50 %，人均能源不超過世界水平的50 %。雖然我國已經實施了一系列資源管理方案以及規劃，但受人口增長以及環境污染等問題的影響，其時間尺度以及空間尺度均存在一定矛盾，資源利用率出現明顯下降，能源結構不合理問題也較為突出。為保證社會經濟增長穩定性，推動我國良性化發展，對水、能源、糧食之間紐帶關系進行研究，做好相互作用關系問題處理，將會對我國整體發展產生積極影響。

1 黃河流域水、能源、糧食相互作用關系現狀

眾所周知，我國人口主要分布在東南沿海地區。黃河作為中國的母親河，流經地區養育了無數中華兒女。我們在接受黃河養育的同時，也給黃河帶來了巨大的影響。

就水資源而言，2019年黃河流域水資源總量為5142億立方米，是全國水資源總量的17 %左右，用水量相對較為集中。其中，黃河流域的用水量達到了1281億立方米左右，約為全國總用水量21 %。農業用水、生活用水均占據了較大比例，人均用水量以及人均水資源擁有量處于全國較低水平，是嚴重缺水區域。

就能源資源而言，黃河流域是我國典型能源流域，能源生產總量以及消費總量相對較高，能夠分別達到全國62 %以及31 %左右，人均能源自給率為1.73 %，可以達到全國人均自給率兩倍以上，存在明顯能源驅動經濟增長的情況，整體的能源消費系數以及能耗強度相對較高。

就糧食資源而言，黃河流域西部地勢高，東部地勢低，且大都為平原，再加上其位于中緯度區域，屬于季風氣候區。冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨。雨熱同期的氣候條件，使大多數農作物得以良好生長。所以，作為我國重要糧食生產核心區域，黃河流域的糧食總產量超過了2億噸，占全國糧食總產量的35 %左右。不僅農作物播種面積相對較廣，而且人均糧食產量也相對較高，整體高出全國平均水平。但受到自然條件以及歷史因素等影響，城鄉之間收入存在明顯不平衡問題，收入倍差普遍高于全國平均水平。

就糧食資源、水資源以及能源資源整體現狀而言，黃河流域三者關系從相互支撐和相互獨立的狀態逐漸向協調共生方向發展，處于中水平耦合協調發展階段，但三者之間關聯作用機制以及效應并沒有得到有效應用，需要通過協同治理以及資源分配等對三者外部協同響應以及內部關聯進行有效促進，確保復合系統能夠進入到和諧共生、良性循環狀態。

2 三者相互作用關系

2.1 傳導機制

糧食、能源以及水資源是黃河流域資源產品，其中糧食資源是基本保障，能源以及水資源是動力支撐與核心要素，三者會在轉化以及生產過程中進行相互傳導以及相互交織。在生產過程中，從農作物生長到食品加工需要消耗大量水資源，而能源生產也需要大量水資源消耗作為生產條件，所以水資源的消耗是二者進行生產的基本前提。糧食資源能夠為黃河流域經濟社會發展提供物質支持，為能源生產提供相應物質原材料。在消費過程中，糧食資源以及水資源是能源主要消耗部分，通過相應能源的消耗，完成污水處理以及食品加工等各項工作。另外，在轉化過程中，會因為氣候變化作用使三者緊密銜接在一起，但也會使三者連接系統安全性出現下降的狀況。大氣降水會受氣候變化影響，可能會出現干旱等極端天氣，對可利用水資源量產生影響，進而對能源生產以及糧食生產等造成干擾。

2.2 耦合機制

耦合機制需要從學科交融、系統安全以及資源權衡和功能適應幾個方面進行全方面分析：①系統安全。三者協同系統屬于糧食資源、水資源和能源資源獲取的新型治理模式，其不會將犧牲子系統作為發展代價，能夠保證各項資源的供需適配性以及供給安全性。②資源權衡。需要在進行資源管理過程中將資源利用相關利益者納入管理體系之中，確保其能夠在有限資源環境中發揮功能，可以將糧食以及能源等資源公平獲取途徑以及權利更好地體現出來，并在黃河流域持續性發展以及反貧困工作中發揮出更大的力量。③功能適應。需要做好取水以及治水等全過程生命周期管理工作，落實好水資源節約集約利用模式，確保三者調試路徑能夠得到有效設置。④學科交融。構建安全管理以及環境科學等多學科共同研究體系，更好地對三者之間平衡管理以及協同管理進行分析與改進，推動黃河流域研究進程，逐漸向網狀多學科交叉研究模式進行轉變，更好地為資源利用以及節約管控提供有力支持。

2.3 協同機制

需要通過構建協同系統的方式，對各子系統相互作用以及相互合作進行協調，保證聯合作用與集體行為的開展質量，確保系統相關性以及整體性能夠達到標準水平。需要結合管理協同以及耦合協調內容，保證能源以及糧食等資源的利用最大化，確保生態環境容量能夠得到不斷拓展，可以真正實現黃河流域持續性發展目標。做好流域組織以及政府機構等各項利益相關者的溝通與對話，展開生態補償與信息共享等各項機制建設，突破傳統行政劃區界限所造成的各項束縛，展開績效考核評價體系以及區域政策評價體系建設，不斷提高黃河流域水、能源以及糧食系統韌度，確保能夠達到帕累托最優狀態，更好地為黃河流域發展提供保障。

3 三者相互作用關系存在的問題

3.1 空間分配匹配度不足

一方面，三者地理分布存在不匹配問題。水資源總量從上游到下游呈現出逐級遞減的趨勢，能源生產總量從中游、上游到下游呈現出遞減的狀態，糧食產量從下游、上游到中游呈現為遞減狀態；另一方面，能源、糧食和水資源需求存在不匹配問題。在資源豐富的區域，由于人員稀少，存在著用量相對較低的狀況，而在用量相對較高的區域卻存在著資源匱乏的問題。同時，水資源消耗總體方向分布和能源生產以及糧食總產量空間分配等存在不匹配問題。

3.2 水資源短缺與保障和生態、能源以及糧食安全之間存在的矛盾

3.2.1 和能源安全之間的矛盾。黃河流域因為擁有豐富的有色金屬礦產資源以及其他能源資源，所以建設有冶金工業以及機械制造等各種基地，主要集中在中上游地區，區域集水面積是全流域47 %左右，而水資源占有量卻僅為24 %，會因為水資源短缺而導致能源產業發展受到一定限制。

3.2.2 和糧食安全之間的矛盾。黃河流域的平均農業用水量在850億立方米左右，如果在確定糧食生產基礎條件不變的情況下，按照農業供水強度以及用水效率，在2030年農業缺水量會達到390億立方米左右，不利于糧食生產。

3.2.3 和生態安全之間的矛盾。黃河流域是我國生態安全屏障重要保障內容之一，會因為農業以及工業用水增加，給農民安全飲水以及地下生態用水造成影響，進而引發一系列生態安全問題。例如，可能會因為用水擠占，導致地區出現地下水漏斗區，對當地生態環境造成嚴重破壞。

3.3 利益沖突相對較為復雜

作為城市生態系統的重要消耗品，三種資源是保證城市持續性發展的重要保障，而三者供需平衡與協同管理會和城市持續性發展利益產生一定沖突，在城市生態系統中表現出較為復雜的特點。不僅人口流動和資源分布不匹配，生態環境風險以及社會穩定性風險也會加大，而且城市資源空間結構不均衡問題也會更加突出，出現農業生態用地空間受到擠壓、城市供水資源緊張等狀況，城市收縮問題以及能源資源枯竭問題也會同時存在。

4 三者相互作用關系優化策略

4.1 帶關系認知機制

由于三者自身系統相對較為復雜，所以需要堅持耦合協調系統思維，構建起各要素協同配合內部關系，形成共同發力組織結構。一方面，需要對黃河流域三者紐帶關系進行深度研究，明確認識到紐帶關系作用機制具體內容，構建協同治理機制模式，推動協同安全工作高效落實；另一方面，要對三者整體進行深度認知，做好生產性行業以及消費性行業作用關系研究，通過有效的生產生活消費方式以及技術變革，確保內部傳遞疊加效應能夠得到有效發揮，系統生態價值、經濟價值以及社會價值能夠得到充分體現。

4.2 構建資源節約集約機制

水資源短缺以及分布不均衡問題是影響地區高質量發展重要因素之一。需要通過構建水資源剛性約束機制的方式對用水總量進行控制，要做好農業用水以及生產等方面用水統籌，框定科學水資源用量，構建用水強度以及用水總量控制指標體系，保證區域內用水總量能夠得到有效削減。積極推行用水結構優化模式，降低生產用水，尤其是農業用水比重，構建先進用水定額體系，不斷拓展生態用水規模，合理進行引流以及生態調度，對枯水期生態基流以及河口生態需水進行有效保護。

4.3 樹立安全韌性理念

提高城市應對各種安全風險的抵御能力以及恢復能力，提高城市基礎設施安全韌性程度，加大綠色基礎設施建設力度，構建廢污水處理以及中水回收利用等系統，實現對水資源的合理使用。設置三種資源流動通道，保證城市資源供給彈性，確保城市資源可獲得性。對溫室氣體排放進行有效控制，做好產業結構調整以及能源結構優化，推動清潔生產模式，引導群眾生活生產方式向綠色化方向進行轉變，減少溫室氣體排放量。加大智慧型技術應用力度，利用收集數據更好地對三種資源演化時空規律進行分析，展開事件動態感知以及監測預警等系統建設，更好地對城市運行狀態進行安全體檢，為城市持續性發展提供信息支持，保證相關決策制定質量，確保三種資源能夠得到更好應用與保護。構建跨部門、跨區域協調發展機制，打破地域以及部門之間的限制，展開生態環境聯防聯控以及水資源節約利用等系統建設，構建統一管理以及統一規劃的合作新機制，確保能夠集中優勢力量對流域生態環境質量進行有效改善，推動水資源節約集約等機制落實。

4.4 進一步加快城市智慧應用進程

需要加大對萬物互聯以及智能傳感等各項技術的研究力度，通過對各項實測數據進行實時收集與分析整理的方式，對水、能源和糧食之間的演化時空規律進行充分分析。加大對城市大腦以及運算中心的構建力度，保證事件動態感知能力以及預警能力等可以得到有效提高，要能夠通過對數據信息的深度挖掘，利用系統動力學以及人工智能等手段，對糧食、水、能源之間流動機制以及交換機制等進行構建與調整，并設置高水平居民行為響應機制，保證城市運行狀態，確保城市持續性發展能夠獲得有力支撐；要能夠利用數據信息更好地對各項決策進行調整，保證資源的利用以及管控效果，避免出現過度使用資源或者資源保護不到位等方面的問題，確保各項協調發展機制以及生態資源保護機制等能夠真正落到實處。

5 結束語

為保證黃河流域的生態環境保護以及發展工作能夠達到預期水平，需要進一步加強對水、能源、糧食之間資源協同優化發展的研究力度。不僅要結合地區實際情況對三者之間相互作用關系具體現狀展開分析，明確作用關系之間存在的問題，還要結合地區發展整體規劃制定出有效優化策略，確保能夠對關聯復雜以及作用機制突出等方面問題進行妥善解決，構建起多元化主體共治格局模式，做好資源協同優化工作，以便為地區良性發展奠定扎實基礎。

參考文獻

［1］徐輝，王億文，張宗艷，等.黃河流域水—能源—糧食耦合機理及協調發展時空演變［J］.資源科學，2021，43（12）：2526-2537.

［2］彭俊杰.黃河流域“水—能源—糧食”相互作用關系及其優化路徑［J］.中州學刊，2021（8）：48-54.

［3］高甜，楊肖麗.黃河流域糧食與能源水足跡壓力與綠色發展脫鉤關系研究［J］.節水灌溉，2021（10）：24-29，35.

［4］彭俊杰.黃河流域“水—能源—糧食”紐帶系統的生成機制、價值體現與路徑重塑［J］.當代經濟管理，2021，43（8）：76-81.

［5］趙良仕，劉思佳，孫才志.黃河流域水—能源—糧食安全系統的耦合協調發展研究［J］.水資源保護，2021，37（1）：69-78.

［6］孫才志，靳春玉，郝帥.黃河流域水資源—能源—糧食紐帶關系研究［J］.人民黃河，2020，42（9）：101-106.

［7］彭少明，鄭小康，王煜，等.黃河流域水資源—能源—糧食的協同優化［J］.水科學進展，2017，28（5）：681-690.

[ 作者簡介 ]

王藝潼，女，遼寧大連人，遼寧師范大學，本科，研究方向：地理科學。