鄭德鳳，王 明，安志英

(遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，遼寧 大連 116029)

水資源、能源和糧食之間存在緊密聯(lián)系[1]，能源開發(fā)利用與糧食生產(chǎn)過(guò)程都需要消耗大量的水資源，而糧食生產(chǎn)加工和水資源的輸配/處理等過(guò)程又需要消耗大量的能源物質(zhì)[2]。水資源、能源、糧食任一要素的變化都會(huì)使其他要素發(fā)生一定程度的變化[3]，系統(tǒng)地將這3個(gè)要素關(guān)聯(lián)起來(lái)稱為“水-能源-糧食紐帶系統(tǒng)”(WEF nexus)[4]?！凹~帶系統(tǒng)”是一個(gè)具有綜合性、系統(tǒng)性和多要素的復(fù)雜關(guān)聯(lián)系統(tǒng)[5]，涉及自然資源系統(tǒng)和社會(huì)決策系統(tǒng)兩個(gè)維度[6-7]。

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)水資源、能源和糧食供需不平衡的矛盾日益嚴(yán)峻[8-10]，已嚴(yán)重影響人類社會(huì)的綠色可持續(xù)發(fā)展[11-12]。目前，各領(lǐng)域?qū)W者針對(duì)“紐帶系統(tǒng)”從多角度開展研究，取得了不少研究成果。在氣候變化方面，Phetheet等[13]分析了氣候變化對(duì)沒有農(nóng)業(yè)適應(yīng)能力的干旱地區(qū)WEF nexus的影響；Radini等[14]基于城市綜合系統(tǒng)，分析了污水處理過(guò)程中水-能源-糧食-氣候的關(guān)系；Cristiano等[15]將紐帶系統(tǒng)延伸至生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)域，分析了在水-能源-糧食-生態(tài)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的背景下城市安裝多層綠色屋頂?shù)睦?；Yang等[16]評(píng)估了氣候和人類活動(dòng)的變化對(duì)水-能源-糧食-生態(tài)系統(tǒng)的影響。此外，Núnez-López等[17]在宏觀層面上優(yōu)化了WEF nexus的彈性；Gain等[18]研究了孟加拉國(guó)政治背景下的WEF nexus。

近年來(lái)WEF nexus研究?jī)?nèi)容比較廣泛，但對(duì)其研究脈絡(luò)和進(jìn)展還未形成整體認(rèn)知，因此有必要對(duì)WEF nexus的研究脈絡(luò)進(jìn)行梳理和分析。價(jià)值空間分類是根據(jù)文獻(xiàn)的研究?jī)r(jià)值對(duì)其進(jìn)行分類的梳理框架，其優(yōu)點(diǎn)在于該框架中的研究?jī)r(jià)值本身就包含一個(gè)時(shí)間的先后順序，概念化、分析、設(shè)計(jì)和影響這一順序與研究發(fā)展的過(guò)程相一致，有助于定性分析WEF nexus的研究脈絡(luò)。CiteSpace可視化軟件是基于文獻(xiàn)信息對(duì)文獻(xiàn)特征進(jìn)行計(jì)量與描述，可以更直觀地反映研究前沿的演變趨勢(shì)。因此，本文以定性與定量相結(jié)合的方式對(duì)WEF nexus的研究脈絡(luò)和研究前沿進(jìn)行梳理與分析，采用價(jià)值空間分類框架對(duì)WEF nexus相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行脈絡(luò)梳理，運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量方法分析國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀，進(jìn)而統(tǒng)計(jì)分析常用的指標(biāo)和方法的關(guān)聯(lián)組合。研究成果有助于把握未來(lái)WEF nexus的最新動(dòng)態(tài)，可為后續(xù)研究提供參考和導(dǎo)向。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文分別對(duì)國(guó)內(nèi)外WEF nexus的研究文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析，英文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)源于Web of Science(WoS)數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索時(shí)間跨度為2011—2020年，檢索式為(TS：water)and(TS：energy)and(TS：food)and(TS：nexus)，經(jīng)數(shù)據(jù)預(yù)處理剔除書評(píng)(Book Review)、會(huì)議記錄(Meeting Abstract)和編輯材料(Editorial Material)等，最終獲得1 014篇相關(guān)文獻(xiàn)。中文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)源于中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)，檢索式為(主題：水)and(主題：能源)and(主題：糧食)，刪除與主題無(wú)關(guān)的文獻(xiàn)后，最終獲得57篇相關(guān)文獻(xiàn)。

1.2 研究方法

價(jià)值空間分類框架是根據(jù)文獻(xiàn)的研究?jī)r(jià)值，將其分為概念化研究、分析研究、設(shè)計(jì)導(dǎo)向研究、影響導(dǎo)向研究4類，其優(yōu)點(diǎn)在于該框架中的研究?jī)r(jià)值表現(xiàn)了層層遞進(jìn)的探究過(guò)程，適用于定性梳理研究脈絡(luò)[19]。CiteSpace是基于JAVA程序的可視化軟件，可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)大小、連線顏色與粗細(xì)等直觀反映數(shù)據(jù)分析結(jié)果，通過(guò)可視化方式展示研究的脈絡(luò)結(jié)構(gòu)、熱點(diǎn)及時(shí)序演變特征[20]。Apriori算法是挖掘數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)規(guī)則的重要方法之一，其優(yōu)點(diǎn)在于算法原理簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，能夠量化一個(gè)事件對(duì)另一事件依存度和關(guān)聯(lián)度，適用于探索兩者之間是否存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)規(guī)則[21-25]。主要通過(guò)逐層搜索的方式迭代尋找數(shù)據(jù)集中所有項(xiàng)集的關(guān)系，進(jìn)一步設(shè)置支持度與置信度的閾值篩選強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系。支持度是數(shù)據(jù)集中某項(xiàng)集{α，β}出現(xiàn)的頻率，表示為S(α→β)；置信度是前項(xiàng)集出現(xiàn)的前提下，后項(xiàng)集也出現(xiàn)的頻率，表示為C(α→β)，公式如下：

(1)

(2)

式中：Count(α∩β)為項(xiàng)集{α，β}出現(xiàn)的數(shù)目；N為項(xiàng)集總數(shù)；P(α)為項(xiàng)集{α}的數(shù)目。

本文采用價(jià)值空間分類框架從定性角度將文獻(xiàn)分為概念化、分析、設(shè)計(jì)和影響4類，分析WEF nexus的研究脈絡(luò)。在此基礎(chǔ)上應(yīng)用文獻(xiàn)計(jì)量方法和Apriori算法對(duì)WEF nexus相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析?；贑iteSpace軟件繪制國(guó)家和機(jī)構(gòu)發(fā)文量圖譜，分析各個(gè)國(guó)家和機(jī)構(gòu)對(duì)該領(lǐng)域的關(guān)注度和科研水平；通過(guò)發(fā)文量變化分析WEF nexus的研究熱度；繪制關(guān)鍵詞共現(xiàn)、時(shí)區(qū)圖和突現(xiàn)詞圖譜分析研究熱點(diǎn)和主要研究議題的脈絡(luò)演變；運(yùn)用Apriori算法對(duì)文獻(xiàn)中應(yīng)用的指標(biāo)和方法進(jìn)行關(guān)聯(lián)度分析。

2 WEF nexus研究脈絡(luò)梳理

根據(jù)Malhotra等[26]的研究，將文獻(xiàn)分為概念化、分析、設(shè)計(jì)和影響4類，有助于定性梳理研究脈絡(luò)。因此，本文選取了WoS數(shù)據(jù)庫(kù)中WEF nexus相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)文量和影響因子均在前10的期刊，采用價(jià)值空間分類框架對(duì)期刊中WEF nexus相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行脈絡(luò)梳理，并根據(jù)文獻(xiàn)的研究類型，將其分為概念化研究、分析研究、設(shè)計(jì)導(dǎo)向研究、影響導(dǎo)向研究4類(圖1)。

圖1 基于價(jià)值空間分類的WEF nexus研究的脈絡(luò)梳理

2.1 概念化研究

WEF nexus的概念化研究主要包括概念框架與模型方法的綜述等。目前人們對(duì)WEF nexus的研究非常關(guān)注，分別從多個(gè)角度對(duì)WEF nexus進(jìn)行了定義。M?rker等[27]分別從橫向和縱向政策整合兩個(gè)方向重新定義了WEF nexus框架；Zhang等[28]對(duì)比分析了兩種類型的紐帶系統(tǒng)定義，一種被解釋為紐帶系統(tǒng)中不同子系統(tǒng)之間的相互作用，另一種則是作為分析方法來(lái)量化三者之間的聯(lián)系。Pahl-Wostl等[29]從nexus的角度對(duì)水-能源-糧食安全進(jìn)行了定義。在WEF nexus研究中被廣泛接受的是由水安全、能源安全和糧食安全三者構(gòu)成的紐帶關(guān)系框架，學(xué)者們?cè)诖嘶A(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充或整合提出新的概念框架。Zhang等[30]從資源相互依賴、資源供給和系統(tǒng)整合的角度提出了城市WEF nexus的三維概念框架；Newell等[31]分別從WEF nexus和城市WEF nexus兩個(gè)角度對(duì)已發(fā)表文章進(jìn)行了綜述分析；Karabulut等[32]沿著生態(tài)系統(tǒng)-水-糧食-土地-能源關(guān)系的概念提出了綜合矩陣系統(tǒng)(EWFLE nexus)。

2.2 分析研究

WEF nexus的分析研究主要是對(duì)WEF nexus的協(xié)同效益進(jìn)行評(píng)估，以及從定性和定量等角度探討三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。如Sherwood等[33-35]應(yīng)用了投入-產(chǎn)出模型從不同角度對(duì)WEF nexus進(jìn)行了評(píng)估；Uen等[36]通過(guò)多目標(biāo)水庫(kù)優(yōu)化方案探討了協(xié)同優(yōu)化WEF nexus的效益；Si等[37]建立了黃河上游的WEF關(guān)系模型，分析了不同情景下的WEF nexus；Liang等[38]通過(guò)物質(zhì)和能量流分析量化了城市WEF nexus；Schl?r等[39]改進(jìn)了FEW nexus城市指數(shù)，將關(guān)聯(lián)指數(shù)與加權(quán)權(quán)益指數(shù)結(jié)合起來(lái)衡量城市彈性；Wang等[40]利用改進(jìn)的物元可拓模型定量評(píng)價(jià)了中國(guó)WEF nexus的可持續(xù)性。

2.3 設(shè)計(jì)研究

WEF nexus的設(shè)計(jì)研究主要是構(gòu)建新的綜合框架或模擬模型等。Nie等[41]提出了加強(qiáng)WEF nexus權(quán)衡與優(yōu)化的系統(tǒng)框架；Li等[42]建立了用于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中WEF資源可持續(xù)管理的綜合模型AWEFSM；Kan等[43]為解決WEF關(guān)聯(lián)問(wèn)題，利用異構(gòu)計(jì)算加速全局優(yōu)化方法改進(jìn)了水量模擬與預(yù)測(cè)；Karan等[44]設(shè)計(jì)模擬了一家四口的小規(guī)?？沙掷m(xù)WEF nexus，使用定量模型計(jì)算了可持續(xù)的WEF nexus的總成本；Martinez-Hernandez等[45]提出了一個(gè)仿真分析框架以及相應(yīng)的Nexus仿真系統(tǒng)(NexSym)，用于分析水資源、能源、糧食和生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用。

2.4 影響研究

WEF nexus的影響研究主要分為兩個(gè)方面：外界對(duì)WEF nexus的影響和WEF nexus變化對(duì)外界的影響。外界對(duì)WEF nexus的影響主要聚焦于氣候變化和政策等方面。Hussien等[46]開發(fā)了WEF nexus模型以評(píng)估季節(jié)變化對(duì)WEF nexus的影響；Berardy等[47]在美國(guó)亞利桑那州構(gòu)建了一個(gè)WEF nexus的動(dòng)態(tài)模擬模型，以評(píng)估溫度上升、能源和水供應(yīng)中斷對(duì)作物灌溉需求、農(nóng)場(chǎng)能源使用和產(chǎn)量的潛在影響。Basheer等[48]評(píng)估了跨界河流流域合作對(duì)WEF nexus的影響。WEF nexus變化對(duì)外界的影響主要聚焦于對(duì)環(huán)境和產(chǎn)品供應(yīng)的影響。Ramaswami等[49]量化了社區(qū)范圍的水、能源、糧食供應(yīng)對(duì)城市的多種環(huán)境影響，并可視化分析了環(huán)境對(duì)城市造成的WEF供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)；Al-Ansari等[50]評(píng)估了一種假想糧食生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境的影響；Owen等[51]使用投入-產(chǎn)出分析技術(shù)分析了能源、水和糧食對(duì)產(chǎn)品供應(yīng)鏈上不同點(diǎn)的影響?？傮w來(lái)看，產(chǎn)品貿(mào)易供應(yīng)、氣候變化與WEF nexus之間存在較為直接的相互影響。

綜上所述，近年來(lái)學(xué)者們逐漸關(guān)注WEF nexus的安全問(wèn)題，研究類型較為全面，但整體而言，諸多問(wèn)題的研究還存在不足之處，亟待深入研究。①目前多數(shù)研究仍以原有單因素為核心的思想(如以水為核心因素)，違背了公平競(jìng)爭(zhēng)與權(quán)衡協(xié)同的理念，水資源、能源和糧食中任一元素的變化都會(huì)使整個(gè)紐帶系統(tǒng)發(fā)生改變，在任何環(huán)境下均要將其視為一個(gè)整體。②當(dāng)前研究仍集中于區(qū)域系統(tǒng)內(nèi)部的紐帶關(guān)系，但隨著貿(mào)易流動(dòng)，區(qū)域系統(tǒng)內(nèi)部紐帶關(guān)系的變化可能會(huì)使區(qū)域外各資源要素受到影響，未來(lái)可開展跨區(qū)域尺度紐帶系統(tǒng)的綜合研究，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)部與外部各資源要素的可持續(xù)發(fā)展。③當(dāng)前學(xué)界研究開發(fā)的定量模擬模型多側(cè)重于刻畫自然過(guò)程，而忽視了社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)過(guò)程，對(duì)紐帶系統(tǒng)難以進(jìn)行全面系統(tǒng)的量化評(píng)估，模擬模型結(jié)果僅用于學(xué)術(shù)理論探討，尚未應(yīng)用于政府宏觀決策。

3 WEF nexus研究的文獻(xiàn)計(jì)量分析

3.1 WEF nexus發(fā)文量的變化趨勢(shì)

發(fā)文量能直接反映研究領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)及研究階段[52]。表1顯示在世界范圍內(nèi)，2011—2014年為初期發(fā)展階段，總發(fā)文量31篇；2015—2020年發(fā)文量增長(zhǎng)迅速，總發(fā)文量983篇，占比高達(dá)96.94%。中國(guó)WEF nexus的研究與世界研究情況基本一致，總體可分為兩個(gè)時(shí)期，2011—2015年為概念明晰階段，僅有1篇文獻(xiàn)提及水、能源、糧食三位一體，但未進(jìn)行深入探討；2016—2020年為快速發(fā)展時(shí)期，發(fā)文量增長(zhǎng)迅速，研究逐步深入。綜合分析2011—2020年WEF nexus發(fā)文量變化，2015年之前研究處于起步階段，2016年1月正式啟動(dòng)《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》，17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)中有3項(xiàng)與WEF nexus密切相關(guān)，自此掀起了WEF nexus的研究熱潮。

表1 2011—2020年WEF nexus發(fā)文量 單位：篇

3.2 國(guó)家和機(jī)構(gòu)發(fā)文量分析

為了解各國(guó)對(duì)WEF nexus的研究現(xiàn)狀，基于WoS數(shù)據(jù)對(duì)2011—2020年世界各國(guó)發(fā)文量及合作關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)量化分析，結(jié)果如圖2所示。檢索結(jié)果顯示共有95個(gè)國(guó)家參與該系統(tǒng)的研究，由于關(guān)注度和科研能力差異，各國(guó)的發(fā)文量相差懸殊。發(fā)文量前5位的國(guó)家是美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、德國(guó)和荷蘭，共發(fā)表892篇論文，占總量的87.97%，是WEF nexus研究的主要國(guó)家。從發(fā)文機(jī)構(gòu)來(lái)看，共有297個(gè)機(jī)構(gòu)參與該系統(tǒng)的研究(圖3)，北京師范大學(xué)、德克薩斯農(nóng)工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、牛津大學(xué)和?？巳卮髮W(xué)齊頭并進(jìn)，共發(fā)文129篇，占總發(fā)文量的12.72%，機(jī)構(gòu)間呈現(xiàn)相對(duì)均一的發(fā)文數(shù)量和較為分散的合作關(guān)系。

圖2 2011—2020年WEF nexus發(fā)文國(guó)家圖譜

圖3 2011—2020年WEF nexus發(fā)文機(jī)構(gòu)圖譜

3.3 WEF nexus研究熱點(diǎn)與發(fā)展方向

3.3.1關(guān)鍵詞共現(xiàn)與聚類分析

關(guān)鍵詞是對(duì)文獻(xiàn)內(nèi)容的簡(jiǎn)要概括，其詞頻表示在整個(gè)研究時(shí)間區(qū)間關(guān)鍵詞出現(xiàn)的累計(jì)次數(shù)，可以直觀反映WEF nexus的研究熱點(diǎn)[53]。為確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和代表性，本文對(duì)相同含義的關(guān)鍵詞進(jìn)行了合并處理，按詞頻排序的英文關(guān)鍵詞及其中文含義與出現(xiàn)頻次如下：water-energy-food(水-能源-糧食，289)、climate change(氣候變化，241)、nexus(紐帶系統(tǒng)，180)、food(糧食，162)、sustainability(可持續(xù)性，140)、energy(能源，140)、water(水，133)、management(管理，133)等(圖4)。中文高頻關(guān)鍵詞包括水-能源-糧食(34)、紐帶關(guān)系(13)、能源(11)、糧食(10)、耦合(7)、可持續(xù)發(fā)展(7)等(圖5)，其中水-能源-糧食、紐帶關(guān)系、可持續(xù)發(fā)展、糧食和耦合具有較高的中介中心性，在WEF nexus研究中發(fā)揮橋梁作用。基于詞頻、中心性和突現(xiàn)性等特征對(duì)關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析，進(jìn)而直觀分析該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，結(jié)果顯示英文關(guān)鍵詞形成17個(gè)聚類(圖6)，主要研究主題有trine(三位一體)、economy(經(jīng)濟(jì))和intersectionality(國(guó)際性)等；中文關(guān)鍵詞形成水資源、壓力指數(shù)和CiteSpace等6個(gè)聚類(圖7)。通過(guò)分析關(guān)鍵詞共現(xiàn)和聚類結(jié)果發(fā)現(xiàn)，主要側(cè)重于氣候變化、可持續(xù)發(fā)展、管理和耦合協(xié)調(diào)等角度的研究。

圖4 WEF nexus英文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

圖5 WEF nexus中文關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜

圖6 WEF nexus英文關(guān)鍵詞聚類圖譜

圖7 WEF nexus中文關(guān)鍵詞聚類圖譜

3.3.2關(guān)鍵詞時(shí)序特征分析

分析WEF nexus核心關(guān)鍵詞的時(shí)序特征(圖8)可知，自2011年將水資源、糧食和能源三者綜合為系統(tǒng)紐帶關(guān)系，掀起WEF nexus的研究熱潮；2011—2012年主要圍繞WEF nexus的概念框架、紐帶關(guān)系，結(jié)合土地利用、資源消耗、生命周期評(píng)估、可持續(xù)發(fā)展等角度進(jìn)行分析研究，并將氣候變化、人口增長(zhǎng)和城市化等因素納入量測(cè)范圍。2013年《亞太地區(qū)水-能源-糧食紐帶系統(tǒng)報(bào)告》強(qiáng)調(diào)了水安全、能源安全和糧食安全的重要性，研究熱點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)移至WEF nexus安全和管理層面。2015年受《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》的影響，WEF nexus的研究出現(xiàn)新的變化，重點(diǎn)關(guān)注WEF nexus的可持續(xù)性、發(fā)展遠(yuǎn)景和政策整合等。隨著科技水平的提高，WEF nexus研究逐步引入計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)建評(píng)估模型或系統(tǒng)模擬模型等，推動(dòng)WEF nexus量化研究的蓬勃發(fā)展。由于距今時(shí)間較短，2017—2020年高頻的核心關(guān)鍵詞較少，但并不能表明研究熱度下降。國(guó)內(nèi)WEF nexus研究起步于2016年(圖9)，研究?jī)?nèi)容聚焦于文獻(xiàn)計(jì)量分析、耦合協(xié)調(diào)評(píng)價(jià)、安全評(píng)價(jià)和優(yōu)化配置等方面。

圖8 2011—2020年WEF nexus英文關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖

圖9 2011—2020年WEF nexus中文關(guān)鍵詞時(shí)區(qū)圖

3.3.3突現(xiàn)詞分析

突現(xiàn)關(guān)鍵詞能夠表示某一時(shí)段內(nèi)研究領(lǐng)域的趨勢(shì)和新興熱點(diǎn)，由表2可知，16個(gè)突現(xiàn)詞中強(qiáng)度最大的是security(安全)、food security(糧食安全)和biodiversity(生物多樣性)。研究熱點(diǎn)大致分為兩個(gè)階段，2012—2014年突出顯示bioenergy(生物能)、agriculture(農(nóng)業(yè))、resource(資源)和climate(氣候)等屬于自然屬性的關(guān)鍵詞，由氣候變化導(dǎo)致的水資源短缺和能源高耗使災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)增加，資源和氣候等自然要素與WEF nexus耦合研究逐漸成為熱點(diǎn)。2015—2018年突現(xiàn)詞分為地區(qū)和社會(huì)要素兩方面，研究熱點(diǎn)地區(qū)為Southeast Asia(東南亞)、United States(美國(guó))和Central Asia(中亞)，社會(huì)要素有water footprint(水足跡)、security(安全)、resilience(恢復(fù)力)和IWRM(水資源綜合管理)等。WEF nexus的中文研究成果較少，無(wú)突現(xiàn)詞。綜合分析2011—2020年突現(xiàn)詞的演變發(fā)現(xiàn)，為促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展，研究熱點(diǎn)逐漸從自然領(lǐng)域過(guò)渡到社會(huì)領(lǐng)域。

表2 2011—2020年WEF nexus英文突現(xiàn)詞

3.4 應(yīng)用指標(biāo)和方法分析

本文利用Apriori算法探索WEF nexus相關(guān)文獻(xiàn)中所應(yīng)用指標(biāo)和方法的關(guān)聯(lián)規(guī)則，發(fā)現(xiàn)人均水資源量與能源消費(fèi)量、糧食播種面積、用水占比以及人均糧食產(chǎn)量等指標(biāo)之間有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，人均用水量與萬(wàn)元GDP能耗、萬(wàn)元GDP用水量、人均糧食產(chǎn)量和人均糧食消費(fèi)量有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系(圖10)，表明水資源量是WEF nexus的核心要素，該結(jié)果與斯德哥爾摩國(guó)際環(huán)境研究院(SEI)結(jié)果基本一致[54]。耦合協(xié)調(diào)模型、綜合指數(shù)法、空間分析法和灰色預(yù)測(cè)模型之間存在強(qiáng)關(guān)聯(lián)關(guān)系(圖11)，主要用于水-能源-糧食耦合系統(tǒng)評(píng)價(jià)。此外系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)與壓力-狀態(tài)-響應(yīng)模型，熵值法與投入產(chǎn)出模型之間都存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

圖10 WEF nexus研究指標(biāo)關(guān)聯(lián)規(guī)則圖譜

圖11 WEF nexus研究方法關(guān)聯(lián)規(guī)則圖譜

4 結(jié)論與展望

4.1 研究結(jié)論

a.對(duì)比黃雅麗等的研究[55-56]，本文不僅采用文獻(xiàn)計(jì)量的方法量化分析了WEF nexus的文獻(xiàn)特征，而且應(yīng)用定性與定量相結(jié)合的方式對(duì)WEF nexus的研究脈絡(luò)和研究前沿進(jìn)行梳理與分析，通過(guò)價(jià)值分類框架梳理研究脈絡(luò)發(fā)現(xiàn)WEF nexus的研究目前處于初級(jí)階段，概念框架研究不斷完善，但多數(shù)研究仍以原有單因素為核心的思想，違背了公平競(jìng)爭(zhēng)與權(quán)衡協(xié)同的理念。研究多從定性和定量等多角度分析了三者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，除對(duì)WEF nexus內(nèi)部聯(lián)系進(jìn)行研究外，還與土地、生態(tài)系統(tǒng)、氣候和環(huán)境等外部系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)構(gòu)建新框架，但仍集中于區(qū)域系統(tǒng)內(nèi)部紐帶關(guān)系的研究，忽視了與區(qū)域外各資源要素之間的相互影響。在設(shè)計(jì)導(dǎo)向研究中，當(dāng)前構(gòu)建量化模擬模型為重點(diǎn)研發(fā)對(duì)象。在影響導(dǎo)向研究中，研究議題聚焦于氣候變化、政策、產(chǎn)品貿(mào)易供應(yīng)和環(huán)境等要素與WEF nexus之間的相互影響。

b.目前WEF nexus的研究正處于熱潮，2015—2020年發(fā)文量迅速增長(zhǎng)，總發(fā)文量983篇，發(fā)展前景廣闊；美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)、德國(guó)和荷蘭對(duì)WEF nexus的研究起主導(dǎo)作用，發(fā)文量前5的機(jī)構(gòu)為北京師范大學(xué)、德克薩斯農(nóng)工大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、牛津大學(xué)和?？巳卮髮W(xué)，其中來(lái)自中國(guó)的機(jī)構(gòu)有兩個(gè)，且與全球其他機(jī)構(gòu)合作較多。

c.WEF nexus的概念框架、紐帶關(guān)系、土地利用、資源消耗、生命周期評(píng)估、可持續(xù)發(fā)展、安全、管理、氣候變化和政策整合等分別是不同時(shí)期的主要研究熱點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)應(yīng)用耦合協(xié)調(diào)模型、綜合指數(shù)法、空間分析法和灰色預(yù)測(cè)模型等方法研究WEF nexus是研究時(shí)期最活躍的研究議題。

4.2 展望

水資源、能源和糧食是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境發(fā)展的重要資源。深入研究WEF nexus對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和人類可持續(xù)發(fā)展有積極的促進(jìn)作用，也是保證資源安全、協(xié)同發(fā)展的重要手段。未來(lái)該領(lǐng)域還需要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行深入探索：

a.水資源、能源和糧食之間已形成跨越部門與地域交互影響的紐帶系統(tǒng)，但目前對(duì)WEF nexus的研究普遍涉及空間和時(shí)間兩個(gè)維度，未來(lái)可以依據(jù)“耦合魔方”理論，從空間(近遠(yuǎn)程)、時(shí)間(近遠(yuǎn)期)、表象(顯隱性)和組織(組內(nèi)外)四個(gè)維度進(jìn)行系統(tǒng)邊界的確定，形成內(nèi)外協(xié)調(diào)“三位一體”的良性耦合關(guān)系，從而更全面地研究WEF nexus。

b.大量的碳排放已危及全球生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，氣候變化可能對(duì)全球造成災(zāi)害性影響。我國(guó)受氣候變化影響顯著，尤其是2021年7月河南省特大暴雨洪災(zāi)，造成水體污染，電力、天然氣與石油等能源供應(yīng)中斷和糧食減產(chǎn)等危害，從而影響地區(qū)WEF nexus的平衡。應(yīng)對(duì)氣候變化、控制碳排放、實(shí)現(xiàn)碳中和已成為人類發(fā)展過(guò)程中的重大挑戰(zhàn)，未來(lái)可以從WEF nexus角度分析碳轉(zhuǎn)移或控制碳排放，為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。

c.水資源、能源和糧食供需矛盾日益突出，實(shí)現(xiàn)3種資源的權(quán)衡發(fā)展、提高資源利用效率是亟待解決的重要問(wèn)題。循環(huán)經(jīng)濟(jì)能夠更高效地利用資源和保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)以最小的發(fā)展成本獲取較大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，因此，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色發(fā)展背景下實(shí)現(xiàn)水資源、能源和糧食的均衡發(fā)展，將對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重大的促進(jìn)作用。