2035美丽黄河黄河流域绿色低碳转型目标下的（WEFE）纽带关系协同管理水-能源-粮食-生态系统070810121618202427333739414549目录12345摘要参考文献WEFE纽带关系的重要性黄河流域WEFE的时空格局WEFE与安全保障绿色低碳发展目标下的WEFE政策协同和权衡如何加强WEFE协同治理2.1严重资源型缺水2.2重要的能源基地2.3中国重要的粮仓2.4脆弱的多样生态系统3.1WEFE与水安全3.2WEFE与能源安全3.3WEFE与粮食安全3.4WEFE与生态安全4.1WEFE政策目标梳理与交叉影响分析4.2妥善处理与其他部门的协同和权衡作用有利于促进能源系统绿色低碳转型4.3开源节流与统筹调度推动水资源管理向绿色低碳转型4.4提升农业生产效率和农田生态系统固碳能力可以有效助力粮食系统的绿色低碳转型4.5生态碳汇在绿色低碳转型中的潜力巨大5.1促进政策协同的方法5.2加强纽带关系协同管理的重要政策建议指导委员会：高世楫何建坤韩文科江亿李善同王金南王毅薛澜周大地张建宇执行团队：姜鲁光刘汝亮姚霖黄少中王永生秦天玲高霁裘盈甘奕维赵贝薛珂洋孙嘉宝彭昀玥合作单位：国家能源局西北监管局中国能源研究会碳中和产业合作中心中国水利水电科学研究院中国科学院地理科学与资源研究所宁夏农林科学院农业资源与环境研究所中国能源模型论坛EDF环保协会北京代表处0102061426445201摘要黄河流域的资源禀赋和发展状况决定了黄河流域是水-能源-粮食-生态系统矛盾突出且集中的典型区域。保障黄河流域的水安全、能源安全、粮食安全和生态安全，不仅是对黄河流域的高质量发展，甚至对实现中国社会经济发展远景目标都至关重要。在应对气候变化的背景下，为了实现绿色低碳发展的目标，黄河流域的水-能源-粮食-生态系统纽带关系（WEFENexus）面临着新的机遇和挑战。对于加速黄河流域的绿色低碳转型、帮助其持续承担能源基地和粮食基地的重要角色来说，加强纽带关系的系统性管理、各部门政策的一致性、充分发挥政策的协同效应都是十分关键。黄河流域纽带关系的协同管理也将为全球综合应对气候、能源、粮食与自然生态系统等多个议题提供中国智慧。本报告梳理了黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系，以及现行关系下的政策目标，发现了这些政策目标之间的协同关系多于权衡关系。由此可见，这四大系统之间政策目标的实现有着协同增效的坚实基础。因此，水安全、能源安全、粮食安全和生态安全的协同具备巨大的潜力，而如何规避黄河流域绿色低碳转型目标下各系统间的权衡关系是纽带优化的重点和难点。能源系统的绿色低碳转型是黄河流域绿色低碳发展的重中之重。能源系统的政策目标与其他政策目标之间存在许多协同和权衡作用。其中，煤炭的开采利用不利于水资源的节约集约和清洁利用，还会给生态系统带来一系列的负担。相较于煤炭的开采利用，可再生能源的发展对水系统和生态系统更加友好，但也可能因为选址和运营不当而对水系统和生态系统造成一定的负面影响。此外，能源、生态和粮食系统在用地上的矛盾也较为明显。水资源不仅是纽带关系中的灵魂，也是黄河流域最突出的矛盾点。黄河流域把水资源作为最大的刚性约束，大力推进水资源的集约节约利用，有利于水系统的碳减排。但是，水资源的开采、运输、处理和再利用过程中的碳减排空间还未受到足够的关注。一方面，在现有水系统的政策目标中，优化水资源配置、提高水资源配置与利用效率有利于减少供水过程中的能源消耗，进而促进水系统的碳减排。另一方面，增加非常规的水源利用可能会导致水系统的用能增加，加大水系统低碳转型的难度。因此，需要额外关注水和能的纽带关系，大力发展低碳水处理技术，降低取水、水处理、水运输和污水废水处理中的碳排放，全面推进水系统的低碳转型。由于粮食系统极易受到气候变化的影响，COP27发起了促进粮食与农业可持续发展转型的倡议（FoodandAgricultureforSustainableTransformationInitiative–FAST）。全球粮食系统产生的温室气体排放量约占全部温室气体排放量的30%，其低碳化发展目标的实现迫在眉睫。现有的粮食系统政策目标的重心是保障粮食安全，与粮食系统的低碳化发展最为相关的仅有提升农业生产效率和增强农业的固碳能力，而这两个政策目标与其他系统之间均为协同关系。由此可见，充分发挥水系统和生态系统政策目标的协同作用，建立韧性的粮食系统，推进粮食系统的低碳转型，将为黄河流域的绿色低碳发展开拓新的空间。生态碳汇对“中和”碳排放的贡献巨大1，能为黄河流域的低碳发展提供有力支撑。生态碳汇与水系统的政策目标之间互相加强的正向影响出现较多，这体现了水资源和生态系统政策目标的和谐与协同的特点。生态碳汇与粮食系统中的政策目标可以同时服务于彼此，而两大系统间唯一需要权衡的地方在于用地空间可能会相互挤占。为了更好地发挥政策的协同效应，本报告提供了促进黄河流域协同治理的四大方向：●提升部门意识和行动能力：鼓励各部门系统学习水-能-粮-生态系统之间的纽带关系，全面认识黄河水-能-粮-生态系统之间的协同和约束关系，提升问题同质化的能力，增强专业性和主观能动性，进一步发展格局观和跨议题协调性；●完善体制机制和管理制度：抓紧开展顶层设计。要完善流域管理体系、跨区域管理协调机制、河长制组织体系，加强流域内水生态环境保护修复的联合防治、联合执法，并加强黄河环境保护的统一督察和监督执法机制；●提供经济/金融支持：加强投资者与政府间的信息共享，撬动社会资本，探索如水基金、生态补偿等创新项目筹资机制，大力发展绿色金融，为黄河流域WEFE协同发展提供多层次多渠道的资金支持，提高环保项目融资能力；●加强管理方法和工具应用：建立健全黄河流域生态环境标准体系，实现生态环境监测网络全覆盖，搭建黄河生态环境监测信息的统一集中展示、调度指挥与决策支持的平台，对数据进行综合分析和深度挖掘与应用。同时，在研究WEFE纽带关系、识别各系统政策目标之间的协同和权衡作用的基础上，本报告提出了在黄河流域绿色低碳发展的目标下，优化纽带关系管理需要重点关注的地方：●协同水资源节约集约利用和污染防治，加快低碳转型。通过“以水定产”和“水污染防治”，倒逼能源系统向节水和清洁转型；推进循环经济和清洁生产，促进农业和工业园区资源的高效利用和低碳转型的协同发展；抓紧开展水资源利用和水污染治理过程中的节能减排行动；●协同生态保护和修复，推进低碳转型和能源行业的高质量发展。在生态系统保护和修复方面，加强对生态安全、气候减缓和适应等多目标的协同。比如，提升尾矿的综合利用率以及推进废弃矿井的生态修复；鼓励社会化市场化参与生态修复。同时，合理规划可再生能源的开发，有效发挥其与生态保护和修复的协同作用；●通过黄河流域国土空间规划，加强水-能-粮-生态纽带关系的统筹管理。黄河流域国土空间规划的重点在于统筹安排各类空间与产业，严格落实“三线一单”，加强生态环境保护和空间管制，提升国土空间的利用效率，从而促进全流域实现高质量发展。因此，要注重黄河流域国土空间规划的系统性、整体性、协同性、一致性，保证上下层规划的协调，加强各部门之间的衔接与地方规划方案的落实。02031WEFE纽带关系的重要性图1：2019年全国分省二氧化碳排放总量及碳强度（数据来源：中国碳核算数据库（CEADs））2019年全国分省二氧化碳排放总量（MtCO2）2019年全国分省万元GDP二氧化碳排放（t/万元）宁夏内蒙古新疆山西河北辽宁黑龙江甘肃青海吉林贵州山东广西陕西天津安徽江西河南海南江苏云南湖南河北上海四川重庆福建浙江广东北京2022年11月20日上午，联合国气候大会第二十七次缔约方会议（COP27）在埃及沙姆沙伊赫落幕。从上一届《联合国气候变化框架公约》缔约方会议（COP26）到本次会议（COP27）之间的一年中，世界发生了巨大的变化——俄乌冲突导致通货膨胀急剧上升，能源、食品以及供应链安全成为政治议程中的头等大事。在这样的大背景下，“沙姆沙伊赫实施计划”（Sharmel-SheikhImplementationPlan）的决议在经过40个小时的“加时赛”后终于面世。此决议的主要条款包括：设立专门的基金，主要帮助脆弱国家应对气候灾难的损失和损害；重申将全球变暖幅度控制在比工业化前水平高1.5摄氏度的目标，以及全球需要在20年内减少温室气体排放，到2030年排放减半等。“沙姆沙伊赫实施计划”在序言中还强调：在实现可持续发展目标的大背景下，迫切需要以全面和协同的方式应对相互关联的气候变化和生物多样性丧失的全球危机；承认气候变化的影响加剧了全球能源和粮食危机；认识到保护、养护和恢复水系统和与水有关的生态系统，能在提供气候适应效益和共同效益方面起到关键作用。在这次大会上，中国向《联合国气候变化框架公约》秘书处正式提交《中国落实国家自主贡献目标进展报告（2022）》，该报告反映了从2020年提出新的国家自主贡献目标以来，中国落实国家自主贡献目标的进展，体现了中国推动绿色低碳发展，并积极应对全球气候变化的决心和努力。黄河流域作为中国重要的能源基地，推动其绿色低碳发展，对于中国碳达峰碳中和目标的达成是至关重要的，同时也是黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容。黄河九省区2019年的二氧化碳排放总量占全国二氧化碳排放总量的34.6%，其中，山东、内蒙古、山西、河南都是二氧化碳排放大省，宁夏、内蒙古、山西、甘肃和青海万元GDP二氧化碳排放量在全国名列前十，都是碳排放强度较高的地区。此外，黄河流域整体低碳发展水平不高，面临的绿色低碳发展的压力较大。0405在联合国粮农组织（FAO）的“水-能源-粮食”的纽带关系框架下，联合国欧洲经济委员会（UNECE）提出了“水-能源-粮食-生态系统”（WEFE）纽带关系的研究方法。纽带关系研究是一种整合不同领域自然资源和多部门协同治理的方法，其中的研究对象之间的联系紧密而不可分割，对某一个领域采取的政策措施往往会影响其他几个领域。WEFE纽带关系的多目标协同治理有助于实现可持续发展目标，主要包括SDG6（清洁饮水和卫生设施）、SDG2（零饥饿）、SDG7（经济适用的清洁能源）和SDG15（陆地生物）。由于其协同多目标的特点，WEFE纽带关系可以适用于流域治理。纽带关系可用于评估自然资源、社会经济效益和潜在的协同作用，进一步指导决策的制定过程。在纽带关系的研究方法提出后，WEFE纽带关系作为流域治理和实施可持续发展目标的有效工具，被广泛应用在世界各国。黄河流域不仅是中国的“能源流域”，同时也是中国重要的粮食基地。一直以来，生态脆弱、水资源短缺、水土流失严重和资源环境承载能力弱等问题严重制约了黄河流域的高质量发展。人口变化、经济增长、农业发展、城镇化等社会经济活动推动着人类对水、能源、粮食的需求增长，然而流域不合理的资源利用方式将进一步导致冲突，威胁着高质量发展目标的实现。黄河流域的资源禀赋和发展状况，决定了黄河流域是水-能源-粮食-生态系统纽带关系（Water-Energy-Food-EcosystemNexus，WEFENexus）矛盾突出且集中的典型区域。推动纽带关系的协同管理，保障黄河流域水安全、能源安全、粮食安全、生态安全，不仅对实施黄河流域的生态保护和高质量发展有重大战略意义，甚至对实现中国社会经济发展的远景目标都具有重要作用和深远影响。应对气候变化和推动绿色低碳发展，给黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系的管理带来了新的契机和要求，而加强纽带关系的协同管理也能有效助力黄河流域的绿色低碳转型。一方面，在气候变化的影响下，黄河流域水安全、能源安全、粮食安全、和生态安全都将面临更多的危机。另一方面，传统化石能源向可再生能源的转变过程，为减轻水资源的压力带来了机遇。而新能源发展的用地需求与农业用地的保障、保护生态环境的协调发展，是新能源大规模发展需要解决的新课题。社会全面绿色转型过程中的技术进步，可能带来新的资源利用方式，从而带来更高的资源利用效率。水资源开采利用、污水处理、粮食生产和化肥生产过程的低碳化，将成为绿色低碳发展的重要组成部分。农田生态系统的碳汇和自然生态系统的碳汇可以为黄河流域的碳减排提供巨大的潜力。水-能源-粮食-生态系统纽带关系的协同管理，将有利于构建更具韧性的水资源系统、能源体系、农业生产系统和自然生态系统，为黄河流域的长治久安和高质量发展夯实基础。2021年10月，《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》发布之后，国家和黄河流域各省已经出台了一系列政策文件，为黄河流域的生态保护、协同推进流域治理、坚定走高质量发展之路提供了保障。因此，黄河流域的协同治理需要各部门之间更高效的统筹协调和管理。本报告基于WEFE系统框架（图2），从协同治理的角度评估黄河流域水-能-粮-生态各系统政策响应的一致性，并提供相应的优化措施和工具帮助促进各利益相关方、各部门、各层级间的交流与协作，改善政策响应的一致性，充分发挥政策间的协同效应，同时平衡各部门间的目标，为黄河流域的生态保护和高质量发展政策的制定和实施提供参考建议。图2:2035美丽黄河项目概念框架WEFENexusWaterEnergyFoodEcological专栏0607黄河流域WEFE的时空格局2黄河全长5464km，流经九省区，流域面积79.5万平方公里，多位于干旱和半干旱区。2019年，黄河流域水资源总量为5142亿立方米，占全国水资源总量的17.7%，流域多年平均径流量为534.8亿立方米，人均水资源占有量仅为全国平均水平的1/4，人均用水量不足全国平均水平的1/5，属于严重资源型缺水地区2。而且黄河流域的水资源开发利用率为80%，远超一般流域40%的生态警戒线3。同时，根据水利部黄河水利委员会记录，黄河流域内水资源地域分布不均，兰州以上流域面积占流域总面积的29.6%，水资源总量占全流域的47.3%，而兰州至河口镇地区的流域面积占流域总面积的21.7%，水资源总量仅占全流域的5%。黄河流域年内降水的季节差异极大，主要集中在6-10月份，全流域夏季降水量占年降水量的55.6%4。黄河流域的水资源仅占全国的2%，却需要承纳全国6%的废污水和7%的化学需氧量的排放，导致部分干支流受到严重的污染5。2020年中国生态环境公报中显示，黄河流域总体水质良好，I-III类水质断面占84.7%，无劣五类水质，在全国七大流域中次于长江、珠江流域，但优于松花江、淮河、辽河及海河流域。黄河支流水质比干流差，主要支流I-III类水质断面占比为80.1%，干流水质均在II类及以上。黄河流域的水资源短缺形势严峻，再加上水资源利用方式的不合理，难以持续保障社会经济发展的用水需求，水资源与社会生活、产业发展供需矛盾突出6，水资源短缺的问题在社会长期发展中将演变为严重的水安全问题。为了解决黄淮海流域缺水的问题，缓解过度利用地表水、大量超采地下水的现象，中国规划了南水北调工程，设计了三条调水线路，最终调水规模为每年448亿立方米，总长度达4350公里，其中仅东线一期就从长江至东平湖段设立了13个梯级泵站，总装机容量为36.62万千瓦7。图3：黄河流域水资源开发利用率图5：2020黄河流域九省份行业用水比例（数据来源：2020年各省水资源公报）图4：2020年流域供水区分省取水量单位：（亿m3）图6：2020年流域断面水质比例（数据来源：2020年各省水资源公报）2.1严重资源型缺水0809图7：黄河九省区2019年一次能源生产量和消费量占比图10：黄河流域6000千瓦及以上电厂分布图（图来源：中国发展门户网）图9：2019年黄河九省区能源消费结构占比2019年一次能源生产量占比2019年能源消费总量占比图8：2020年黄河九省区单位GDP能耗图11：2020年各地区水电发电量占比（数据来源：中国水电网）2.2重要的能源基地黄河流域的能源资源丰富、种类齐全、储量大、开采条件优越，是中国重要的能源富集区，拥有多个能源生产基地，形成了“上游水电、中游煤炭、下游石油”的格局，被称为“能源流域”8。根据国家统计局和各省市统计年鉴数据显示，2019年黄河九省一次能源生产总量达25.7亿吨，一次能源消费总量达16.1亿吨，分别占全国的64.63%和33.03%，其中煤炭生产量占比达80.54%，消费占比约为64.1%。从能源结构上来看，黄河流域对煤炭的依赖度高，它仍是黄河流域的主要能源供应来源和消费产品。同时，黄河流域人均能源消费高于全国平均水平，万元GDP能耗达0.95，约为全国的两倍9。从能耗上来看，低质低效的问题在黄河流域十分突出。相对于全国0.49吨标准煤/万元的平均单位GDP能耗，除四川和河南以外，黄河流域其他各省能耗明显过高，其中宁夏以2.18吨标准煤/万元成为黄河流域能耗最高省份。整体来看，这意味着黄河流域仍处于高能源消耗且低经济回报的发展模式。黄河流域因拥有丰富的风、光资源，发展风能、太阳能等可再生能源的潜力巨大。在风力发电方面，内蒙古西部是中国9个大型现代风电基地之一；在光伏发电方面，中国的19个光伏发电领跑基地，有一半以上位于或紧邻黄河流域。虽然风电、光电装机呈分散式分布，装机总量不高，但其发展规模和速度在全国处于领先。2017年，流域内风电装机总量占全国风电的比重的20.1%，太阳能发电装机总量占全国的比重达24.8%10。2020年，流域九省风能发电量占全国的44.87%，太阳能发电量占全国的47.76%。在水力发电方面，黄河上游水量丰富，地势陡峭险峻，形成了较大的落差，蕴藏着丰富的水能资源，上游水电发电量约占全流域的93%。黄河流域中上游的煤炭资源富集，不仅持续保障了国家能源安全，还促进了产煤省区的区域社会经济发展。黄河流域已探明煤产地(或井田)685处，保有储量4492亿吨，占全国煤炭储量46.5%，有12个探明储量超过100亿吨的大煤田，其中包含九个国家大型煤炭基地。在现有的煤化工产业中，100%的煤制油、85%的煤制烯烃、50%的甲醇制烯烃项目，均位于黄河流域。除了中上游开发利用煤炭资源外，黄河下游地区还是煤炭利用的集中区域，黄河流域九省每年共约21亿吨的煤炭生产量中有近一半的煤炭和部分煤炭电力还供给流域外的省份。黄河流域中下游的石油和天然气资源丰富，在全国占有重要地位，“十三五”以来累计探明储量达到1.93亿吨，原油产量占全国同期陆上的五分之一。其中，中原油田东濮凹陷地处豫鲁两省，天然气储量大，已累计探明天然气地质储量1382亿立方米。黄河流域九省全国其他省份青海四川甘肃宁夏内蒙古陕西山西河南山东1.430.450.410.440.520.580.651.030.901.472.182.502.001.501.000.500.00全国平均0.49单位地区生产总值能源消耗（吨标准煤/万元）10112.3中国重要的粮仓黄河流域大部分地区光热资源充足，农业生产潜力大，九省区共有耕地面积为6.67亿亩，属于中国粮食生产的核心区，也是实现粮食安全的重点区域11。黄河流域耕地面积约为2.3亿亩，汾渭平原、河套灌区和黄淮海平原是《国家主体功能区规划》划定的全国重要粮食主产区，而且黄淮海平原是《全国农业可持续发展规划（2015—2030年）》划定的优化发展区。下游流域外引黄灌区的有效灌溉面积约为3700万亩，主要分布在内蒙古、山西、河南、山东等粮食主产省份，但流域外引黄用水加剧了流域水资源的分配矛盾。图12：黄河九省区2020年粮食产量占比图15：黄河九省区耕地资源分布图图13：黄河九省区2020年粮食播种面积内蒙古耕地水田旱地山东甘肃四川山西陕西宁夏青海河南黄河流域农业生产以小麦、玉米、棉花、油料、苹果为主，主要分布在平原和河谷盆地12。2020年，九省区粮食产量占全国的35.63%。根据国家统计局2021年的数据，四川、内蒙古、河南、山东为国家粮食主产省区，粮食产量为黄河九省区的81.6%，占全国粮食总产量的29.07%。下游的黄淮海平原是小麦和玉米的重要生产功能区、大豆的补充生产保护区，同时汾河和渭河流域也是重要的玉米生产功能区13。图14：黄河九省区2020年农田灌溉水利系数12132.4脆弱的多样生态系统黄河流域不同地区的气候差异显著，中上游地区属于半干旱与干旱气候，下游地区为半湿润气候。同时，黄河流域的土地资源相对丰富，生态系统类型广泛，包含森林、荒漠、湿地、农田等生态系统。此外，黄河流域地跨中国五大生态脆弱区——青藏高原、黄土高原、北方农牧交错带、西北干旱荒漠区和西南喀斯特地区。目前，黄河九省区共有自然保护区5525万公顷，占九省国土总面积的15.4%，其中近93%的自然保护区面积分布在上游，中游和下游仅各占4%和3%。黄河九省区共有国家级自然保护区152个，有98个分布在上游地区。其中，青海省自然保护区面积最大，共计2177万公顷，占全省国土面积的30%，划定生态红线面积占全省的40.7%。内蒙古自然保护区面积为1295万公顷，占全区面积的11%，划定生态红线面积占全区的50.5%。从生态红线面积来看，上游五省共划定1.15亿公顷，约占五省国土面积的40%。黄河流域的生态系统存在极大的地域差异。首先，上中游地区的生态系统敏感脆弱，受地形、降水等自然因素和砍伐开垦、过度放牧等人为干扰的影响，上游冰川、冻土及草原生态系统出现了严重的退化现象，导致其水源涵养功能下降，并且由于农牧交错区的生态脆弱和土地退化，荒漠化、沙漠化等问题非常突出。其次，中上游地区水土流失严重，荒漠化扩张风险依然较大14。而下游土壤的盐碱化严重，且受中上游地区水沙量减少的影响，下游黄河三角洲地区的生态系统发生严重退化，河口湿地呈现萎缩态势、生物多样性降低，恢复难度极大。目前，黄河流域已建立水生生物和内陆湿地自然保护区58处，其中18处是国家级自然保护区，48处是国家级水产种质资源保护区10。图17:2019年土地利用类型占比图16：黄河流域湖泊湿地空间分布图园地耕地草地林地湿地城镇村及工矿用地交通运输用地水域及水利设施用地图18：黄河流域土壤侵蚀空间分布图黄河流域多样的生态系统支撑着大量生物的栖息生存，但由于生存环境的破坏和破碎化，黄河流域的生物多样性也面临着威胁。《黄河流域国家级自然保护区管理评估研究报告》显示，黄河流域省区（不含四川）的82个国家级自然保护区占评估区域国土面积的3%，覆盖了全国陆地26%的国家重点保护野生动物物种、14%的重点保护植物物种，涵盖了区域32%的自然生态系统类型，以及青海湖、黄河三角洲等6处国际重要湿地。据不完全统计，黄河流域在水生生物方面有鱼类130种、底栖动物38种（属）、水生植物40余种、浮游生物333种（属），流域内分布有秦岭细鳞鲑、水獭、大鲵等国家重点保护野生动物（《重点流域水生生物多样性保护方案》）。根据2016年发布的《中国脊椎动物红色名录》中黄河流域143种鱼类中有4种极危物种、10种濒危物种、10种易危物种，受威胁等级的物种占评估鱼类总数的16.78%。3%26%14%32%682占评估区域国土面积覆盖全国陆地国家重点保护野生动物物种覆盖全国陆地国家重点保护植物物种涵盖区域自然生态系统类型国际重要湿地黄河流域省区（不含四川）国家自然保护区个处黄河流域的土地利用效率低，城市土地利用现状强度高。据统计，黄河流域单位GDP建设用地大约为全国平均水平的1.6倍，受地形、水资源等限制，中上游多数可利用的土地无法承载规模性的开发建设活动，流域内城市的国土开发强度高，尤其是下游地区的国土开发强度为全国平均水平的两倍多，部分地区已严重超过生态环境的承载能力15。研究表明，1980-2015年黄河流域的城乡居民点用地面积增加最为显著，35年间增加了1.1万平方千米16，这进一步加剧了用地紧张的态势。1514黄河流域的水-能源-粮食-生态系统之间存在复杂的纽带关系，因此加强四个系统之间的协同治理，需要先厘清和梳理这些具体的关系。图19列举了两两之间可能存在的相互关系。本章在深入分析黄河流域水-能源-粮食-生态系统之间的纽带关系的基础上，进一步阐述了这些纽带关系如何影响水安全、能源安全、粮食安全和生态安全的协同保障。图19：黄河流域水-能源-粮食-生态系统的纽带关系WEFE与安全保障31617从WEFE纽带关系的水系统图中可以看出（图20），生态系统的状态影响着整个水文过程，而保障生态用水是维持健康水生态系统的重要条件。在开采、运输、利用和处理水资源等过程中都需要消耗能源。反之，能源的生产和消费也需要消耗水资源。此外，粮食的生产、加工和消费也对水资源有很大的需求。能源开采与利用、粮食生产与消费等过程都会产生废水和污水，若处理不当，则会进入水系统和生态系统，参与系统循环，从而导致结构失调、功能紊乱等系统退化的问题。依据UNWater水机制提出的水安全定义，水安全的关键要素包括四个部分：①有足够符合水质要求的水，满足经济活动和发展的用水需求；②饮用水得到保障，水污染得到控制；③人类和自然依赖的淡水生态系统得到保护，可以为人类的福祉持续提供服务；④人类抵御水旱灾害的能力得到提升17。图21显示了能源、粮食和生态三个系统对水系统的影响，以及它们和水安全的关系（水生态系统相关的第三个安全要素归纳入生态安全），由此可以看出，纽带关系的有效管理是保障黄河流域水安全的重要支撑。3.1WEFE与水安全图20：WEFE纽带关系下的水系统图图21：WEFE纽带关系与水安全1819WEFE纽带关系中的生态系统和水资源为黄河流域的能源安全提供了必要的资源保障，同时也承纳了能源生产和消费过程中产生的环境影响保障。粮食的生产和供应需要消费能源，而生物质能作为重要的可再生能源之一，有利于能源的多样化发展，但是，生物质能产业的发展与保障粮食安全之间存在一定的矛盾（图22）自20世纪70年代“能源安全“这一概念18提出后，其内涵随着时间的变迁和发展得到不断的丰富和完善，从以供应和价格为核心逐渐发展成多维度的安全内涵。各种区域的能源安全评价也采用了综合性和多维度的指标体系。世界能源理事会以能源的三维指数（能源安全、能源公平和环境可持续性）来评估各国能源系统绩效19；美国商会全球能源研究所提出的美国能源安全风险指数，从地缘政治、经济性、可靠性和环境四个维度，综合考虑了9大类37个指标20。2030可持续发展目标（SDGs）的目标7“确保人人获得负担得起的、可靠的和可持续的现代能源”，提出了在能源供应、可再生能源占比和能效方面的三个具体目标：●7.1到2030年，确保人人都能获得负担得起的、可靠的现代能源服务。●7.2到2030年，大幅增加可再生能源在全球能源结构中的比例。●7.3到2030年，全球能效改善率提高一倍。2020年4月10日，中国国家能源局发布的《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》（以下简称《能源法》）首次提出将能源安全纳入国家安全战略。作为中国重要的能源基地之一，黄河流域的能源发展对于保障中国能源安全有着举足轻重的作用。图23解析了水系统、粮食系统和生态系统对能源系统的影响，以及它们与能源安全的关系。此处能源安全包含三部分重要含义：3.2WEFE与能源安全图22：WEFE纽带关系下的能源系统图图23：WEFE纽带关系与能源安全①有足够的能源供应，保障社会发展需求；②可再生能源在流域能源结构中的比例大幅提高；③能源利用效率显著提升。20213.3WEFE与粮食安全1996年，FAO将粮食安全定义为“所有人在任何时候都能在社会物质上和经济上获得足够、安全和富有营养的食物，以满足其健康而积极生活的膳食需要”，具体包括了充足的粮食供应、获得粮食的机会、粮食的稳定性及利用。新时代的粮食安全概念已经在传统的供给、需求、市场和储备等基础上，被赋予了新的内涵和目标。2030可持续发展目标的第二个目标是“消除饥饿，实现粮食安全，改善营养状况和促进可持续农业”，这个具体目标覆盖了粮食的供应充足、粮食的安全和营养、农业生产力、平等和可持续的生产体系、基因多样性管理、国际合作和国际贸易、市场措施等多个方面。2020年，经济学人智库（EIU）发布的《2020年全球粮食安全指数》从粮食负担能力、可获得性、品质与安全以及粮食自然资源/复原力等四个维度对113个国家进行了粮食安全的评估。结合新时代粮食安全观的新内涵和新目标，崔明明等人从数量安全、质量安全、生态环境安全、经济安全和资源安全这5个维度对中国粮食安全进行了评价。图25解析了能源系统、水系统和生态系统对粮食系统的影响，以及这些关系与粮食安全（主要指保障高质量耕地和草地、建立高效率低污染的可持续农业模式）之间的关系。图24：纽带关系下的粮食系统图及气候变化带来的影响图25：Nexus纽带系统与粮食安全黄河流域对于保障中国粮食安全具有举足轻重的作用。在纽带关系（图24）中，粮食生产受到各方面资源的限制和影响。生态系统为粮食生产提供必要的土地资源和水资源，而农牧业的发展会挤占生态空间、加重水土流失、引发面源污染等问题。种植业对于水资源的依赖度非常高，农业用水在黄河流域整体用水中的占比高达60%以上，匮乏的水资源成为黄河流域粮食生产的主要限制。此外，农牧业从生产、加工到消费的过程都会耗能，导致能源开采与消费间接影响到黄河流域的生态环境。22233.4WEFE与生态安全生态安全的内涵可分为狭义和广义两方面：狭义上，指从生态系统自身安全出发，维持生物多样性和发挥生态系统功能所需结构的整体性、综合性和健康程度21。根据生态系统的结构-过程-功能的相互作用原理22，生态安全体现在结构和功能两方面，包含了生态系统作为栖息地的保护、生物多样性保护以及重要生态系统功能保护。结构上主要关注保护地体系的建立，涉及国家公园、自然保护区、自然公园，功能上侧重保护如水土保持、土壤发育和养分平衡的功能。广义上，生态安全是在讨论生态系统对于人类是否安全，即生态系统的服务能否满足人类生存发展的需要从而提供人类在健康、经济发展和社会安定方面的福祉23。此外，生态安全还应重点关注典型生态脆弱区和外来入侵物种的防治，尤其是荒漠地区。联合国在可持续发展议程中，提出了到2030年荒漠化土地和山地生态系统的目标：●15.3到2030年，防治荒漠化，恢复退化的土地和土壤，包括受荒漠化、干旱和洪涝影响的土地，努力建立一个不再出现土地退化的世界。●15.4到2030年，保护山地生态系统，包括其生物多样性，以便加强山地生态系统的能力，使其能够带来对可持续发展不可或缺的益处。生态环境部关于《区域生态质量评价办法（试行）》中规定了区域生态质量评价的指标体系，包括生态格局、生态功能、生物多样性和生态胁迫4个一级指标，下设11个二级指标、18个三级指标24。耶鲁大学、哥伦比亚大学和世界经济论坛联合发布的“环境绩效指数”，从环境健康和生态系统活力的10个类别中的24个绩效指标对国家和地区进行评估，其中与生态安全相关的绩效指标包括保护区面积、物种保护、栖息地、森林面积减少、湿地面积减少、草地面积减少等。图27解析了黄河流域纽带关系与生态安全（以自然保护地体系建立和生态系统功能保持两大因素为重点）之间的联系。图26：纽带关系下的生态系统图图27：Nexus纽带关系与生态安全水资源与生态系统联系密切，生态系统影响水文过程，还能提供水源涵养与生态系统、净化水质等服务功能，反之，水资源为水域湿地生态系统包括湖泊、湿地、河流等供给生态用水。生态系统为能源生产提供矿产资源、能源作物和土地，而传统化石能源如煤炭、原油的开采占用大面积土地，严重破坏生态环境，造成土壤退化、环境污染等问题。可再生能源对生态也有一定的影响，水电开发会破坏河流生态系统的连通性。粮食生产对生态系统的影响在于生产过程中的灌溉，这会提取大量水资源导致生态水文平衡的变化，化肥、农药的过量使用会造成面源污染，高强度的农业生产会引起土地退化和土壤侵蚀。实际上，针对生态安全评价有不同的指标体系，在美丽中国建设的评估指标体系中，生态良好的目标选取了5个指标：森林覆盖率、湿地保护率、水土保持率、自然保护地面积占陆域国土面积比例、重点生物物种种数保护率。25专栏黄河流域水-能源-粮食关联系统时空格局及耦合协调研究中国科学院地理科学与资源研究所基于气象观测、土地利用和统计年鉴等多源数据，阐明黄河流域水-能源-粮食关联系统的时空格局演化特征，基于压力-状态-响应和耦合协调度模型，从流域和典型区域尺度，揭示水-能源-粮食关联系统的安全度及耦合协调特征，主要结论如下：（1）基于压力-状态-响应（PSR）模型，构建水-能源-粮食关联系统安全度评价指标体系，评价黄河流域压力、状态和响应各子系统和综合系统的协同安全度。结果表明，2000-2019年，子系统协同安全度均呈上升趋势，压力子系统呈“南高北低”的空间格局，状态和响应子系统呈“东高西低”的空间格局；水-能源-粮食关联系统综合协同安全度不断上升，整体呈现为下游>中游>下游，其中，2000-2010年为“南高北低”格局，2011-2019年为“东高西低”格局。从分省情况来看，宁夏、内蒙古受水资源制约，导致压力子系统协调安全度较低；甘肃、青海受粮食制约，状态子系统协同安全度较低；青海、宁夏受水、能源、粮食的共同制约，各子系统协调安全度均较低。（2）从生产、消费、效益角度，构建了黄河流域水-能源-粮食关联系统协调发展的综合评价指标体系，运用耦合协调度模型测算水、能源和粮食系统的耦合协调关系。结果表明，2000-2019年，水、能源和粮食子系统发展水平逐年上升，但水-能源-粮食关联系统的综合发展水平较低，省际差异逐渐增大，整体呈现“上下游高、中游低”的空间格局；从分省来看，青海和四川的水资源子系统发展水平最高，内蒙古和山东的能源子系统发展水平最高，内蒙古、河南和山东的粮食子系统发展水平最高；水-能源-粮食关联系统协调水平整体较低，由濒临失调转向勉强协调和初级协调，水-粮食子系统、水-能源子系统、能源-粮食子系统协调水平均呈现增加趋势。（3）选取黄淮海平原和汾渭平原作为典型区域，分别进行水-粮食耦合和水-能-粮耦合的实证研究。结果表明，2000-2020年，黄淮海平原地区主要粮食播种面积、耗水量和产量分别增长了28%、21%和57%；粮食种植结构调整相对于未调整情景下节约了15.71亿m3的水资源，其中，新乡市的节水量最高；水-粮食系统耦合协调度波动上升，空间上呈现“西高东低”的格局，地市间差异有所缩小。汾渭平原主要粮食播种面积、粮食耗水量、粮食产量分别增长了-9.44%、-12.52%和19%；粮食种植结构调整相对于未调整情景下节约了1.47亿m3的水资源，其中，晋中市节水量最高；水-能源-粮食关联系统耦合协调度波动增长，临汾市和三门峡市相对较高，吕梁市和晋中市较低。242627绿色低碳发展目标下的WEFE政策协同和权衡44.1WEFE政策目标梳理与交叉影响分析表1：与黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系相关的重要政策文件Stead等25将政策协同设定为政策共治关系中的最高级别，而他们认为政策共治关系中的较低级别是政策合作（Cooperation），即建立不同政策制定者之间的信息互通关系，以便于看到问题的不同方面；其次是协作（Coordination），即不同政策之间相互执行且无冲突；而最高级别的政策协同（Integration），则要求不同政策在追求自身目标的同时，进行相应调整和取舍从而实现不同政策之间的共同目标，导向同一的现实结果26。Underdal27将政策协同（Intergration）阐释为“政策的影响被视为决策前提，这些影响被整合到整体评估中，并将所有政策级别和所有参与其执行的政府机构联合起来”。政策的交叉影响分析工具可以识别政策与政策之间潜在的矛盾和协同，进而帮助决策者改善政策制定实现协同增效。根据Nilsson28和Weitz29等人的分析，政策的交叉影响分析可以应用于17个可持续发展目标（SDGs）之间的协同研究。本报告整理了与黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系相关的重要政策文件。这些政策由不同的部门制定，每个政策文件与纽带关系也有一定的差别（见表1）。通过分析和梳理这些政策文件，本报告筛选出与黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系紧密相关的重要政策目标（表2）以及和这些政策目标紧密相关的SDGs目标。这些政策目标之间存在复杂的互馈关系，涵盖了协同和权衡作用。从协同作用来说，其中的一个政策目标的进展可以借助其他目标来实现，充分发挥跨部门和跨目标的政策协同效应，这将在黄河流域生态保护和高质量发展中发挥关键作用。在权衡作用方面，一个政策目标和另一个政策目标之间可能存在一定的不兼容性，换言之，一个政策目标的进展可能会影响其他目标的实现。因此，权衡作用需要进行协调，并在一定情况下进行优化和改革。图28显示了这些政策目标交叉影响分析的结果。蓝色表示施加影响方的政策目标对受影响方的政策目标产生不同程度的协同作用，可能是正向的、促进的、甚至是加强的。橙色表示施加影响方的政策目标对受影响方的政策目标产生权衡作用，有可能是抑制的、矛盾的、或者抵销的。灰色表示在不同条件下，施加影响方的政策目标对受影响方的政策目标产生的作用可能是正向的，也可能是负向的。28293031表2：筛选后的黄河流域WEFE纽带关系政策目标32图28：黄河流域WEFE纽带关系政策交叉影响分析结果图29：纽带关系政策目标关联程度（纵坐标为关联出现次数）33能源是黄河流域经济发展的基础性动力，水资源是黄河流域高质量发展的基础要素，与此同时黄河流域也是中国重要的粮食基地和生态安全屏障。目前单一系统内政策愈渐完善，然而对于系统与系统之间的协同共治还需进一步加强，以达到最大限度提升政策正面效应，及时规避负面效应的目标。整体来看，黄河流域水-能源-粮食-生态系统纽带关系的各个政策目标之间相互的协同关系多于权衡关系（图28和图29），体现了四大系统之间政策目标的实现有着协同增效的良好基础。水安全、能源安全、粮食安全和生态安全的协同应对具备巨大的潜力。尤其是水系统和生态系统政策目标之间体现了高度的融洽性。森林、湿地和草地等生态系统都在全球水循环系统中发挥着重要的作用，同时各种生态系统中的动植物等也仰仗着水系统而生存。生态系统的政策目标将进一步加强生态系统的“服务”功能，包括提供水和净化水等服务。而水系统政策目标的实施将为生态系统提供更丰富和更洁净的水体，多方位维持着生态系统的整体健康。在气候变化的大背景下，水系统和生态系统政策目标之间的协同增效也将加强它们的气候适应能力，促进水和生态系统的绿色、可持续发展。水-能源-粮食-生态系统纽带关系的各系统政策目标之间的权衡之处则指明了可以进一步完善和提高的方向。其中权衡之处多体现在能源系统和其他三个系统之间，而这些权衡关系的处理是黄河流域绿色低碳转型目标下纽带关系优化的重点和难点。通过识别这些权衡之处，进而采取科学办法应对，才能使水-能-粮-生态系统政策在实施时减少牵绊，协同增效，达到1+1>2的效果。3435首先，煤炭生产需要使用大量的水来维持，水资源配置将部分向煤炭生产倾斜，这会增加水资源供应压力并加大水资源配置难度（W1）。其次，煤炭开采破坏地下水资源，加剧缺水地区的供水紧张，若煤炭用水的需求愈渐增大，农业用水可能会被挤占而最终影响农业生产效率（F5）。水资源的持续过度开采可能导致黄河流域的生态系统遭到进一步破坏，尤其是对湿地的影响显著（EC2）。地下水的超采，会导致植被干枯和生态退化，加重水土流失的风险（EC3）。而这些因素都将影响到黄河水源的涵养能力（EC4）。同时，煤炭生产导致的水污染是面源污染的来源之一（W4），且矿井废水如处理不慎而渗透到地下水或者附近水体，可能会污染生活饮用水（W5），并限制和影响水体的自净功能（W6）。因此，能源产业带来的水污染将不利于保护和修复湿地生态系统和生物多样性（EC2）。由于露天开采会剥离排土，井工开采导致地表沉陷和裂缝，这都将破坏土地资源和植物资源，阻碍植被生长，改变地貌并引发景观生态的变化，加重水土流失和土壤污染（EC2,EC3，EC5，EC7）。矿井带来的土壤污染也是地下水被污染的一个重要来源（W4,W5,W6）。因为植被破坏将削弱黄河流域的水源涵养能力（EC4），进而影响可利用的水资源量和水资源的配置（W1）。同时，煤炭开采带来的废气排放，会危害大气环境（EC6）。这里的废气主要指矿井瓦斯和地面矸石山自燃施放的气体。甲烷作为矿井瓦斯中的主要成分，是一种重要的温室气体，其产生的温室效应是二氧化碳的21倍。此外，气候变化将使水资源系统和粮食系统更加脆弱，带来更多风险（W8,F8）。4.2妥善处理与其他部门的协同和权衡作用有利于促进能源系统绿色低碳转型能源系统的绿色低碳转型，是黄河流域绿色低碳发展的重中之重。能源系统的政策目标，尤其是加强煤炭安全托底保障（E1）和可再生能源的发展（E2,E3,E4,E5），与其他政策目标之间存在许多协同和权衡作用。比如，煤炭的开采利用不利于水资源的节约集约和清洁利用，同时也给生态系统带来了一系列的负担；相较于煤炭开采利用而言，可再生能源的发展对水系统和生态系统更加友好，但也可能因为选址和运营不当，而对水系统和生态系统造成一定的负面影响；此外，能源、生态和粮食系统用地的竞争关系存在已久，在WEFE中可以看出，权衡作用颇多。加速黄河流域可再生能源的大规模发展和加快化石能源的退出，可以减少能源产业对水资源的依赖和对水环境的破坏。同时，必须慎重考虑新能源的开发选址，加强与生态保护的协调，通过统筹能源系统、生态系统和粮食系统的国土空间规划，从而缓和用地矛盾。煤炭开采是高耗水行业，且严重威胁水环境质量。煤炭生产对生态系统造成了较严重的负面影响，生态系统遭到破坏后会对依靠其涵养的水系统带来不良影响，甚至间接威胁到农业的可持续发展。图31：其他系统政策目标对E1（加强煤炭安全托底保障，合理控制化石能源开发强度）的影响图30：E1（加强煤炭安全托底保障，合理控制化石能源开发强度）对其他系统政策目标的直接和间接影响三条红线（水资源开发利用的控制（W1）、用水效率控制(W2)、水功能区限制纳污(W4,W5)）不仅严格约束着煤炭开发的生产用水，抑制耗水高的煤炭行业的发展，还对煤炭产业带来的水污染治理提出了更高的要求。而通过约束煤炭产业对淡水生态系统、土壤生态系统和大气生态系统带来的破坏，生态系统的政策目标将制约高污染高排放的煤炭产业的发展。对于粮食系统而言，严守耕地红线是抑制煤炭产业无序扩张的重要政策，划定为耕地的土地将绝不允许煤炭产业踏足，这也是在地理位置上约束了煤炭产业的发展。在煤炭开采影响着水、生态和粮食系统政策目标时，这三个系统的相关政策目标也制约着煤炭行业的发展。抑制加强正负向都有3637图34：E4（因地制宜开发水电和抽水蓄能）和其他系统政策目标的相互影响图32：E2（大力发展风电）和其他系统政策目标的相互影响图33：E3（大力发展太阳能发电）和其他系统政策目标的相互影响实际上，能源用地、粮食用地和生态用地之间存在潜在的竞争关系。在大力发展风电（E2）、太阳能发电（E3）、水电与抽水蓄能(E4)时，选址需要考虑是否侵占到耕地（F1）或者自然保护区（EC1）。与此同时，部分可再生能源的建设和运行可能会对周边生态系统和生物多样性（EC2）造成一定影响。比如，一家位于南非世界遗产地附近的风力发电场近期被吊销开发许可，原因是它影响到周边区域鸟类的活动。因此，这些类似的问题需要被谨慎对待30。可再生能源的发展对于水、生态和粮食系统的影响较为复杂，需要具体考虑其选址来判断具体的影响，与此同时，生态和粮食系统的相关政策目标对可再生能源发展的约束作用十分明显。开发水电和抽水蓄能具有防洪、供水、供电、航运、灌溉等综合功能（W1,W7）。水能资源开发也可以产生绿色电力，与传统能源相比，这能避免一些污染问题和矿物燃料的资源短缺问题。然而，水能资源的开发改变了河流的流量及流量的变化过程，对下游的水资源利用产生影响。水库建设淹没陆地、林地、耕地、森林和植被，改变了原有的栖息地31(EC2,EC3)。与其他可再生能源相比，水能的开发更加直接地关系到水系统、能源系统和水生态系统，也需要更完善的追踪系统来监测和衡量其影响。相较于其他可再生能源发展的政策目标，开发水电和抽水蓄能的情况会更具复杂性。农村屋顶光伏是新能源用地难题的解决方案之一双碳目标促使了光伏发电的大力发展，而光伏的修建需要占用大量土地，这给在城市空间中规划光伏建造带来了巨大挑战。因此，农村地区凭借其建筑屋顶面积大的优势，有更多潜力为安装光伏提供空间。通过在农村地区发展以分布式微网为基础的新型能源系统，能助力全面建设新型电力系统的实现。从2006年起，通过规划生态工程，山西芮城政府便致力于把芮城打造成“国家级生态文明县”，使芮城实现了从“黄”到“绿”的转变。十四年后，作为“光储直柔”技术试点的芮城，再次将能源转型作为重点来编制完成《芮城县碳中和示范县整体规划》32。芮城县内无燃煤、燃油、全部依靠外购，不过其风光资源禀赋良好。芮城县2020年的用电量已经小于其风光发电量，但县内仍有大量化石能源消耗。此外，因为是农业大县，芮城县每年可收集的小麦和玉米秸秆都在60万吨以上，能够就地获取丰富的生物质资源33。芮城拥有得天独厚的非化石能源优势，秉持绿色发展的理念，这使其水、能源、粮食生态间的关系不存在显著冲突，并且打下了坚实的基础，能进一步将能源转型纳入应对气候变化及深度减排规划的考量范围。芮城整体规划提出：未来芮城可充分发挥产粮大县的优势，推进生物质能多元化利用（E5），建立35万kW生物质电厂，并建设以其余热为热源的中心城区的集中供热系统。通过提高农业废弃物的资源化利用水平（F6），加强能源与粮食间的协同关系，助力电力零碳（E9）的实现。同时，利用其丰富的风光及空间资源，大力发展风光电（E2、E3），使本地可再生电实现自给自足，由此来减少外购化石能源对芮城范围外WEFE系统协同的不良影响。此外，改造部分引黄灌溉系统，实现可灌溉和可抽水蓄能的双功能的水资源系统（E4），提高水资源利用效率（W2），强化农业与粮食系统适应气候变化的能力（F8），加强水、能源、粮食间的协同效应。图35：芮城屋顶光伏专栏抑制加强正负向都有39384.3开源节流与统筹调度推动水资源管理向绿色低碳转型水资源不仅是纽带关系中的灵魂，也是黄河流域矛盾最突出的地方。由于黄河流域把水资源作为最大的刚性约束，因此大力推进水资源的集约节约利用，非常有利于水系统的碳减排。但是在开采、运输、处理和再利用水资源的过程中，碳减排空间还未受到足够的关注。根据联合国的数据显示，全球污水处理的碳排放量大约占全球碳排放量2%左右34。水系统政策目标中，优化水资源配置（W1）和提高水资源配置与利用效率（W2）有利于减少供水过程中的能源消耗，进而推动水系统的碳减排。然而，增加非常规水源利用（W3）可能导致水系统用能增加，会加大水系统低碳转型的难度。因此，需要额外关注水资源和能源的纽带关系，大力发展低碳水处理技术，降低水资源从开采到用水过程中的碳排放，从而推进水系统的低碳转型。水资源的统筹调配能减少用水端的用量并提高效率，也能在降低取水端水耗的同时，倒逼能源产业的转型，为粮食安全提供保障，促进对生态的保护与补偿。多目标统筹调配水资源（W1），降低用水单位对供水侧的需求，这些对增加非常规水资源利用侧（W3）和提升水资源系统适应气候变化的能力（W8）有着双向促进的作用；更加严格的取水审批，不断降低各个环节的取水、用水和耗水量，有效提升用水效率，能倒逼能源产业的布局更加合理，尤其是高耗水的化石能源产业（E1、E7），从而推动耗水量相对低的能源产业的发展（E4）；水资源的统筹调配也能在一定程度上推动节能灌溉技术的普及（F5），以此来增加水源涵养，促进流域生态系统性保护（EC2、EC4），改善水土流失和荒漠化问题（EC3），并增加草场（F4），最终形成相互促进，互利多赢的局面。值得注意的是，虽然合理调配水资源能减少化石能源的开采和使用，但保证能源安全和煤炭的托底功能可能会作为更优先的目标，导致水资源的大量取用（E1），长期来看，也可能导致其它可再生能源产业的发展受到制约（E3、E4）。图36：W1（统筹地表水与地下水、天然水与再生水、当地水与外调水、常规水与非常规水，优化水资源配置格局，提升配置效率）和其他系统政策目标的相互影响图37：W2（提高水资源利用效率（工业、农业和城市供水））和其他系统政策目标的相互影响与此同时，提高水资源的利用效率（工业、农业和城市供水，W2），也将有助于降低用水环节的能耗和和碳排放，这对于社会的能效提升（E6）大有益处；而能效提升（E6）的政策目标范围也包括水系统的能效提升，可以反向激励水资源的利用来减少能源浪费，进一步提高效率（W2）。开采利用化石能源会消耗大量的水，因此提高化石能源的用水效率，减少用水浪费，有利于推动化石能源的开采利用向清洁高效发展（E7）；同时，清洁高效地开采利用化石能源（E7）意味着其用水量和水污染都会相对减少，对工业的水资源利用效率提升有一定的积极作用。在农业方面，提高水资源利用效率（W2）有利于农业向节约集约用水发展，提升农业生产效率（F5），这两项政策目标具有相辅相成的作用。在气候变化的背景下，水资源日渐紧张，为了强化农业与粮食系统适应气候变化的能力（F8），发展节水农业是必经之路，这将鼓励进一步提高农业上的水资源利用效率，减少用水浪费的情况。增加非常规水源的利用（W3）是应对水资源紧张的措施之一。然而，污水处理会造成能源消耗，在投放药剂和氧化过程中产生的二氧化碳与水泵耗能也是碳排放的来源，这和节能减碳的政策目标（E9）会互相牵制。但农业面源污染防治（F6,EC5）和增加非常规水源利用（W3）体现了政策目标之间的协同性。农业面源污染的治理离不开对农业废水的处理，而非常规水源的利用，例如渔业养殖尾水的处理利用，是有利于减少农业污染排放的，这对农业面源污染治理大有裨益。在黄河流域矿区的生态环境综合整治（EC7）中，废弃矿井废水是主要治理对象之一，并且处理和再利用废弃矿井的废水也是增加非常规水源利用的途径之一，这两者可以达到互相加强和协同发展的效益。图38：W3（增加非常规水源利用）和其他系统政策目标的相互影响抑制加强正负向都有抑制加强正负向都有抑制加强正负向都有41黄河流域宁夏地区水资源与碳平衡的关系及能源转型路径建议在探寻宁夏地区可能的能源转型路径时需要以立足能源禀赋，加快实现电力清洁化和能源电力化，推进煤炭高效清洁化利用和高质量发展，加强技术创新，探索新型储能技术和推进能源系统数字化、智能化建设为主要战略。宁夏地区可能的能源转型路径主要有：（1）面向双碳目标的水土资源调配优化水土资源调配，保障生态需水与生态用地，增加碳汇；优化水电开发与调度，增加非化石能源的比重；协同风-光-电互补和水-能源-粮食耦合关系，支撑非化石能源体系的构建。（2）建立水效和能效双控机制深入推进节水（节能与节污）；降低引提水、供水和再生水处理过程中的能源消耗，改进能源供给模式；研制水利新材料，减少水泥、钢铁等大宗原材料生产过程中的碳排放；实行水效和能效的双控机制。（3）行业碳减排的水量约束进一步太阳能、风能发等清洁能源开发；推动可再生能源综合应用示范区示建设，探索能源与化工等高碳行业绿色低碳发展新路径；加强技术创新，发展低成本的新能源和储能技术，加大在新能源技术和储能技术领域的研发投入和政策支持。图39：F5（提升农业生产效率）与其他系统政策目标间的影响图40：F7（增强农业固碳能力）对生态系统政策目标的影响4.4提升农业生产效率和农田生态系统固碳能力可以有效助力粮食系统的绿色低碳转型由于粮食系统特别容易受到气候变化的影响，COP27发起了促进粮食与农业可持续发展转型倡议（FoodandAgricultureforSustainableTransformationInitiative–FAST）。同时，粮食系统产生的温室气体排放量约占全部温室气体排放量的30%，亟需实现其低碳化发展。现有粮食系统政策目标的重心是保障粮食安全，因此与粮食系统低碳化发展最为相关的，仅有提升农业生产效率（F5）和增强农业固碳能力（F7）。通过分析发现这两个政策目标与其他系统之间均为协同关系，其中，粮食系统低碳转型政策与水系统间的双向协同性最强，生态系统其次，而与能源系统之间仅为单向协同关系。由此可知，充分利用水系统和生态系统政策目标的协同作用，建立和推进粮食系统的韧性发展与低碳转型，都将为黄河流域的绿色低碳发展开拓新的空间。提升农业生产效率（F5）与其他三个系统之间都存在正影响，而且与水系统之间的关系多呈相互加强的状态，这体现了提升农业生产效率与水系统间的关联是非常强的。具体而言，提升农业生产效率有利于优化水资源配置格局（W1）和提高水资源利用效率（W2），以此来提升生态系统蓄水防洪及应对水旱灾害的能力，从而提高水资源系统适应气候变化能力（W8）。与此同时，水系统的这三个政策目标又可以反过来迫使农业生产效率加强（F5），起到互相促进的作用。从生态系统和能源系统的角度来看，这两个系统的政策目标对农业生产效率的提升可以产生单方面的积极影响：保护生态系统、提升生物多样性（EC2）、整治农业农村面源污染和建设用地土壤污染（EC5）能改善生态系统质量及土壤质量，以此来提升农业生产效率；推进生物质能多元化利用（E5）将农业废弃物作为生物质能的原料，给包括化肥生产在内的粮食生产加工活动提供额外的补给能源，通过综合利用农业废弃物及满足农业必要的能源需求，进而提升农业生产效率；同理可知，提高能源系统效率（E6）将进一步提升粮食生产加工过程中能源利用效率、减少能源消耗，为农业生产加工活动高效进行提供必须的能源，从而提升农业生产效率。增强农业固碳能力（F7）作为粮食系统另一个重要的低碳减排措施，与生态系统有单向正关联。增强农业碳汇，可以帮助提升生物多样性（EC2）目标的实现，并为提升生态系统整体碳汇能力（EC8）作出贡献。专栏抑制加强正负向都有4043宁夏贺兰县光明渔村高效利用资源实现协同治理光明渔村地处黄河上游，坐落在作为宁夏重要水产养殖县的贺兰县。虽然贺兰县养殖资源丰富，但仍存在传统的粗放式的养殖方式，所以其尾水水体富营养化，直接影响到当地农业生产及排入黄河的水质36。再加上宁夏的黄河上游农业用水负荷较大，引黄灌区渔业养殖和稻田种植退水导致水资源日益紧张，农业退水进而给黄河干流水体安全带来隐患。因此，WEFE纽带关系中水、粮食、生态要素存在冲突。秉承双碳政策中减污降碳的宗旨，在水资源条件限制的情况下，贺兰县光明渔村积极寻找高效用水并能兼顾高质量渔业发展的道路。为此，光明渔村与宁夏农科院合作开展了循环用水项目，使用泵抽出养鱼用的富营养化水，进行处理后循环到稻田里灌溉水稻，为其提供充足养分，而稻田作为湿地能发挥处理水产养殖尾水的作用，以此实现了水资源的高效利用，也实现了水稻的优质高产，解决了养殖水体富营养化和水稻种植面源污染的问题。这种“稻渔共生”生态循环的综合种养模式，缓解了水、粮食间的竞争关系。同时，水产养殖尾水的降污处理对于水域生态系统平衡亦有益处。通过这些措施，光明渔村2600亩水稻用水量减少了30-40%，化肥用量减少了30%，每公顷土壤固碳量提高了260千克碳。除了600公斤水稻的收益，亩产值新增生态种养受益1000-2000元。不仅实现了稻渔综合种养从粗放型向精细化的转变，水产品产量增加15.1%，稻田灌溉节约水资源20%，还降低了养殖水体富营养化和水稻种植面源污染，综合亩增效益稳定在500至1000元。光明渔村生动地展示了如何通过高效利用资源技术实现水、粮食和生态之间的协同效应。水产养殖尾水的处理利用，有利于实现提高农业水资源利用效率（W2）、增加非常规水源利用（W3）、提高环境容量和自净能力（W6）的水系统政策目标，并且间接的达到了农业面源污染防治（W4）的目的。对于粮食系统而言，光明渔村在节水的同时，提高了水稻和渔业的生产效率，促进了提升农业生产效率（F5）政策目标的达成；而对污水的循环、处理和利用提高农业废弃物资源化利用水平（F6），减少了化肥的使用，加强了农业面源污染的防治，并且增强了农业减排固碳能力（F7）。而生态系统也同样受益，重点体现在提升黄河上游源区及重要水源补给地水源涵养能力（EC4），以及加强整治农业农村面源污染和建设用地土壤污染（EC5）。正如WEFE中所体现的，对标水系统的政策目标不仅仅能为水系统带来好处，同时也能反馈到粮食系统和生态系统，实现保障粮食用水供应和保护水生态系统的目的，达到“一石三鸟”的效果。图41：光明渔村稻渔空间424.5生态碳汇在绿色低碳转型中的潜力巨大在其他系统努力实现低碳转型的同时，生态系统通过固碳来减少净碳排放的能力也被逐渐认可和发掘。大气中二氧化碳浓度是人为化石燃料排放与陆地和海洋生态系统吸收两者平衡的结果，生态系统吸收二氧化碳的固碳对“中和”碳排放贡献巨大。因此，通过分析WEFE纽带关系，可以锁定生态碳汇和其他系统政策目标的协同之处并予以加强，并且发现其中的权衡之处进而加以调和，这些都对加强生态系统的固碳能力以及进一步支持黄河流域的全面低碳转型意义非凡。在黄河流域，生态碳汇（EC8）协同水和粮食系统，吸收并储存碳的能力可以为低碳发展做出贡献。生态碳汇与水系统的系统政策目标之间互相加强的正向影响出现较多，体现了两大系统之间政策目标的和谐与协同的特点。生态碳汇与粮食系统中政策目标可以同时服务于对方政策目标，然而，两大系统间唯一需要权衡的地方在于用地可能相互挤占。生态碳汇与水系统政策目标之间的协同性，主要体现在为增汇而采取的提升森林覆盖率、修复草原和湿地等行动，这也有助于提升水源涵养能力，从而对环境容量和自净能力（W6）、调蓄功能（W7）和水资源系统适应气候变化能力（W8）等政策目标产生正向促进的作用。这些行动也有助于提升陆地生态系统截留污染的能力，进而对水污染防止（W4）和加强集中式生活饮用水水源地安全（W5）起到正向促进作用。同时，生态碳汇与粮食系统间也关联紧密，比如，粮食系统政策目标中的严格草原禁牧和草畜平衡（F3）与治理退化草原（F4）是旨在保护修复草原生态系统，这有助于提升生物多样性（EC2）、缓解水土流失及土地荒漠化（EC3）、提升流域水源涵养能力（EC4），并且改善黄河流域的陆地自然生态系统适应气候变化的能力（EC9）以及增加其碳储量（EC8）。此外，增强生态碳汇的政策会推动草原的保护和修复（F3和F4），这意味着增强生态系统整体碳汇将会反过来加强粮食系统政策的实施，体现了生态系统与粮食系统双向互惠的优点。最后，增加生态碳汇（EC8）带来的植被优化管理，可能为生物质能利用（E5）提供新的机会。生态碳汇（EC8）和粮食系统之间唯一的权衡点集中在严守耕地红线（F1），因为生态体系如森林、湿地与耕地用地之间存在潜在竞争关系，所以如何避免耕地增加挤兑生态用地、侵占生态红线，或耕地红线受到突破等类似问题仍有待深入探讨。图42：EC8（增强生态碳汇）与其他系统政策目标间的影响专栏抑制加强正负向都有45可持续土地管理助力增强生态碳汇及其协同效应自2014年9月起，由全球环境基金资助的气候变化条件下的山区森林和土地资源可持续管理项目在吉尔吉斯斯坦实施。通过改善林业和土地管理的法律和制度框架，该项目主要从重新造林、自然再生森林，以及运用气候智慧型农业管理等方面来改善土地。该项目旨在促进可持续森林和土地管理，从而提高健康的森林系统和农业生态系统的生产力，并减少森林和牧场使用者之间的冲突。首先，在森林方面，此项目在试点地引入了创新的恢复森林和可持续管理森林的措施，并增强了相关决策机构对监测固碳量的意识和能力。此外，该项目还加强了当地森林、牧场、水资源相关利益方的合作及管理能力。在农业的维度，此项目通过研究调查当地农田和牧场的情况，因地制宜地推广了一本指定的可持续土地管理指南手册，并从中择取合适的措施在吉尔吉斯斯坦各地区的农田里建立的示范点中进行实施。手册中的措施包括：通过轮作、使用植被覆盖等方式保护农业生物多样性；在退化的土地上使用生物肥料；综合恢复土地以提升土壤肥力来应对气候变化；采用现代灌溉节水系统等等。该项目预计将做到：1.改善10907公顷农田的管理，从而每年增加58530吨二氧化碳当量的碳储存；2.恢复20000公顷的牧场以每年增加62099吨二氧化碳当量的碳储存37。在此案例中，通过修复森林生态系统及农业生态系统，该项目增加了生态碳汇并加强了其附带的生态系统服务，这体现了水、粮食和生态系统相互协调的关系，实现了多目标共治的理念。同时，此案例中协调森林生态系统与农业生态系统的方法，也给缓解生态碳汇与耕地间的权衡关系带来了一定的启示。44专栏4647如何加强WEFE协同治理5Underdal（1980）确定了要达成政策协同应满足的三个标准：①全面性——在时间、空间、参与者和所面临的问题等方面全面考虑更广泛的政策后果；②整合——从整体角度评估政策备选方案；③一致性——政策渗透到所有政策层面和所有政府机构。根据对政策协同、合作和协作的众多关键文献的回顾，Stead和Meijers（2009）对政策整合的主要促进因素和阻碍因素进行了总结分类。本报告针对黄河流域的具体情况，详细说明了如何通过提升意识、完善制度和机制、提供经济/金融支持、加强管理方法和工具应用四个方法来促进政策的协同和整合。此外，基于黄河流域WEFE政策目标的协同和权衡分析，本报告建议黄河流域在绿色低碳发展目标下，需要重点关注：提升部门意识和行动能力5.1促进政策协同的方法加大针对多目标协同的综合性量化评估模型的研发力度。建立多部门以及不同尺度的数据共享平台，鼓励各部门系统学习水-能-粮-生态之间协同和约束关系，进而在问题定义、专业意识形态、兴趣和方法这些方面逐渐趋同，形成传达“大局”和识别跨领域问题的能力。了解其他部门的需求并达成这些需求是兼容的共识，通过协同合作来提高效率，并逐渐达成各部门政策具有一致性和整合性的共同目的。同时，提升各部门科学执法能力，鼓励各部门积极与国内外科研机构和NGO等组织沟通交流，了解流域管理前瞻创新科技与方法。提高公众参与意识。加强黄河流域生态环境保护和绿色发展的宣传教育。全国各级教育行政部门、学校应当将黄河流域生态环境保护知识纳入学校教育内容，培养学生的环境保护意识。鼓励、支持单位和个人参与黄河流域生态环境保护和修复、资源合理利用、促进绿色发展的活动。①协同水资源节约集约利用和污染防治，加快低碳转型；②关注生态保护和修复，促进能源转型和能源行业的高质量发展；③通过流域国土空间规划统筹水-能-粮-生态纽带关系协同发展。完善体制机制和管理制度黄河流域是纽带关系中矛盾较为突出的典型流域。目前，黄河流域采取流域管理，行政区管理和河长制管理三元并存的监管模式，其中行政区管理又涉及水利，生态环境，自然资源等诸多部门，流域上、中、下游不同行政区管理部门各自为政，导致流域生态系统保护修复长期呈现“九龙治水”的碎片化管理模式。黄河流域高质量发展和生态保护规划纲要的指导和建议是，在制定区域发展规划、部门发展规划、战略环评的过程中，利用已有机制和平台更多地鼓励多利益相关方参与，增进多部门沟通和协作，这有利于发挥协同效应并且避免资源竞争造成的负面效应。着力创新体制机制，前提是要坚持中央统筹、省负总责、市县落实的工作机制。中央层面主要负责制定全流域重大规划政策，协调解决跨区域的重大问题，有关部门要给予大力支持。省级层面要履行好主体责任，加强组织动员和推进实施。市县层面按照部署逐项落实到位。要完善流域管理体系、跨区域管理协调机制以及河长制组织体系，加强流域内水生态环境保护修复的联合防治和执法，并加强黄河环境保护的统一督察和建立好监督执法机制，实施统一的流域生态环境保护监督执法，统筹上、中、下游，左右岸，强化黄河流域生态环境监督和执法，增强生态流域环境监管和行政执法的独立性、统一性、有效性、权威性。提供经济/金融支持加强管理方法和工具应用黄河流域亟需能源低碳转型，尤其是当下面临着气候变化，粮食安全保障和生态保护修复将成为重要且艰巨的任务。因流域内各地经济发展水平参差，投入治理的资金也有所差异，应对气候变化的投资还存在很大的缺口，所以能源绿色低碳转型项目的投资、粮食安全保障和生态保护修复项目的投资都需要多层次多渠道的资金支持。因此，需要加强投资者与政府间的信息共享，充分发挥市场机制作用，撬动社会资本，大力推行环保PPP与第三方治理模式，探索如水基金、生态补偿等创新项目筹资机制。大力发展绿色金融，提高环保项目融资能力。将广泛的行业纳入绿色金融支持对象中，例如为流域管理提供管理工具包和网络平台的科技公司，积极向绿色低碳转型的能源及相关行业等等。通过推进绿色金融产品和服务创新，鼓励各行各业积极参与黄河保护行动中，减轻环保项目的资金负担与压力，提高环保项目的经济性。健全黄河流域生态环境标准体系，以此为重点管理方法之一，对黄河流域多项指标进行监控并评估。黄河流域需要统一、明确、可操作性强的水生生物监测，也需要生态流量实施、自然岸线保有率、物种保护、自然资源科学合理开发和利用等相关标准和规范，以此标准体系作为基础来囊括水系统、生态系统、粮食系统和能源系统中需要重点管控的对象，全方位统筹各系统发展的方向。同时，构建流域智慧管理技术体系。运用物联网、遥感和无人机等技术和工具，提升水文气象和自然灾害的动态监测能力，实现生态环境监测网络全覆盖。黄河流域生态环境调查、监测、水文、水利工程、水土保持、自然灾害等资料信息分属不同部门，虽然签订了数据共享协议，但在某些数据共享的具体操作层面还不够通畅，需要保障黄河流域水生态环境监测信息集成共享应用。因此，需要搭建黄河生态环境监测信息统一集中展示、调度指挥与决策支持的平台，从而进行数据综合分析和深度挖掘应用。整合共享平台鼓励多方参与保障政策实施在欧盟地平线2020（Horizon2020)研究和创新框架计划的支持下，欧盟制定了地中海地区的研究和创新伙伴关系计划（PartnershipforResearchandInnovationintheMediteranArea,PRIMA)。PRIMA基于水-能源-粮食-生态系统（WEFE）的纽带关系，通过提供农业、粮食和水系统的创新解决方案，来应对在气候风险的威胁下地中海地区水资源、农业和粮食安全方面的各种挑战，并推动该地区自然资源可持续高效利用，保障地区协同安全，提升其社会发展的包容性、健康和繁荣，促进其经济增长和稳定。PRIMA的具体目标包括：1.推动相关的国家研究和创新计划进入实施阶段。2.通过建立知识分享平台，集合财政资源，鼓励所有公共和私营部门的利益相关方参与到实施中来。3.加强研究和创新的筹资能力，以及所有参与方包括中小企业、学术界、非政府组织和地方研究中心的执行能力。在PRIMA计划的支持下，地中海地区创建了协同自然生态系统社会解决方案平台（NexusNatureEcosystemSocietySolution,NEXUS-NESS)和实践社区(CommunityofPractice）等平台机制，以此来加强纽带管理政策的落地和实施。协同自然生态系统社会解决方案平台旨在与利益相关者一起开展水-能-粮-生态系统资产计划，推动自然资源的公平和可持续分配，保障协同安全。NEXUS-NESS旨在将自然资源管理的数据库和数字模型（WATNEEDS和FREEWAT）推广应用到业务领域。该项目采用自下而上的方法，在意大利、西班牙、埃及和突尼斯的四个地区建立Nexus生态系统实验室(NexusEcosystemLabs)试点，以促进生态系统管理模式的创新。科研部门、工业部门、公共管理部门和公众可以通过多利益相关方合作平台广泛参与该项目，推动各利益相关方实现良性和持续的协同合作，为技术和文化的变革创造坚实的基础。研发人员还将测试和解决纽带关系相关技术和非技术方面的障碍，并向利益相关方和公众展示资源管理的技术、行为及文化方式。为了促进政策的落实和创新技术的应用，PRIMA建立了地中海水-能源-粮食-生态系统纽带关系管理的实践社区(CommunityofPractice）。实践社区的目标是为填补理论到实践应用的差距提供解决方案，主要方式包括采纳社区成员的观点、鼓励社区参与、促进在社区层面落实以及优化纽带关系协同管理的方案，并且还会围绕具体的试点展示和分享地区的经验，从而在基层推进自然资源可持续高效利用的实施。科学家、政策制定者将和各利益相关者一起工作，以确保创新的纽带关系解决方案能够被广泛地应用，并反馈到未来的决策过程中。实践社区是由PRIMA领导的欧盟委员会研究和创新总局、欧盟委员会联合研究中心和UfM秘书处组成的NexusCoP核心小组(NCoPCoreGroup)来进行指导。图46：协同自然生态系统社会解决方案平台机制概括专栏来源：Prima484951莱茵河上游跨领域、跨部门、跨区域政策制定及实施助力多目标协同山西柳林：突破技术壁垒迎甲烷治理投资新机遇莱茵河上游地跨德国和法国，流域沿岸地区人口密集、工业化程度高，河流两岸联系密切，合作紧密。莱茵河上游地区能源转型及其相关的能源结构的转变，会导致水、能源、粮食、生态系统中以土地资源为代表的自然资源之间出现矛盾：能源转型政策鼓励大力发展光伏，会影响土地的使用和粮食生产，且现有立法框架忽视了最小化光伏对生物多样性和生态系统的影响，使得能源、粮食、生态要素间产生矛盾。同时，生物质能的发展会对水和土地资源产生影响，且不在现有立法框架的考虑范围内，因此水、能源和粮食间存在竞争关系。当地水电、核电、热电对水仍有大量需求，在气候变化的背景下，由于未来水的可及性与能源安全存在很多不确定性，水、能源仍存在制约关系。因此，未来短期内的政策规划的建议包括：减少对莱茵河上游地区水力发电的依赖，由此减少全球变暖给水力发电带来的更多不确定性，并提升能源效率，降低能源及能源用水消耗，从而提高能源行业及水资源系统的气候韧性，避免水、能源产生竞争关系；识别并优先实行具有多重效益的措施，如采取基于自然的解决方案等措施，协调WEFE中各要素间的关系；制定相关法律措施来优化莱茵河上游地区光伏的发展，优先考虑多重土地利用方式，例如发展结合光伏和农业的项目，并把生态要素纳入考虑范畴，实现能源、粮食和生态协同发展；为能源作物的种植设置红线，减少对水和土地资源的压力，实现WEFE整体协同发展；分类收集家庭有机垃圾，回收利用甲烷，协调能源与生态间的关系；提高莱茵河上游地区水肥资源利用效率，提升上游源区及重要水源补给地的水源涵养能力，提升农业灌溉的效率，防治农业面源污染，由此来平衡水、粮食和生态间的关系。在政策制定和落实层面，建议将系统性思维与跨领域合作的理念放入教育体系；从政策研究、制定到落实的不同阶段，都为促进跨领域跨部门合作而建立新的机制；建立评估和执行的方法和流程，确保项目在核准前已经全面评估对其他部门的影响；进一步加强政策制定者和科研工作者之间的对话，促进以科学为基础的政策制定和评估；在科学研究过程中，增加跟利益相关方的互动。在跨区域合作层面，法国和德国在莱茵河上游已经有相关基础设施建设的情况下，进一步加强在能源政策方面的合作，包括能源行业的公共部门和私营部门38。莱茵河的案例使跨领域、跨部门、跨区域的政策制定和实施成为在跨界流域水、能源、粮食、生态系统协同共治的助推器。黄河流经的九省区域也可借鉴多方参与的方式，促进政策制定并实现多目标协同共治。山西省作为煤炭大省，其煤炭产业带来的环境污染和瓦斯安全隐患等问题，始终是该地区经济转型面临的挑战。据山西省统计局的数据显示，省内埋深2000米以浅的煤层气地质资源量约8.31万亿立方米，占全国煤层气资源量的近1/3。如果能充分利用这部分资源，既有助于山西实现减排目标，又能推动山西能源结构的低碳化转型，实现气候与经济的双重收益。然而，煤炭行业泄漏出的甲烷浓度低、波动大，回收利用的技术难度大、成本高，这些因素使得煤矿甲烷减排在技术与经济方面遭受着巨大的挑战。山西航天国泰的技术团队自主研发出超低浓度瓦斯，它有着氧化安全、稳定、高效、清洁的治理及利用技术：以超低浓度瓦斯作为原料，在装置中经过智能混配后，再经过蓄热氧化装置氧化产生高温烟气，能产生安全、稳定、高效和清洁的热能，为煤矿提供足够且稳定的制冷、供热和供电能力。位于柳林县的金家庄煤业的供热项目利用上述技术改进供暖，将金家庄煤矿的燃煤锅炉全部拆除，冬季取暖完全由低浓度瓦斯来替代，每年节约标准煤3万多吨，实现了氮氧化物和硫化物零排放，年实现碳减排量28万吨。这既减少了甲烷的对空排放，也满足了煤矿清洁供暖的需求，成为超低浓度排空瓦斯供暖的一次具有示范意义的有益尝试。很多大型产业资本看重绿色低碳投资领域，甲烷的治理和综合利用符合产业资本投资方向，项目投资便水到渠成地被吸引加入，也成功解决了项目前期因投入资金量大而面临的资金短缺难题。依托于金家庄煤业供热项目的成功运行经验，山西航天国泰迎来了更加广阔的合作空间，它先后与山西省内的余吾煤业、兴无煤矿等7个试点达成了合作，试点煤矿均非常认可其技术及运行效果。目前，各类甲烷减排技术正受到越来越多的资金青睐，甲烷的减排行动不止停留在减缓气候变暖的目的之上，而是逐步从科学共识走向经济共识。在各利益相关方的关注和支持下，国内甲烷的减排投资机遇和范围也将不断扩大，甲烷减排领域可能成为一个潜力巨大的新兴市场。505.2加强纽带关系协同管理的重要政策建议协同水资源节约集约利用和污染防治，加快低碳转型针对仍在运行中的煤炭基地，应通过约束煤炭生产消费用水份额和限制水污染排放来倒逼山西、陕西、内蒙古等重要煤炭基地加快推进煤炭清洁高效利用，发挥污染防治和碳排放治理的协同增效作用，并通过严格的“以水定产”制度来促进现存的煤炭产业积极转型，同时提高对新增煤炭项目的审批约束。鼓励水资源相对友好型的可再生能源产业的发展来逐渐替代化石能源，并且积极响应节水号召，有效限制传统能源无序开发，盲目用水。新建电厂优先利用非常规水。大力发展可再生能源节水技术，使能源系统整体向能源用水节约、高效、清洁利用进步。统筹考虑黄河流域水资源刚性约束、能源转型和双碳目标，引导各行各业采用先进的节能、节水的清洁生产工艺和技术，实行水效和能效双控机制。针对农业方面，节水灌溉技术的推广、土壤墒情监测、灌溉预报等节水管理措施，以及发展旱作农业等都将减轻农业的水资源压力。黄河流域农业面源污染突出，建议从化肥农药减量增效、畜禽养殖废弃物资源化利用、农膜回收利用等方面加强黄河流域面源污染防治。推动高耗水企业向工业园区集中，推广串联式循环用水布局，加强工业用水全过程的管理，充分发掘非常规水源如工业废水的循坏利用来达成水资源的节约集约利用；以城镇供水管网改造和节水器具推广为重点，大力推进城镇节水降损。在深化水污染治理和推进非常规水源利用的过程中，关注水处理行业的低碳转型，坚持源头减碳，协同治理污水处理中的二氧化碳和非二氧化碳排放，加强污水和污泥的资源化利用。在耦合能源和资源循环利用的理念指导下，加大低能耗和低碳足迹的水处理技术的研发力度，不仅在水处理过程中实现污染物削减，也让其成为资源和能源的回收过程。加快推动城镇生活污水资源化利用，以现有污水处理厂为基础，因地制宜规划布局再生水利用基础设施，拓展污水资源化利用范围和途径。推进污水处理厂节能降耗，优化工艺流程，提高处理效率。鼓励污水处理厂采用高效水力输送、混合搅拌和鼓风曝气装置等高效低能耗设备。推广污水处理厂污泥沼气热电联产及水源热泵等热能利用技术，开展城镇污水处理和资源化利用碳排放测算，优化污水处理设施能耗和碳排放管理。通过“以水定产”和“水污染防治”推动能源系统的节水与清洁转型。推进农业与工业园区循环经济和清洁生产，促进资源高效利用和低碳转型的协同发展。重视水资源利用和水污染治理过程的节能减排。专栏5253关注生态保护和修复，促进能源转型和能源行业的高质量发展黄河干流高度人工化（水电站），水生态系统完整性及河流岸线生态系统受损。因此，本报告建议在考虑流域整体性和系统系的基础上，运用基于自然的解决方案，实施重要生态系统保护和修复重大工程，强化缓和流域生态屏障功能。以提升生态系统的质量、维持生态系统健康和实现人与自然和谐共处为目标，协调好自然生态系统修复（林地、草地、湿地、沙漠等）、生物多样性保护、荒漠化治理和增加碳汇等多项任务之间的关系。开展科学、有序、合理的绿化工程和生态修复工程，从服务于单一目标转到实现多目标协同地综合治理，避免出现“单纯种植”的现象。黄河流域矿产资源分布与生态脆弱度高度重合，而集中的矿产资源空间配置使中上游地区煤化工行业集中分布，呈现污染集中、风险集中的特点。通过修复废弃矿井的已受损土壤及水体，可以恢复生物多样性，有效提升黄河流域陆地生态系统的碳汇能力，这将有利于提升自然生态系统适应气候变化的能力，为能源乃至社会经济的发展留出足够的排放空间。此外，一个良好的生态系统也会为能源需求提供必要的土地、原料（如生物质能）和矿产资源。因此，我们要认清生态系统现状，因地制宜地科学开采和利用能源及矿产资源。在可再生能源发展方面，黄河流域可再生能源开发足迹大，多涉及未开发用地，甚至生态敏感区。对于占地面积较大的可再生能源项目，应该全面识别项目的生态环境影响（包括土壤退化、生物多样性、微气候、水循环等），最小化可再生能源的开发足迹，评估可再生能源全生命周期的环境影响，充分发挥规划环评参与综合决策的指导作用，建立规划环评与项目环评的联动机制，从源头上减轻潜在环境风险。通过合理规划来发挥可再生能源开发和生态保护的协同作用，让可再生能源不仅是“清洁”能源，也是“绿色”能源。同时，因可再生能源基地的建设引起的产业区域性转移，需要科学分析和评估给西部地区带来的环境风险，避免能源产业对当地生态系统造成不可逆转的破坏。从流域整体性和系统性角度出发，运用基于自然的解决方案，加强生态安全和气候减缓与适应等多目标的协同。着重在流域中上游加大尾矿综合利用率及推进废弃矿井的生态修复。合理规划可再生能源开发，发挥与生态保护和修复的协同作用。通过流域国土空间规划加强水-能-粮-生态纽带关系的统筹管理目前，黄河流域的主要问题体现在流域水资源分布不均，上、中、下游用水效率差异较大。另外，矿产资源主要分布于生态脆弱区，资源开发导致区域环境风险集中。针对上述情况，应进一步坚持“山水林田湖草沙”综合治理，做到上下游、干支流、左右岸的统筹谋划，共同抓好全流域的大保护，协同推进大治理。与此同时，也要意识到上、中、下游在能源气候、土地类型、空间布局、产业发展等方面上的差异，因地制宜，找到发展重点，积极探索富有地域特色的高质量发展的新路子，通过点面结合，高效推动水-能-粮-生态系统协同发展大局的实现。黄河流域存在部分规划空间内容重叠，统筹协调不足，规划职责交叉，制约空间利用质量和效率等问题。基于以上问题，各部门应衔接土地性质的核定，进一步消除各主管部门对地类认定的差异。例如，对于新能源光伏产业用地与居住用地存在土地利用类型重叠的情况，要探索统一建立。其次是完善规划前数据基础和数据协同共享、中、后期管理和对接，确保规划的编制、实施、维护，做到项目前深入调研规划，项目中严格实施落实，项目后及时有效维护管理。对于黄河流域而言，城乡建设用地不断扩张。其中，针对地方在为光伏项目提供用地时缺乏可遵循的依据而导致项目在用地上存在盲目性，以及存在宽打宽用、浪费土地的问题，需要加强光伏产业对沙漠、荒漠、戈壁和原有房屋与建筑物的利用率，最大程度上使用对其他行业影响少的土地利用类型和空置空间，避免低效用地。减少风电产业“以大代小”的用地审批，通过技术创新，控制风电场规模。对于新能源产业不得不占用耕地的情况，应制定相关政策进一步控制耕地占用，如增收耕地占用税、实行占补平衡等，要使得黄河流域新能源产业在低碳转型的同时，不断优化规划的方案，最终实现全域资源的合理配置。黄河流域国土空间规划的重点在于统筹安排各类空间与产业，严格落实“三线一单”，加强生态环境保护和空间管制，提升国土空间利用效率，促进全流域高质量发展。注重黄河流域国土空间规划的系统性、整体性、协同性、一致性，保证上下层规划的协调，加强各部门之间的衔接与地方规划方案的落实。在新能源产业用地与其他土地利用的用地矛盾上，要加强对未利用地和闲置屋顶等复合空间的使用。55参考文献1.最新研究显示：中国陆地生态系统固碳能力被低估[Z].人民网，2020-10-30.2.彭俊杰.黄河流域“水-能源-粮食”纽带系统的生成机制、价值体现与路径重塑[J].当代经济管理,2021,43(08):76-81.3.陈耀,张可云,陈晓东等.黄河流域生态保护和高质量发展[J].区域经济评论,2020,43(01):8-22.4.陈磊,王义民,畅建霞,等.黄河流域季节降水变化特征分析[J].人民黄河,2016(9):8-12,16.5.生态环境部黄河流域生态环境监督管理局.聚焦国家“十四五”规划目标，提升黄河流域水生态系统生物多样性.6.张宁宁.基于荷载均衡的黄河流域水资源承载力评价[D];西北农林科技大学;2019.7.中华人民共和国水利部.南水北调工程总体简介.8.孙才志,靳春玉,郝帅.黄河流域水资源-能源-粮食纽带关系研究[J].人民黄河,2020,42(09):101-106.9.彭俊杰.黄河流域“水－能源－粮食”相互作用关系及其优化路径[J].中州学刊,2021（08）.10.马诗萍，张文忠.黄河流域电力产业时空发展格局及绿色化发展路径「J」.中国科学院院刊,2020(01).11.刘争胜杨立彬.基于粮食安全的黄河流域可新增耕地资源分析[J].中国农村水利水电,2015(12):75-77.12.赵银亮,宋华力,毛艳艳.黄河流域粮食安全及水资源保障对策研究[J].人民黄河,2011,33(11).13.国务院.国务院关于建立粮食生产功能区和重要农产品生产保护区的指导意见.14.邓小云.整体主义视域下黄河流域生态环境风险及其应对[J].东岳论丛,2020,41(10):150-155.15.武占云.生态文明视角下黄河流域土地利用效率提升路径[Z].中国发展观察16.张佰发，苗长虹.黄河流域土地利用时空格局演变及驱动力[J].资源科学,2020,42(3):460-473.17.Water:CoordinatingtheUN'sworkonwaterandsanitation.UN.(n.d.).RetrievedMarch10,2023,fromhttps://www.unwater.org/18.InternationalEnergyAgency(IEA).Energy.gov.(n.d.).RetrievedMarch10,2023,fromhttps://www.energy.gov/ia/international-energy-agency-iea19.Worldenergytrilemmaindex:2021.WorldEnergyCouncil.(n.d.).RetrievedMarch10,2023,fromhttps://www.worldenergy.org/publications/entry/world-energy-trilemma-index-202120.Energysecurityriskindex.GlobalEnergyInstitute.(n.d.).RetrievedMarch10,2023,fromhttps://www.globalenergyinstitute.org/energy-security-risk-index21.叶鑫,邹长新,刘国华,林乃峰,徐梦佳.生态安全格局研究的主要内容与进展[J].生态学报,2018,38(10):3382-3392.22.傅伯杰,周国逸，白永飞,宋长春,刘纪远等.中国主要陆地生态系统服务功能与生态安全[J].地球科学进展，2009,24(6):571-576.23.高吉喜.探索我国生态保护红线划定与监管[J].生物多样性,2015,23(6):705-707.24.生态环境部.区域生态质量评价办法（试行）.25.DominicStead(2012)BestPracticesandPolicyTransferinSpatialPlanning,PlanningPractice&Research,27:1,103-116,DOI:10.1080/02697459.2011.64408426.许乙青,喻丁一,冉静.基于流域协同的国土空间雨洪安全格局构建方法[J].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