区域水-能-碳耦合研究进展

近年来，“能源”要素被引入“水—碳”耦合研究[22]中，特别是增加了对水资源开发利用过程中能源消费碳排放的关注。主要包括三个方面：

（1）基于能源消费的区域水系统的碳排放研究。从“水—能—碳”耦合的角度，国内外学者开展了国家[23]和城市尺度[1，24]水系统碳排放的核算研究。结果发现，从水的抽取、运输、使用到废水处理等各个环节都会产生碳排放。其中，居民使用、废水处理环节的碳排放较多。另外，“水—能—碳”耦合也被应用于区域水资源合理配置[25]及碳水资源规划管理[26]的实践中，并尝试开展了生态系统服务功能评价及低碳水资源优化配置方案的应用研究。

（2）典型行业（或部门）水资源开发利用的碳排放研究。比如，国内外学者基于动力消耗、灌溉等过程的能源消耗，对中国不同省区[27]、甘肃省民勤县[28]等地区农业水资源开发利用过程的碳排放进行了核算，进而探讨了水资源开发利用对环境的影响及适应气候变化的对策。研究发现，农业温室气体排放占中国碳排放总量的17%～20%[27]，其中地下水的温室气体排放占农业水资源碳排放的65%～88%[28]。部分学者也开展了对制造业水、能、碳足迹的生态效率[29]及水修复过程的碳足迹[30]的研究。结果发现，由于水、能源、资源投入和碳排放强度的不同，不同行业的生态效率具有较大的差异[29]；发电是各类水生产过程中温室气体排放的主要来源[30]。(www.xing528.com)

（3）农作物水、碳、能通量的耦合研究。与自然植被不同，农业生产需要大量的人工辅助能的投入，这为研究自然和社会交叉的“水—能—碳”的耦合关系提供了重要条件。Kothavala等[31]以加拿大土地表层计划（Canadian Land Surface Scheme，CLASS）为依托对普通作物的能源、水蒸气和碳通量进行了模拟；Zhang等[32]对华北平原灌溉梨园的水能碳通量进行了综合研究，结果发现，农作物碳通量强度在很大程度上受水能通量的影响。这在微观尺度上为农业生产过程中水、能、碳效率研究提供了重要的方法参考。