区域水-土-能-碳耦合关系探索研究

前文主要对两个（或三个）要素之间的耦合关系研究进行了总结。近年来，国内外也逐渐从生态系统服务功能、粮食安全和气候变化等角度开展了区域“水—土—能—碳”耦合关系的探索研究。例如：Fang等[79]综合分析了生态足迹、能源足迹、碳足迹和水足迹的联系和区别，并提出了足迹“家族”集成研究的设想；Watanabe等[5]基于能值分析方法对土地利用变化对巴西热带稀树草原区碳水生态系统服务的影响进行了分析，结果发现，由于人类活动的扰动，传统耕作方式下的碳水生态系统服务功能是最低的；Ringler等[6]从提高资源利用效率的视角提出了“水—能—土—食物”（WELF）交叉研究的思路；美国能源局[4]开展了“水—土—能”系统与气候变化的关系研究，认为“水—土—能”系统耦合研究能够更深入地了解气候变化的机制，并以美国为例分析了水土能系统在气候减缓和适应中的作用；Felzer等[80]基于区域角度，开展了美国宾夕法尼亚州碳、氮、水循环及其对气候和土地利用变化的响应研究；Ababaei等[81]开展了适应气候变化的水土资源策略评价规划支持系统的开发与应用研究。另外，“水—土—能—碳”耦合也有微观层面的研究，如Rajan等[82]采用涡度相关法，以美国西南部棉花种植区为例，对生物燃料引起的土地利用变化对水、能、碳和温室气体平衡的影响进行了研究，并认为灌溉条件和蒸散作用是造成不同作物能源通量和碳吸收差异的主要因素。

从前期研究可见，近年来国内外在区域不同要素耦合作用方面出现了大量的案例研究（表1），这说明地表要素之间的耦合作用机制以及人类活动的影响及反馈受到了科学界的更多关注。但总体而言，对于“水—土—能—碳”耦合研究仍处于探索阶段，特别是对于系统耦合作用机制和规律的研究还需要进一步深化。

表1　区域“水—土—能—碳”耦合的典型案例研究(www.xing528.com)

续表