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项目简介

 本课题是国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目“气候变化对澜沧江—湄公河流域水-粮-能耦合系统的影响机制研究”的重要组成部分。气候变化背景下的水、粮食和能源安全问题是当前全球可持续发展面临的核心挑战之一,也是联合国环境规划署(UNEP)及澜湄流域国家高度关注的重点科学与政策议题。澜沧江—湄公河流域横跨中国及东南亚多国,是“一带一路”倡议和澜湄合作机制的重要空间载体,其水资源变化直接关系区域粮食安全、清洁能源供给与社会经济可持续发展。系统、深入地认识气候变化作用下澜湄流域水-粮-能耦合系统的演变规律及其驱动机制,对于支撑流域综合治理、推动绿色发展和服务区域合作具有重要科学意义和现实价值。

澜湄流域气候变化的精细模拟及其对水资源、农业生产和水力发电的影响研究,是揭示水-粮-能系统耦合机理和演变过程的基础;在气候变化与社会经济发展双重驱动下,水-粮-能系统内部要素的相互作用与反馈,是水资源配置、粮食生产结构调整和能源开发利用协同调控的集中体现,也是制定科学合理的区域资源管理和可持续发展政策的重要依据。气候变化影响分析与耦合系统动力学建模相互支撑、彼此依托,共同构成对澜湄流域水-粮-能安全问题系统认知的科学基础。

本课题在前期相关研究基础上,综合区域气候模拟、水文模型、作物模型与系统动力学方法,围绕澜湄流域水资源演变、农业种植结构调整和水力发电变化等关键问题,深入剖析水-粮-能耦合系统对气候变化的响应机理与演变规律,在项目整体框架中具有不可替代的重要地位。研究成果将为构建流域尺度水-粮-能耦合定量模拟模型和决策支持工具提供关键科学支撑,并可直接服务于联合国可持续发展目标(SDGs)和UNEP中期战略实施,对推动澜湄流域乃至东南亚区域的绿色发展与资源安全具有重要应用价值。因此十分有必要开展本课题的研究工作。


2024年围绕澜沧江—湄公河流域气候变化与水资源演变特征,系统开展区域气候与水资源变化的历史演变规律分析,揭示气温、降水及径流变化的时空特征及其相互关系;在此基础上,梳理澜湄流域水电开发的历史过程与空间分布特征,分析水电工程建设及运行变化趋势;结合多源遥感影像资料,开展澜湄流域粮食作物分布、种植结构以及水电工程的遥感解译工作,获取高精度空间数据,为后续水-粮-能耦合分析和模型构建奠定数据基础。

2025年重点开展澜湄流域农业干旱演变规律研究,系统分析不同时间尺度和空间尺度下农业干旱的发生频率、强度及其变化趋势;结合气候变化情景,模拟和评估未来气候变化条件下流域水资源与农业干旱的演变过程及不确定性;在此基础上,深入分析水电开发对流域作物种植结构的影响机制,阐明水资源调控、水电运行与农业用水配置之间的相互作用关系。

2026年围绕水-粮-能系统整体认知,重点推进澜湄流域水-粮-能耦合三元系统的模型构建工作,建立能够刻画水资源、粮食生产与能源开发相互作用的耦合模型框架;在模型基础上,开展气候变化驱动下流域水-粮-能耦合系统的动力学表达研究,揭示气候要素变化对耦合系统运行状态的影响;同时,进一步分析农业结构调整与能源结构变化对澜湄流域水-粮-能耦合系统动力学特征的驱动作用,完善模型对自然与人文因素的综合表征能力。

2027年基于构建的水-粮-能耦合模型,开展未来干旱情景下澜湄流域水-粮-能耦合系统演变预测,分析干旱增强背景下水资源配置、粮食生产和能源供给的变化特征;结合能源结构变化情景,系统评估不同能源发展路径下澜湄流域水-粮-能耦合系统的响应过程;在此基础上,定量解析澜湄流域水-粮-能耦合变化的主要驱动因子,揭示不同驱动因素之间的贡献程度及权衡机理。

2028年在前期研究成果的基础上,综合评估气候变化对澜湄流域水-粮-能耦合系统各要素的影响,形成系统性的评估报告;进一步提出保障流域水资源安全、粮食安全和能源安全的系统解决方案;对项目研究成果进行系统整理和集成,形成规范的技术成果和研究报告;完成项目总结与验收工作,全面展示项目研究成效。


参与单位