水-能-粮（Water-Energy-Food, WEF）纽带关系评估是全球农业可持续发展的重要组成部分。巴基斯坦作为全球水资源最紧张的国家之一，其农业系统面临着严峻的资源利用挑战。该国对WEF纽带关系评估的研究仍在发展初期，目前尚缺乏能够捕捉长期相互作用或预测未来资源动态的先进模型。 

在国家自然科学基金“气候变化背景下中巴经济走廊水-能-粮系统安全性评价与适应性机制研究”项目和科技部“外国青年人才计划”资助下，中国科学院新疆生态与地理研究所陈亚宁研究员团队对此开展了系统性研究，基于先进的计量经济学模型，分析了巴基斯坦长达30年的农业、水文和能源数据，并对未来趋势进行了预测。研究结果表明，巴基斯坦农业消耗了全国近90%的淡水资源，但小麦单产仅为全球平均水平的一半。这种低效利用主要源于不断增长的投入需求与日益减少的资源供给之间的持续失衡。并且，预测在2031年前若要实现15.1%粮食产能提升，就需要将农药使用量增加82.25%，化肥施用量增加19%，并持续扩大5.42%的耕地面积。与此同时，农业可用水资源预计将减少4.22%，能源可用性将下降6.15%。由此也反映了从传统高投入农业模式向WEF协同管理新范式转型的紧迫性。基于研究结果，团队提出了系列政策建议：推广可节水15-20%的滴灌系统；发展太阳能灌溉以缓解能源约束；实施可降低化学品依赖度达40%的病虫害综合治理；推进体制机制改革以加强跨部门协同，优化现有资源配置，将资源使用效率、可再生能源应用、农业化学品均衡使用和跨部门制度协调有机结合，实现可持续的农业生产率提升。

该研究构建的WEF协同框架不仅为巴基斯坦，也为南亚、非洲和中东等其他缺水地区提供了可复制的范式。研究者特别指出，该框架与联合国“零饥饿”“清洁饮水和卫生设施”及“气候行动”等可持续发展目标高度契合，为全球可持续发展路径提供了科学支撑。研究成果以“Optimizing the water-energy-food Nexus for sustainable agriculture in Pakistan: A systems analysis with global implications”为题发表于《Agricultural Systems》期刊。中国科学院新疆生态与地理研究所特别研究助理Hassan Iqbal为论文第一作者，陈亚宁研究员为通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.agsy.2025.104572 

图1：农业系统中的水-能源-粮食纽带关系：巴基斯坦案例研究