区域“水—土—碳”耦合效应与生态安全河南省创新型科技团队于2017年获批，本团队以国家自然科学基金、教育部人文社科项目、河南省自然科学基金等为依托，以区域水土资源开发、能源利用与碳排放等的交互作用为研究对象，采用空—天—地一体化技术手段，通过多要素耦合的格局、过程和机制研究，从不同空间尺度揭示区域水-土-能-碳多要的耦合关系，为区域资源优化配置、合理利用与碳减排提供理论基础和实践指导。主要研究领域包括：（1）区域水—土—能—碳耦合研究框架。首次建立了区域水—土—能—碳多要素耦合研究的理论框架，分析了要素间耦合机制、内在关系机理、主要研究视角和影响因素；（2）农业水—土—能—碳关联研究。从水土资源开发、能源与物资投入和碳排放的内在关系机理入手，建立了农业“水—土—能—碳”关联的研究框架，并从“样点—乡镇—县域—省域”等不同空间尺度开展了实证研究。（3）城市水系统水—能—碳关联研究。以郑州市为例，对城市水系统运行不同环节（取水、给水、用水、排水及污水处理等不同子系统）的碳排放进行了核算分析，阐明了不同子系统水—能—碳关联特征，探讨了不同水能节约情景下2040年水系统碳减排潜力。（4）基于土地利用的区域水—能—碳关联研究。基于多源数据分析了郑州市不同土地利用类型的水—能—碳组合格局、匹配特征和关联关系，揭示了土地利用变化对水—能—碳耦合系统的影响，并结合未来不同城市化情景采用系统动力学模型对水—能—碳耦合系统进行了模拟预测。（5）校园用地单元的水—能—碳关联研究。为揭示微观地域单元的水—能—碳格局及关联状况，以华北水利水电大学为例，建立了校园尺度水—能—碳关联的研究框架，在校园问卷调查和部门走访的基础上，分析了校园水能消费和碳收支的空间格局，揭示了校园用地单元的水—能—碳关联关系和流通特征，并探讨了校园节水、节能和碳减排潜力。
团队从不同视角、不同尺度揭示了区域“水—土—能—碳”多要素的耦合关系及其生态环境效应，进一步深化了区域资源环境与碳排放的研究领域，有助于阐明区域“自然—社会—经济”系统的运行状态和效率，为区域系统资源耦合及其生态效应研究提供新的视角。本团队在《Land Use Policy》《Journal of Cleaner Production》《Carbon Balance and Management》《Energy Policy》《Ecological Indicators》《Science of The Total Environment》《地理学报》《中国农业科学》《自然资源学报》等TOP期刊发表论文40余篇，其中被SCI收录20余篇，获得河南省高校哲学社会科学优秀成果奖一等奖、河南省第四届自然科学学术著作一等奖等奖励3项，出版专著1部。
图1 区域 “水—土—能—碳”耦合作用机制（赵荣钦等，2016）
图2 本团队开展的水—土—能—碳耦合研究的相关案例
