2026年4月2日，地理科学学部人地系统耦合研究团队在《Nature Sustainability》发表题为“The dual impact of trade on the water–energy–food nexus globally”的论文，揭示了国际贸易对全球水-能源-粮食纽带关系的影响机制。
水、能源与粮食（Water-energy-food, WEF）是人类赖以生存与实现可持续发展目标（SDGs）的重要要素。伴随全球化深入发展，国际贸易已成为驱动跨界资源流动的关键力量，不仅影响本地资源配置，也深刻改变着全球范围内的资源交互格局。传统研究多聚焦局地尺度的水、能源与粮食问题，难以揭示国际贸易对水-能源-粮食纽带关系（WEF nexus）产生的跨界影响。为此，本研究旨在探索贸易如何改变不同国家水-能源-粮食耦合关系，即贸易是促进了资源间的协同发展，还是加剧了资源间的权衡与冲突。本研究旨在为理解国际贸易如何重塑全球资源关联格局提供科学依据。
本研究聚焦于三个核心科学问题：（1）国际贸易在多大程度上改变了水-能源-粮食纽带关系？（2）由贸易驱动的纽带变化在国家间和区域间存在何种差异？（3）哪些内部结构要素与外部因子驱动了贸易导致的水-能源-粮食变化？对此，本研究融合了经济建模、网络分析与机器学习等多维度方法，围绕SDGs 2，6，7指标，利用多区域投入产出模型与全球贸易数据，定量追踪水、能源与粮食资源的跨境流动；通过构建实际贸易与反事实无贸易情景下的水-能源-粮食网络，对比分析贸易对资源协同效应与权衡效应的重塑作用；在元耦合框架下，从内部耦合、邻近耦合与远程耦合三方面，解析纽带关系的空间关联格局与动态变化；结合网络模块分析与随机森林回归方法，识别驱动水-能源-粮食纽带演变的内部结构要素与外部驱动机制。
研究发现，国际贸易总体上减少了全球水、粮食和能源的消耗量，但其影响在不同地区之间存在显著差异。在水资源方面，非洲、南亚等全球超过半数国家（55.2%）用水强度上升；而在欧洲和阿拉伯地区的全球半数国家（50.3%）水资源压力有所缓解。在能源方面，国际贸易使全球74.1%的国家一次能源使用强度上升，73.1%的国家能源消耗总量增加，中上收入和高收入国家受到的影响尤为显著。在粮食方面，国际贸易使全球53.6%的国家营养不足状况得到改善，其中改善效果具有统计显著性的国家主要集中在非洲、拉丁美洲与加勒比地区以及西亚的低收入和中等偏下收入国家（图1）。
图1. 贸易驱动的水、能源、粮食变化格局
国际贸易增强了全球水-能源-粮食纽带的协同性，但同时也在更大程度上加剧了水、能源与粮食之间的权衡关系。从不同收入群体来看，高收入国家因资源配置效率更高、市场机制更灵活，其纽带协同性有所提升；而低收入及中等偏下收入国家则面临水-能源-粮食权衡关系加剧或协同效应未能提升的局面。2000年至2017年间，贸易持续增强了高收入国家的协同性，并有效缓解了其水-能源-粮食间的竞争。相比之下，中低收入国家的协同性整体呈下降趋势（图2）。
图2. 贸易对水-能源-粮食纽带的影响分异与动态
在水-能源-粮食协同网络中，欧洲与北美构成关键枢纽，强化了跨区域的邻近耦合与远程耦合，同时也是水、能源与粮食实际贸易网络中最大的进口区域。相比之下，中亚与南亚在国际贸易影响下协同性减弱。在水-能源-粮食权衡网络中，国际贸易不仅加剧了区域内部的资源压力，也放大了跨区域的资源竞争。中亚与南亚内部耦合竞争激烈，同时也加剧了跨区域的权衡效应（图3）。
图3. 贸易影响下的水-能源-粮食跨区域耦合格局与动态
国际贸易重塑了水-能源-粮食网络结构。在协同网络中，无贸易下水-能源-粮食关联松散，形成以粮食为核心或以水-能源组合为主的相对独立模块；贸易则将水-能源-粮食紧密整合，实现同一模块内的协同。水是连接各要素协同关联的关键枢纽。在权衡网络中，贸易的影响更为显著。无贸易时，各模块相互割裂，资源竞争不显；实施的国际贸易则加剧竞争，形成以粮食为中心的权衡结构，农业扩张推高了水资源与能源的消耗压力（图4）。
图4. 贸易影响下的水-能源-粮食网络结构与动态
本研究表明，贸易虽通过区域比较优势增强了全球水-能源-粮食纽带协同性，但也加剧了不同区域与收入群体间的不平等。需关注贸易网络中的核心国家与关键资源要素的跨境传导路径，通过多边协调机制缓解资源竞争压力；应聚焦SDGs 2、6和7的联动施策，避免单目标推进带来的权衡风险；面向2030年后议程，应推动全球发展重点从单一国家或目标的孤立行动，转向基于跨境治理的多目标协同战略。
北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院直博生尹彩春为论文第一作者，北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院赵文武教授为论文通讯作者；论文合作者按序包括：中国科学院生态环境研究中心傅伯杰院士、立陶宛米科拉斯·罗梅里斯大学Paulo Pereira教授、南京大学/南非开普敦大学Michael Meadows院士、北京师范大学地理科学学部陆地表层系统科学与可持续发展研究院丁婧祎副研究员、美国密歇根州立大学刘建国院士。
该研究得到国家自然科学基金可持续发展国际合作科学计划-重点项目（W2412144）、高等学校学科创新引智计划（B23027）、中央高校基本科研业务费等项目的资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41893-026-01796-w