作為20世紀最嚴重的生態災難之一，咸海萎縮在中亞腹地留下了深刻的“地球傷疤”。流域上游需發電、下游需灌溉、湖泊需生態保護，水資源博弈長期存在且日益尖銳。

針對這一問題，中國科學院新疆生態與地理研究所段偉利研究員團隊，提出基于水–糧食–能源–環境紐帶的水資源協同優化策略。研究創新性地將傳統水庫與季節性抽水蓄能系統結合，實現跨境水資源在糧食安全、生態水位與清潔水電之間的動態平衡。

研究結果顯示，該方案在兩種社會經濟共享路徑及三種來水情景下均表現出較高的水資源分配公平性；在不同社會經濟路徑及來水情景下，咸海流域農業用水量為71.71–80.53×10⁹m³。為保障咸海生態流量，作物種植結構與面積需適度調整，在SSP2-4.5情景下減少14.37%–21.05%，在SSP5-8.5情景下減少16.16%–23.93%。農業用水效率的提高及其種植面積的下降是未來可持續發展的關鍵因素。引入季節性抽水蓄能系統后，上游可控水資源量達到42.91–58.47×10⁹m³，其中季節性抽水蓄能水庫供水量占35%–44%。不同情景下，水電生產在上下水庫及季節性抽水蓄能水庫的調節下保持相對穩定。

進一步分析顯示，水資源分配公平性與系統效益之間存在權衡，尤其在高排放、低來水情景下明顯；系統效益與溫室氣體排放呈正相關。在咸海流域，水–糧食–能源–環境系統高度關聯，水資源管理必須綜合考慮各子系統之間的關系。推進區域政策協調和跨國合作尤為重要，通過信息共享、技術支持及共同治理提升系統適應力，并構建應對氣候變化和市場波動的韌性策略，從而有效應對復雜多變的環境與資源挑戰。

該研究成果以“A Transboundary Water Allocation Strategy for the Aral Sea Basin: Integrating the Water–Food–Energy–Environment Nexus”為題，作為封面論文發表于《The Innovation》。研究得到中國科學院國際合作項目等支持，研究成果為中亞典型跨境流域水資源管理提供了可操作的科學參考。

圖1：圖形摘要

圖2：不同社會經濟與來水情景下的咸海流域主要農作物配水量

圖3：季節性抽水蓄能水庫的空間分布及其被選概率（A–F），以及水電配水量（G和H）與常規水庫和季節性抽水蓄能水庫的占比（I–L）