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示意：雨水沿集水区汇入洪泛平原的生成过程，情景强度随之起伏

Risk Academy（由 Nexus Consortium 牵头）· 系统与 Nexus 研究 · 基于 Nexus 的风险管理系

Water, energy, food and ecosystems as one system: links, trade-offs and synergies

水、能源、粮食与生态系统联系

The water-energy-food-ecosystems nexus covers the interactions between water, energy, food and ecosystems: how a choice in one sector changes risk in the others, the trade-offs and synergies between them and how policies and investments can be made coherent, applied to basins, cities and national planning.

Map water-energy-food-ecosystems nexus on a real place 打开 RAF-104
01范围

该学科涵盖的内容

其课程与 实验 讲授的子主题。

课程
筹备中
层级
开发中
实验
Exposure lab, Map lab, GeoAI lab, Network lab, Trigger lab
  • Nexus thinking and its origins
  • Water-energy links
  • Water-food links
  • Energy-food links
  • Ecosystems in the nexus
  • Trade-offs and synergies
  • Nexus governance
  • Nexus indicators
02地图

为任意地点构建孪生

Search any place or open the world; the layers and generators follow water-energy-food-ecosystems nexus on the planet map, the globe and in 3D.

金边的洞里萨湖与湄公河下游：学院孪生的平面图。地形 0 至 1,700 米；河流 2,956 公里；14 座水坝；6 座电厂，88 MW；林木覆盖占框内 37.8%；耕地占框内 39.9%；建成区占框内 0.9%；永久水体占框内 4.7%；河流流量，GloFAS（经由 Open-Meteo）：打开 3D 孪生时实时读取；植被指数，MODIS Terra NDVI 8 天：打开 3D 孪生时实时读取；地表水范围，OPERA DSWx（HLS）：洪水脉冲：打开 3D 孪生时实时读取；土地覆盖类别，MODIS IGBP（年度）：打开 3D 孪生时实时读取。依据高程网格每 250 米绘制等高线；按等级划分的已命名河流；耕地、林木覆盖、水体和建成区占比（esa worldcover 2021），以占每个单元四分之一或以上的类别表示；水坝以标记表示；电厂以标记表示。
The Tonle Sap and the Lower Mekong at Phnom Penh, Cambodia. 同一数据的平面图：湖泊和河流、水坝、按容量划分的发电厂、耕地和树木覆盖单元格，以及下方的数值。3D 孪生在能够绘制它的设备上打开，且须在其数据和代码通过检查之后；流量、植被、地表水和年度土地覆盖应请求在孪生中加载，各自附有数据日期。
  • Terrain 0 to 1,700 m
  • River 2,956 km
  • 14 dams
  • 6 power plants, 88 MW
  • Tree cover 37.8 percent of the box
  • Cropland 39.9 percent of the box
  • Built-up 0.9 percent of the box
  • Permanent water 4.7 percent of the box
  • River discharge, GloFAS via Open-Meteo: read live when the 3D twin opens
  • Vegetation index, MODIS Terra NDVI 8-day: read live when the 3D twin opens
  • Surface water extent, OPERA DSWx (HLS): the flood pulse: read live when the 3D twin opens
  • Land cover classes, MODIS IGBP (annual): read live when the 3D twin opens
Credits and dates per layer are listed under the stage. Relief in the twin is exaggerated ×1.5 for legibility.

Drag to move, right drag or Shift with a drag to turn and tilt, Ctrl with the wheel to zoom. Keyboard: arrows move, Shift with arrows turn and tilt, + and – zoom, 0 resets, V steps through the views, Escape clears.

同一数据的平面图：湖泊和河流、水坝、按容量划分的发电厂、耕地和树木覆盖单元格，以及下方的数值。3D 孪生在能够绘制它的设备上打开，且须在其数据和代码通过检查之后；流量、植被、地表水和年度土地覆盖应请求在孪生中加载，各自附有数据日期。

所示边界、名称和称谓并不意味着对任何领土的法律地位作出任何判断，亦不意味着认可或接受此类边界。国家：Natural Earth（公有领域）。

03实时地图

Water now in Mexico

Rain, flood water and root-zone soil moisture from NASA satellites and models, with long-term water stress, over Mexico.

交互式地图需要JavaScript；图层列表和来源见下文。

图层 2

水现状

关于此图层
证据
估计值
来源
GPM IMERG（NASA GES DISC）
提供方
NASA GES DISC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；近实时卫星估算
构建时的最新内容
2026-10-12
分辨率
约 2 公里网格
不确定性
近实时卫星估算。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测（云层造成缺口）
来源
VIIRS 全球洪水产品（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星探测；云层造成缺口
构建时的最新内容
2026-10-14
分辨率
约 250 米网格
不确定性
卫星探测；云层造成缺口。按提供方发布的原样提供的卫星或模型栅格数据。云层、扫描带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；这些数值是指标，不是某一地点的测量值。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
Modelled
来源
SMAP Level 4 (NASA NSIDC DAAC)
提供方
NASA NSIDC DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
daily; Model with satellite data assimilated
构建时的最新内容
2026-10-11
分辨率
约 2 公里网格
不确定性
Model with satellite data assimilated. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
Observed (clouds and night leave gaps)
来源
VIIRS NOAA-20 NDSI (NASA LANCE)
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
daily; Satellite detection; clouds and night leave gaps
构建时的最新内容
2026-10-14
分辨率
约 500 米网格
不确定性
Satellite detection; clouds and night leave gaps. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
Observed (latest month GIBS publishes)
来源
GRACE-FO JPL mascons (NASA JPL PO.DAAC)
提供方
NASA JPL PO.DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
monthly; Satellite gravimetry; latest month GIBS publishes
构建时的最新内容
2022-07-01
分辨率
约 2 公里网格
不确定性
Satellite gravimetry; latest month GIBS publishes. Satellite or model raster as the provider publishes it. Clouds, swath gaps and retrieval error leave gaps and noise; values are indicators, not measurements at a place.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测
来源
GHRSST MUR (NASA JPL PO.DAAC)
提供方
NASA JPL PO.DAAC
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
daily; Satellite analysis
构建时的最新内容
2026-10-12
分辨率
约 1 公里网格
不确定性
Gap-filled satellite analysis of sea surface temperature for the date shown; not a reef or species condition report.
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问
关于此图层
证据
观测
来源
VIIRS NOAA-20 校正反射率（NASA LANCE）
提供方
NASA LANCE
许可协议
NASA 开放数据
年份版本
每日；卫星图像
构建时的最新内容
2026-10-14
分辨率
约 250 米网格
不确定性
卫星图像。卫星或模型栅格数据，按提供方发布的原样呈现。云层、条带缺口和反演误差会造成缺口和噪声；数值是指标，而非某地的测量值。
可通过以下方式到达
gibs.earthdata.nasa.gov，仅在您允许加载实时地图后访问

最新可用

NASA GIBS / EOSDIS · ASTER GDEM (METI, NASA) · Blue Marble (NASA) · © OpenStreetMap贡献者 (ODbL) · Natural Earth

正在加载最新的NASA影像。

拖动以移动。按住 Ctrl 或 ⌘ 并滚动、双指缩放或使用按钮缩放；悬停可查看指针下的数值；重置可返回该区域。

Water now, framed on Mexico.NASA 发布的卫星和模型产品，各自标注日期。它们是指标，而非对任何地点的评估。

数据：NASA GIBS · ASTER GDEM · Blue Marble · © OpenStreetMap 贡献者 · Natural Earth · NASA EONET来源与许可

  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS). Colours redrawn from the published colour map; values averaged into H3 cells where shown (modified). NASA 开放数据
  • GPM IMERG 降水，NASA 降水处理系统；由 NASA 戈达德地球科学数据与信息服务中心（GES DISC）分发；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • VIIRS近实时产品（洪水、地表温度、积雪覆盖、校正反射率），NASA LANCE；影像来自NASA GIBS。颜色依据已发布的色图重绘；在显示处数值按H3单元取平均（已修改）。 NASA 开放数据
  • SMAP 4 级土壤湿度和雪量，NASA Global Modeling and Assimilation Office；由 NASA National Snow and Ice Data Center DAAC 分发；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色标重新绘制；所示数值已平均至 H3 单元（经修改）。 NASA 开放数据
  • GRACE 和 GRACE-FO JPL 质量浓度解，NASA 喷气推进实验室；由 NASA 物理海洋学 DAAC（PO.DAAC）分发；影像经由 NASA GIBS。颜色根据已发布的色图重绘；所示数值已平均至 H3 网格（经修改）。 NASA 开放数据
  • GHRSST 4 级 MUR 分析，NASA 喷气推进实验室；由 NASA 物理海洋学 DAAC（PO.DAAC）分发；影像经由 NASA GIBS。颜色根据已发布的色图重绘；所示数值已平均至 H3 网格（经修改）。 NASA 开放数据
  • ASTER GDEM 是 METI 和 NASA 的产品（ASTER Global Digital Elevation Model V003，NASA LP DAAC）；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。引用格式：NASA/METI/AIST/Japan Spacesystems and U.S./Japan ASTER Science Team (2019). ASTER Global Digital Elevation Model V003. doi:10.5067/ASTER/ASTGTM.003. NASA 开放数据
  • 使用 Natural Earth 制作。免费矢量和栅格地图数据，见 naturalearthdata.com。 公有领域
  • © OpenStreetMap contributors (ODbL)，经由 NASA GIBS 提供（海岸线、边界、道路和地名）。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 ODbL
  • Blue Marble，NASA Earth Observatory；影像经由 NASA GIBS 提供。颜色依据已发布的色表重绘；所示之处的数值已平均到 H3 单元中（有修改）。 NASA 开放数据
  • 地球仪和平面地图上的背景信息：海岸线、边界、道路和地名来自 NASA GIBS 参考图层（OpenStreetMap 数据，ODbL，© OpenStreetMap contributors）；Blue Marble 影像可作为可选底图；3D 地形和高程读数来自 ASTER GDEM 高程色彩指数（5 m 至 200 m 分级，为便于辨识而作了夸张处理）。边界按已发布的样式绘制，不代表对任何领土的立场。
  • 地球仪：MapLibre GL JS 6.9.1，BSD-3-Clause，© MapLibre贡献者。
  • 实时事件：NASA Earth Observatory Natural Event Tracker（EONET）；事件仅供参考，并保留其原始来源链接。
  • NASA GIBS: We acknowledge the use of imagery provided by services from NASA’s Global Imagery Browse Services (GIBS), part of NASA’s Earth Science Data and Information System (ESDIS).
  • 河流流量预报，30天及区间（GloFAS，经Open-Meteo）：包含经修改的Copernicus Emergency Management Service 2026年信息；非洪水警报。
  • 过去一年的每日气温（ERA5，经由 Open-Meteo）：包含经修改的 Copernicus 气候变化服务 2026 年信息。
  • 过去一年的每日气温和日照（NASA POWER）：这些数据来自 NASA 兰利研究中心（LaRC）POWER 项目，该项目由 NASA 地球科学/应用科学计划资助。
  • 天气数据来自 Open-Meteo.com (https://open-meteo.com/), 依据 CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). 授权。
  • 可选图层（图层列表中有 13 个来源：实时、预报、观测与背景）开启后会在地图上和此处显示其提供方署名；预报为模型输出，派生指数为估算值。

图层与日期

  • 降水率，日均值：GPM IMERG，NASA GES DISC · 2026年10月12日
  • 洪水水体，3 日合成：VIIRS 全球洪水产品，NASA LANCE · 2026年10月14日
  • 根区土壤湿度，0 至 100 cm：SMAP Level 4，NASA NSIDC DAAC · 2026年10月11日
  • 积雪覆盖：VIIRS NOAA-20 NDSI，NASA LANCE · 2026年10月13日
  • 月度蓄水异常：GRACE-FO JPL 质量块解，NASA JPL PO.DAAC · 2022年7月
  • 海面温度距平：GHRSST MUR25，NASA JPL PO.DAAC · 2026年10月12日
  • 真彩色：VIIRS NOAA-20 校正反射率，NASA LANCE · 2026年10月13日

04主题

主题、方法与衡量指标、争论以及相关机构

该领域及其范围

For basin planners, utility and agriculture analysts and policy advisers who must trace how a choice in water, energy, food or land changes risk in the other sectors and make the trade-offs explicit.

05方法

抽水种粮：地下水位下降如何本身变成一张能源账单和一张水账单

Pumping groundwater costs energy in proportion to the depth it is lifted; the energy to grow a tonne of grain follows from the crop’s water footprint, and when that electricity comes from thermal plants the energy consumes water in turn, so a water choice, an energy choice and a food choice are one choice seen three ways.

来源： D’Odorico et al., The global food-energy-water nexus (2018); Mekonnen and Hoekstra, The green, blue and grey water footprint of crops and derived crop products (2011); Albrecht, Crootof and Scott, The water-energy-food nexus: a systematic review of methods for nexus assessment (2018); Hoff, Understanding the Nexus: background paper for the Bonn 2011 Conference (2011).

06特色课程

How water-energy-food-ecosystems nexus connects the sectors

选择各角点以构建特征图，然后悬停于某条线上，查看每个部门的给予和接收。

选择角点 · 悬停查看连线6 / 15 种关系

特色课程

Water, Energy, Food and Biodiversity

Food gives biodiversity land conversion (0.6); water gives energy cooling water and hydropower (0.6): the strongest relations between the sectors this subject joins.

W · E · I · F · H · B

部门
4 共 6
关系
6 / 15
耦合
0.43 占总量比例

当前最强的关联

  • 粮食 → 生物多样性 · 土地转换0.6
  • 水 → 能源 · 冷却水与水电0.6
  • 水 → 粮食 · 灌溉0.8
  • 水 → 生物多样性 · 环境流量0.6
典型城市区域的教学数值，不是任何地点的测量值。耦合是所涉关系强度的总和，以全部十五种关系的占比表示。
07概览

概览、标准与证据、研究与证据、正在发生的变化与学习

Water-energy-food-ecosystems nexus at a glance

risksacademy.comsystems-nexus学科

Water-energy-food-ecosystems nexus: 0 primary courses open, 0 in preparation and 5 also taught here, across 8 subtopics. Courses: RAF-104 L1 also taught here, RAN-302 L2 also taught here, RAN-303 L2 also taught here, RAN-304 L2 also taught here, RAN-308 L4 also taught here.
Water-energy-food-ecosystems nexus at a glance
  • Open, 0
  • In preparation, 0
  • Also taught here, 5
  • Subtopics, 8
Drawn as a network cascade: the discipline as the source, its courses as the first tier and connected disciplines as the second.Course codes from the curriculum; study levels L1 to L4.
孪生构建器为任意地点构建孪生实例：洞里萨湖与金边的湄公河下游 · 5 个生成器 · 13 个图层 · 2 个工具
08控制台

How Water-energy-food-ecosystems nexus is taught, as a process you can run

Press Play to run this process from this page’s own data.

09学习

学习、实践与关联

本学科的成就

10参与

参与系统与 Nexus 研究

从您的身份出发。

11参考文献

核心参考文献与入门起点

Start with Hoff, then Bazilian, then Albrecht.

12常见问题

问题、解答与关键术语

在这里学习免费吗？
是的。由Nexus Consortium领导的Risk Academy的所有课程和学习材料均可免费学习，可自定进度或随学习小组进行。常规参与不收取费用；有偿工作、实习和研究员项目另行安排。
完成一门课程能获得什么？
完成记录包含：课程、版本、日期和所评估的内容，默认私密，由您自行分享。它可累积为学科、系和项目层面的成就。记录载明所学习和评估的内容，不证明能力；它不是执照、职称或雇佣身份。
数据和地点从何而来？
每个学部均基于以开放数据构建的真实地点数字孪生开展教学；每个图层均注明提供方、许可和日期，Academy上的每项结果均注明来源。地图和图表是教学用指标，绝非对某一地点的评估。
How do I take part beyond the courses in water-energy-food-ecosystems nexus?
组建由三至七人组成的能力小组，学习共同路径，在国家工作组中承担受监督的任务，或带领您所在机构的学员群组加入。 面向机构.

关键术语

术语

水-能源-粮食联系

水、能源和粮食安全之间的相互依存，以及对其进行统筹管理的必要性。

术语

Trade-off

一个部门的收益以另一个部门的代价为前提。

术语

协同效应

在多个部门带来收益的行动。

术语

隐含水

生产某种商品所用的水，也称虚拟水。

报告贡献

从本页贡献证据。

Reports is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.

Risk Academy
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水、能源、粮食与生态系统联系

从一门开放课程开始

目录列出了每门课程的学习成果、 实验、学时与层级。

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