水、能源、粮食在减少贫困、增加人类福祉和实现区域可持续发展方面发挥着重要作用，而生态环境则是实现水-能源-粮食纽带安全的重要保障。因此，必须将四者作为整体来综合分析水-能源-粮食-生态系统的纽带关系。中亚是“一带一路”的核心地区，正面临着能源和粮食需求迅速增加、生态环境恶化以及水资源分布不均衡等一系列挑战，威胁到中亚地区水-能源-粮食-生态系统（WEFE）的安全。因此，为了应对这些挑战并实现区域可持续发展目标，有必要理解中亚各国水-能源-粮食-生态系统状况。
中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室陈亚宁研究员团队基于粒子群-投影寻踪模型和虚拟水贸易的概念，定量评估了中亚各国水-能源-粮食-生态系统压力状况，发现了中亚地区国家之间部门压力的传递性，并揭示了压力的传递机制。
研究结果表明：中亚各国部门压力等级存在显著差异，KZA的WEFE系统压力最低（II级），UZB和TKM的压力最高（IV级），其他两个国家的压力处于中等（III级），其主要原因是水在WEFE系统中发挥了决定性作用。其次，国家部门压力之间存在紧密联系，且具有传递性。上游国（TJK和KGZ）发电耗水与下游国（TKM和UZB）灌溉用水之间的冲突，导致压力从上游的能源系统转移到下游的水系统和粮食系统，而下游国通过虚拟水贸易实现了压力的进一步传递。其中压力传递最重要的媒介是作物产品，特别是棉花和小麦的虚拟水贸易。基于对传递机制的理解，建立了自上而下的协调机制，其中，上下游国家对水资源的统一管理是该机制顺利运行的关键，跨境合作以及发电、棉花种植和作物进出口贸易结构调整是实现部门可持续发展的重要举措。
相关成果以“Comprehensive evaluation and sustainable development of water–energy–food–ecology systems in Central Asia”为题发表在“Renewable and Sustainable Energy Reviews”。新疆生地所秦景秀博士为第一作者，段伟利研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目资助。
