水资源、能源和粮食（以下简称“水能粮”）是人类生存和社会发展的基本资源。粮食安全、淡水短缺和化石能源枯竭已成为全球城市一个普遍性问题,受到了政府和学术界的广泛关注。美国国家情报委员会在2012年的报告中指出,到2030年,全球对水能粮资源的需求将分别增长约40%、50%和35%。不断增长的需求和有限的供给能力之间的不平衡对地方决策者和政府管理者在处理水能粮相关问题时提出了巨大的挑战。为了应对这一挑战,德国波恩会议首次提出水能粮纽带关系概念框架来研究三种资源之间的相互依赖和权衡问题。相关研究表明水能粮系统之间具有复杂的关联关系。能源的生产和供应往往是水密集的。水的提取、分配和处理都伴随着大量的能源消耗。粮食种植、储存和生产也需要大量的水和能源。这种复杂的联系将相应地增加水能粮资源供需管理的难度。如何有效解决水能粮资源供需失衡,符合社会经济发展要求,是未来城市可持续发展的关键。针对以上问题,本研究以粤港澳区域水能粮系统为研究对象,面向建设粤港澳大湾区的国家重大战略需求,构建粤港澳水能粮系统协同管控理论技术框架。本文牢牢把握“认清现状-揭示特征-明晰机制-建立方案”的研究主线,主要开展认清粤港澳水能粮系统现状,揭示粤港澳水能粮纽带关系和系统特征,明晰粤港澳水能粮多维风险耦合机制,建立粤港澳水能粮系统协同管控方案等四个方面的研究内容。主要结论如下:第一,本研究提出了城市水能粮系统多指标综合评价模型框架,重点评估粤港澳核心城市与世界一流城市水能粮系统的差距。结果表明,粤港澳核心城市的水能粮系统表现明显弱于世界一流城市。澳门在社会经济和生态环境系统上具有明显的优势,而珠江三角洲城市群在水资源和粮食系统方面明显优于澳门和香港。未来粤港澳三地政府的工作可以通过借鉴世界一流城市的建设经验,加大力度推进水能粮资源循环利用,建立全民参与的共享机制,从而提升粤港澳水能粮系统建设水平,促进粤港澳大湾区建设世界一流湾区。第二,本研究基于环境扩展的多区域投入产出模型和生态网络模型提出了水能粮系统足迹核算框架,揭示粤港澳水能粮纽带关系和资源消耗特征。结果表明,能源系统中实体能源占主导地位,而水资源系统中虚拟水占主导地位。跨区域水能粮贸易在粤港澳水能粮贸易中发挥着重要作用。香港和澳门将水能粮相关产品产业链的消费足迹外包给广东,给广东的水能粮系统增加了巨大的压力。总体来看,粤港澳水能粮系统处于积极向好的环境中,但是其正向效应相对较弱。粤港澳政府应高度重视水能粮资源跨区域协调管理的重要作用,同时推进海水冲厕、海水稻、可再生能源等高科技产业发展,以促进粤港澳水能粮系统的可持续发展。第三,本研究提供了一个透明、全面和综合的水能粮多维风险分析框架,通过分析风险的产生、耦合、转移和评估过程,量化、描述和评估了水能粮多维风险,以帮助理解粤港澳对水能粮资源短缺的脆弱性。本文旨在揭示水能粮短缺风险在多个维度、层次和尺度下的特征及其耦合和传递机制。通过对粤港澳水能粮多维风险的对比,我们发现本地产业结构对水能粮多维风险造成的经济损失具有决定性作用。水能粮三维耦合系统风险是制约粤港澳经济发展的关键因素。资源短缺的地区和部门通过网络贸易的方式将风险转移给某些邻近的伙伴,以确保本地需求。特别对于资源依赖程度高的地区（如粤港澳地区）,香港和澳门会将大量的水能粮短缺风险转移给广东,这使得广东的潜在经济损失远比本地的经济损失要大。不把粤港澳作为竞争对手,加强三地协同合作,可以有效的降低水能粮多维风险造成的经济损失。这种合作对于产业结构优化、实现清洁饮水、可负担的能源和粮食安全等可持续发展目标具有重要意义。第四,本研究基于多维风险关键影响因素构建粤港澳水能粮多维风险协同管控模型。针对广东、香港、澳门以及粤港澳地区不同的水能粮系统关键风险影响因子,我们分别建立了四个协同管控模型。本文旨在通过情景设计的方式探索未来粤港澳水能粮系统健康稳定发展的可行性路径,从而为大湾区建设世界一流湾区提供参考。通过对基准情景、优化情景和深度优化情景的分析对比,我们发现通过控制水能粮资源剥夺风险和依赖指数以及产业结构优化调整可以有效降低水能粮短缺风险造成的经济损失。当地政府需要通过大力推广水能粮资源节约意识、税务补贴、基础设施建设等一系列措施避免水能粮资源的过度消耗。另外,政府要重点关注广东和香港第三产业的发展,通过降低第三产业占比,可以有效的将其风险损失转移,从而达到内部矛盾的有效转化。这些措施对于粤港澳水能粮系统和社会经济的稳定发展具有重要的理论意义。本研究针对粤港澳地区水少、能困、粮缺、区域复杂、人口不断积聚和经济持续高速发展相互制约的现状,采用足迹核算、多区域投入产出模型、生态网络模型、短缺风险模型和协同管控模型等多种方法构建粤港澳水能粮系统协同管控理论技术框架,为粤港澳大湾区建成世界一流湾区提供支撑。本研究的创新点主要体现在以下三个方面:单一区域和单一要素的研究已无法解决多区域多要素耦合系统问题,本研究重点解析粤港澳复杂条件下水能粮系统跨区域跨系统的资源消耗和耦合特征;前期研究多侧重单一风险的量化和识别,本研究从水能粮多维耦合风险的视角出发,重点刻画水能粮多维风险的产生、耦合、转移和评估过程,从而揭示粤港澳水能粮多维风险特征及关键风险影响因素;本研究针对粤港澳城市群复杂的城市网络空间分布特征以及三地政治、法律、制度的不一致性特征,基于风险管控的方式构建粤港澳水能粮耦合系统多区域多维风险协同管控模型,为粤港澳区域水能粮资源优化配置以及化解供需不平衡矛盾提供决策支持。本研究的意义在于,从理论上,在当前粤港澳经济高速发展以及资源压力剧增的背景下,本文从水能粮资源短缺风险的角度出发,构建一套完整的水能粮协同发展理论框架,完善多区域水能粮系统发展的研究理论,为我国系统科学的水能粮协同管控提供重要的理论支持和决策依据。从应用上,本研究针对粤港澳地区水能粮资源供需不平衡的现实问题开展实证研究,为解决这些现实问题提供指导和借鉴,也能为当地政府相关管理部门制定粤港澳水能粮可持续发展战略以及三地协同发展政策提供支持。总体上,本研究能为决策者下一步制定水能粮纽带关系发展策略提供建设性意见,对于优化水能粮空间布局,实现资源综合管理具有重要的现实指导意义。