近日，京津冀生态文明发展研究院硕士生公海莹作为第一作者，曹永强教授、常奂宇副研究员作为通讯作者在SCI一区TOP期刊《Journal of Cleaner Production》发表论文“Optimization of Cropping Structures in Mega-City Food Systems for Integrated Water-Saving, Energy Efficiency, and Low-Carbon Goals: Evidence from the Beijing-Tianjin-Hebei Region”。该研究在粮食安全及资源约束条件下开展京津冀主粮种植结构多目标优化，为区域节水、节能、低碳协同调控和农业结构调整提供了量化依据。

伴随着“双碳”目标与粮食安全战略的同步推进，中国粮食系统正面临资源约束与环境压力双重挑战。针对当前缺乏对区域尺度作物种植结构在水资源、能源消耗与碳排放协同控制下系统优化的研究，研究团队构建了面向“节水–节能–低碳”目标的综合优化框架。以水稻、小麦和玉米种植结构为决策变量，并纳入水、土地、经济及粮食安全等多重约束，对京津冀地区主粮种植结构进行优化。结果表明，主粮种植结构优化能够在保障粮食安全前提下有效降低资源环境压力，区域调整方向具有一定共性，但不同地市路径存在明显差异。该研究为区域粮食系统水能碳协同调控与农业结构优化提供了方法支撑。

图1 研究框架

天津师范大学京津冀生态文明发展研究院为该论文唯一单位，公海莹（第一作者）、曹永强（通讯作者）、常奂宇（通讯作者）、么嘉棋、任河、刘子华共同参与了该项工作。本研究得到国家自然科学基金（52409041, 52379021），国家重点研发计划（2024YFE0213100），天津市自然科学基金（24JCQNJC01320）和天津师范大学研究生科研创新项目（2025KYCX003Z）资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2026.147811