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在面临严峻的能源形势和生态环境问题的今天，生物质能源作为一种清洁、可持续的化石能源替代品，成为国际能源转型的重要力量，生物燃料乙醇也随之得到迅猛发展。然而，随着水-能源-粮食纽带关系研究框架的提出，能源发展与水安全、粮食安全问题受到广泛关注，因此如何在保证水安全和粮食安全的基础上发展生物燃料乙醇，成为亟需解决的问题。 甜高粱是一种光合作用效率高、抗旱、耐盐碱的非粮燃料作物，因茎秆内含糖量较高而被认为是具有发展潜力的非粮能源作物。本论文以甜高粱燃料乙醇为研究对象，通过耦合生命周期方法和作物生长过程模型DSSAT-CERES-Sorghum模型，结合GIS技术，在空间上提出了一套基于水-能源-粮食纽带关系研究框架的甜高粱乙醇能源潜力的评估方法，并分别在全国范围和山东省东营市盐碱地上进行方法的应用。论文创新点有二:第一，方法上，论文通过引入水足迹的评估，对适宜发展甜高粱乙醇的边际土地的空间分布进行修正，得到更符合水-能源-粮食纽带关系约束下的甜高粱乙醇能源潜力评估结果。第二，应用上，论文分别从山东省东营市盐碱地的小区域尺度上和全国边际土地尺度上展开甜高粱乙醇的发展潜力评估。一方面，在山东东营市盐碱地甜高粱乙醇发展潜力评估中充分考虑了当地的土壤特点，为中国发展非粮燃料乙醇提出一种新的思路。另一方面，在全国甜高粱乙醇发展潜力的评估中，考虑了水-能源-粮食纽带关系，最终得到更满足国家规划需求的中国甜高粱乙醇能源潜力评估结果。 研究结果表明:(1)本论文提出的耦合DSSAT-CERES-Sorghum模型与生命周期分析的甜高粱乙醇能源潜力评估方法可以应用于空间尺度的甜高粱乙醇能源潜力评估，同时为水-能源-粮食纽带关系研究框架下的能源潜力评估提供了一种可操作的研究思路和方法;(2)山东省东营市盐碱地的甜高粱乙醇潜在产量为1.61×106t，净能量潜力为每年5.02×109MJ，与汽油相比，使用甜高粱乙醇的减排潜力为每年6.39×104t碳，因此在盐碱地这一典型边际土地类型上发展甜高粱乙醇具有一定的能量潜力和减排潜力，可以考虑选择合适的作物品种发展燃料乙醇，以实现对盐碱地边际土地资源的充分利用;(3)从全国尺度的评估结果上看，中国边际土地的甜高粱乙醇净能量潜力为1.83×1011MJ，GHG减排潜力为2.47×106t碳，云南、贵州、广西、四川、湖北和陕西南部呈现较高的净能量盈余和GHG减排潜力，可以考虑作为甜高粱乙醇发展的优先区，而辽河流域、海河流域和黄河流域皆因水资源压力大而不适宜发展甜高粱乙醇。