湄公河流域以及东南亚国家长期以来是国际水资源和生态研究的“热点”区域，加之近年来经济发展迅速，导致水资源系统受到严重影响并导致如下相关问题不断受到关注：人口增长导致的粮食与电（特别是水电）的需求上升(Fant et al., 2016)；大规模水稻种植与高速城市化进程导致的土地利用变化与水资源冲突(Hauser et al., 2017)；低效能的农业灌溉对区域粮食安全与全球粮食供给造成潜在威胁(FAO, 2011)年季内的水资源短缺与洪涝灾害(Anond, 2011)；不充分的水资源管理与水利水电建设带来的生态系统恶化(Kong et al., 2017)；高砷地下水灌溉对人类健康与粮食安全的影响(My et al., 2017)；气候变化导致的极端水资源事件以及对粮食安全与环境污染造成的影响等(Tukimat et al., 2017)。
湄公河是东南亚内陆国家中最重要的河流。做为世界第十大河流，湄公河发源于青藏高原，向南途经中国境内三个省份后经过缅甸、老挝、泰国、柬埔寨，最后在越南境内汇入南海。湄公河流域面积七十九万五千平方公里，分为上下两部分。湄公河上游包括中国境内的青藏高原、三江地区、及澜沧江流域。下游包括北部高地（缅甸、泰国、老挝）、呵叻高原 （泰国）、洞里萨湖流域（柬埔寨）、湄公河三角洲 （越南）。湄公河年径流量大部分来自下游部分，上游部分贡献仅为20%左右，在旱季上游融水贡献可以超过24%。下游区域属热带季风气候，夏季平均气温在30°C 至 38°C，而冬季平均气温在15°C左右。年平均降雨东部高于西部。例如在老挝和柬埔寨，年平均降雨在3000 mm左右；而在泰国境内，则为1000-1600 mm。每年的六月至十一月为湄公河流域的汛期。与世界其它流域不同，洪涝灾害除了对农业生产与粮食安全造成威胁以外，同时造就了世界知名的湄公河淡水渔业。Shahzad (2014)综述了针对湄公河洪水预报的计算机模型, 例如SSARR以及URBS模型等。与洪水相比，干旱则对该流域有害无利。湄公河下游区域严重干旱频发，造成的损失也远高于洪水(International Water Management Institute, 2016)。
该区域对气候变化也极为敏感。根据未来20至30年的预测，湄公河流域降雨将增加13.5%，径流增加21%，气温将升高0.79°C (Mekong River Comission, 2016)。很多学者在该地区的研究也都给出了该地区在气候变化影响下将变得更加湿、热的结论(Kattelus et al., 2015; Västilä et al., 2010)。这将影响整个湄公河流域的生态及农业生产，进一步加剧了保障区域水资源安全的挑战。目前，该地区的应对措施主要是农业与区域水资源管理以及水灾害防治(International Centre for Environmental Management, 2014)。 湄公河对沿线国家居民的生产生活意义重大。仅湄公河下游就居住有6千万人口，其中40%居住在湄公河方圆15公里范围内。然而由于多方的水资源冲突，导致该区域的饮水与用电安全问题 (The Economist Intelligence Unit, 2017)。目前，该流域仍有20%的人口生活在贫困线以下。湄公河管委会（Mekong River Commission, 2016）正致力于多方合作的区域水资源联合管理。
农业生产对保证该区域粮食安全解决贫困问题至关重要。为解决防洪、土壤侵蚀并兼顾渔业养殖，水稻成为该地区的主要农作物，种植面积超过1,000万公顷。除此之外，木薯、甘蔗、大豆以及玉米也在区域内所以国家得到种植，但考虑到产量以及对区域粮食安全的贡献，种植面积远不及水稻。虽然个别区域粮食产量较高，例如越南三角洲地区，大部分地区的粮食生产都受到土壤贫瘠，以及水资源短缺的影响，特别是在柬埔寨，泰国东北部，老挝中部，以及越南的中部高地。因此，灌溉成为湄公河下游区域用水的主要用途，占整个区域用水的70%以上并以湄公河三角洲区域为主。目前整个湄公河下游区域内灌溉土地面积约为4百万公顷，并且在各个国家每年都有稳定的增长。未来该区域灌溉面积将如何变化，都会受到那些因素影响，相应水资源应该如何管理也得到了学者的关注与研究。
人口的增长带来的能源需求增加，加之考虑二氧化碳排放，使得水电成为该地区的重要能源来源。然而，湄公河下游区域对水电有着两种不同的声音。一方面，水电是清洁能源，丰富的水资源所带来的经济效益还可以帮助解决贫困问题。另一方面，水电项目也对当地的环境、渔业以及居民生活带来一定影响(Xu et al., 2009; Ziv et al., 2012)。
渔业是该区域的主要产业，同时也是该地区居民主要的蛋白质食物来源。在老挝，渔业产值占整个国家GDP的7%。而在柬埔寨，占比则高达12%，已经超过了水稻种植。同时，渔业的发展也带动了其它相关产业例如食品、零售业造船、渔具产业等。渔业对水资源的需求导致与农业灌溉、居民及工业用水间的激烈竞争。在区域人口不断增加的情况下，如何保障该地区渔业安全显得尤为重要。除此之外目前在该地区影响渔业的因素还有河道沉积物、水体污染、过渡捕捞、干旱等(Dudgeon, 2011)。
作为世界第十大河，湄公河孕育着丰富的自然资源，包括2万种植物，430种哺乳动物，1万2千种鸟类，800种爬行及两栖类动物，以及850种鱼类。其中，不乏很多濒危物种，例如湄公河巨鲶、短吻海豚等。然而，很多潜在的威胁包括密集的农业灌溉、施用农药、主河道上的发展建设（例如水库）、过度捕捞、以及不可预测的气候变化等使得湄公河流域的环境与生态存在很大的脆弱性及不确定性(Coates et al., 2003; Dugan et al., 2010)。
在湄公河下游地区，湄公河航运是该区域的主要交通运输方式。在越南，每年有73%的货物以及27%的旅客依靠水路运输。同时，做为联通中国与湄公河流域国家的纽带，航运对国际贸易与旅游也发挥着重要作用。然而，河道的狭窄与水流湍急的部分，泥沙沉积以及水位的变化对该地区航运造成很大的威胁(Manh et al., 2014)。相关国家也为保证航运安全采取很多举措，包括在危险河段提供安全帮助、签署国际协议提高航运效率等。同时可以以此减少航运事故所造成的河道污染。
目前，针对该湄公河与东南亚国家的水资源研究呈现多“供给、来水”侧的自然水文系统研究(Hasson et al., 2013; Räsänen et al., 2017; Schubert et al., 2017)，少“需求、用水”侧的社会经济系统研究(Li et al., 2017)，特别是缺少自然-人文耦合系统的研究。在人类活动日益加剧，气候变化趋势尚不明朗等多种不确定情况下，该地区自然与人文这两大相互依托的系统，如何相互影响，背后有着怎样的驱动机理与影响机制，我们尚不清楚。这在很大程度上制约了对该地区水文水资源系统所表现的特征的全面准确的理解。另一方面，如何从传统的数据挖掘转向数据背后的机理研究，特别是自然与人文两大系统如何相互影响，对实现该区域水资源可持续发展，保障水、粮食、能源与生态安全有着至关重要的作用。