天津市農(nóng)作物秸稈資源量評估及分布特征評價

彭錦星，楊磊

（天津農(nóng)學(xué)院 工程技術(shù)學(xué)院，天津 300384）

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天津市農(nóng)作物秸稈資源量評估及分布特征評價

彭錦星，楊磊

（天津農(nóng)學(xué)院 工程技術(shù)學(xué)院，天津 300384）

摘 要：依據(jù)天津市統(tǒng)計年鑒，對天津市農(nóng)作物秸稈類型、資源量及其區(qū)域分布特點進(jìn)行分析評價。結(jié)果表明：2012年全市可收集利用的秸稈資源量為1.7×106t，玉米秸稈和小麥秸稈是天津市主要的作物秸稈種類，其資源量比重分別達(dá)到52.0 %和34.0 %，累積占全市秸稈總量的87.0 %，屬于優(yōu)勢秸稈資源。其次是棉花秸稈和稻谷秸稈，分別約占總量的7.7%和6.9%。秸稈資源總量區(qū)域分布特征顯示，遠(yuǎn)郊5區(qū)縣秸稈資源量較大，近郊4區(qū)和濱海新區(qū)秸稈資源量較小。單位播種面積資源分布呈現(xiàn)自北向南、自西向東遞減的趨勢。

關(guān)鍵詞：秸稈資源；區(qū)域分布；天津市

近幾年，能源和環(huán)境兩大問題日益受到關(guān)注，世界各國都將焦點聚焦到可再生能源領(lǐng)域，我國《可再生能源法》在法律上也確立了將可再生能源開發(fā)利用列為能源發(fā)展的優(yōu)先主題。天津市作為一個經(jīng)濟(jì)和能源消費大省，其豐富的生物質(zhì)資源的開發(fā)利用顯得尤為重要，特別是農(nóng)作物秸稈資源，若將其充分合理地利用起來，不僅能夠改善農(nóng)村環(huán)境狀況，還能緩解農(nóng)村能源緊缺。但是，由于秸稈資源分布分散，統(tǒng)計工作較困難，到目前為止，對天津市秸稈資源量尚缺乏系統(tǒng)的研究，制約了天津市秸稈資源的綜合利用。本文根據(jù)調(diào)查結(jié)果及建立的秸稈資源評價指標(biāo)體系，以2012年天津市主要農(nóng)作物產(chǎn)量來估算主要作物秸稈資源量，并對天津市農(nóng)作物秸稈資源量分布情況和變化規(guī)律進(jìn)行分析，以及對天津市農(nóng)作物秸稈資源進(jìn)行了全面科學(xué)的評價，從而為天津市秸稈資源化能源化利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和決策參考。

1 研究方法與評價指標(biāo)

1.1 評價指標(biāo)

為全面準(zhǔn)確地評估天津市秸稈資源，根據(jù)農(nóng)業(yè)部提供的秸稈資源評價體系[1]，本文選取其中3項評價指標(biāo)：理論資源量、可收集資源量和資源密度。

1.1.1 理論資源量：理論資源量是指某一區(qū)域秸稈資源的年總產(chǎn)量，依據(jù)農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和草谷比等因素估算出理論上區(qū)域內(nèi)的農(nóng)作物秸稈年總產(chǎn)量(草谷比法[2])。

式中：P為某地區(qū)農(nóng)作物秸稈的理論資源量；i為農(nóng)作物秸稈種類編號，i＝1，2，……，n；iP為某地區(qū)第i種農(nóng)作物秸稈的理論資源量；il為某地區(qū)第i種農(nóng)作物秸稈的草谷比；Gi為某地區(qū)第i種農(nóng)作物的年產(chǎn)量。

1.1.2 可收集資源量：是指某一區(qū)域通過現(xiàn)有收集方式可供實際利用的秸稈資源量，可通過理論資源量與可收集系數(shù)來確定。

式中：Pe為某地區(qū)農(nóng)作物秸稈的可收集資源量；i為農(nóng)作物秸稈種類編號，i＝1，2，……，n；Pe,i為某地區(qū)第i種農(nóng)作物秸稈的可收集資源量；ih為可收集系數(shù)。

1.1.3 資源密度：單位面積可收集利用的秸稈資源量是衡量秸稈產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重要指標(biāo)，本研究選取單位播種面積秸稈分布密度。

1.2 研究方法

1.2.1 草谷比的確定

草谷比是指農(nóng)作物地上莖稈產(chǎn)量與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量之比，是評價農(nóng)作物產(chǎn)出效率的重要指標(biāo)。草谷比系數(shù)可通過田間試驗或經(jīng)驗估算得到，但隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)種植技術(shù)的發(fā)展以及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)種子技術(shù)的出現(xiàn)，農(nóng)作物草谷比系數(shù)不斷發(fā)生變化。由表1列出的當(dāng)前已有研究中的草谷比系數(shù)可以看出，不同地區(qū)不同農(nóng)作物的草谷比系數(shù)差異較大，綜合地區(qū)和時間因素，本研究參照文獻(xiàn)[9]選定草谷比系數(shù)。

表1 不同參考文獻(xiàn)秸稈的草谷比

1.2.2 可收集系數(shù)的確定

秸稈資源可收集利用系數(shù)是指可收集利用的秸稈重量占農(nóng)作物莖稈總生物量的比，主要根據(jù)作物收割留茬高度占株高的比例和秸稈枝葉脫落率來估算。農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平是確定秸稈可收集系數(shù)的重要依據(jù)。根據(jù)不同收割方式下農(nóng)作物的收割系數(shù)以及農(nóng)作物機(jī)械化收割水平等相關(guān)信息，對秸稈收集系數(shù)進(jìn)行估算。由表2列出的當(dāng)前已有研究中的可收集利用系數(shù)看出，不同地區(qū)不同農(nóng)作物的可收集利用系數(shù)差異較大，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)可收集利用系數(shù)較大，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可收集利用系數(shù)也會增大，而全國的可收集利用系數(shù)是一種平均值，用于估算天津地區(qū)資源量會偏小。因此綜合地區(qū)經(jīng)濟(jì)和時間因素，本研究參照文獻(xiàn)[10]選定可收集利用系數(shù)。

表2 不同參考文獻(xiàn)秸稈的可收集利用系數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 秸稈資源總量及區(qū)域分布

根據(jù)1.1中的估算方法，依據(jù)天津市統(tǒng)計年鑒，對2012年天津市農(nóng)作物秸稈資源進(jìn)行估算。2012年，全市水稻、小麥、玉米、花生和棉花等農(nóng)作物播種面積約37.676 3萬hm2，約可產(chǎn)出194.999 4 萬t秸稈資源，可收集資源量約170.822 7萬t。根據(jù)《關(guān)于全國秸稈綜合利用和焚燒情況的通報》（發(fā)改辦環(huán)資[2014]516號），天津市2012年秸稈可收集資源量為207.33萬t，與該報告相差30萬t，主要原因是草谷比系數(shù)和可收集系數(shù)的選取不同，另一方原因是天津統(tǒng)計年鑒中還有其他油料作物，但沒有明細(xì)，限于不同農(nóng)作物秸稈草谷比和收集系數(shù)有較大差異，因此本文沒有統(tǒng)計，僅統(tǒng)計了年鑒中明確的玉米、小麥、稻谷、棉花、花生5類主要秸稈。由圖1可見，玉米秸稈資源較為豐富，年產(chǎn)量達(dá)100.698 30萬t，約占總量的52.0%；其次是小麥秸稈年產(chǎn)量達(dá)65.350 46萬t，約占總量的34.0%；棉花秸稈和稻谷秸稈分別約占總量的7.7%和6.9%；花生農(nóng)作物種植面積少，秸稈資源產(chǎn)量低，在秸稈資源總量中所占比例最小。

圖1 天津市秸稈資源結(jié)構(gòu)

由于社會經(jīng)濟(jì)條件和自然環(huán)境的差異，天津市各區(qū)農(nóng)作物種植結(jié)構(gòu)存在較大差異，秸稈資源分布具有一定的地域差異性（圖2）。寶坻、武清、薊縣、靜海、寧河等遠(yuǎn)郊5縣經(jīng)濟(jì)相對落后，農(nóng)村人口數(shù)量多，農(nóng)作物種植面積廣，秸稈資源豐富，年可收集量在181.076 50萬t，其中，寶坻年秸稈產(chǎn)量可達(dá)55.642 69萬t。西青、東麗、北辰、津南和濱海新區(qū)等地區(qū)經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比例相對較低，年秸稈資源產(chǎn)量較低，為13.922 90萬t。濱海新區(qū)鹽堿化土地分布較多，農(nóng)耕地比例相對較低，秸稈資源年產(chǎn)量低。

圖2 天津市秸稈資源區(qū)域分布圖

東麗區(qū)以玉米秸稈資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的62%，其次為棉花秸稈，占36%，稻谷秸稈約占2%。西青區(qū)以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的67%，其次為棉花秸稈，占17%，小麥秸稈占10%，稻谷秸稈與花生秸稈占6%。津南區(qū)以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的54%，其次為棉花秸稈，占30%，小麥秸稈占16%。北辰區(qū)以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的73.0%，其次為棉花秸稈，占18.0%，小麥秸稈占8.2%，稻谷秸稈占0.8%。濱海新區(qū)以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的71.0%，其次為棉花秸稈，占16.0%，小麥秸稈占9.7%，稻谷秸稈與花生秸稈占3.3%。

武清區(qū)以玉米秸稈資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的60%，其次為小麥秸稈，占38%，棉花秸稈、花生秸稈和稻谷秸稈約占2%。寶坻區(qū)以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的46%，其次為小麥秸稈，占35%，稻谷秸稈占13%，棉花秸稈與花生秸稈占6%。寧河縣以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的45%，其次為稻谷秸稈和棉花秸稈，各占27%，小麥秸稈占1%。靜海縣以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的77.0%，其次為棉花秸稈，占17.0%，小麥秸稈占5.5%，花生秸稈占0.5%。薊縣以玉米資源最多，約占本區(qū)秸稈資源的59%，其次為小麥秸稈，占38%，稻谷秸稈、棉花秸稈與花生秸稈約占3%。

如圖3所示，小麥秸稈資源在天津市的分布主要區(qū)域為武清區(qū)、寶坻區(qū)和薊縣；稻谷秸稈在天津市的分布主要區(qū)域在寶坻區(qū)和寧河縣（圖4）；玉米秸稈在天津市的分布主要區(qū)域在武清區(qū)、寶坻區(qū)、靜海縣和薊縣（圖5）；花生秸稈在天津市的分布主要區(qū)域在薊縣（圖6）。棉花秸稈在天津市的分布主要區(qū)域在寧河區(qū)、靜海縣和寶坻區(qū)（圖7）。

圖3 天津市小麥秸稈可利用資源分布

圖4 天津市稻谷秸稈可利用資源分布

圖5 天津市玉米秸稈可利用資源分布

圖6 天津市花生秸稈可利用資源分布

圖7 天津市棉花秸稈可利用資源分布

2.2 單位播種面積秸稈產(chǎn)量

單位播種面積秸稈產(chǎn)量可反映一個地區(qū)單季農(nóng)作物秸稈的產(chǎn)能，是判別秸稈產(chǎn)業(yè)規(guī)模化的重要因素。2012年，天津市平均單位播種面積秸稈產(chǎn)量為453 t/km2，各區(qū)縣之間差異較大。如圖8所示，寶坻區(qū)、寧河縣、武清區(qū)、薊縣等區(qū)縣單位播種面積秸稈產(chǎn)量超過平均水平，分別比全市平均水平高12.14%、7.27%、3.77%、0.72%。西青區(qū)、北辰區(qū)、靜海縣、東麗區(qū)、津南區(qū)、濱海新區(qū)等區(qū)縣單位播種面積秸稈產(chǎn)量較低，相當(dāng)于全市平均水平的91.84%、87.44%、85.19%、84.32%、79.71%、50.83%。整體來看，天津市單位播種面積秸稈產(chǎn)量呈現(xiàn)出明顯的自北向南、自西向東的遞減趨勢，這主要與河流徑向、沿海距離、地貌特征和區(qū)域種植特點等有關(guān)。

圖8 天津市單位播種面積秸稈分布

3 結(jié)論與建議

天津市作為我國重要的經(jīng)濟(jì)省市，其秸稈的資源化能源化利用在我國秸稈產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要地位。秸稈資源的估算評估是其資源化能源化利用的前提基礎(chǔ)和重要保障。本研究表明，天津市農(nóng)作物秸稈資源較為豐富，2012年全市可收集利用的秸稈資源量為170.822 7 萬t，其中，玉米秸稈資源最為豐富，約占總量的52.0%，小麥秸稈占34.0%，棉花秸稈和稻谷秸稈分別約占總量的7.7% 和6.9%。單位播種面積資源分布呈現(xiàn)自北向南、自西向東的遞減趨勢。天津市秸稈產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)根據(jù)市內(nèi)資源條件和現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈情況，進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃、合理布局、科學(xué)利用，抓住京津冀協(xié)同發(fā)展的歷史機(jī)遇，發(fā)展規(guī)模化秸稈綜合利用工程。此外，全市范圍內(nèi)應(yīng)繼續(xù)推廣中小規(guī)模的秸稈綜合利用系統(tǒng)和沼氣熱泵系統(tǒng)。

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Evaluation of Crops Straw Resource Storage and Distribution in Tianjin City

PENG Jin-xing,YANG Lei
(Department of Engineering and Technology,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China)

Abstract：In this study,based on Tianjin statistical data,the crop straw types,resource extent and distribution of Tianjin were analyzed.The results showed that the collection resource extent of crop straw in Tianjin is 1.7×106t,the competitive straw types were corn and wheat straw,respectively accounting for 52.0% and 34.0%,aggregating 87% in the whole region．The next types were cotton and rice straw,with the percentage 7.7% and 6.9%,respectively.The amount of crops straw was rich in 5 outskirt counties of Tianjin,and that was small in 4 surburb counties.Per unit sowing area decreased from northern to southern,west to east gradually.

Key words:crops straw; regional distribution; Tianjin

作者簡介：彭錦星（1981-），男，河北深澤人，高級工程師，博士，主要從事燃?xì)鈶?yīng)用和生物質(zhì)新能源方面的科研與教學(xué)工作。E-mail：pjxchina@126.com。

基金項目：天津市農(nóng)委調(diào)查研究項目“推廣沼氣開發(fā)利用技術(shù)，推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村節(jié)能減排”（TJNWY2014005）

收稿日期：2015-03-27

文章編號：1008-5394（2016）01-0046-05

中圖分類號:TK6；S216.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A