天津市农作物秸秆资源量评估及分布特征评价

彭锦星，杨磊

（天津农学院 工程技术学院，天津 300384）



天津市农作物秸秆资源量评估及分布特征评价

彭锦星，杨磊

（天津农学院 工程技术学院，天津 300384）

摘 要：依据天津市统计年鉴，对天津市农作物秸秆类型、资源量及其区域分布特点进行分析评价。结果表明：2012年全市可收集利用的秸秆资源量为1.7×106t，玉米秸秆和小麦秸秆是天津市主要的作物秸秆种类，其资源量比重分别达到52.0 %和34.0 %，累积占全市秸秆总量的87.0 %，属于优势秸秆资源。其次是棉花秸秆和稻谷秸秆，分别约占总量的7.7%和6.9%。秸秆资源总量区域分布特征显示，远郊5区县秸秆资源量较大，近郊4区和滨海新区秸秆资源量较小。单位播种面积资源分布呈现自北向南、自西向东递减的趋势。

关键词：秸秆资源；区域分布；天津市

近几年，能源和环境两大问题日益受到关注，世界各国都将焦点聚焦到可再生能源领域，我国《可再生能源法》在法律上也确立了将可再生能源开发利用列为能源发展的优先主题。天津市作为一个经济和能源消费大省，其丰富的生物质资源的开发利用显得尤为重要，特别是农作物秸秆资源，若将其充分合理地利用起来，不仅能够改善农村环境状况，还能缓解农村能源紧缺。但是，由于秸秆资源分布分散，统计工作较困难，到目前为止，对天津市秸秆资源量尚缺乏系统的研究，制约了天津市秸秆资源的综合利用。本文根据调查结果及建立的秸秆资源评价指标体系，以2012年天津市主要农作物产量来估算主要作物秸秆资源量，并对天津市农作物秸秆资源量分布情况和变化规律进行分析，以及对天津市农作物秸秆资源进行了全面科学的评价，从而为天津市秸秆资源化能源化利用提供基础数据和决策参考。

1 研究方法与评价指标

1.1 评价指标

为全面准确地评估天津市秸秆资源，根据农业部提供的秸秆资源评价体系[1]，本文选取其中3项评价指标：理论资源量、可收集资源量和资源密度。

1.1.1 理论资源量：理论资源量是指某一区域秸秆资源的年总产量，依据农作物的经济产量和草谷比等因素估算出理论上区域内的农作物秸秆年总产量(草谷比法[2])。

式中：P为某地区农作物秸秆的理论资源量；i为农作物秸秆种类编号，i＝1，2，……，n；iP为某地区第i种农作物秸秆的理论资源量；il为某地区第i种农作物秸秆的草谷比；Gi为某地区第i种农作物的年产量。

1.1.2 可收集资源量：是指某一区域通过现有收集方式可供实际利用的秸秆资源量，可通过理论资源量与可收集系数来确定。

式中：Pe为某地区农作物秸秆的可收集资源量；i为农作物秸秆种类编号，i＝1，2，……，n；Pe,i为某地区第i种农作物秸秆的可收集资源量；ih为可收集系数。

1.1.3 资源密度：单位面积可收集利用的秸秆资源量是衡量秸秆产业规模化发展的重要指标，本研究选取单位播种面积秸秆分布密度。

1.2 研究方法

1.2.1 草谷比的确定

草谷比是指农作物地上茎秆产量与农产品产量之比，是评价农作物产出效率的重要指标。草谷比系数可通过田间试验或经验估算得到，但随着现代农业种植技术的发展以及优质高产种子技术的出现，农作物草谷比系数不断发生变化。由表1列出的当前已有研究中的草谷比系数可以看出，不同地区不同农作物的草谷比系数差异较大，综合地区和时间因素，本研究参照文献[9]选定草谷比系数。

表1 不同参考文献秸秆的草谷比

1.2.2 可收集系数的确定

秸秆资源可收集利用系数是指可收集利用的秸秆重量占农作物茎秆总生物量的比，主要根据作物收割留茬高度占株高的比例和秸秆枝叶脱落率来估算。农业机械化水平是确定秸秆可收集系数的重要依据。根据不同收割方式下农作物的收割系数以及农作物机械化收割水平等相关信息，对秸秆收集系数进行估算。由表2列出的当前已有研究中的可收集利用系数看出，不同地区不同农作物的可收集利用系数差异较大，经济发达的地区可收集利用系数较大，随着技术的进步，可收集利用系数也会增大，而全国的可收集利用系数是一种平均值，用于估算天津地区资源量会偏小。因此综合地区经济和时间因素，本研究参照文献[10]选定可收集利用系数。

表2 不同参考文献秸秆的可收集利用系数

2 结果与分析

2.1 秸秆资源总量及区域分布

根据1.1中的估算方法，依据天津市统计年鉴，对2012年天津市农作物秸秆资源进行估算。2012年，全市水稻、小麦、玉米、花生和棉花等农作物播种面积约37.676 3万hm2，约可产出194.999 4 万t秸秆资源，可收集资源量约170.822 7万t。根据《关于全国秸秆综合利用和焚烧情况的通报》（发改办环资[2014]516号），天津市2012年秸秆可收集资源量为207.33万t，与该报告相差30万t，主要原因是草谷比系数和可收集系数的选取不同，另一方原因是天津统计年鉴中还有其他油料作物，但没有明细，限于不同农作物秸秆草谷比和收集系数有较大差异，因此本文没有统计，仅统计了年鉴中明确的玉米、小麦、稻谷、棉花、花生5类主要秸秆。由图1可见，玉米秸秆资源较为丰富，年产量达100.698 30万t，约占总量的52.0%；其次是小麦秸秆年产量达65.350 46万t，约占总量的34.0%；棉花秸秆和稻谷秸秆分别约占总量的7.7%和6.9%；花生农作物种植面积少，秸秆资源产量低，在秸秆资源总量中所占比例最小。

图1 天津市秸秆资源结构

由于社会经济条件和自然环境的差异，天津市各区农作物种植结构存在较大差异，秸秆资源分布具有一定的地域差异性（图2）。宝坻、武清、蓟县、静海、宁河等远郊5县经济相对落后，农村人口数量多，农作物种植面积广，秸秆资源丰富，年可收集量在181.076 50万t，其中，宝坻年秸秆产量可达55.642 69万t。西青、东丽、北辰、津南和滨海新区等地区经济相对发达，农业在产业结构中的比例相对较低，年秸秆资源产量较低，为13.922 90万t。滨海新区盐碱化土地分布较多，农耕地比例相对较低，秸秆资源年产量低。

图2 天津市秸秆资源区域分布图

东丽区以玉米秸秆资源最多，约占本区秸秆资源的62%，其次为棉花秸秆，占36%，稻谷秸秆约占2%。西青区以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的67%，其次为棉花秸秆，占17%，小麦秸秆占10%，稻谷秸秆与花生秸秆占6%。津南区以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的54%，其次为棉花秸秆，占30%，小麦秸秆占16%。北辰区以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的73.0%，其次为棉花秸秆，占18.0%，小麦秸秆占8.2%，稻谷秸秆占0.8%。滨海新区以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的71.0%，其次为棉花秸秆，占16.0%，小麦秸秆占9.7%，稻谷秸秆与花生秸秆占3.3%。

武清区以玉米秸秆资源最多，约占本区秸秆资源的60%，其次为小麦秸秆，占38%，棉花秸秆、花生秸秆和稻谷秸秆约占2%。宝坻区以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的46%，其次为小麦秸秆，占35%，稻谷秸秆占13%，棉花秸秆与花生秸秆占6%。宁河县以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的45%，其次为稻谷秸秆和棉花秸秆，各占27%，小麦秸秆占1%。静海县以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的77.0%，其次为棉花秸秆，占17.0%，小麦秸秆占5.5%，花生秸秆占0.5%。蓟县以玉米资源最多，约占本区秸秆资源的59%，其次为小麦秸秆，占38%，稻谷秸秆、棉花秸秆与花生秸秆约占3%。

如图3所示，小麦秸秆资源在天津市的分布主要区域为武清区、宝坻区和蓟县；稻谷秸秆在天津市的分布主要区域在宝坻区和宁河县（图4）；玉米秸秆在天津市的分布主要区域在武清区、宝坻区、静海县和蓟县（图5）；花生秸秆在天津市的分布主要区域在蓟县（图6）。棉花秸秆在天津市的分布主要区域在宁河区、静海县和宝坻区（图7）。

图3 天津市小麦秸秆可利用资源分布

图4 天津市稻谷秸秆可利用资源分布

图5 天津市玉米秸秆可利用资源分布

图6 天津市花生秸秆可利用资源分布

图7 天津市棉花秸秆可利用资源分布

2.2 单位播种面积秸秆产量

单位播种面积秸秆产量可反映一个地区单季农作物秸秆的产能，是判别秸秆产业规模化的重要因素。2012年，天津市平均单位播种面积秸秆产量为453 t/km2，各区县之间差异较大。如图8所示，宝坻区、宁河县、武清区、蓟县等区县单位播种面积秸秆产量超过平均水平，分别比全市平均水平高12.14%、7.27%、3.77%、0.72%。西青区、北辰区、静海县、东丽区、津南区、滨海新区等区县单位播种面积秸秆产量较低，相当于全市平均水平的91.84%、87.44%、85.19%、84.32%、79.71%、50.83%。整体来看，天津市单位播种面积秸秆产量呈现出明显的自北向南、自西向东的递减趋势，这主要与河流径向、沿海距离、地貌特征和区域种植特点等有关。

图8 天津市单位播种面积秸秆分布

3 结论与建议

天津市作为我国重要的经济省市，其秸秆的资源化能源化利用在我国秸秆产业中占据重要地位。秸秆资源的估算评估是其资源化能源化利用的前提基础和重要保障。本研究表明，天津市农作物秸秆资源较为丰富，2012年全市可收集利用的秸秆资源量为170.822 7 万t，其中，玉米秸秆资源最为丰富，约占总量的52.0%，小麦秸秆占34.0%，棉花秸秆和稻谷秸秆分别约占总量的7.7% 和6.9%。单位播种面积资源分布呈现自北向南、自西向东的递减趋势。天津市秸秆产业发展应根据市内资源条件和现有产业链情况，进行统筹规划、合理布局、科学利用，抓住京津冀协同发展的历史机遇，发展规模化秸秆综合利用工程。此外，全市范围内应继续推广中小规模的秸秆综合利用系统和沼气热泵系统。

参考文献：

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[2]毕于运.秸秆资源评价与利用研究[D].北京：中国农业科学院，2010．

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[10]王雨辰，陈浮，朱伟，等．江苏省秸秆资源量估算及其区域分布研究[J].江苏农业科学，2013，41（6）：305-310．

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

作者简介：彭锦星（1981-），男，河北深泽人，高级工程师，博士，主要从事燃气应用和生物质新能源方面的科研与教学工作。E-mail：pjxchina@126.com。

基金项目：天津市农委调查研究项目“推广沼气开发利用技术，推进农业农村节能减排”（TJNWY2014005）

收稿日期：2015-03-27

文章编号：1008-5394（2016）01-0046-05

中图分类号:TK6；S216.2

文献标识码：A