新疆主要秸秆生物资源量估算及时空分布

李项项　王　哲

(新疆师范大学，新疆 乌鲁木齐 830002)



新疆主要秸秆生物资源量估算及时空分布

李项项王哲

(新疆师范大学，新疆 乌鲁木齐 830002)

摘要：生物质能源将农业、绿色、环保观念充分融合，也因为低成本、低污染以及碳平衡等原因成为最主要的新能源之一。以新疆主要农作物秸秆为研究对象，利用草谷比法、折标煤总量法、能源潜力法分析出2014年新疆主要农作物秸秆生物质资源量达3 752.47万吨；15年间主要农作物秸秆资源总量呈现出增长趋势且主要分布在伊犁、喀什、阿克苏等地区，各地、州主要农作物秸秆资源量总体呈现出“北疆丰富，向南递减”的阶段分布特征，且类型具地区集中性，这有利于重点布局产业化生物质能资源转化基地，提高资源利用率，实现循环利用。

关键词：秸秆；生物资源量；估算；时空分布；新疆

0引言

目前，生物质能源是除石油、煤炭、天然气以外的第四大能源，同时也是利用量最高的可再生能源。20世纪以来，国际原油价格攀升，能源危机以及环境污染问题日益严重，世界各国均对本国的能源结构进行调整。新疆作为我国重要的化石能源输出地以及西部农业大省，若能充分利用现有的农作物秸秆资源转化能源，对于缓解我国西部农业区能源利用和新能源的开发有着十分重要的意义。2014年新疆粮食播种面积约为3 565.25万亩，棉花播种面积560.5万亩，虽地区分布差异较大，但播种面积的优势为新疆农作物秸秆生物质能的发展提供了物质基础。目前已有贺仁飞[1]，朱建春、李荣华、杨香云[2]，李太平、徐超[3]，邢红、赵媛、王宜强[4]等对我国生物质能资源量及其分布进行估算，对不同区域资源量的潜力进行了估算，并给出相应的对策，具有较强的借鉴价值。本文拟从区域角度对新疆农作物秸秆的生物能资源潜力进行估算，并根据现有的数据材料模拟出时空分布特点[5]，不仅能为新疆生物质能源的综合利用提供更详尽的参考依据，而且也是新疆制定新能源发展战略和长期规划的前提保证。

1秸秆资源潜力估算

1.1估算方法

草谷比法，即作物秸秆的发生量与作物产量之比。新疆农作物秸秆种类较多，且分布较为广泛。本文以新疆主要谷物、豆类、薯类、棉花、油料作物等农作物为主要研究对象，由于地区自然条件及区域布局的不同，对其计量的方法也会存在差异，故目前研究仍处在估算阶段，并对以下研究方法进行测度。公式如下:

(1)

式(1)中：C表示农作物秸秆资源量；Ci表示第i种农作物产量；di表示第i种农作物草谷比。根据草谷比的数值能够有效判断该秸秆作物的产出效率。由于不同研究方法及地区采用的草谷比系数有所不同[1]，本文选取草谷比如下表：

表1　主要农作物草谷比系数RPR　(单位：kg/kg)

折标能源总量法，即农作物秸秆资源量与该作物草谷比之乘积。不同农作物生物质秸秆中蕴藏的生物质能量不同，需要根据其不同的生物质能量标准来折算，且新疆地区农作物秸秆利用方式较多，利用率无法达到理想理论数值，生物质资源折标能源总量法可折算出可能源化秸秆资源利量。公式如下

(2)

式(2)中，表示秸秆生物质能折标能源总量，hi表示第i种单位农作物秸秆折算能源系数；Ci、di意义同式(1)。第一次(2010年)全国污染源普查公报普查结果显示：新疆农作物秸杆利用结构不合理：每年秸秆无处理或直接焚烧量占秸秆总量的3.23%，作为牲畜饲料利用量占总量的53.4%，作物秸秆粉碎还田量占总量的24.07%，肥料化率为1.29%，14.03%作为农民生活燃资，4.08%为其他用量。如若新疆改善秸秆利用结构，至少46%的农作物秸秆能够能源化。

表2　主要农作物折标率系数CC　(单位：kg/kg)

2秸秆资源能源化估算

新疆是我国的西北地区秸秆大省。秸杆主要来自小麦、水稻、玉米、豆类、薯类、棉花、甜菜等粮食作物、油料作物及经济作物。根据秸秆资源折标量与资源潜力估算方法，2014年新疆主要农作物秸秆资源总量约达3 752.47万吨，其中粮食作物秸杆2 101.69万吨，占秸秆总量的56.00%；棉花秸秆占35.61%；油料作物秸杆占3.16%。从秸秆的资源类别来看，粮食作物秸秆是新疆农作物秸秆的主要来源，其次是棉花秸秆，资源量仅次于粮食作物，而粮食秸秆资源中小麦和玉米资源量较大。由此可知，小麦、玉米及棉花秸秆是新疆农业秸秆主要类型，占主要农业秸秆的89.05%。按照46%的秸秆能源化率计算，2014年新疆主要农作物秸秆可能源化资源量约为1 965.30万吨，可替代化石能源904.04万吨标准煤。占该年能源消费总量14 926.08万吨的6.06%。若将农作物秸秆能源充分地利用，不仅能够减少农业污染物造成的环境问题，而且也能够缓解农村地区生活能源短缺以及环境卫生的诸多问题。对新疆主要农作物秸秆资源潜力的估算，对于新疆农业生物质能发展的长期规划和能源的循环发展有着至关重要的作用。

3秸秆资源量与能源化潜力的时空分布

3.1时间分布

秸秆资源资源量受较多因素影响，对其开发和利用影响是显著的。本文参考《新疆维吾尔自治区统计年鉴2015》的有关数据[5]。对2000年到2014年15年间新疆主要农作物秸秆资源量以及秸秆能源折标率进行估算，得图1：

从图1可知，新疆各年的秸秆资源量一直保持在2 000万吨以上，农作物秸秆资源量及折标能源量受农作物产量影响密切，各年间新疆主要农作物总产量平均值均在1 000万吨以上，除2000—2001年、2010—2011年，秸秆资源量及折标能源量略有下降外，其他年份一直稳步上升，总体呈逐年递增趋势。根据逐年增加且相对稳定的农业秸秆资源研究数据推断，新疆资源量大且相对稳定的农作物秸秆资源对于新疆生物质资源的开发利用有着积极的作用。

3.2空间分布

新疆农作物秸秆资源存在分散性及地区差异。为此，依据相关数据，利用秸秆资源量及秸秆能源量的方法，对2014年新疆12个州、地区的秸秆资源总量进行估算，得图2。从图2中看出，新疆各地区主要农作物秸秆资源量总体呈现出“北疆丰富，向南递减”的阶段分布特征。新疆的秸秆资源大部分主要集中在北疆的昌吉地区、伊犁地区、巴州地区，南疆的阿克苏地区及喀什地区。北疆的秸秆资源总量达1 854.28万吨，较南疆高出333.51万吨，分别占全疆主要农作物秸秆资源的48.17%和39.5%，其余部分秸秆分布于生产建设兵团，本文暂不做详细分析。从地区单位看，伊犁州秸秆资源总量最多达1 255.26万吨，折标量达657.63万吨标准煤，占全疆秸秆总量的32.61%。其中小麦、玉米、棉花比重较大，分别占新疆秸秆总量的15.79%、64.24%和11.46%；其次是喀什地区、阿克苏地区，其拥有的秸秆资源量均在500万吨以上，分别占全疆秸秆资源总量的19.92%和13.31%。喀什地区玉米和棉花秸秆资源丰富，二者总量占该地区秸秆总量的71.74%；阿克苏地区棉花秸秆资源丰富，占该地区总量的49.84%。新疆秸秆资源分布较为集中，从图2可判断新疆秸秆资源量分布较为集中。从资源利用角度上看，较为集中的农作物秸秆利于开发农作物废弃秸秆再利用项目。

4结论

从新疆生物质秸秆资源量的角度来看，其秸秆资源总量达3 752.47万吨，秸秆能源资源量1 965.30万吨标准煤，扣除利用率低或收集难度大的个别秸秆资源外，北疆资源总量较大，其中伊犁州的棉花秸秆，南疆阿克苏、喀什地区棉花秸秆和玉米秸秆总量较为丰富。根据新疆秸秆资源地区分布差异较大的特点，建议政府在秸秆资源两大相对集中的区域布局生物质能源基地，在考虑原料、成本、效益的情况下合理利用新疆的秸秆资源，重点扶持专业产业化生物质能资源转化基地[6]，合理布局，提高资源利用率，实现资源的循环利用。

参考文献：

[1]贺仁飞.中国生物质能的地区分布及开发利用评价[D].兰州: 兰州大学，2013.

[2]朱建春,李荣华,杨香云，等.近30年来中国农作物秸秆资源量的时空分布[J].西北农林科技大学学报:自然科学版，2012,(4)：139—145.

[3]李太平,徐超.江苏省农作物秸秆资源能源化潜力与区域分布研究[J].江苏社会科学，2011，(5)：234—235.

[4]邢红,赵媛,王宜强.江苏省南通市农村生物质能资源潜力估算及地区分布[J].生态学报，2015,(10):3 480—3 489.

[5]新疆维吾尔自治区统计局.2015新疆生产建设兵团年鉴[M].乌鲁木齐：新疆统计出版社，2015.

[6]汪海波,秦元萍,余康.我国农作物秸秆资源的分布、利用与开发策略[J].国土与自然资源研究，2008,(2):92—93.

责任编辑：王洪军

doi:10.3969/j.issn.1674-6341.2016.03.002

收稿日期：2016-04-10

第一作者简介：李项项(1991—)，女，新疆伊犁人，硕士。研究方向:区域经济与规划。

中图分类号：X712

文献标志码：A

文章编号：1674-6341(2016)03-0003-02