山西省主要农作物秸秆资源总量变化趋势及分布特征

吕凯 苏东涛

[摘要]秸稈是一种多用途可再生的生物资源，秸秆资源化利用在提高资源使用效率的同时也可以增加农民收入，实现农业循环发展。综合利用秸秆资源首先需要明确现有农作物秸秆总量及分布情况，学界对于农作物秸秆总量估算通常根据农作物经济产量和作物秸秆系数确定，作物秸秆系数即草谷比。依托2018年山西统计年鉴，综合考虑山西农作物种植实际和前人研究经验确定作物秸秆系数，估算出山西省1979～2017年各主要农作物秸秆资源总量及占比，分析1979～2017年全省秸秆资源总量变化趋势。以2017年统计数据为基准，研究山西省11个地市和120个县农作物秸秆总量分布情况，分析秸秆资源分布特征。

[关键词]秸秆;变化;分布;山西省

[中图分类号]F323.2

[文献标识码]A

1 研究目的及方法

秸秆是成熟农作物茎叶（穗）部分的总称，通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物（通常为粗粮）在收获籽实后的剩余部分。秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，在肥料生产、沼气制造、生物发电和食用菌基质培养等发面发挥着日益重要的作用。同时秸秆也是一种粗饲料，具有较高的利用价值。山西省农业主要以种植业为主，农业废弃物中秸秆占比相对较大，在农业废弃物资源化利用进程中如何有效利用秸秆资源，实现资源循环利用已成为一个关键。

本文以山西省统计局最新公布的2018山西统计年鉴为基础，选取列入统计的11种主要农作物稻谷、玉米、小麦、谷子、高粱、豆类、薯类、油料、棉花、甜菜和烟叶，以统计年鉴中公布的农作物产量作为农作物经济产量。秸秆资源系数综合考虑山西省农作物种类，借鉴朱建春、于秋竹和郭冬生等研究结论，确定草谷比即秸秆资源系数（见表1）。利用公式WS=WP×SG估算出单一农作物秸秆资源量。式中，SG 为草谷比，即秸秆系数;WS 为农作物秸秆产量;WP 为农作物经济产量。综合求和即可得到全省农作物秸秆资源总量。

2 结果与分析

2.1 1978～2017年山西省各主要农作物秸秆资源总量变化情况根据2018山西统计年鉴数据和秸秆资源量计算公式，可以估算出1978～2017年间山西省各主要农作物秸秆资源量，并绘制出变化趋势图（见图1）和主要农作物秸秆资源量占比（见图2）。

从图1和图2可以看出，山西省农作物秸秆资源总量居前五位的依次为玉米、小麦、谷子、高粱和豆类，占比分别为57.13%、21.05%、6.61%、4.01%和3.45%，总体占比达92.25%，山西省农作物秸秆资源主要依赖于以上五种农作物，

其中玉米、小麦和谷子三种占比即可达84.79%，这和山西省主要农作物的播种面积分布大体相当，可以基本反映山西省农作物秸秆的主要来源。

从图2分析山西省主要农作物秸秆资源变化情况，可以看出占比最大的玉米秸秆资源总体呈现稳步上升趋势，在11种统计农作物中一枝独秀。小麦秸秆资源两在经历了1980～1990年的短暂增长后逐渐下降，在2000年以后稳定到一个区间，趋于平稳，变动幅度不大。谷子、高粱和豆类三种作物的变化趋势基本相同，从1978年起逐年下降，到2005年以后趋于平稳，变化幅度不大。其余的稻谷、薯类、油料、棉花、甜菜和烟叶六种农作物基本呈现平稳趋势。

2.2 1978～2017年山西省秸秆资源总量变化情况

根据2018山西统计年鉴数据和表1农作物秸秆系数可以计算出山西省1978～2017年农作物秸秆资源总量，分析出秸秆资源总量变化趋势（见图3）。

从图3可以看出，1978～2017年山西省农作物秸秆资源总量总体呈现稳步上升趋势，从1978年的8132785t增加到2017年的14703699t，增加量为6570914t，增幅达80.79%，年平均增加164272.85t，年平均增幅2.01%。

2.3 1978～2017年山西省秸秆资源总量变化阶段分析

按照全省农作物秸秆资源总量变化趋势图（图3），大致可以将全省近40年秸秆资源总量划分为以下四个阶段。

第一阶段为稳步增长阶段（1978～1990）。这12年间，全省秸秆资源总量基本呈现稳步上升趋势，从1978年的8132785t增加到1990年的11878674t，增加量为3745889t，增幅46.05%，小于40年总体增幅。年均增幅3.83%，高于40年年平均增幅。从总体数据分析，得益于实行改革开放和家庭联产承包制以来，农户的积极性得到了极大提高，全省主要农作物小麦、玉米种植面积和产量逐年增加，作为秸秆资源占比最高的两种作物，产量的逐年增长必然会拉动全省秸秆资源总量的逐年增长。

第二阶段为轻微下降阶段（1990～2000年）。这10年间，全省农作物秸秆资源量从1990年的11818674t下降到2000年的10372002t，下降了1446672t，降幅为12.24%。分析这10年间全省农作物种植面积和产量，可以看出小麦、玉米、谷子和高粱四种主要农作物的种植面积和产量呈现逐年下降趋势，这四种农作物秸秆资源量占全身主要农作物秸秆资源量的近90%，直接导致全省秸秆资源量逐年下降。

第三阶段为大幅增长阶段（2000～2014年）。这14年间，全省农作物秸秆资源总量从2000年的10372002t增长到2014年的15181423t，增加了4809421t，年平均增加343530.07t，增幅达46.36%，年平均增幅3.31%，年平均增加量和增幅远超40年间全省年平均增加量和增幅。这14年间，全省秸秆来源的主要五种农作物中，玉米的种植面积和产量逐年大幅增长，小麦的种植面积和产量基本稳定，这样来看占比达80%的两种农作物总体呈现大幅增长，谷子、高粱和豆类种植面积及产量略微下降，但三种农作物占比相对较小，对于全省呈现总体大幅增加的趋势影响不大。

第四阶段是总体平稳阶段（2015～2017年）。全省秸秆资源总量从2014年的15181423t下降到14293957t，下降了887466t，降幅为5.85%。2015年起，按照农业部种植业总体发展要求，对镰刀湾地区玉米种植结构进行调整，总体思想是调减籽粒玉米、发展青贮玉米和苜蓿，山西省玉米种植规模和产量大幅下降，直接造成全省秸秆资源总量的下降，这是政策刚出来所带来的直接效应。2015年以来，国家种植业结构调整的要求和力度不断加大，2016年农业部提出推动土豆主粮化发展思路，山西省在经历了玉米种植规模的突然锐减后，提出大力发展特色杂粮，制定出台了杂粮产业振兴规划，2016～2017年谷子、高粱、豆类和薯类这四种主要农作物的规模和产量逐年大幅增加，综合作用使得全省农作物秸秆资源总量基本稳定在一个区间内，趋于平稳。

2.4 山西省11个地级市和120个县（市、区）秸秆资源量分析

2.4.1 2017年山西省11个地级市秸秆资源量及占比分析。根据2017年全省11个地级市主要农作物统计数据和秸秆量计算公式，可以估算出2017年山西省11个地级市秸秆资源总量，绘制出11个地级市秸秆资源总量占比图（见图4）。

从图4可以看出，山西省11个地级市秸秆资源量排序依次为运城市、临汾市、晋中市、长治市、忻州市、朔州市、大同市、吕梁市、晋城市、阳泉市和太原市，其中占比在10%以上的地级市有4个，运城市秸秆资源量超过全省秸秆资源量的五分之一，占比前五位的地级市秸秆资源总量占全省秸秆资源总量的比例达到71.28%。

从11个地级市秸秆资源占比图可以看出，农作物秸秆资源量与全省主要农作物播种面积和产量呈现一一对应关系。运城市和临汾市一直以来就是全省主要的农作物种植区和主产区，2017年粮食总产量占全省粮食总产量的42.07%，这与秸秆资源量占全省占比基本相当。

晋中、长治和忻州秸秆资源量占比在10%左右，占比较为接近，这与三个地级市较大的玉米种植面积和产量有较为直接的关系。2017年，晋中市玉米产量位居全省第一位，高于运城市和临汾市，长治市和忻州市玉米产量位居全省第四位和第五位，略低于运城市和临汾市，按照全省不同农作物秸秆资源量占比可以看出，玉米秸秆占全省秸秆总量的50%以上，因而，某一个地级市玉米种植产量與秸秆资源量呈现正相关。

朔州市、大同市、吕梁市和晋城市四个地级市秸秆资源量占比和上述5个地级市相比差距较大，这四个地级市秸秆资源量总占比为25.2%，与运城市1个地级市占比基本相当。其中朔州市、大同市和吕梁市主要粮食作物以玉米为主，小麦种植面积和产量极少，其中大同市和朔州市2017年小麦产量不足百t，吕梁市也仅有4750t，秸秆资源总量占比必然下降，远低于运城市和临汾市也就不足为奇。

太原市和阳泉市秸秆资源量占比均在2%以内，这与二者的城市定位和产业构成有着极大的关系。太原市作为山西省省会城市，政治和经济中心，省委省政府着眼全省发展形势，提出大太原都市圈发展思路，将太原市定位于区域中心城市，主要发展现代装备制造业、高新技术产业和商贸服务业，现存的农业种植业更多地向观光和休闲农业转变。发展思路的确定伴随而来的就是城镇化进程的逐步加快和城市改造力度的不断提升，太原市主城区内几乎看不到主要农作物种植，仅在小店区、晋源区部分村镇和清徐县、阳曲县存在少量玉米种植情况，这必然导致秸秆资源稀缺，占比较小也在情理之中。

阳泉市一直就以能源立市，煤炭资源较为丰富，煤质较高，主要以第二产业和第三产业为主，2017年阳泉市地区生产总值中第二产业和第三产业占比达99.55%，第一产业占比几乎为0。此外，阳泉市土地面积在全省位于倒数第一，土地主要以山地为主，土壤立地条件差，水资源匮乏，种植条件较为恶劣，当地主要种植业以油料等经济作物为主，粮食作物有限，因而秸秆资源量位居全省末位。

2.4.2 2017年山西省120个县（市、区）秸秆资源分布特征。根据2017年山西省各县主要农作物产量和秸秆资源量计算公式，可以估算出2017年山西省各县（市、区）秸秆资源总量。首先，按照中位数原理将全省各县（市、区）秸秆资源量划分为两个相等部分，确定出全省各县（市、区）秸秆资源量中位数，取整数确定一个临界值110000t，其次将全省秸秆资源量中位数值以上各县（市、区）再次分组，运用中位数原理确定出一个中位数值，取整得出临界值220000t。这两个临界值将全省120个县（市、区）秸秆资源量划分为3个档次，秸秆资源匮乏区（<11000t）、优势区（110000～220000t）和富集区（>220000t），绘制出全省秸秆资源量分布图（见图5）。从图5可以看出，秸秆资源匮乏区更多地集中在西部吕梁山区，这里自然资源禀赋较差，种植条件相对恶劣，主要农作物特别是秸秆资源占比较高的主要粮食作物种植面积和产量处于全省下游水平，直接影响到秸秆资源总量，这也和全省11个地级市秸秆资源占比向吻合。秸秆资源优势区更多地集中在晋东南

地区和忻定盆地，这两块地区土壤肥沃，水资源较为充足，一直从事农作物种植为主，无论从自然资源、作物品质还是劳动力素质来说都更具有优势。秸秆资源富集区集中在山西省传统意义上的粮食主产区，临汾盆地、晋中盆地、忻州地区和朔州以北的县（市、区）。临汾盆地和晋中盆地土地面积较大地势平坦，适宜机械化种植，汾河和黄河贯穿，水资源丰富，气候条件良好，适宜农作物特别是主要粮食作物小麦、玉米种植，一直以来就是全省传统粮食主产区。朔州以北部分县（市、区）地处雁门关生态畜牧带，土地面积广阔，畜牧业相对发达，是我省传统的畜牧产区，因而作为主要饲料作物的青贮玉米种植面积较广，玉米产量都在200000t以上，位居全省前十位，考虑玉米秸秆占秸秆资源的比重，秸秆资源丰富也就在情理之中。

3 讨论

本研究通过统计数据和计算公式估算出全省主要农作物1978～2017年秸秆资源量构成，研究全省秸秆资源总量变化趋势，得出秸秆资源量主要与玉米、小麦、谷子、高粱和豆类种植产量有关，这五种农作物秸秆量占全部秸秆量的90%以上，1978～2017年全省秸秆资源变化趋势大致可以分为稳步增长、轻微下降、大幅增长和总体平稳四个阶段。以2017年主要农作物产量为基础，分析全省11个地级市、120个县（市、区）秸秆资源分布情况，秸秆资源在全省分布与农作物播种面积和产量基本一致，按照中位数原理将全省秸秆资源划分为秸秆资源匮乏区、秸秆资源优势区和秸秆资源富集区，对下一步进推广秸秆资源化利用，实现农业循环发展奠定基础。

4 结论

根据估算出的全省11个地级市和120个县（市、区）秸秆资源总量、占比和分布情况，对于提高秸秆资源化利用效率起到了很好地导向作用。

一是要重点突出。秸秆资源富集区分布相对集中，因而要抓这个关键点，重点突破，集中攻关，综合考虑当地农作物种植结构把更多的优势资源、技术条件和财政支持投向这部分地区，可以更好地推进技术研发，降低推广成本，提高财政资金使用效率，为推动全省范围内秸秆资源化利用奠定坚实基础。

二是要找准中坚。对于秸秆资源优势区来说，分布相对富集区来说较为分散，立地条件也各不相同，不利于统一技术、统一政策，因此要因地制宜，在确定秸秆资源化利用模式方面充分考虑当地经济发展现状和农户接受能力，把握住企业和农户两个主体，推动秸秆资源化利用稳步推进。

三是要兼顾发展。对于剩下的大片秸秆资源匮乏区，在重点突出和找准中坚的同时也要统筹兼顾，这部分地区面积较广，立地条件相对较差，而且以贫困县为主，在当前大力脫贫攻坚进程中，可以从增加农户收入这个方向考虑，有效整合涉农资金，更多地采取技术支撑和财政补助的方式，既帮助当地农户解决脱贫增收的问题，又可以统筹解决当地秸秆资源化利用不足的问题，实现均衡普惠发展。

[参考文献]

[1] 朱建春，李荣华，杨香云，等.近 30 年来中国农作物秸秆资源的时空分布[J].西北农林科技大学学报（ 自然科学版），2012，40（4）：139-145.

[2] 郭永奇.河南省主要农作物秸秆生物质资源定量评价及其地理分布[J].农业现代化研究，2013，34（1）：114-117.

[3] 李茂松，汪亚峰.近 20 年中国主要农作物秸秆资源动态及现状[A].全国农业面源污染与综合防治学术研讨会论文集，2004：151-154.

[4] 毕于运，高春雨，王亚静等.中国秸秆资源数量估算[J].农业工程学报，2009，25（12）：211-217.

[5] 汪海波，秦元萍，余康.我国农作物稻杆资源的分布、利用与开发策略[J].国土与自然资源研究，2008（2）：92-93.

[6] 王亚静，毕于运，高春雨.中国秸秆资源可收集利用量及其适宜性评价[J].中国农业科学，2010，43（9）：1852-1859.

[7] 杜艳萍.山西省农作物程杆资源化利用现状及发展对策[J].农业环境与发展，2013（3）：38-41.

[8] 毕于运，王亚静，高春雨.中国稻巧资源综合利用的系统构成及总体趋势[J]，中国农业资源与区划，2010，31（4）：35-38.

[9] 高利伟，马 林，张卫峰等.中国作物秸秆养分资源数量估算及其利用状况[J].农业工程学报，2009，25（7）：173-179.