我国农作物秸秆综合利用现状及焚烧碳排放估算.doc

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我国农作物秸秆综合利用现状及焚烧碳排放估算

摘要：[目的]为加快推进秸秆资源化利用工作，有效缓解因秸秆焚烧带来的环境问题。[方法]将全国划分为黄淮海区、西北区、东北区、东南区、西南区五大区域，对各类农作物秸秆进行了统计分析，研究了秸秆产生量、秸秆资源密度、秸秆利用结构、秸秆焚烧碳排放量。[结果]全国秸秆理论资源量达到10.4亿t，可收集量达到9.0亿t，玉米、水稻和小麦3类农作物秸秆占总量的79.19％，黄淮海区秸秆产量最高，占总量的33.41％。秸秆已利用量为7.21亿t，综合利用率达到80.11％，其中肥料化、饲料化、基料化、燃料化、原料化利用量占已利用量的比例分别为53.93％、23.42％、4.98％、14.27％、3.40％，形成了农用为主的利用格局，但不同秸秆种类综合利用率和利用结构存在显著差异。全国秸秆资源密度和人均占有量分别为523.57kg/667㎡和1.75t，东北区显著高于全国平均水平，西南区和东南区则显著低于全国平均水平。根据环保部卫星遥感监测的露天焚烧火点数比例估算，2015年我国秸秆露天焚烧量约为8110万t，总碳排放量约为3450万t，其中东北地区约占74.1％。[结论]我国秸秆综合利用的重点和难点在东北地区，进一步推动区域秸秆实现全量利用，对于促进低碳农业发展，应对气候变化有着十分重要的意义。

引言

中国是农业大国，农作物品种繁多，主要种植作物有玉米、水稻、小麦、棉花、花生、油菜等。2003年以来全国粮食生产实现连续增收，2013年至今粮食总产量更是稳定在6亿t以上，粮食综合生产能力实现了质的飞跃。农作物光合作用的产物一半在籽实，一半在秸秆，作为粮食生过程中的副产品，秸秆量也随着粮食产量的提升而不断递增。据前人研究表明，我国秸秆资源量占世界总量的比例已达到20％～30％[1]。在传统农业阶段，秸秆主要用于肥料、燃料、饲料和建筑材料，曾在我国农业生产和农村生活中发挥着巨大作用。但随着我国农村产业结构的调整、农村生活条件的改善，秸秆逐渐出现了区域性、季节性和结构性过剩，随意丢弃和露天直接焚烧现象严重[2]。前人研究指出，农作物秸秆燃烧时，会产生大量的CO、氮氧化物、苯以及多环芳烃等有害气体，不仅危害人体健康，造成环境污染[3]，其中排放的大量CO2更会加剧地球变暖的趋势，导致灾害发生[1]。

我国高度重视秸秆禁烧和综合利用工作，从法律界定、行政指导、政策鼓励、试点示范等多方面出台了一系列推动措施，秸秆综合利用技术也扩展到“肥料化、饲料化、基料化、燃料化、原料化”五大类几十种技术途径[4]，并提出了“十三五”期间秸秆综合利用率要达到85％以上的目标任务。但目前仍存在着禁烧时段内时有焚烧、禁烧期过后大量集中焚烧的现象[5]。前人针对我国秸秆资源量、秸秆焚烧污染物排放、国内外秸秆利用途径等方面已有较多研究[6-10]，从环境的可持续性发展方面，也提出了一系列政策建议和经验借鉴。但由于我国不同地区气候条件、种植制度、生产方式、经济发展水平的差异较大，秸秆焚烧和综合利用会产生典型的区域性特征，对此研究报道尚少。因此，为加快推进秸秆综合利用工作，有效缓解因秸秆焚烧带来的环境问题，文章系统分析了我国不同区域秸秆产生和综合利用现状，并通过环保部卫星遥感监测火点数据对不同区域秸秆焚烧量及碳排放量进行了估算，以期为我国不同区域秸秆资源利用、气候变化的模拟，以及相关政策的制定提供数据基础与科学依据。

1研究方法

1.1数据来源

该文秸秆理论资源量、可收集资源量、“五料化”利用数量数据主要来源于《中国农村可再生能源统计年鉴(2016)》[11]；秸秆露天焚烧火点数来源于环保部监察局公布的卫星遥感巡查监测数据。

1.2计算方法

1.2.1秸秆综合利用率

秸秆综合利用率(％)=秸秆已利用量/秸秆可收集量×100％。

1.2.2人均秸秆资源占有量

人均秸秆资源占有量是指某一区域人均秸秆资源占有的数量，通常使用乡村人口总数。

1.2.3秸秆资源密度

资源密度是指某一区域单位播种面积的秸秆资源数量。

1.2.4秸秆未收集量

秸秆未收集量=秸秆理论资源量一秸秆已利用量

1.2.5区域秸秆焚烧比例和焚烧量

区域秸秆焚烧比例(％)=区域秸秆露天焚烧火点数量/全国秸秆露天焚烧火点数量×100％

区域秸秆焚烧量=区域秸秆未收集量×区域秸秆焚烧比例％

1.2.6碳排放总量

该文秸秆焚烧过程中碳释放只考虑CO、CO2和CH4气体排放，不考虑其他形式的碳释放。CO、CO2和CH4气体排放量通过秸秆焚烧CO、CO2和CH4排放因子(CO排放因子102.2g/kg，CO2排放因子1390.4g/kg，CH4排放因子2.19g/kg)[8,12]与秸秆焚