邢 紅, 趙 媛, 王宜強(qiáng)

1 南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 南京 210023 2 如皋高等師范學(xué)校, 如皋 226500 3 南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院, 南京 210097

江蘇省南通市農(nóng)村生物質(zhì)能資源潛力估算及地區(qū)分布

邢 紅1,2, 趙 媛1,3,*, 王宜強(qiáng)1

1 南京師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院, 南京 210023 2 如皋高等師范學(xué)校, 如皋 226500 3 南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院, 南京 210097

摸清農(nóng)村生物質(zhì)能資源潛力對(duì)南通市農(nóng)村能源建設(shè)具有重大意義。以南通市為實(shí)證區(qū)域，利用草谷比、收集系數(shù)、折標(biāo)系數(shù)、副產(chǎn)物系數(shù)并根據(jù)南通市可能源化利用的實(shí)際情況，從縣域?qū)用孑^為全面地估算了包括秸稈、農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品、人畜糞便等可能源化利用的生物質(zhì)能資源總量。估算結(jié)果表明：(1)南通市每年提供的可能源化利用秸稈資源量約為105萬(wàn)t標(biāo)煤，以稻秸、麥秸和油菜秸為主；農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品資源量約為20萬(wàn)t標(biāo)煤,以稻殼、玉米芯、棉籽等為主；人禽糞便資源量為108萬(wàn)t標(biāo)煤，以豬糞和禽糞為主，約占到資源總量的1/2。(2)南通市擁有較為豐富的生物質(zhì)能資源，其中可能源化利用的生物質(zhì)資源總量為年均233萬(wàn)t標(biāo)煤，并且其資源總量呈增長(zhǎng)趨勢(shì)；預(yù)計(jì)在短期內(nèi)其資源總量將增加到240萬(wàn)t標(biāo)煤。(3)南通市生物質(zhì)資源的地區(qū)分布極不均勻，從生物質(zhì)能資源總量、單位國(guó)土面積生物質(zhì)能資源量、人均生物質(zhì)能資源量看，海安縣、如東縣和如皋市等經(jīng)濟(jì)比較薄弱的縣市均具有明顯優(yōu)勢(shì)，其中海安縣在南通各縣市中憑借其規(guī)模漸增的養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)產(chǎn)生的生物質(zhì)資源而遙遙領(lǐng)先；此外如東縣的秸稈資源也具有重要地位。(4)南通市生物質(zhì)資源的季節(jié)分布也不均勻，這種季節(jié)分布不均主要是由秸稈資源引起的，因?yàn)榻斩捹Y源主要集中在秋季和春季，約占到60%—75%;而夏季和冬季則很少。這就給農(nóng)村能源的持續(xù)開(kāi)發(fā)利用帶來(lái)一定難度。建議：需要針對(duì)各縣市的生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用的實(shí)際情況因地制宜合理開(kāi)發(fā)生物質(zhì)資源，科學(xué)布局避免惡性競(jìng)爭(zhēng)，并及時(shí)做好秸稈資源的收集、轉(zhuǎn)運(yùn)與儲(chǔ)存工作以避免資源的浪費(fèi)和嚴(yán)重的環(huán)境污染，從而促進(jìn)南通農(nóng)村能源建設(shè)的健康發(fā)展。

生物質(zhì)能資源; 潛力估算; 地區(qū)分布; 南通市

能源的短缺已經(jīng)成為許多國(guó)家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸所在。新時(shí)期作為可再生能源的重要組成部分，生物質(zhì)能因?yàn)槠涞臀廴?、可再生、可?chǔ)存與可替代性、獨(dú)特的碳平衡功能以及豐富的資源量引起了人們的關(guān)注。對(duì)生物質(zhì)能資源的潛力估算是進(jìn)行生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用的前提和基礎(chǔ)。目前對(duì)生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用潛力估算主要圍繞以下兩個(gè)方面，一是以劉剛、沈鐳[1]，張穎、陳艷[2]等為代表對(duì)生物質(zhì)能總量進(jìn)行了研究；二是以丁文斌、王雅鵬[3]；呂文、王春峰[4]；田宜水[5]；郭立磊、王曉玉[6]等為代表分別對(duì)秸稈、林木生物質(zhì)、禽畜糞便沼氣資源、大田作物加工副產(chǎn)物等某一種生物質(zhì)能的潛力進(jìn)行估算，其中丁文斌、王雅鵬[3]，高利偉、馬林[7]，畢于運(yùn)、王亞靜等[8]，蔡亞慶，仇煥廣等[9]；朱建春、李榮華等[10]主要對(duì)中國(guó)的秸稈資源的數(shù)量及地域分布進(jìn)行了研究，結(jié)果表明我國(guó)已經(jīng)成為世界第一秸稈大國(guó)；郭立磊、王曉玉[6]首次對(duì)大田作物加工副產(chǎn)物進(jìn)行了估算，認(rèn)為全國(guó)加工副產(chǎn)物每年總產(chǎn)量達(dá)到8862.03萬(wàn)t，折標(biāo)煤共4933.93萬(wàn)t。另有張曉浩、黎夏[11]；王小超[12]；郭永奇[13]；王雨辰、陳浮等[14]；朱建春、李榮華等[15]分別從省域?qū)用鎸?duì)廣東、新疆、河南、江蘇、陜西的生物質(zhì)能資源進(jìn)行了估算。上述研究大多利用某一年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，從宏觀方面進(jìn)行資源量的估算，僅有陳娟、王雅鵬[16]對(duì)湖北省的生物質(zhì)能資源潛力進(jìn)行了動(dòng)態(tài)評(píng)估和預(yù)測(cè)。近年來(lái)，GIS和遙感技術(shù)逐漸被應(yīng)用于生物質(zhì)能的潛力估算及空間分布，張敏、陳偉強(qiáng)等[17]、徐增讓、成升魁[18]等利用GIS技術(shù)對(duì)我國(guó)的玉米秸稈纖維生產(chǎn)潛力以及甜高粱的生產(chǎn)潛力進(jìn)行了估算；王芳、卓莉等[19]等利用GIS與遙感技術(shù)結(jié)合對(duì)廣東省的農(nóng)田生物能的時(shí)空變化進(jìn)行分析。上述研究多從宏觀層面進(jìn)行，對(duì)于微觀層面的縣域研究尚不多見(jiàn)。為此，本文擬從微觀的縣域?qū)用鎸?duì)南通市的生物質(zhì)能資源潛力進(jìn)行估算，并摸清南通市的生物質(zhì)能資源的地區(qū)分布，為在更具體的范圍內(nèi)推動(dòng)生物質(zhì)能的健康發(fā)展、推動(dòng)新農(nóng)村建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。

南通市位于江蘇省東北部，長(zhǎng)江入?？诒卑叮c上海隔江相望，地處“黃金海岸”與“長(zhǎng)江黃金水道”的集合部，被稱為“江海門(mén)戶”(圖1)。境內(nèi)自然和區(qū)位條件較為優(yōu)越，市內(nèi)土地總面積10549.3 km2(含海堤外灘涂和長(zhǎng)江水面)，雨水充沛，日照充足，適合多種植物繁衍生長(zhǎng)。除狼山基巖殘丘區(qū)外，境內(nèi)大部分屬長(zhǎng)江三角洲平原，西北部屬江淮平原，地形平坦。水土、光能資源豐富，具有優(yōu)越的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的自然條件。早在1998年，南通市全市5個(gè)縣(市)就已經(jīng)被列入全國(guó)商品糧生產(chǎn)大縣，其土地利用率、墾殖率、復(fù)種指數(shù)分別達(dá)99%、61%和238%。2010年南通市在占江蘇7.5%的土地、9.5%的耕地上產(chǎn)出了占江蘇10.%的糧食、24.1%的棉花、29.3%的油料和48.7%的蠶繭。農(nóng)作物秸稈是南通市常見(jiàn)的能源資源，以稻秸、麥秸、玉米秸、棉花秸、油菜秸等為主。

圖1 南通市區(qū)位分布圖

1 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

目前利用的生物質(zhì)能資源主要包括農(nóng)作物秸稈、林木生物質(zhì)、禽畜糞便、城市生活垃圾、工業(yè)有機(jī)廢水和能源作物。在農(nóng)村中生物質(zhì)能主要包括農(nóng)作物秸稈、林木生物質(zhì)和人畜糞便三類，而南通市的林業(yè)生產(chǎn)所占比重微乎其微，所以對(duì)林木生物質(zhì)忽略不計(jì)；另一方面，南通市是農(nóng)業(yè)大市，農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品不可忽視，主要有稻殼、花生殼和玉米芯、棉籽等。本文主要對(duì)農(nóng)作物秸稈、農(nóng)業(yè)加工業(yè)副產(chǎn)品和人畜糞便等三類資源的可能源化利用量進(jìn)行估算。研究數(shù)據(jù)來(lái)源于南通市統(tǒng)計(jì)年鑒(1999—2012)。通州市從2009年起更改為通州區(qū)，為保證統(tǒng)計(jì)口徑一致，使數(shù)據(jù)具有可比性，本文沒(méi)有把通州區(qū)并入到南通市區(qū)，而是依然單列。所以本文研究的行政單位主要有：南通市轄區(qū)、通州區(qū)(市)、海安縣、如東縣、啟東市、如皋市、海門(mén)市等共7個(gè)。

南通市境內(nèi)擁有較為豐富的灘涂資源，0 m以上潮間帶灘涂面積約為18 萬(wàn)hm2(含0 m以上輻射沙洲6.7 萬(wàn)hm2)，約占全省的1/3。近年來(lái)灘涂正在逐漸發(fā)展成為種植業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、鹽業(yè)和生態(tài)旅游業(yè)的開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)地區(qū)和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。目前水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)占有相當(dāng)大的比重。除水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)以外，各縣市充分利用灘涂資源發(fā)展種植業(yè)，其中海安縣的灘涂資源主要是種植桑樹(shù)發(fā)展養(yǎng)蠶業(yè)；如東縣以種植油料、棉花和三麥等耐鹽堿旱作物為主；啟東市在灘涂種植黑麥草發(fā)展灘涂生態(tài)養(yǎng)殖業(yè)，主要有山羊和柴雞。通州區(qū)、海門(mén)市以水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為主。上述地區(qū)的種植業(yè)和畜牧業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的生物質(zhì)資源在統(tǒng)計(jì)時(shí)均包含在統(tǒng)計(jì)范圍之內(nèi)。此外未投入農(nóng)業(yè)利用的灘涂上的灘涂先鋒植物、引進(jìn)的耐鹽堿植物因?yàn)楦骺h市缺乏相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)資料，無(wú)法準(zhǔn)確估算，所以本文暫未考慮。

1.1 秸稈資源

秸稈資源雖然在南通市是比較可靠的生物質(zhì)能源，但因?yàn)槠涞貐^(qū)分布比較分散，且沒(méi)有被列入國(guó)家有關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)范圍，其秸稈的理論可獲得量Q的測(cè)算只能通過(guò)農(nóng)作物產(chǎn)量與草谷比、折標(biāo)煤系數(shù)、收集系數(shù)等進(jìn)行推算得來(lái)，計(jì)算公式如下：

Q1=∑Pi·Ri·ηi·αi

(1)

式中,Q1為某一區(qū)域內(nèi)各種農(nóng)作物秸稈的理論可獲得量(t/a)；i為各農(nóng)作物秸稈的編號(hào)，i=1，2，3，…,n；Pi為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物的年產(chǎn)量(t/a)；Ri為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物秸稈的谷草比；ηi為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物秸稈的折標(biāo)煤系數(shù)，αi為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物秸稈的收集系數(shù)。

農(nóng)作物谷草比是指某種農(nóng)作物單位面積的秸稈產(chǎn)量與籽粒產(chǎn)量的比值，它是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，但谷草比的確定是進(jìn)行資源估算與預(yù)測(cè)的關(guān)鍵。不同地區(qū)與不同品種的農(nóng)作物基本相同，可以由田間試驗(yàn)或觀測(cè)得到，不同學(xué)者采用的數(shù)值并不完全一致。為了更符合南通市的實(shí)際情況，大部分農(nóng)作物本文選取了蘇中地區(qū)的各農(nóng)作物的谷草比[20]。對(duì)于其他谷物，其谷草比選用了畢于運(yùn)、高春雨等人[21]的研究成果。各主要農(nóng)作物的折標(biāo)系數(shù)取自2010年中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒。各主要農(nóng)作物的收集系數(shù)采用崔明[22]、王雨辰[14]等人的研究成果(表1)。 鐘華平、岳燕珍等人[23]的研究結(jié)果表明，在我國(guó)秸稈資源利用的主要方式為作為肥料還田、畜牧飼料、工業(yè)原料以及能源利用，其中用作能源的大約為40%—50%。

表1 各主要農(nóng)作物的草谷比、折標(biāo)系數(shù)及收集系數(shù)Table 1 the Residue to product ratio(RPR),conversion coefficient to standard energy and collection coefficient of different crop straws

1.2 農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品資源

對(duì)主要農(nóng)作物副產(chǎn)品的副產(chǎn)物系數(shù)、折標(biāo)系數(shù)和收集系數(shù)選用郭利磊、王曉玉[6]和畢于運(yùn)[24]等人的研究結(jié)果，計(jì)算公式如下：

Q2=∑Pi·βi·ηi·αi

(2)

式中,Q2為某一區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品的理論可獲得量(t/a)；i為各農(nóng)作物副產(chǎn)品的編號(hào)，i=1，2，3，…，n；Pi為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物的年產(chǎn)量(t/a)；βi為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物副產(chǎn)品的副產(chǎn)物系數(shù)；ηi為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物副產(chǎn)品的折標(biāo)系數(shù)。αi為某一區(qū)域第i種農(nóng)作物副產(chǎn)品的收集系數(shù)。農(nóng)作物副產(chǎn)品的利用途徑雖然較多，但目前南通地區(qū)主要用來(lái)直接燃燒，因此可以將農(nóng)副產(chǎn)品視為全部用作能源。

1.3 人禽糞便資源

糞便產(chǎn)出的估算是按照不同月齡的牛、豬和雞等畜禽的日排糞量及存欄數(shù)，得出實(shí)物量。畜禽糞尿排泄量與動(dòng)物種類、品種、性別、生長(zhǎng)期等因素有關(guān)，根據(jù)各類畜禽每日糞便產(chǎn)生量和畜禽的飼養(yǎng)周期可以估算畜禽糞便排放量，在考慮折標(biāo)系數(shù)和糞便收集系數(shù)的基礎(chǔ)上可以得到糞便理論可獲得量，計(jì)算公式如下[1]:

Q3=∑Qdi·di·mi·ηi·αi=∑Qdi·Mi·ηi·αi

(3)

式中,Q3為畜糞實(shí)物量；Qdi為第i類畜禽的數(shù)目；di為第i類畜禽每天糞便的產(chǎn)量；mi為第i類畜禽的飼養(yǎng)周期；Mi為第i類畜禽在整個(gè)飼養(yǎng)周期內(nèi)糞便排放總量。ηi為某一區(qū)域第i種畜禽糞便的折標(biāo)系數(shù)。αi為某一區(qū)域第i種畜禽糞便的收集系數(shù)。不同類型單位畜禽飼養(yǎng)期內(nèi)的排泄量采用袁正宏[25]、劉剛[1]等人的研究結(jié)果。人糞的排泄系數(shù)參考了羅鈺翔[26]的研究結(jié)果，取人的糞排泄平均系數(shù)為0.264 kg/d，尿排泄平均系數(shù)為1.707 kg/d。各種糞便的折標(biāo)系數(shù)取自于2010年中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒。禽畜糞便的收集系數(shù)參照馬志強(qiáng)、朱永躍等人的研究結(jié)果[27]，借鑒劉剛[1]等人的研究結(jié)果大約有1/3的禽畜糞便可用作能源。

2 不同種類生物質(zhì)資源可能源化利用量估算

2.1 農(nóng)作物秸稈資源

南通市秸稈種類主要有麥秸、稻秸、花生秸、芝麻秸、玉米秸、豆秸、油菜秸和棉稈等。由公式(1)計(jì)算得到各縣市1998年以來(lái)農(nóng)作物秸稈資源可能源化利用量(表2)。

表2 南通市農(nóng)作物秸稈資源可能源化利用量估算結(jié)果 /(萬(wàn)t標(biāo)煤)Table 2 The estimates of available energy-oriented crop residue in Nantong City /(×104tce)

由表2可見(jiàn)，南通市秸稈資源的理論蘊(yùn)藏量很可觀，平均每年能提供105萬(wàn)t標(biāo)煤的可能源化利用的秸稈資源。從各縣市秸稈資源平均值所占比重看，前三位依次是如東縣、通州區(qū)和啟東市，分別占到22.5%、17.4%、16.5%，比重最低的是海門(mén)市，為11.7%。各縣市的秸稈資源量與其種植業(yè)的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。如東縣是著名的糧食生產(chǎn)大縣，早在2008年就已經(jīng)被命名為江蘇省水稻種植機(jī)械化示范縣，水稻生產(chǎn)從秧苗育苗、移栽、培管到收割，向全程機(jī)械化邁進(jìn)。這種機(jī)插秧的方式使得如東稻谷畝產(chǎn)目前已經(jīng)超過(guò)650 kg，因此稻秸就成為如東縣最主要的秸稈資源。而通州的油菜秸稈超過(guò)了小麥位居第二；啟東市則以油菜、棉花等經(jīng)濟(jì)作物為主，玉米秸稈的量雖逐年下降，但依然占有重要地位而緊隨其后。海門(mén)疊石橋擁有全國(guó)著名的家紡用品市場(chǎng)，這帶動(dòng)了啟東、海門(mén)的棉花種植，使得這里的棉花成為主要的經(jīng)濟(jì)作物。

2.2 農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品資源

南通市農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品主要有稻殼、花生殼和玉米芯。由公式(2)計(jì)算得到各縣市1998年以來(lái)農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品資源量(表3)。

表3 南通市農(nóng)業(yè)加工副產(chǎn)品資源可能源化利用量估算結(jié)果 /(萬(wàn)t標(biāo)煤)Table 3 the estimates of available energy-oriented process residue factor in Nantong City /(×104tce)

由表3可見(jiàn)，南通市農(nóng)業(yè)加工業(yè)副產(chǎn)品中可能源化利用的資源量平均每年約為20萬(wàn)t標(biāo)煤，如果加上藥材、蔬菜、瓜果藤蔓以及其他農(nóng)作物，蘊(yùn)藏的資源量也是比較可觀的。

農(nóng)業(yè)加工業(yè)副產(chǎn)品資源比重前三位依次是如東縣、如皋市和通州區(qū)，2011年三者資源量的比重分別24.2%、19.3%、16.5%。各縣市農(nóng)副產(chǎn)品資源與其種植業(yè)的結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系，如東縣、如皋市和通州區(qū)是主要的稻米產(chǎn)區(qū)，水稻是主要的糧食作物，因此其稻殼資源也具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。以如東縣為例，2003年其稻殼的比重最低也已經(jīng)超過(guò)了70%，近3年的比重更是超過(guò)83%。啟東、海門(mén)地區(qū)的玉米芯則遙遙領(lǐng)先，棉籽也占有較大比重。

2.3 人禽糞便資源

南通市的禽畜主要是牛、豬、羊、兔和雞鴨鵝等家禽。由公式(3)計(jì)算得到各縣市1998年以來(lái)人畜糞便資源量(表4)。

表4 南通市糞便資源可能源化利用量估算結(jié)果(萬(wàn)t標(biāo)煤)Table 4 the estimates of available energy-oriented human and animal feces in Nantong City (×104tce)

由表4可見(jiàn)，南通地區(qū)人畜糞便中可能源化利用的資源量大約108萬(wàn)t標(biāo)煤，是南通市所有生物質(zhì)能中最重要的一種資源，約占生物質(zhì)能總量的一半。

人畜糞便資源主要集中在海安縣、如皋市和如東縣，2011年其資源量比重分別為27.0%、23.1%、21.6%。三縣的畜牧業(yè)均以豬和家禽的規(guī)模化養(yǎng)殖為主。海安縣是全國(guó)著名的畜牧生產(chǎn)大縣，畜禽養(yǎng)殖業(yè)已經(jīng)成為海安縣農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民致富奔小康的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。2011年全縣豬肉產(chǎn)量55735 t，禽肉產(chǎn)量30050 t，禽蛋產(chǎn)量234900 t，分別占到南通市總量的21.4%、16.6、51.4%，當(dāng)年畜牧業(yè)產(chǎn)值39.15 億元，約占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的50%，這標(biāo)志著海安縣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)開(kāi)始從單純注重種植業(yè)發(fā)展向多元化方向發(fā)展。

3 生物質(zhì)能資源總量及其分布

3.1 生物質(zhì)能資源總量變化

根據(jù)公式(4)可以得到南通市所有生物質(zhì)能資源總量(圖2)。各縣市生物質(zhì)資源總量的描述性統(tǒng)計(jì)分析，主要包括了各變量的極大值、極小值、均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計(jì)量(表5)。

Q=Q1+Q2+Q3

(4)

圖2 南通市生物質(zhì)資源可能源化利用量匯總Fig.2 the summary of available energy-oriented biomass resources in Nantong City

表5 描述性統(tǒng)計(jì)量Table 5 Descriptive Statistics

從描述性統(tǒng)計(jì)分析中可以看出各縣市的生物質(zhì)資源數(shù)量差異較大，如東縣的生物質(zhì)資源總量的平均值最高超過(guò)53萬(wàn)t標(biāo)煤，而市轄區(qū)約為5萬(wàn)t標(biāo)煤；從表示生物質(zhì)資源總量波動(dòng)程度的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看，如東縣的波動(dòng)程度最大，而海門(mén)市的波動(dòng)程度最小。

由圖2及表5可知，南通市的生物質(zhì)能資源很豐富，可能源化利用的資源量平均每年達(dá)到233萬(wàn)t標(biāo)煤。從1998年以來(lái)，南通市的生物質(zhì)能資源總量總體呈上升趨勢(shì)，從1998年的219.28萬(wàn)t標(biāo)煤增加到2006年的243.86萬(wàn)t標(biāo)煤，年均增長(zhǎng)率約為2%。2007年各縣市的資源總量均有不同程度的下降，導(dǎo)致南通市的資源總量下降了6個(gè)百分點(diǎn)。2007年起至今，資源總量開(kāi)始緩慢回升，近五年的生物質(zhì)能資源總量均值保持在較高水平。隨著南通市土地流轉(zhuǎn)的繼續(xù)推進(jìn)，萬(wàn)頃良田工程的開(kāi)展，農(nóng)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)水平的進(jìn)一步提高，南通市未來(lái)的生物質(zhì)能資源總量還會(huì)不斷上升。預(yù)計(jì)短期內(nèi)南通市的生物質(zhì)資源可能源化利用總量將上升到240萬(wàn)t標(biāo)煤。

3.2 生物質(zhì)能資源總量地區(qū)分布

盡管南通市的生物質(zhì)能資源比較豐富，但在地區(qū)間的分布極不均勻(圖3，圖4)。生物質(zhì)能資源主要集中在海安縣、如東縣和如皋市，2006年、2011年這三縣市的生物質(zhì)能資源總量分別占到南通市的63%、65%，尤其是海安縣、如東縣的比重達(dá)到23%。除市轄區(qū)外，啟東市和通州區(qū)的資源量大體持平，資源量最少的是海門(mén)市，2011年僅占到9%。

各縣市單位國(guó)土面積生物質(zhì)資源量以及人均生物質(zhì)資源量分布不均(圖5，圖6)。從圖5中可以看出海安縣單位國(guó)土面積生物質(zhì)能資源量最多，1998年、2006年、2011年其單位國(guó)土面積的生物質(zhì)能資源量分別為12.5 t標(biāo)煤/hm2、15.2 t標(biāo)煤/hm2、13.9 t標(biāo)煤/hm2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了南通市的平均值，緊隨其后的是如皋市和如東縣，但這二者與其他縣市的差距并不很大。從圖6人均生物質(zhì)能資源量來(lái)看，各縣市差異也非常顯著，海安縣、如皋市和如東縣遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了通州區(qū)、海門(mén)市和啟東市。

圖3 2006年各縣市生物質(zhì)能資源比重

圖4 2011年各縣市生物質(zhì)能資源比重

圖5 各縣市單位國(guó)土面積生物質(zhì)能資源量

圖6 各縣市人均生物質(zhì)能資源量

從生物質(zhì)能資源總量、單位國(guó)土面積生物質(zhì)能資源量、人均生物質(zhì)能資源量看，海安縣、如東縣和如皋市均具有明顯優(yōu)勢(shì)，尤其是海安縣均為第一。北三縣是南通市的農(nóng)業(yè)大縣，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在南通市乃至江蘇省都有舉足輕重的地位。如東縣、如皋市的耕地資源總量在南通市一直遙遙領(lǐng)先,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中以種植業(yè)為主，所以其秸稈資源占有明顯優(yōu)勢(shì)；海安縣的耕地資源雖不多，但海安的畜牧業(yè)發(fā)展在南通市一枝獨(dú)秀，畜牧業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)超過(guò)了種植業(yè)而成為海安縣農(nóng)業(yè)中的第一大產(chǎn)業(yè)，近年來(lái)大規(guī)模的禽畜養(yǎng)殖的發(fā)展為海安縣提供了豐富的禽畜糞便資源。

3.3 生物質(zhì)能資源總量季節(jié)分布

圖7 南通市生物質(zhì)資源總量的季節(jié)分布

在南通地區(qū)生物質(zhì)能資源總量中產(chǎn)生明顯季節(jié)變化的主要是秸稈資源，南通地區(qū)主要是稻麥兩熟，所以秸稈資源量隨季節(jié)變化有著明顯的變化(圖7)。各縣市表現(xiàn)出相同的季節(jié)變化趨勢(shì)：秋季>春季>夏季>冬季。秋季收獲的作物秸稈主要有稻秸、玉米秸稈和棉稈，所以其比重遙遙領(lǐng)先，大約在1/3—1/2；春季主要是麥秸和油菜秸，其所占比重約為1/4；農(nóng)作物在越冬季節(jié)停止生長(zhǎng)，提供的秸稈資源很少。

從秸稈資源的季節(jié)分布可以看出，各市區(qū)的秸稈資源季節(jié)分布很不均勻，而秸稈的存儲(chǔ)很不方便，這意味著要實(shí)現(xiàn)秸稈資源的持續(xù)利用有一定的難度。

4 結(jié)論與對(duì)策

4.1 結(jié)論

(1)從南通市生物質(zhì)能資源現(xiàn)狀估算看，南通市的生物質(zhì)能資源總量很可觀，年均提供可能源化利用資源總量大約233萬(wàn)t標(biāo)煤。秸稈資源、農(nóng)副產(chǎn)品資源、禽畜糞便資源三者在總資源量中的比重大約為45∶8∶47，其中禽畜糞便資源約占到一半。未來(lái)南通市可能源化利用的生物質(zhì)資源總量還會(huì)小幅提升，短期內(nèi)將增加到240萬(wàn)t標(biāo)煤。本文估算的資源總量小于南通市的實(shí)際情況，因?yàn)樵谀贤ǖ貐^(qū)尚有少量的林木生物質(zhì)資源和灘涂中未加以考慮的灘涂先鋒植物、引進(jìn)的耐鹽堿植物資源等生物質(zhì)資源。

(2)從各種生物質(zhì)能資源的地區(qū)分布看，各縣市的資源情況各異。生物質(zhì)能資源主要集中在如東、海安、如皋等經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的北三縣。其中海安縣的生物質(zhì)能資源總量、單位國(guó)土面積生物質(zhì)能資源量和人均生物質(zhì)能資源量均最高，其次是如東縣和如皋市。秸稈資源量最大的是如東縣，以稻秸為主；相應(yīng)地農(nóng)業(yè)加工業(yè)副產(chǎn)品資源量最大的也是如東縣，以稻殼為主；禽畜糞便資源量最多的是海安縣，以豬糞和家禽糞便為主。啟東市、海門(mén)市的生物質(zhì)能資源量較少，但其玉米秸、棉秸、玉米芯等資源在南通具有重要地位。

(3)從生物質(zhì)資源的季節(jié)分布看，分布極不均勻，主要集中在秋季和春季，冬季則很少。

4.2 對(duì)策

(1)從生物質(zhì)能利用方式看，要因地制宜，不搞一刀切。如東的生物質(zhì)能資源以秸稈為優(yōu)勢(shì)，秸稈固化、秸稈發(fā)電等項(xiàng)目已經(jīng)投入運(yùn)營(yíng)，并且當(dāng)?shù)匾呀?jīng)形成一支新的秸稈經(jīng)紀(jì)人隊(duì)伍，所以今后可以在秸稈的能源化利用上提高利用效率；海安、如皋等地的畜牧業(yè)發(fā)展具有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，為大型沼氣池建設(shè)提供優(yōu)越條件。借助大型沼氣池不僅可以充分利用秸稈、糞便等資源，變廢為寶，同時(shí)又能減少污染和疾病傳播，有效提高農(nóng)民生活質(zhì)量和生產(chǎn)水平，是發(fā)展農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的重要舉措。

(2)從生物質(zhì)能分布的空間布局看，要科學(xué)布局，不搞惡性競(jìng)爭(zhēng)。雖然南通市的生物質(zhì)能資源總量比較可觀，但人均資源占有量2011年僅為1.8 t標(biāo)煤，如東地區(qū)雖然總量在7個(gè)行政單位中是最多的，但人均資源占有量也只有1.88 t標(biāo)煤，略高于平均值而沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)，所以不宜密集地布局更多的秸稈電廠、秸稈固化等工程，避免因?yàn)閻盒愿?jìng)爭(zhēng)而導(dǎo)致現(xiàn)有的能源工程無(wú)法正常發(fā)揮作用。

(3)從生物質(zhì)能的季節(jié)分布看，要及時(shí)做好秸稈資源的收集、轉(zhuǎn)運(yùn)與儲(chǔ)存工作。因?yàn)樯镔|(zhì)資源主要集中在秋季和春季，所以既要保證現(xiàn)有的秸稈電廠、秸稈固化等能源企業(yè)正常開(kāi)工生產(chǎn)，也要做好秸稈的收集、儲(chǔ)存工作，防止因收集工作不及時(shí)導(dǎo)致老百姓焚燒秸稈，否則會(huì)造成秸稈焚燒—資源浪費(fèi)—能源企業(yè)開(kāi)工不足的惡性循環(huán)，還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。

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Estimate and distribution of rural biomass resource potential in Nantong City Jiangsu Province

XING Hong1,2, ZHAO Yuan1,3,*, WANG Yiqiang1

1SchoolofGeographyScience,NanjingNormalUniversity,Nanjing210023,China2RugaoNormalSchool,Rugao226500,China3JinlingCollege,NanjingNormalUniversity,Nanjing210097,China

Establishing the potential of rural biomass energy resources is of great significance to the development and construction of rural energy infrastructure in Nantong. Based on a case study of the city of Nantong, and by using the residue to product ratio, the conversion coefficient to standard energy, and the collection coefficient according to the actual situation of the energy-oriented biomass resources of Nantong, this article provides a comprehensive estimate of the quantities of the many types of biomass energy resource available at the county level. These include, among others, crop straw, the residue of agricultural processes, the waste of humans and animals and so on. There are a number of observations that can be made based on these results, as follows. (1) There are about 1.05 million tons of energy-oriented straw resources available in Nantong annually, and these resources mainly include rice straw, wheat straw, and rape straw. There are 0.02 million tons of energy-oriented residue from agricultural processes comprising, amongst other things, rice hulls, corn cobs, and cottonseed. Humans and animals contribute about 1.08 million tons of energy-oriented waste, which is mainly from pig manure and bird guano, accounting for about half of the total resource available. (2) Nantong is rich in biomass resources with 2.33 million tons of energy-oriented biomass resources available annually, and the total amount is increasing. It is expected that available biomass resources will increase to 2.4 million tons in a short period. (3) These biomass resources are distributed very unevenly geographically and they tend to be concentrated mainly in Rudong County, Haian County, and Rugao City, where the economy is weaker than in other counties. Examining the total biomass resource of Nantong and the quantity of biomass resource produced per unit land area and per capita, it is established that the most important sources of biomass energy resources are from animal and human waste, and from the straw resources of Haian County because of the large-scale livestock breeding and crop farming in that area. The straw resources found in Rudong County also play an important role. (4) Furthermore, the biomass energy resource has a seasonal distribution. This mainly reflects the availability of the straw resources, of which about 60% to 75% of the annual amount is produced in fall and spring,whereas it is rare in summer and winter. Thus, to some extent, this makes it more difficult for Nantong to fully exploit and sustainably use its rural biomass energy resources. Therefore, the author suggests that biomass resources should be exploited in accordance with local conditions of each county. The development of the infrastructure and the use of the resources should be approached scientifically and rationally to avoid competition between these counties. Furthermore, the straw resources should be collected, transported, and stored in a timely manner to ensure waste of biomass resources is prevented and to counter serious environmental pollution. From the author′s perspective, all these measures will help the healthy development and construction of rural energy infrastructure in Nantong.

biomass resource; estimate; distribution; Nantong

江蘇省高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目

2013- 07- 07;

2014- 05- 30

10.5846/stxb201307071855

*通訊作者Corresponding author.E-mail: njnuzhaoyuan@126.com

邢紅, 趙媛, 王宜強(qiáng).江蘇省南通市農(nóng)村生物質(zhì)能資源潛力估算及地區(qū)分布.生態(tài)學(xué)報(bào),2015,35(10):3480- 3489.

Xing H, Zhao Y, Wang Y Q.Estimate and distribution of rural biomass resource potential in Nantong City Jiangsu Province.Acta Ecologica Sinica,2015,35(10):3480- 3489.