山西省农作物秸秆资源量及时空分布特征

为了深入了解山西省秸秆资源数量及时空分布特征,在已有研究的基础上,基于《山西省统计年鉴》,对1980—2013年山西省田间秸秆资源量进行了系统、全面的分析和估算,并利用Arc GIS 9.3软件,对其时空分布进行了分析。结果表明,1980—2013年,山西省农作物秸秆产量虽然不稳定,但总体上呈波动上升趋势,到2013年达到1 620.03万t,秸秆资源化利用前景大;1980—2013年,秸秆资源量的变化大致分为缓慢上升、平缓波动和快速增长3个阶段;各地区农作物秸秆量、玉米秸秆量、小麦秸秆量及单位播种面积秸秆量的空间分布均表现出不均衡性,且不均衡性随着时间变化表现得越来越明显。该研究对山西省秸秆的资源化利用有较大的现实意义。     

长三角地区农作物秸秆资源量的时空分布特点

为提高长三角地区秸秆资源的综合利用率,采用草谷比法,评估长三角地区秸秆的资源量和秸秆资源的分布特点。结果表明:2000-2014年长三角地区农作物秸秆资源总量呈稳中上升趋势;秸秆分布地区格局差异显著;作物秸秆产量主要分布在粮食主产区的江苏省和安徽省,浙江省和上海市则比较低,2000-2014年作物秸秆资源量为江苏安徽浙江上海;农作物秸秆主要类型为稻谷、小麦和油菜籽,以稻谷为长三角地区最主要的粮食作物秸秆。     

近10年来中国农作物秸秆资源量的时空分布与利用模式

利用《中国统计年鉴》2002-2011年的统计资料和数据,筛选出合适的秸秆系数,对全国主要农作物秸秆生物质资源的蕴藏量进行定量测算,并对其时空分布利用模式进行研究,旨在为促进秸秆资源的综合利用与相关行业部门提供参考。结果表明:1全国农作物秸秆总蕴藏量从2002年的59 886×10~4t增加到2011年的74 153×10~4t,年均增加2.38%;2同年度4类秸秆产量分别呈现稻草玉米桔麦秸豆秸趋势;32011年全国秸秆总蕴藏量中,稻草27%、麦秸19%、玉米桔27%、甘蔗桔7%、油菜桔5%、豆秸4%、棉柴3%、花生桔2%、其他秸秆6%;中南29%、华东24%、东北16%、西南12%、华北11%、西北8%。4秸秆养畜、秸秆还田和秸秆能源化是秸秆综合利用的主要3大模式。     

桐乡市农作物秸秆资源量及区域分布

以2005—2019年桐乡统计年鉴为数据基础,对桐乡市农作物秸秆的资源量和区域分布进行分析。结果表明,桐乡市农作物秸秆资源总量多年平均为23.07万t,2012年最多,为24.73万t。水稻、茭白、小麦和杭白菊是桐乡市主要的农作物秸秆种类,其资源量合计占全市秸秆资源总量的87.7%。农作物秸秆资源分布存在地域性特点,秸秆资源量乌镇镇最多,河山镇最少;秸秆资源密度乌镇镇、濮院镇、屠甸镇和崇福镇较大,乌镇镇、屠甸镇和濮院镇秸秆资源相对丰富。     

中国各省大田作物田间秸秆资源量及其时间分布

准确评估中国秸秆资源量及其时空分布对秸秆资源化利用具有重要意义。本研究采用各省市区不同作物的最新田间秸秆系数评估田间秸秆资源量,确定各作物秸秆热值合理取值折算标煤量,并依据中国主要大田作物田间秸秆成熟期,对各省各作物田间秸秆的时间分布进行研究。结果表明：2007—2009年中国年均秸秆量为7.35亿t,包括田间秸秆6.46亿t（折标煤量3.41亿t,占总量87.36%）和加工副产物0.89亿t（折标煤量0.50亿t,占总量12.64%）。三大粮食作物是田间秸秆的主要来源,其中水稻田间秸秆为19 865.13万t,折标煤9 177.69万t,占总量26.90%;玉米田间秸秆为14 947.83万t,折标煤量8 266.15万t,占总量24.23%;小麦田间秸秆为14 373.43万t,折标煤7 833.52万t,占总量22.96%。秸秆量最大的10个省份由高到低依次为河南、山东、江苏、黑龙江、安徽、四川、广西、湖南、河北、湖北,变化范围为3 772.15～7 295.06万t,折标煤为1 908.83～3 999.61万t,这10省总量占全国总量62.46%。田间秸秆成熟时间分布不均,第三季度（7—9月）最多,秸秆折标煤占总量44.49%;其次为第四（10—12月）和第二季度（4—6月）,分别为25.26%和24.27%;第一季度（1—3月）最少,只占总量的1.37%。     

西安市主要农作物秸秆资源量估算及能源化潜力分析

[目的]正确评价西安市主要农作物秸秆资源量及其分布特性,充分认识西安市秸秆资源的开发潜力。[方法]以草谷比法为基础方法,对西安市主要农作物秸秆资源进行全面系统的估算,并分析各区县秸秆资源量分布。[结果]2015年西安市主要农作物秸秆理论资源量211.93万t,可收集资源量为175.95万t,可能源化利用量为149.55万t,可转化能源量82.35万t标准煤;小麦秸秆量占总量的55.4%,玉米秸秆占总量的43.6%,棉花、油菜占总量的1.0%。临潼、长安、户县的秸秆资源量分布较大,分别占比为18.0%、19.0%、17.0%。西安市年平均秸秆的化石能源替代量88.83万t,全部转化为经济价值相当于节约5.49亿元的煤炭消耗。[结论]该研究可为西安市秸秆资源的综合利用提供借鉴。     

江苏省秸秆资源量估算及其区域分布研究

以正确评价江苏省秸秆资源量及其分布特性、充分认识江苏省秸秆资源的开发潜力为目的,以草谷比法为基础方法,选取经过修正的秸秆草谷比数据,对江苏省秸秆资源进行全面系统的估算;利用ArcGIS、因子分析和聚类分析等地理信息技术和统计方法,对江苏省秸秆资源量的区域分布规律进行探讨。研究结果显示,2010年江苏省理论上可产出秸秆资源量约3.176×107t,可收集量约为3.049×107t,将2010年江苏省产的秸秆资源全部能源化,相当于节省1.496×107t标准煤;水稻秸秆占总量49%,小麦秸秆约占26%,玉米、棉花秸秆约占7%。江苏省秸秆资源分布水平呈5种梯度类型,全省表现"东密西疏、北丰南贫"的资源分布特点。     

豫东平原主要农作物秸秆资源量及化肥替代潜力

以周口市为例,采用草谷比法估算了周口市自2012-2021年以来主要农作物秸秆产量及养分资源量。结果表明:(1)周口市主要农作物秸秆产量年均1005万t,秸秆养分资源总量年均为8.04万t(N)、5.28万t(P2O5)、15.26万t(K2O),秸秆养分释放总量年均达20.98万t,小麦、玉米秸秆是周口市秸秆资源的主要来源;(2)以2021年数据为例,玉米秸秆全量还田后可释放氮素35.46 kg/hm2、磷素17.08 kg/hm2、钾素85.35 kg/hm2,理论上可替代小麦生产中19.3%~20.3%(N),10.7%~34.2%(P2O5),和100%(K2O)的化肥施用量。周口市秸秆资源量丰富,合理化利用后将具有巨大的化肥替代潜力。随着周口市农作物种植结构的变化,小麦、玉米播种面积有望持续增加,将影响未来作物秸秆的产出和利用结构。     

中国农作物秸秆资源分布特点与开发策略

本文通过分析我国农作物秸秆资源的总量、区域分布和使用情况,认为我国农作物秸秆资源的特点是总量丰富,地区不均,农村生活用能占有较大比例,部分地区浪费严重,应采取提高技术推广与研发水平等措施,促进农作物秸秆资源的综合利用。     

我国作物秸秆资源时空变化特征及其影响因素分析

厘清农作物秸秆的时空变化特征,对秸秆资源高效利用和国家种植结构调整的宏观决策具有重要参考意义。本研究基于国家统计年鉴资料,整理了我国近20年(1999—2018)31个省(直辖市、自治区)的作物产量及草谷比,分析了农作物播种面积和秸秆资源量的时空分布特征,探讨其关键影响因素。结果表明,我国水稻、小麦、玉米和大豆的秸秆量占全国秸秆资源总量的82.3%~88.3%,而谷子、油料作物、经济作物等其它作物的秸秆资源占比11.7%~17.7%。不同秸秆资源的主要分布区域差异较大,水稻、小麦和大豆秸秆资源分别主要分布在长江中下游、华北和东北地区;玉米秸秆资源主要分布在华北和东北地区。近20年来水稻播种面积占比基本稳定在25%左右;小麦播种面积从1999年的23.1%降低到2018年的18.7%,但玉米播种面积从1999年的20.8%增加到2018年的32.5%。水稻、玉米和大豆的秸秆资源量主要受播种面积的影响,但小麦秸秆资源量变化受其影响较小。因此,在优化秸秆资源高效利用时,应该充分考虑东北、华北和长江中下游地区种植结构调整与秸秆资源利用技术推广。     

河南省小麦玉米秸秆资源测算与养分还田利用潜力分析

河南省为我国小麦和玉米主产区,明晰其主粮作物秸秆资源的市域尺度空间分布格局及秸秆还田情景下的化肥可替代量,可为秸秆综合利用政策制定及农田养分管理方案优化提供参考依据。本研究基于2018—2020年河南省18个地级市的小麦、玉米播种面积和产量,根据文献调研获得的作物草谷比及秸秆养分含量等参数,测算各地级市小麦、玉米秸秆产量和单位面积可收集量,并分析秸秆还田替代化肥的潜力。结果表明：2018—2020年河南省小麦和玉米秸秆年均产量分别为4 168.5万t和1 944.3万t,在市级尺度上,小麦秸秆产量较高的地市依次为周口（611.3万t）、驻马店（579.2万t）、商丘（493.7万t）和南阳（470.6万t）,其总占比为51.7%;四市的玉米秸秆产量也居于前列,分别为284.0万、216.9万、235.3万t和196.6万t,总占比为48.0%。郑州、鹤壁、三门峡、济源的小麦和玉米秸秆产量均较低,四市的总占比分别仅为5.0%和7.1%。河南省小麦秸秆N、P₂O₅、K₂O养分年均资源量分别为19.8万、7.3万、72.5万t,玉米秸秆N、P₂O₅、K₂O养分资源量分别为14.4万、5.7万、31.6万t。小麦秸秆还田当季的N、P₂O₅、K₂O养分可替代量分别为17.8、8.3、118.3 kg·hm^-2,玉米秸秆还田当季养分可替代量分别为23.7、11.0、77.7 kg·hm^-2。研究表明,河南省小麦、玉米秸秆资源丰富,但空间分布不均衡,应以秸秆主产市为重点,高质高效推进秸秆全量化利用,秸秆养分还田具有可观的化肥替代潜力,可通过秸秆科学还田实现化肥合理减量。     

安徽省太阳辐射能资源的时空分布特征与可利用潜力评估

为了明确安徽省太阳能资源的时空分布特征与可利用潜力,基于安徽省20个气象站台1970—2020逐日日照时数数据,以亳州、合肥和黄山作为安徽的代表站点,分析安徽省太阳辐射能的时空变化及可利用潜力。结果表明：安徽省太阳辐射空间分布呈北多南少,太阳辐射量近51年来呈下降趋势。皖北地区太阳辐射量最大、波动也较大,皖中以及皖南太阳辐射量在一定范围内波动。各代表站点太阳辐射量具有11年左右周期变化,与太阳活动周期具有一致性。安徽省总体处于太阳能资源丰富区,利用期较长,日照稳定。安徽省屋顶可装光伏电池面积为1 277.51 km²,集中于安徽省中部及北部,占全省面积的0.9%,发电潜力约为2.05×10¹⁴kJ。     

中国农村宅基地资源时空分布及利用特征

为了解目前中国农村宅基地资源基本状况,以2009年来可获得的农村居民点面积、村庄现状用地面积等官方统计数据为基础,构建农村宅基地总量估算方法,测算分析2009—2019年中国农村宅基地资源空间分布、变化趋势及利用特征等。结果表明:1)中国农村宅基地总量在933.98万～1 194.13万hm~2,其中,村庄集镇,东部西部中部东北,且省(自治区、市)间差异明显;2)宅基地总量呈现先增后降趋势,其中,集镇增速村庄,西部增速东部中部东北,省(自治区、市)差异显著,未来在经济因素、管理因素和规划因素多重影响下,预计将保持下降态势;3)超占和闲置是现有农村宅基地利用的明显特征,农民认知不清晰、规划与管理不到位、农村人口流动加剧等是其主因。未来可通过构建完善的宅基地统计与监测体系等,加强对农村宅基地资源监控与管理,为宅基地制度改革目标的实现提供基础数据支撑。     

芜湖市秸秆资源利用与还田养分输入量空间差异特征分析

了解研究区域秸秆资源现状和秸秆还田养分输入量及其空间分布特征,能够为协调秸秆养分资源有效利用、促进农业化肥减量增效提供决策依据。本研究以芜湖市2019年主要秸秆（玉米、水稻、小麦、棉花和油菜）为研究对象,通过作物种植面积和秸秆养分含量测算出单位面积秸秆全量还田下氮、磷、钾养分输入量及其加权变异系数,明确芜湖市秸秆还田养分输入量的空间分布及差异特征。结果表明：芜湖市主要秸秆氮、磷、钾养分资源总量分别为12 223、1 747、23 404 t,各县（市、区）养分资源总量的分布表现为无为市>南陵县>鸠江区>湾沚区>繁昌区>弋江区>镜湖区;芜湖市单位种植面积秸秆可收集量为5.63 t·hm^-2,其中玉米最高,达到了13.71 t·hm^-2;芜湖市玉米单位种植面积秸秆还田氮、磷、钾输入量分别为126.16、20.57、161.81 kg·hm^-2;芜湖市单位种植面积秸秆还田氮、磷、钾输入量的加权变异系数为0.137 5,为中等程度变异,其中鸠江区和南陵县与其他县（市、区）的空间差异较大,空间分布差异最大的秸秆为玉米秸秆,其加权变异系数显著高于其他作物秸秆。     

江苏省4类主要秸秆和畜禽粪便空间分布及综合利用潜力研究

为明晰江苏省农业废弃物资源分布格局并进行利用潜力评估,推进农业废弃物资源化利用,助力农业全面绿色转型,本研究借助GIS构建数据批处理模型,测算各区县水稻、小麦、玉米和油菜4种作物的秸秆和猪、牛、羊、家禽4种畜禽的粪便产生量,及其在肥料化、能源化方面的利用潜力理论值,并结合热点分析结果为江苏省农业废弃物综合利用提供政策建议。结果表明：2020年江苏省4种主要作物秸秆可收集总量高达3 972.00万t,以水稻和小麦秸秆为主,集中分布在江苏北部和中部。分析其肥料化利用潜力,理论上相当于1 511.89万t有机碳、12.04万t N、1.59万t P、24.49万t K,能源化理论上相当于1 617.52万t标准煤或6.5×10⁹m³沼气;江苏省4种主要畜禽粪便产生总量为4 560.77万t,家禽粪便与猪粪最多,主要分布在东部边界和西北部地区。分析其肥料化利用潜力,理论计算相当于737.00万t有机碳、31.15万t N、29.86万t P和26.89万t K,能源化利用可折算成1 036.95万t标准煤或4.9×10⁹m     

基于秸秆生物质资源的户用沼气区域风险研究

【目的】运用风险评价手段,对我国农村基于秸秆生物质资源的户用沼气进行区域风险评价,为户用沼气的合理布局提供科学依据。【方法】在综合分析产业发展风险因子的基础上,运用层次分析法和多目标线性加权函数法,从原料供应、温度保障、社会经济、制度技术4个风险层面,共选取了秸秆资源总量、秸秆产量平均增长率、平均气温、农户人均年收入、15岁以上人口文盲率和制度技术进步水平等6个指标,建立了基于秸秆生物质资源的中国户用沼气区域风险评价指标体系和评价模型。【结果】我国各省区在各个风险层面差异较大,综合风险较高的是青海、甘肃、西藏、宁夏、新疆等农业生产水平落后的省份及北京、天津、上海、浙江等东部经济发达省份;综合风险较小的是河南、山东、四川、河北、湖南、广西、湖北、吉林、江苏、辽宁等传统农业省份;其他省份发展农村户用沼气的风险水平一般。【结论】按照一定的分级区划标准制备的全国户用沼气风险图,可以为相关决策部门提供较为科学和直观的理论指导。     

长期秸秆还田对农田土壤钾素形态及空间分布的影响

【目的】研究连续多年秸秆还田对土壤钾素形态及空间分布(层化现象)的影响。【方法】以关中平原冬小麦-夏玉米轮作体系中连续13年秸秆还田粮田土壤为对象,并以临近葡萄园土壤为对照。比较2种土壤不同土层(0~5,5~15,15~30cm)速效钾及其3种组分(水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾)、非交换性钾、矿物钾、全钾含量的变化,并分析了土壤中各形态钾的层化比率和相关性。【结果】经过13年秸秆还田,粮田土壤0~5cm土层速效钾及其各组分平均含量均有提高;在5~15和15~30cm土层中,与葡萄园土壤相比,粮田土壤速效钾及其各组分平均含量均降低。粮田土壤速效钾及其各组分的层化比率总体高于葡萄园土壤。与葡萄园土壤相比,粮田土壤非交换性钾含量明显降低。粮田土壤与葡萄园土壤矿物钾和全钾含量差异不大。粮田土壤速效钾与其各组分、非交换性钾、全钾相关性达显著或极显著水平,但与矿物钾相关性不显著;葡萄园土壤速效钾与其各组分和非交换性钾相关性达极显著水平,但与矿物钾、全钾相关性不显著。【结论】整体看,秸秆还田在维持土壤钾有效成分与全钾之间的显著相关关系和协调土壤各形态钾的含量及空间分布方面,均有一定的积极作用。但无论是秸秆还田还是施用化学钾肥,对粮田和葡萄园土壤矿物钾及全钾含量和空间分布的影响均不显著。     

基于声学方法的黄河三门峡水库渔业资源空间分布研究

为探讨声学方法在黄河流域生态环境研究中的适用性,于2013年11月23日使用分裂式波束科学鱼探仪(Simrad EY60,70 k Hz,挪威)对黄河三门峡水库西湾至库尾大坝间水域进行了渔业资源声学调查,并通过现场鱼类目标强度测定和回波积分方法对库区内渔业资源密度、资源现存量和空间分布进行了初步探查与估算。结果表明:此次调查库区内声学积分值(Nautical area scattering coefficient,NASC)为5.59 m2/nmi2,渔业资源密度平均为0.002 ind./m2,资源现存量为42.36 t;在鱼类资源密度空间分布统计方面,将调查区域库区分为上、中、下游3个调查区域(A、B、C区),8个积分区段,依次为A-Ⅰ、A-Ⅱ、A-Ⅲ,B-Ⅰ、B-Ⅱ,C-Ⅰ、C-Ⅱ、C-Ⅲ区段,其对应的鱼类资源密度分别为0.002、0.017、0.013 ind./m2,0.004、0.008 ind./m2,0.013、0.016、0.037 ind./m2,鱼类资源主要集中于上游的A-Ⅱ、A-Ⅲ区段及水库下游区域;对应鱼类的垂直分布,A-Ⅱ、A-Ⅲ、C-Ⅰ、C-Ⅱ区段鱼类主要分布于5 m以浅水层,A-Ⅰ、B-Ⅱ区段鱼类主要分布于10 m以浅水层,而B-Ⅰ区段鱼类均分布于5 m以深水层且数量较少,C-Ⅲ区段鱼类则主要分布于10~20 m水层;库区内鱼类目标强度(Target strength,TS)多分布于-62.5~-47.5 d B之间,且目标强度大于-44.5 d B、体长大于25 cm的个体均分布于5 m以深水层。研究表明,声学方法在淡水水库渔业资源评估中体现出良好的适用性,本研究推动了该方法在黄河流域水域生态环境研究中的应用,为今后用声学方法评估内陆河流、湖泊和水库渔业资源提供了理论基础和科学依据。