28卷第1期2006年1月资 源 科 学RESOURCESSCIENCEVol.28,No.1Jan.,2006
文章编号:1007-7588(2006)01-0009-05
中国大陆秸秆露天焚烧的量的估算
曹国良
1,2
,张小曳,郑方成,王亚强
121
(11中国气象局大气成分观测与服务中心,北京 100081;21西安建筑科技大学环境与市政工程学院,西安 710055)
摘 要:根据2001年～2003,,全国
8
农业秸秆产生量约6×10tΠ年,其中稻谷、小麦、玉米3;、农村
生活水平、植被覆盖现状和各种农作物的主要产量等,,～50,并由此计算,、区级行政区,使用地理信息系统给出了01201,由于经济发展水平和生活习惯的不同,农,量较大的包括华东、东北地区的各省市;单位面积秸秆被露天焚烧。最后,提出了控制秸秆露天焚烧的措施。 关键词:;秸秆;露天燃烧;清单
1 前言
我国是农业大国,在农业主产区,上世纪70年代以前,农业秸秆主要用来作生活燃料和大牲畜的饲料,由于作物单产水平较低,秸秆数量也极为有限,秸杆总量供应紧缺。上世纪80年代以来,随着农作物单产提高,农业秸秆总量迅速增加,而直接作为生活燃料和饲料的比例大幅度减少,广大农民为赶农时,抢播种,图省事,多数地区就开始出现秸秆焚烧现象,并越来越严重。大面积焚烧农业秸杆的现象不但造成了极大的环境污染问题,而且浪费了宝贵的生物资源
[1,2]
没有这方面的统计资料。
为了解我国大陆农业秸秆被露天焚烧的数量,根据计算的2001年～2003年秸秆的产量和被露天焚烧的比例,估算了农业秸秆被露天焚烧的总量及清单,为解析污染源、预测气候影响模拟模式的研究提供参考。
2 研究资料与方法
211 农业秸秆的产生量
2001年～2003年全国及各省、市、自治区(不含
港、澳、台)的粮食和经济作物的产量来源于国家统计局、农业部的年度统计资料
[3,4]
。,结合谷草比例,得
8
农业秸杆露天焚烧主要在如下3种地区:(1)地广人稀的产粮区:如吉林、黑龙江省,大量的秸杆被剩余而焚烧。
(2)富裕地区:随着农民生活水平的提高,直接燃烧秸杆的方式逐渐被商品能源取代,成为农民提高生活质量的首选目标。江苏、浙江等省农民生活用能的商品化率已超过90%,有50%左右的农业秸杆被遗弃或野外露天焚烧。
(3)能源产区:在一些能源产地,由于农民很容易获得廉价的商品能源,因而也有大量的秸杆剩余。
关于被露天焚烧掉的农业秸秆的量,我国基本
收稿日期:2004212202;修订日期:2005204206
到全国及各省份的农业秸秆产量,见表1、表2。可见,近些年我国的农业秸秆总量在6×10t左右,变化不大,其中稻谷、小麦、玉米3种粮食作物由于播种面积占总播种面积的50%,所产生的秸秆量占总量的76%左右。农业秸秆产生量较高的省份是河南、山东、河北、东北地区、四川等,其中河南省的最高,占全国的10%左右。西部地区由于农业作物总产量不搞,使得农业秸秆的产生量也较低。212 农业秸秆被露天焚烧比例
农田秸秆露天焚烧具有很强的季节性,其燃烧量由所处气候带、农村生活水平、植被覆盖现状和各
基金项目:中国气象局气候变化专项项目“涉及气候外交的关键气溶胶组分形成、变化机制及对气候的影响”。作者简介:曹国良(1969～),男,江苏兴化市人,博士,研究领域为全球变化专业。
E2mail:82205975@1631com
10资 源 科 学
表1 我国主要农作物秸杆产量
Table1 OutputofcropbiomassinChina
(×10t)2003
4
28卷第1期
谷草比3
20012002
种农作物的主要产量等因素决定,但最主要是由农
[5]
民的收入水平和农民的秸秆利用成本决定。关于各地秸秆被露天焚烧的比例,有限的资料中,从1%～50%的都有,相差极大,但总的情况是发达地区的比例高一些。据陈新锋在河南省的抽样调查,在没有外部干预和技术突破的条件下,农民收入水
[5]
平与秸秆焚烧量成正比。
的量,、市农村生、玉米的,,5种区域,具体见表3。
表3 全国农业秸秆露天焚烧比例分析
Table3 ProportionofcropbiomassopenburninginChina
[3]
[6～15]
产量秸杆量产量秸杆量产量秸杆量
稻谷[***********][***********][1**********]
小麦[***********][***********]81181410玉米[***********][***********][1**********]杂粮[***********][***********]13210豆类[***********][***********]19110薯类[***********][***********]75710油料[***********][***********]62210棉花[***********][***********]麻类[***********]16410糖料011(叶)[***********]20合计601621 3:(CAREI,2000,p24)。
表2 Table2 Quantitiesofcropbiomassopenburnedinchinarecentyears
(×104t)
焚烧比例(%)
>40
省市分析
经济发达,秸秆利用率低
产量
2001
[***********][***********][***********][***********][***********][***********][**************]1
[***********][***********][***********][***********][***********][***********][**************]
2001
[***********][***********][***********][***********][***********]13776
焚烧量
2002
[***********][***********][***********][***********][***********]
[***********][***********][***********][***********][***********]3299
北京、上海
30～40天津、江苏、浙江、福建、广东经济发达,秸秆利用率低
吉林、黑龙江地广人稀,秸秆利用率低20～30山西、陕西
北京
天津河北山西内蒙古辽宁吉林黑龙江上海江苏浙江安徽福建江西山东河南湖北湖南广东广西海南重庆四川贵州云南西藏陕西甘肃青海宁夏新疆全国
[***********][***********][***********][***********][***********][***********][1**********]7
能源产地,但经济欠发达
辽宁、河南、山东、河北、海秸秆利用率较高南、江西、湖北、湖南、安徽
10～20宁夏、甘肃、新疆、广西、四秸秆利用率高
川、重庆、云南、贵州
内蒙古、青海、西藏秸秆利用率高
3 结果及分析
311 秸秆被露天焚烧的分区计算结果
根据各年度全国及各省市农业秸秆的产生量和
被露天焚烧的比例,得到各年度各省市(不含港、澳、台)农业秸秆被露天焚烧的清单,见表2。可见,由于所处地理位置及气候条件不同,经济发展水平、人口分布密度的巨大差异,使得不同地区农业秸秆被露天焚烧的量相差悬殊,其中,山东省的焚烧量最高,其次为河南、江苏、河北、东北各省,这主要是因为华东地区的农村经济较发达,而东北地区是地广人稀的产粮区,秸秆剩余量较大,使得农业秸秆被露天焚烧的量很大。312 网格分布
图1给出了全国按经纬度网格化处理(012°×)的2003年全国农业秸秆被露天焚烧的量的分012°
布(其它年份的分布与此图类似),可见单位面积农业秸秆被露天焚烧的量较高的地区集中在东北、华东和四川省,并由东北至华东呈带状分布。
1389513178
28卷第1期曹国良等:中国大陆秸秆露天焚烧的量的估算11
)图1 2003年秸秆焚烧量的网格分布(012°×012°
Fig.1 Griddeddistributionofcropbiomassopenburnedin2003(tΠkm2)
4 减少秸秆露天焚烧的建议
秸杆露天焚烧已经成为社会关注的公害,它主
要有四大危害:
(1)焚烧后产生大量的烟雾、烟尘、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫等污染物质,使局部大气环境质量恶化,诱发呼吸道、肺部和眼部疾病等。
(2)露天焚烧秸秆影响交通安全。焚烧秸秆产生的大量烟雾,使空气能见度下降,影响飞机正常起降和车辆安全行驶,诱发交通事故。
(3)影响公共设施安全。尤其是在通讯线路、高压输电线路附近焚烧秸秆,容易造成线路损坏;易诱发火灾事故。
(4)秸秆的露天焚烧,烤焦了3cm～5cm的土壤,使得有机质大量损失,土壤生物不复存在,实际上损害了土壤的墒情。
国家环保总局、农业部、财政部、铁道部、交通部和民航总局曾在2000年5月联合发布“秸秆禁烧和综合利用管理办法”,但实行效果并不理想。秸秆禁烧必须疏堵结合,以疏为主;要建立秸秆禁烧的长效机制,综合利用是关键,应从以下几点重点展开工作:
(1)国家应尽快出台相应的经济、环保政策,对秸秆综合利用产业予以扶持。建议财政部、农业部、国家环保总局等部门尽快出台有关秸秆综合利用方
面的设备、方案及政策。
(2)推广秸秆直接还田技术。秸秆还田能有效增加土壤有机质含量,改良土壤,培肥地力,特别对缓解我国氮、磷、钾比例失调的矛盾,弥补磷、钾化肥不足有十分重要意义。坚持常年秸秆还田,不但在培肥阶段有明显的增产作用,而且后效十分明显,有持续的增产作用。当然,秸秆还田的适宜方式、时间、数量、粉碎程度、翻压深度、土壤水分等因素必须综合考虑。
(3)畜牧业及乡镇企业较发达的地区,可大力推广青贮、微贮、氨化、盐化、碱化等秸秆饲料技术,推进草食动物养殖业的发展和提高乡镇企业的经济效益;
(4)利用秸秆热解气化技术,大力推广秸秆气化集中供气的推广应用,为广大农民提供清洁、高效、优质的燃气,满足农民对优质生活燃料的需要。国内一些高等院校和科研院所已在这方面做了大量应用研究,取得不少成果;总体看来,我国秸秆气化技术已相当成熟,且集中供气在我国也具有良好的市场前景。
(5)推广秸秆制沼气技术。先把秸秆氨化制成饲料,经牲畜过腹后入沼气池产生沼气,再把副产物沼渣和沼液作高效有机肥和养殖营养饵料。这项沼气技术既利用了秸秆资源,又从饲料、燃料、肥料这
12资 源 科 学28卷第1期
ChinaStatisticalYearbook2001～2003[R].Beijing:ChinaStatisticPress,2001～20031]
3方面实现良性循环,是最科学、最合理的秸秆综合
利用技术之一。
(6)在目前气化技术相当成熟的条件下,进行高效低耗秸秆气化技术的研究与开发,建设大中型秸秆发电厂,不仅具有较好的经济效益,而且具有良好的生态和社会效益。目前山东、河北、陕西等省已开始进行秸秆发电厂的建设。
(7)利用秸秆生产全降解快餐盒。利用稻麦草浆做的快餐盒各项指标良好,价格低廉,而且生产过程中无毒、无污染,原料来源广泛。很快降解,不构成环境威胁;,不会污染环境空气,经济效益,一。
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5 结论
(1)近些年我国的秸秆总量变化不大,在6×10t左右,其中稻谷、小麦、玉米3种粮食作物由于
8
播种面积大,所产生的秸秆量占总量的76%左右。
(2)各省、市由于气候、农村生活水平、植被覆盖现状和水稻、小麦、玉米的产量等不同,使得农业秸秆被露天焚烧的比例不同。
(3)农业秸杆被露天焚烧的量在地区间的分布极不均衡,量最大的是山东、河南等省,其它较大的包括华东、东北等省市;西部地区则较少。
(4)单位面积农业秸杆被露天焚烧的量较高的地区由东北至华东呈带状分布。
(5)秸秆禁烧必须建立长效机制,加强综合利用的技术研究、推广,并从产业政策、综合规划、经济支持等方面予以倾斜,在一定区域内集中产生秸秆综合利用的规模效益,并予以推广。
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～42961
28卷第1期曹国良等:中国大陆秸秆露天焚烧的量的估算13
EstimatingtheQuantityofCropResiduesBurntinOpenFieldinChina
CAOGuo2liang1,2,ZHANGXiao2ye1,ZHENGFang2cheng2,WANGYa2qiang1
(11CentreforAtmosphereWatch&Services,CMA;ChineseAcademyofMeteorologicalSciences,Beijing100081,China;21SchoolofEnvironmentalandMunicipalEngineering,Xi’anUniversityofArchitecture&Technology,Xi’an710055,China)
Abstract:Burningcropresidueinthefieldafterharvesting,asawayofdisposing,isacommonpracticeinChina,andexistmainlyinthreekindsof:2asmallpopulationdensitysuchasJilinand,and
Jiangsu;energyproducingseriousandurgentproblemsincludingair,squality,fertilitydegradation,andsoon.Totalamountofbasedonstatisticsofcropoutputfrom2001to2003andcrop2to2residueratios.quantityofcropresidueisabout6×108tΠa;rice,wheatandcornresiduesaccountfor76%ofthetotal.Theproportionofresidueburntinopenfieldineachprovincerangesfrom0to50%accordingtothedataoflivingstandards,climatezonesandproductionsitesateachprovince.TotalquantityofcropresidueburntinrecentyearsinChinaisabout116×108tΠa,andthelargestcontributionisfromShandong,Henan,Jiangsu,Hebei,andHeilongjiang,mostofwhichareintheeasternChinaduetothehigherincomeofpeasantandthehigherruralpopulationdensity.Asacase,thespatialgridwithresolutionof012°×012°showsthedistributionofcropresidueburntinChinain20031Theresultsshowasignificantdifferencesamongregions:theprovincesinEastChinaandNortheastChinacontributetoahigherproportionofresidueburntinopenair,andtheproportionsinwesternChinaandInnerMongoliaarelowerduetoalowerruralpopulationdensityandlowereconomicdevelopmentlevel.Theregionswithahigherproportionconcentrateinabeltacrossmajoragriculturalzone,fromNortheastChinatoEastChina.Atlast,somesuggestionsonhowtodecreasecropresidueburntinChinaareputforward.Inordertolessentheeffectonenvironmentalquality,openburningmustbeprohibited,andalong2termmechanismshouldbesetup.Thestrategyshouldincludeadministrativeandlegalmanagementapproaches,aswellaseconomicandtechnicalmethods.Keywords:China;Cropresidue;Openburning;Distribution