?湖南省農作物秸稈資源量變化趨勢及空間分布?

摘要：為了解湖南省農作物秸稈資源量及空間分布格局，充分認識秸稈資源的開發潛力，為湖南秸稈資源綜合利用工作提供數據支撐與決策參考，采用草谷比系數法分析湖南省秸稈資源量變化趨勢以及空間分布格局。結果表明：1999—2021年湖南農作物秸稈資源總量大致分為輕微下降、穩步提升、趨于穩定3個階段，整體呈現上升趨勢，其中水稻、玉米、油料、蔬菜瓜類和薯類是湖南秸稈資源的主要來源。從資源豐度上看，空間分布整體呈現東北部和西南部較豐富、東南部一般、西北部較貧乏的特點；從資源密度上來看，整體呈現中部集中、南北較分散的特點。

關鍵詞：農作物秸稈；理論資源量；可收集資源量；變化趨勢；空間分布

中圖分類號：X712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2024）10-0031-10

Variation Trends and Spatial Distribution of Straw Resources in Hunan Province

LI Su-yang，KUANG Yuan-pei

（School of Economics， Hunan Agricultural University， Changsha 410125， PRC）

Abstract： This study aims to reveal the amount and spatial distribution pattern of straw resources in Hunan Province， fully recognize the development potential of straw resources， and provide data support and decision-making reference for the comprehensive utilization of straw resources in Hunan. The straw-to-grain ratio was adopted to analyze the variation trends and spatial distribution pattern of straw resources in Hunan. The results showed that the straw resources in Hunan from 1999 to 2021 roughly varied in three stages of slightly declining， steadily increasing， and stabilizing， with an overall upward trend. Rice， maize， oil crops， vegetables， melons， and tuber crops were the main sources of straw resources in Hunan. In terms of resource abundance， Hunan's spatial distribution of straw resources were in a pattern characterized by being rich in the northeast and southwest， moderate in the southeast， and short in the northwest. In terms of resource density， the straw resources were concentrated in central Hunan and scattered in the north and south of Hunan.

Key words： straw; theoretical resources; collectible resources; variation trends; spatial distribution

黨的二十大報告指出，要推進美麗中國建設，促進農業農村低碳綠色發展，立足我國能源資源稟賦，積極穩妥推進碳達峰、碳中和[1]。秸稈作為重要的農業資源之一，富含氮、磷、鉀、鈣、鎂和有機質等[2]，其在肥料生產[3]、沼氣制造[4]、生物發電[5]和食用菌基質培養[6]等方面發揮著越來越重要的作用。充分認識農作物秸稈資源的經濟價值與開發潛力，推動農作物秸稈科學合理規范的綜合利用，對推動農業農村低碳綠色發展、加強農村生態文明建設具有重要意義[7]。

近年來，有大量學者對秸稈資源估算、分布及綜合利用潛力進行了研究。由于我國農作物種類繁多，種植區域廣闊，通過實地調查來統計各地農作物秸稈的產量難度較大。因此，在研究中學者們多數采用間接估算的方法來測算秸稈產量，其中運用最廣的計算方法是草谷比系數法[8-9]。在此方法中，最關鍵的就是草谷比系數的選取，由于農作物產量受氣溫、降水、土壤、光照、地形、種子質量、化肥、灌溉等多方面因素影響，導致不同地區草谷比系數也有所不同，那么計算所得的秸稈資源量也有所差異。另外，在估算某一省級區域的秸稈資源量時，所選取農作物種類的不同，亦會影響該省份的秸稈資源總量。

湖南省地處我國中南部、長江中游南部，是長江經濟帶的重要組成部分，也是農業大省。全省總面積21.18萬km2，2021年全省農作物播種面積850.4萬hm2，其中糧食、油料等主要農作物播種面積分別為475.8萬和148.0萬hm2；糧食、油料的產量分別達3 074.36萬t和263萬t，秸稈資源儲量較高。近年來，湖南省政府在秸稈資源化綜合利用方面開展了大量的工作，在秸稈沼氣、生物質電廠、菌種養殖、生物質燃料、秸稈編織及人造板等方面示范成效良好，但受諸多因素影響，秸稈綜合利用水平不高，浪費依然嚴重，露天焚燒現象時有發生，造成了環境、經濟、社會效益的多重損失。

目前，關于湖南省農作物秸稈資源量估算與秸稈區域分布的研究較少，或是在對湖南省農作物秸稈資源量進行估算時，所選取的農作物種類較少，不夠全面[10-11]；或是從單一空間維度上，對湖南省農作物秸稈資源量進行估算分析，不具代表性。因此，筆者從時間、空間雙維度對湖南省農作物秸稈理論資源總量以及可收集資源總量進行估算，討論分析近20 a湖南省農作物秸稈資源變化趨勢和2021年湖南省主要農作物秸稈資源空間分布特征及其豐度、密度等情況，以期為更好推動湖南省秸稈綜合利用工作提供數據支撐與決策參考。

1 數據來源與方法

1.1 數據來源

研究所用農作物產量數據來源于湖南省統計局公布的2000—2022年《湖南統計年鑒》，各地市（州）的農作物產量、鄉村人口數以及農作物播種面積均來自2021年湖南14個地市（州）統計年鑒，使用《湖南統計年鑒》數據分析湖南省秸稈資源總量時間變化趨勢，用各地市（州）統計年鑒分析湖南省秸稈資源量空間分布特征。農作物主要包括水稻、小麥、玉米、其他谷物、豆類、薯類、油料、棉花、甘蔗、煙葉和蔬菜瓜類。各類農作物的草谷比系數以及可收集系數（表1）參考2015年國家發改委和農業部公布的不同農區主要農作物草谷比系數以及相關文獻整理所得[12-14]。

1.2 計算方法

1.2.1 農作物秸稈理論資源量測算 農作物秸稈即農作物去除根系和果實之后的剩余部分，農作物秸稈理論資源量即農作物秸稈產量。計算公式如下：

（1）

式中，TTRs表示區域內農作物秸稈理論資源總量；i表示農作物種類，i=1，2，…，n；αi表示區域內第種農作物的產量，下同；βi表示第種農作物秸稈的草谷比系數，下同。

1.2.2 農作物秸稈可收集資源量測算 農作物秸稈的可收集資源量，即在理論資源量中扣除留茬、收集過程中損失的穗軸、枝梗等無法從田間收集的部分。計算公式如下：

（2）

式中，TCRs表示區域內秸稈可收集資源總量，下同；γi表示區域內第i種秸稈的可收集系數。

1.2.3 農作物秸稈可收集資源豐度 資源豐度通常是用來對某一種資源在某一區域的人均資源占有量進行分析的指標。研究選用2021年湖南省及各地市鄉村人口數量進行作物秸稈資源豐度的測算，衡量全省人均秸稈資源占有量。計算公式如下：

（3）

式中，φ表示區域內農作物秸稈可收集資源豐度，μ表示區域內鄉村人口數量。

1.2.4 農作物秸稈可收集資源密度 資源密度通常是用來對某一種資源在某一區域的分布情況進行量化分析的指標。參考崔蜜蜜等[14]測算秸稈資源密度的方法，選用2021年各農作物的播種面積進行作物秸稈資源密度的測算，衡量每一單位面積上產出的秸稈資源量。計算公式如下：

（4）

式中，ρ表示區域內農作物秸稈可收集資源密度，θ表示區域內農作物的播種面積。

1.3 數據分析

采用Microsoft Excel 2021和ArcGIS 10.8對數據進行處理和作圖，分布圖、豐度圖和密度圖的底圖審圖號均為GS（2019）1822號。

2 結果與分析

2.1 湖南省秸稈資源總量時間變化趨勢

2.1.1 湖南省主要農作物秸稈理論資源量 由表2可知，湖南省農作物秸稈資源總量居第一位的是水稻，然后依次為油料、玉米、蔬菜瓜類和薯類，占比分別為69.46%、8.32%、7.33%、7.32% 和3.25%，總體占比達95.67%，由此可見，湖南省農作物秸稈資源主要依賴于以上5種農作物，特別是水稻秸稈，占比可達69.46%，玉米、油料和蔬菜瓜類這3種作物占比相差不大，總占比為 22.96%，這足可以反映湖南省農作物秸稈的主要來源是水稻。

從表2分析湖南省主要農作物秸稈資源變化情況，1999—2021年湖南省農作物秸稈理論資源量從2000年至2003年有小幅度下降，但整體呈現由穩步提升到逐漸穩定的趨勢，從1999年的4 362.81萬t增加到2021年的5 177.98萬t，增加量為815.17萬t，增幅18.68%。其中占比最大的水稻秸稈資源雖有小幅下降，但總體占比趨于平穩，依然是全省農作物秸稈資源的主要來源。

從表2分析可知，1999—2021年湖南省油料、玉米和蔬菜瓜類的秸稈資源量整體呈現增長態勢；薯類、豆類和棉花的秸稈資源量呈現逐年下降的趨勢；煙葉、甘蔗、小麥以及其他谷物的秸稈資源量近20 a來基本呈現平穩趨勢。

油料秸稈理論資源量從1999年的266.85萬t增長到2021年的539.14萬t，增長量為272.29萬t；玉米秸稈理論資源量從1999年的234.36萬t增長到2021年的479.93萬t，增長量為245.57萬t；蔬菜瓜類秸稈理論資源量從1999年的177.44萬t增長到2021年的469.56萬t，增長量為292.12萬t。油料、玉米和蔬菜瓜類秸稈理論資源量整體漲幅均在100%以上，特別是蔬菜瓜類秸稈理論資源量增幅高達164.63%。薯類秸稈理論資源量在1999—2007年緩慢增長，自2007—2017年大幅下降，下降幅度約為50%，自2017年之后，薯類秸稈資源量出現小幅度增長并趨于穩定。豆類秸稈資源量除了在2007—2008年有35.1%的降幅之外，其他時間段秸稈資源量都比較穩定。棉花秸稈資源量自1999—2012年逐年增長，從2012年開始，棉花秸稈資源不斷下降，降幅達67.88%。煙葉、甘蔗、小麥以及其他谷物4種作物秸稈資源量變化幅度不大，基本呈現平穩趨勢。

2.1.2 湖南省主要農作物秸稈可收集資源量 由表3可知，1999—2021年湖南省秸稈可收集資源總量以及各類農作物秸稈可收集資源量變化趨勢與理論資源量變化趨勢一致。湖南省農作物秸稈可收集資源總量從1999年的3 452.30萬t增加到2021年的4 034.49萬t，增加量為582.19萬t，增幅16.86%。各類農作物秸稈可收集資源量居前五位的仍然為水稻、玉米、油料、蔬菜瓜類和薯類，占比分別為71.84%、8.61%、7.75%、4.67% 和3.03%，總體占比達95.90%。

2.1.3 湖南省主要農作物秸稈資源量階段變化分析 根據表2和表3分析全省1999—2021年農作物秸稈理論資源總量和可收集資源總量變化趨勢，可以將全省近20 a秸稈資源總量劃分為以下3個階段。

第一階段為輕微下降階段（1999—2003年）。這5 a，全省農作物秸稈理論資源量從1999年的

4 362.81萬t下降到2003年的3 859.91萬t，下降了502.9萬t，降幅為11.53%；可收集資源量從1999年的3 452.3萬t下降到2003年的3 021.47萬t，下降了430.83萬t，降幅為12.48%。分析原因可知，這5 a位列全省秸稈產出量第一、第二位的水稻和油料這2種農作物的種植面積和產量均呈現逐年下降趨勢，而這2種農作物秸稈資源量占全省農作物秸稈資源量的近80%，從而直接導致全省秸稈資源量逐年下降。

第二階段為穩步增長階段（2003—2012年）。這10 a，全省秸稈資源總量基本呈現穩步上升趨勢，全省農作物秸稈理論資源量從2003年的3 859.91萬t

增加到2012年的4 935.3萬t，增加量為1 075.39萬t，增幅27.86%，大于近20 a總體增幅。可收集資源量從2003年的3 021.47萬t增加到2012年的3 868.64萬t，增加量為847.17萬t，增幅28.04%。從總體數據分析，在此時間段內，水稻秸稈資源量有小幅度增加，但全省秸稈資源總量的增長主要得益于玉米、油料以及蔬菜瓜類面積和產量的增加，這3種作物作為除了水稻之外在全省秸稈資源中占比最高的農作物，產量的增加必然會帶動全省秸稈資源的增長。

第三階段是總體平穩階段（2012—2021年）。全省農作物秸稈理論資源量從2012年的4 935.3萬t增加到2021年的5 177.98萬t，增加量為242.68萬t，增幅4.92%。可收集資源量從2012年的3 868.64萬t增加到2021年的4 034.49萬t，增加量為165.85萬t，增幅4.29%。2012年，農業部發布《農業部2012年度“穩定發展菜籃子產品生產”延伸績效管理工作實施方案》，湖南省作為試點省份，以農作物品種、產量以及人均占有量為重要指標，促進農產品生產穩定，保障農產品有效供給和市場穩定運行，這也就間接促進了2012年之后，全省農作物秸稈資源逐漸趨于穩定。

2.2 湖南省秸稈資源量空間分布特征

2.2.1 湖南各地市農作物秸稈理論資源量 根據各地市（州）統計年鑒可知全省水稻秸稈理論資源總量為3 321萬t，占全省農作物秸稈理論資源量的64.45%。由圖1a可知，全省水稻秸稈理論資源量排在前5位的地級市分別是常德、衡陽、邵陽、永州和益陽，理論資源量分別為448.36萬t、375.13萬t、

359.82萬t、328.23萬t和293.98萬t；分別占全省水稻秸稈理論資源量的比重為13.50%、11.30%、10.83%、

9.88%和8.85%。從分布地區的占比來看，主要分布在湘北地區和湘南地區。湘北地區的常德和益陽水稻秸稈理論資源量占全省水稻理論資源總量的22.35%；湘南地區的永州、邵陽、衡陽水稻秸稈理論資源總量占全省水稻理論資源總量的32.01%，5市水稻秸稈理論資源總量共占全省水稻理論資源總量一半以上。

全省油料秸稈理論資源總量為539.14萬t，占全省農作物秸稈理論資源量的10.46%。其中排在前5位的地級市分別是常德、衡陽、益陽、岳陽和邵陽（圖1b），理論資源量分別為122.14萬、67.34萬、49.18萬、46.26萬和44.66萬t；分別占全省油料秸稈理論資源量的比重為22.65%、12.49%、9.12%、8.58%和8.28%。從分布地區的占比來看，主要分布在湘北地區、中南地區和西南地區。湘北地區的常德、益陽和岳陽油料秸稈理論資源量占全省油料理論資源總量的40.35%；中南地區的衡陽和西南地區邵陽油料秸稈理論資源總量占全省油料理論資源總量的20.77%，5市油料秸稈理論資源總量共占全省油料理論資源總量的60%以上。

全省蔬菜瓜類秸稈理論資源總量為529.98萬t，占全省農作物秸稈理論資源量的10.28%。其中較豐富的分別是永州、長沙、益陽和常德（圖1c），理論資源量分別為81.65萬、59.63萬、55.42萬和50.01萬t；分別占全省蔬菜瓜類秸稈理論資源量的比重為15.41%、11.25%、10.46%和9.44%。從分布地區的占比來看，主要分布在湘北地區和湘南地區。湘北地區的常德、益陽和長沙蔬菜瓜類秸稈理論資源量占全省蔬菜瓜類理論資源總量的31.15%；從整體來看，全省蔬菜瓜類理論資源總量呈現分別由南、北向中部地區遞減的趨勢。

全省玉米秸稈理論資源總量為480.49萬t，占全省農作物秸稈理論資源量的9.32%。其中排在前5位的地級市分別是邵陽、懷化、永州、婁底和常德（圖1d），理論資源量分別為73.95萬、61.92萬、52.07萬、47.03萬和42.84萬t；分別占全省玉米秸稈理論資源量的比重為15.39%、12.89%、10.84%、9.79%和8.92%。從分布地區的占比來看，主要分布在西南地區，該地區的邵陽、懷化、永州和婁底4市玉米秸稈理論資源量占全省玉米理論資源總量的將近一半；從整體來看，全省玉米理論資源總量呈現由西南向東北方向遞減的趨勢。

全省薯類秸稈理論資源總量為168.18萬t，占全省農作物秸稈理論總量的3.26%。由圖1e可知，全省薯類秸稈理論資源量分布分為三個階梯，其中最豐富的是西南地區的邵陽，資源量為63.39萬t，占全省薯類秸稈理論總量的37.69%；其次是郴州、永州、湘西州、懷化和張家界，理論資源量分別為14.22萬、13.93萬、13.78萬、11.94萬和10.84萬t，5市總量占全省薯類秸稈理論總量的38.48%；理論資源量較為貧乏的是衡陽、長沙、常德、岳陽、益陽、婁底、株洲和湘潭，理論資源量分別為9.16萬、6.89萬、6.65萬、5.46萬、4.71萬、3.35萬、2.93萬和0.93萬t，這8個地級市薯類秸稈理論資源量均低于全省薯類秸稈資源平均水平。從整體來看，全省薯類秸稈理論資源總量呈現以西南地區為中心，然后分別向東和向北減少形成“兩翼”，再向東北方向遞減的趨勢。

湖南省2021年農作物秸稈理論資源總量為5 153.04萬t，由圖1f、圖2可知，全省排在前5位的地級市分別是常德、邵陽、永州、衡陽和益陽，理論資源量分別為694.76萬、591.01萬、527.89萬、505.36萬和432.19萬t；分別占全省農作物秸稈理論資源量的比重為13.48%、11.47%、10.24%、9.81%和8.39%。由于湖南省全省農作物秸稈理論資源主要來源是水稻，這也就導致了全省農作物秸稈理論資源與全省水稻秸稈理論資源分布規律相同。

2.2.2 湖南各地市農作物秸稈可收集資源量 由圖3

和圖4可知，湖南各地市主要農作物秸稈可收集資源總量的空間分布和農作物秸稈理論資源總量的空間分布規律相同，主要分布在湘北和湘南地區。湘北地區的常德和益陽以及湘南地區的永州、邵陽、衡陽農作物秸稈可收集資源總量分別為540.76萬、330.70萬、401.73萬、464.69萬和395.32萬t，占湖南農作物可收集資源總量的53.41%。

湖南各類農作物秸稈可收集資源量空間分布和各類農作物秸稈理論資源量空間分布規律相同。湖南水稻秸稈主要分布在湘北地區和湘南地區；玉米秸稈主要分布在西南地區；油料秸稈主要分布在湘北地區、中南地區和西南地區；蔬菜瓜類秸稈主要分布在湘北地區以及湘南地區的永州市；薯類秸稈主要集中在邵陽、郴州、永州、湘西、懷化等西南地區。

2.2.3 湖南省農作物秸稈資源豐度情況 由圖5和圖6可知，湖南農作物秸稈人均資源占有量為1 496.83

kg/人。其中常德、株洲、益陽秸稈人均占有量分別為2 411.74、1 803.10、1 771.69 kg/人，均高于全省平均水平15%以上，屬于秸稈資源豐富區。長沙、湘潭、邵陽、永州、益陽、張家界、郴州和衡陽秸稈人均占有量分別為1 589.55、1 537.74、1 529.70、1 485.76、1 428.38、1 399.74、1 348.18和1 333.79 kg/人，均介于全省平均水平之間，高低幅度在15%以內，屬秸稈資源一般區。懷化、湘西州、婁底秸稈人均占有量分別為1 173.56、1 089.12、1 021.67 kg/人，均低于全省平均水平15%以上，屬于秸稈資源貧乏區。全省農作物秸稈人均資源占有量整體呈現東北部和西南部較豐富、東南部一般、西北部較貧乏的特點。

2.2.4 湖南省農作物秸稈資源密度情況 由圖7和圖8可知，湖南省農作物單位播種面積秸稈資源量為4 696.39 kg/hm2。其中婁底、邵陽、懷化、湘潭、衡陽、株洲單位播種面積秸稈資源量分別為5 491.20、5 270.12、4 984.02、4 948.41、4 942.87和

4 913.48kg/hm2，均高于全省平均水平，屬秸稈資源分布集中區。常德和長沙單位播種面積秸稈資源量分別為4 852.60和4 760.51 kg/hm2，與全省平均水平相差不大，屬秸稈資源分布一般區。益陽、永州、郴州、張家界、湘西州和岳陽單位播種面積秸稈資源量分別為4 607.63、4 535.06、4 358.15、4 334.24、3 858.26和3 690.55 kg/hm2，均低于全省平均水平，屬秸稈資源分布分散區。全省農作物單位播種面積秸稈資源量整體呈現中部集中、南北分散的特點。

3 討論與結論

許多學者對我國農作物秸稈資源量及其空間分布進行了較為細致的研究，發現各地秸稈資源量及其空間分布均有所差異。叢宏斌等[15]通過對全國秸稈資源的研究發現我國秸稈資源的主要來源是玉米、水稻、小麥三大糧食作物，秸稈資源總體呈現出“東高西低、北高南低”的階梯狀分布特征。魏玉杰等[16]

研究認為我國東北地區秸稈資源主要來源于玉米，且秸稈資源主要集中于黑龍江省的哈爾濱市、綏化市等地區；王越等[17]通過對四川省秸稈資源的分析發現四川秸稈種類以玉米和水稻秸稈為主，呈現“一個中心，東密西疏”的分布規律。黃巧義等[18]通過對廣東省秸稈資源的估算分析，發現粵西秸稈資源量最大，其次是粵北，珠三角地區最少。熊娜等[19]通過對廣西農作物秸稈資源的研究發現水稻、薯類和玉米秸稈是廣西秸稈資源的主要來源，主要分布在廣西的西南和北部地區。凌一波等[20]通過對新疆地區秸稈資源的研究發現新疆秸稈資源豐富，主要來源于玉米、棉花、小麥等農作物，地域分布上塔城地區、博州、昌吉州等地秸稈資源量較大且豐度、密度均較高。湖南農作物秸稈資源主要來源和空間分布與上述研究結論有所差異，水稻、玉米、油料、蔬菜瓜類以及薯類秸稈是湖南農作物秸稈資源的主要來源，主要分布在湖南東北地區和西南地區。

綜合分析內容，可以得出以下4個結論：

第一，湖南省農作物秸稈資源量自1999年近20 a以來總體呈現增長趨勢，具體大致分為輕微下降（1999—2003年）、穩步增長（2003—2012年）、總體平穩（2012—2021年）三個階段。

第二，水稻、玉米、油料、蔬菜瓜類和薯類5種農作物秸稈是湖南省農作物秸稈資源的主要來源，占全省秸稈資源總量的九成以上。

第三，根據各地市（州）統計年鑒可知2021年湖南省農作物秸稈理論資源總量達5 153.04萬t，可收集資源總量達3 993.51萬t，全省秸稈資源量較豐富的地區是常德、永州、邵陽、衡陽和益陽市，占全省秸稈資源總量的一半以上。

第四，從資源豐度上來看，湖南農作物秸稈人均資源占有量為1 496.83 kg/人，空間分布上整體呈現東北部和西南部較豐富、東南部一般、西北部較貧乏的特點。從資源密度上來看，湖南省農作物單位播種面積秸稈資源量為4 696.39 kg/hm2，空間分布上整體呈現中部集中、南北較分散的特點。

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（責任編輯：肖彥資）