甘肃省定西市作物秸秆资源利用与低碳农业发展研究

摘要

农业是人类生活的基础，农作物作为农业的主要组成部分，它既是碳的排放源，又是碳的吸收汇。作物既能通过呼吸作用增加碳的排放，又可以通过光合作用吸收并固定碳。农田植被是农田生态系统碳库的重要组成部分之一，作物秸秆又是农田植被的主体部分，作物秸秆利用对农田植被碳的固定和排放具有重要的影响。研究农作物的秸秆资源量、秸秆碳储量和秸秆利用，对合理利用秸秆资源和准确估算农田生态系统植被碳库碳储量，促进区域农业可持续发展，实现“低能耗、低污染、低排放”为目标的低碳农业发展和生态环境保护具有重要意义。
　　本文采用实地走访调查、农田样方观测、实验分析，以及定西市统计年鉴数据(2009～2013)等资料，结合秸秆资源量估算模型和秸秆碳储量估算模型估算定西市及其6县1区小麦、玉米和马铃薯等三种主要农作物秸秆资源量及其碳储量的基础上，为该市秸秆资源高效合理的利用与低碳农业发展提出了相应的对策和措施。通过研究得出以下结论:
　　(1)近5年(2008～2012)来定西市小麦、玉米和马铃薯等主要农作物的秸秆资源总量波动较大，其作物秸秆资源量的区域差异以及各类作物构成等也存在较大差异。该市作物秸秆资源以玉米秸秆（占54％）为主，小麦秸秆（占34％）次之，马铃薯秸秆仅占12％，其秸秆资源相对较少;该市6县1区的秸秆资源量大小排序为:通渭县(29.87％)＞安定区(23.72％)＞临洮县(18.87％)＞陇西县(14.41％)＞渭源(6.72％)＞漳县(3.88％)＞岷县(2.54％)。
　　(2)近5年(2008～2012)来定西市小麦、玉米和马铃薯等3种主要农作物的秸秆资源量波动变化较大。其中动态变化最大的是马铃薯（最高年是最低年的20多倍），其次是玉米（最高年是最低年的10多倍），小麦最小（最高年是最低年的2倍左右）;就区域差异而言，定西市6县1区小麦秸秆量的大小顺序依次为临洮(20％)＞漳县(19％)＞岷县(16％)、安定(16％)＞渭源县(15％)＞通渭(8％)＞陇西(6％);玉米秸秆量的大小排序依次为:通渭(26％)＞陇西(25％)＞安定(14％)＞临洮(12％)、漳县(12％)＞渭源(11％)＞岷县;马铃薯秸秆量的大小顺序依次是:岷县(40％)＞渭源(21％)＞安定(11％)＞漳县(10％)＞临洮(9％)＞陇西(6％)＞通渭(3％)。
　　(3)定西市作物秸秆资源主要以秸秆还田、秸秆用作饲料两种利用方式为主，秸秆还田中又以直接还田、过腹还田和焚烧还田为主，堆肥还田和覆盖还田较少。而秸秆作能源物质、秸秆用作工业作料、秸秆用作食用菌栽培基料等方式的数量较少，仅在局部地方使用。
　　(4)近5年(2008～2012)来定西市小麦、玉米和马铃薯等主要作物的秸秆碳储量动态变化大，各类作物秸秆碳储量的地区差异和作物构成差异明显。该市3种主要作物的秸秆碳储量随着其秸秆资源量的变化而变化;该市3种主要作物的秸秆碳储量中，玉米秸秆的碳储量较高（为81.81×104t），小麦秸秆的碳储量(为52.06×104t)较低，马铃薯秸秆的碳储量最小(为21.65×104t);该市6县1区主要农作物秸秆的碳储量大小依次为通渭县(9.12×104t)＞安定区(7.20×104t)＞临洮县(5.73×104t)＞陇西县(4.39×104t)＞渭源县(2.03×104t)＞漳县(1.18×104t)＞岷县(0.75×104t)。
　　(5)针对定西市作物秸秆资源的利用方式单一、产业关联度不高、秸秆资源浪费严重和发展低碳农业的认识不足等问题，今后该市应采取下列措施，加强作物秸秆资源合理利用和发展低碳农业:加强教育和宣传力度;制定相关的奖励和惩罚制度;将畜牧业和种植业结合起来发展，提高秸秆资源利用水平，减少碳排放;实现秸秆资源产业化发展;稳定玉米和小麦的播种面积，提高其固碳潜力。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 立题依据与研究意义

1．2 研究内容

1．3 研究方法和技术路线

1．3．1 研究方法

1．3．2 技术路线

1．4 主要创新点

1．5 论文的结构及主要内容

2 作物秸秆利用与低碳农业研究进展

2．1 作物秸秆与低碳农业的基本概念

2．1．1 作物秸秆与秸秆资源

2．1．2 低碳农业

2．1．3 秸秆资源利用与低碳农业

2．2 作物秸秆利用与低碳农业研究进展

2．2．1 国外研究进展

2．2．2 国内研究进展

2．3 小结

3 研究区概况和研究方法

3．1 研究区概况

3．1．1 自然环境特征

3．1．2 社会经济概况

3．2 研究方法

4 定西市农业经济与作物秸秆资源量估算

4．1 定西市农业经济与种植业生产

4．1．1 定西市农业经济特征

4．1．2 定西市种植业生产

4．2 定西市主要农作物秸秆资源量的估算

4．2．1 作物秸秆资源量的估算方法

4．2．2 主要数据来源及相关参数获取与确定

4．2．3 定西市作物秸秆资源量估算结果及分析

5 定西市作物秸秆资源利用与低碳农业发展

5．1 定西市作物秸秆资源利用现状及存在问题

5．1．1 定西市作物秸秆利用方式

5．1．2 定西市作物秸秆利用中存在的问题

5．2 定西市作物秸秆碳储量及农业固碳利用

5．3 定西市农作物秸秆资源合理利用及发展低碳农业的对策分析

5．3．1 该市应加强教育和宣传力度

5．3．2 制定相关的奖励和惩罚制度

5．3．3 将畜牧业和种植业综合起来发展，提高秸秆资源利用水平，减少碳排放

5．3．4 实现秸秆资源产业化发展

5．3．5 稳定玉米和小麦的播种面积，提高其固碳潜力

6 结语

6．1 主要结论

6．2 研究不足及进一步研究方向

6．2．1 研究的不足之处

6．2．2 进一步研究方向

参考文献

致谢

在校期间科研成果简介