第二節 我國生物質資源總量
我國農業生物質資源豐富,數量巨大。我國的生物質資源主要包括農作物秸稈資源、禽畜糞便資源、林木薪柴資源。
一、農作物秸稈資源
農作物秸稈資源是指農作物在收割后或過程中產生的有機物資源,包括作物的莖、葉等。
2010年農業部對全國的秸稈資源進行了調查,調查結果如下。
第一,2009年,全國農作物秸稈理論資源量(秸稈理論資源量=農作物產量×草谷比)為8.20×108t(風干,含水量為15%)。
從品種上看,稻草約為2.05×108t,占理論資源量的25%;麥秸為1.50×108t,占18.3%;玉米秸為2.65×108t,占32.3%;棉稈為0.26×108t,占3.2%;油料作物秸稈(主要為油菜和花生)為0.37×108t,占4.6%;豆類秸稈為0.27×108t,占3.3%;薯類秸稈為0.22×108t,占2.7%,具體如圖2-1所示。

圖2-1 各種農作物秸稈占總資源量的比例
從區域分布上看,華北區和長江中下游區的秸稈資源最為豐富,理論資源量分別約為2.33×108t和1.93×108t,占總量的28.45%和23.58%;其次為東北區、西南區和蒙新區,分別約為1.41×108t、0.90×108t和0.59×108t,占總量的17.2%、10.97%和7.16%;華南區和黃土高原區的秸稈理論資源量較低,分別約為0.55×108t和0.44×108t,占總量的6.7%和5.37%;青藏區最低,僅0.05×108t,占總量的0.57%。
第二,我國秸稈可收集資源量為6.87×108t。
在農作物收獲過程中,許多農作物需要留茬收割;在秸稈收集以及運輸過程中,會發生部分枝葉脫落而造成損失。考慮到收集過程中的損耗,可收集資源量與理論資源量并不相同,受作物品種、收集方式、氣候等原因的影響,與收集技術和收集半徑等因素有關。
2009年全國耕種收綜合機械化水平可達48.8%,比上年提高約3個百分點。水稻收獲、玉米收獲等機械化作業水平分別達到56%、17%,保護性耕作面積持續擴大。農業部相關技術人員通過對我國各地農作物機械收獲和人工收獲的留茬高度進行了調查,估算2009年全國農作物秸稈可收集資源量約為6.87×108t,占理論資源量的83.8%。
第三,我國秸稈未利用資源量為2.15×108t。
長期以來,秸稈一直是農民的基本生產、生活資料,是保證農民生活和農業發展生生不息的寶貴資源,可用作肥料、飼料、生活燃料、食用菌基料以及造紙等工業原料等,用途十分廣泛。但是,隨著農村經濟快速發展和農民收入的提高,秸稈的傳統利用方式正在發生轉變。調查結果表明,秸稈作為肥料使用量約為1.02×108t(不含根茬還田,根茬還田量約為1.33×108t,占可收集資源量的14.78%;作為飼料使用量約為2.11×108t,占30.69%;作為燃料使用量(含秸稈新型能源化利用)約為1.29×108t,占18.72%;作為種植食用菌基料量約為0.15×108t,占2.14%;作為造紙等工業原料量約為0.16×108t,占2.37%;廢棄及焚燒約為2.15×108t,占31.31%。具體如圖2-2所示。

圖2-2 各種用途占可收集量的比例
第四,13個糧食主產省秸稈理論資源量為6×108t。
我國的糧食生產帶有明顯的區域性特點,遼寧、吉林、黑龍江、內蒙古、河北、河南、湖北、湖南、山東、江蘇、安徽、江西、四川等13個糧食主產省提供了全國80%的商品糧。據調查,全國13個糧食主產省的農作物秸稈理論資源量約為6×108t,占全國農作物秸稈理論資源量的73.2%。其中,河南的秸稈資源最為豐富,為0.84×108t,其次為山東、黑龍江和河北,分別為0.82×108t、0.69×108t和0.62×108t。
從品種上看,稻草約為1.3×108t,占全國稻草理論資源量的63.4%;麥秸為1.3×108t,占全國麥秸理論資源量的88.0%;玉米秸總量為2.2×108t,占全國玉米秸理論資源量的81.5%;棉稈總量為0.14×108t,占全國棉稈理論資源量的55.8%;油料作物秸稈總量為0.28×108t,占全國油料作物秸稈總量的75.3%。
從分布來看,稻草主要分布在湖南、江蘇、湖北、四川、安徽和黑龍江等省份,以湖南省的資源最為豐富,為0.28×108t;麥秸主要分布在河南、山東、河北、江蘇和安徽等省份,以河南資源最為豐富,為0.38×108t;玉米秸主要分布在黑龍江、吉林、河北、山東、河南、內蒙古和遼寧等省份,以黑龍江資源最為豐富,為0.42×108t;油料作物秸稈主要分布在湖北、四川、山東、安徽、湖南和江蘇等省份,以湖北資源最為豐富,為0.05×108t(如圖2-3所示)。

圖2-3 13個糧食主產省農作物秸稈資源情況
二、禽畜糞便資源
畜禽糞便也是一種重要的生物質資源。在我國部分農村地區,牛、馬、驢、騾、羊等大型家畜的糞便常作為燃料使用;豬、羊、雞、鴨等畜禽的糞便多作為沼氣原料和肥料。例如,西北地區冬季較寒冷,農戶燃料短缺,從而習慣性地把畜糞收集曬干作為燒炕的燃料。
2013年賀仁飛利用《中國統計年鑒》的各種畜禽的存欄數、出欄數,結合畜禽種類、品種、性別、生長周期等因素,對我國1994年、1999年、2004年和2009年的畜禽糞便資源進行了調查和計算,得出結論如下。
我國1994年、1999年、2004年和2009年畜禽糞便資源實物總蘊藏量分別是29.42×108t、36.07×108t、40.75×108t和36.34×108t,表現出遞增趨勢,但2009年出現小幅度回落。比較發現,每期畜禽糞便實物量均是秸稈實物量的4倍以上,說明我國畜禽糞便實物量更為豐富,開發利用潛力更大。
并且通過調查統計,1994年~2009年期間,河南、四川、山東、河北為我國禽畜糞便資源量最大的省份,其次是廣東、陜西、湖南和內蒙古。同時指出,我國畜禽糞便資源可利用量的能源密度要低于秸稈資源可利用量的能源密度,即畜禽糞便資源雖蘊藏量巨大,但可利用量卻不及秸稈資源。
如何合理利用禽畜糞便,使得畜禽糞便既有經濟上的效益,又能優化環境?
禽畜糞便是生產沼氣的理想原料。但目前作為沼氣原料的禽畜糞便僅占總量的10%左右,80%左右的養殖場則直接將糞水排入各類水體環境。規模化禽畜養殖污染已經成為環境污染的主要來源。禽畜養殖場產生大量的有機污染物和氮、磷等,極易對水環境和大氣環境造成嚴重污染。加強禽畜糞便的處理是發展新農村的要求。
三、林木薪柴資源
林木生物質能源是指能用于能源或薪材的森林及其他木質資源,薪炭林、林業生產的“三剩物”、經濟林修剪和林業經營撫育間伐過程產生的枝條和小徑木、灌木林平茬復壯等是其主要來源。另外,還有造林苗木截干、城市綠化樹和綠籬修剪等也可以作為生物質能源使用。我國具有豐富的林木生物質能源資源,其種類多、生物量大,燃燒值高,具有重要的利用和發展潛力,是生產“木質煤、生物柴油、生物乙醇”的重要可再生生物能源。
依據《中國林業統計年鑒》(1997~2011年)的數據可知,我國1994年、1999年、2004年和2009年林木薪柴實物量總量分別為27.44×108t、29.47×108t、28.98×108t和33.43×108t;林木薪柴實物量是作物秸稈實物量的4倍左右,但每期值均小于畜禽糞便實物量。因此,單就實物量而言,畜禽糞便生物質資源最為豐富,林木薪柴次之,作物秸桿最小。
從林木薪柴的資源類型來看,林業生產采伐剩余物和林木撫育間伐量是林木薪柴生物質資源的兩大主要類型,以2009年為例,兩者共占林木薪柴生物質資源總量的93.4%。
比較全國2009年3種生物質資源可利用量均量指標可以得出,林木薪柴可利用量的人均農業人口量和單位國土面積量最為豐富,要分別高于作物秸稈可利用量的人均農業人口量和單位國土面積量,并分別是畜禽糞便可利用量相應人均量、相應地均量的3.3倍和3.4倍。
我國生物質能總體上分布不均,省際差異較大,西南、東北以及蒙、豫、魯等地是我國生物質能的主要分布區。其中,西南地區川、藏、云3省生物質能占據很大優勢。與大宗能源相比較,我國生物質能理論蘊藏量與其年生產量相當,從省區分布上來看,生物質能在一定程度上與大宗能源呈現出互補狀態。同時,蒙、豫、新、湘、桂等是生物質能蘊藏“年輕型”省份;川、藏、滬、津、瓊等是生物質能蘊藏“成年型”省份;黑、云、魯、粵、贛等是生物質能蘊藏“衰老型”省份。