中国农作物秸秆肥料化利用的碳减排潜力估算

摘要

[目的]秸秆肥料化利用是实现农业绿色发展和减碳目标的重要途径，其碳减排潜力对我国“双碳”目标具有重要意义。然而，不同地区的资源禀赋和利用水平存在明显差异，使得秸秆肥料化利用的碳减排潜力呈现复杂的空间格局。本研究旨在系统分析我国秸秆资源总量、养分资源总量及秸秆肥料化利用碳减排潜力的时空演变特征，并揭示其地区差异、不平衡性及空间相关性，为优化秸秆资源化利用政策和实现全国碳减排目标提供科学依据。[方法]基于2014-2023年31个省（自治区、直辖市）的农作物产量数据，结合草谷比系数及养分含量比例，测算秸秆资源及其养分总量；利用碳减排系数估算秸秆肥料化利用的碳减排潜力。同时，采用泰尔指数定量分析地区间及地区内的不平衡性；通过莫兰指数和局部空间自相关分析碳减排潜力的空间相关性和聚集模式，揭示地区差异特征和动态演变规律。[结果]我国秸秆资源总量在2014-2023年间总体稳定，东北和中部农业主产区的秸秆资源最为丰富，东部和部分西部地区相对较少。秸秆肥料化利用的碳减排潜力逐年增长，总量从2014年的1.81×10～7 t提升至2023年的2.00×10～7 t，其中氮素养分贡献率最高，约占总减排量的85%。泰尔指数分析显示，全国范围内的地区差异有所缩小，但东部地区的内部不平衡性依然显著。全局莫兰指数表明碳减排潜力具有显著的空间集聚性，且主要呈现“高-高”集聚和“低-低”集聚模式。东北和中部地区长期保持“高-高”集聚，黑龙江、吉林、江苏、山东等省份表现出强劲的碳减排潜力，而东部沿海及部分西部地区如北京市、上海市、青海省等则表现为“低-低”集聚，潜力较低。局部空间自相关分析进一步揭示了部分省份的动态变化，如辽宁省由“低-高”转变为“高-高”，江西省则由“高-低”转变为“低-低”。[结论]本研究揭示了我国秸秆肥料化利用碳减排潜力的时空分布规律及地区差异，表明政策和技术推广对碳减排效益的地区提升具有重要作用。东北和中部地区的秸秆资源化利用水平需进一步巩固，而东部和西部低值区则需加大资源优化配置和技术支持力度，以缩小地区间差距，提升全国范围内碳减排潜力的均衡性。未来应通过强化地区协作与政策引导，推动全国秸秆资源化利用格局的优化，为实现农业绿色发展和“双碳”目标提供有力支持。

关键词

秸秆 / 资源化利用 / 碳减排 / 泰尔指数 / 空间自相关