|
吳宏濤1a，1b，李錦倫2，金焰2，石文龍2，尹波2，文惠子1a，馬嘯1a，周香君1a
（1.湖北師范大學a.城市與環境學院，b.污染物分析與資源化技術湖北省重點實驗室，湖北黃石435002；2.湖北省生態環境廳黃石生態環境監測中心，湖北黃石435000）
摘要：為推進農作物秸稈禁燒，促進秸稈高質量綜合利用，對黃石市的秸稈綜合利用現狀和對策進行了分析和探討。研究發現，近幾年黃石市的秸稈綜合利用率約為92%，秸稈的收集和儲運體系不完善，且缺乏資金、技術和項目支持；另一方面，亦存在當地農戶環保意識不強、秸稈焚燒屢禁不止、秸稈禁燒監控機制不完善等問題。基于此，提出了加強秸稈禁燒和綜合利用宣傳、制定地方秸稈禁燒法律、改革秸稈焚燒監控機制、完善秸稈“收—儲—運—用”體系等對策，以促進當地農業的低碳經濟發展，實現碳達峰、碳中和目標。
0引言
2020年9月，習近平主席在第75屆聯合國大會一般性辯論上宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取于2060年前實現碳中和[1]”。隨后，碳達峰、碳中和被納入中國生態文明建設整體布局。中國碳達峰、碳中和目標的制定將對中國乃至全球的農業發展格局產生深遠影響。
農業低碳經濟是實現中國碳達峰、碳中和目標的重要一環[2]，也為中國農業廢棄物資源綜合利用的發展指明方向。中國是世界第一大農作物秸稈產生國[3]，秸稈年產生量達90000萬t。但值得注意的是，其露天焚燒量占18.59%[4]。農作物秸稈露天焚燒不僅污染空氣，而且直接導致大量碳排放，給中國碳達峰、碳中和目標的實現帶來一定的挑戰。按照趙建寧等[5]和石祖梁等[6]提出的碳排放因子計算，每年中國秸稈露天焚燒排放的碳量達10500萬t。推進秸稈禁燒、促進秸稈綜合利用是農業領域落實中央碳達峰、碳中和部署的重要舉措。
據統計，黃石市的秸稈年產量約85萬t，秸稈綜合利用率約92%。但是，仍存在著利用方式單一、秸稈露天焚燒造成空氣污染等問題。因此，對黃石市農作物秸稈綜合利用現狀和對策進行研究，可推進黃石市農作物秸稈高質量利用，助力碳達峰、碳中和目標的實現。
1黃石市農作物秸稈的綜合利用現狀
2018-2019年黃石市的秸稈產生及綜合利用情況見表1。由表1可見，大冶市、陽新縣秸稈產量分別占全市秸稈總產量的37%~41%和56%~60%，是黃石市秸稈的主要產地。2018年和2019年，全市的秸稈綜合利用量分別約為63.41萬t和59.82萬t，綜合利用率分別為92.00%和91.63%，與當地秸稈綜合利用率95%的目標尚存在一定差距。
2018-2019年黃石市的秸稈五料化利用量如圖1所示。由圖1可知，黃石市秸稈綜合利用的首要途徑為肥料化（即秸稈還田），占秸稈可收集量的77.13%~77.57%；其次為燃料化，占秸稈可收集量的10.96%~11.72%；飼料化、基料化途徑利用量分別占秸稈可收集量的2.31%~3.04%和0.43%~0.47%；秸稈原料化利用途徑仍未實現零的突破。可見，黃石市秸稈綜合利用途徑較為單一。
2黃石市農作物秸稈綜合利用存在的問題
2.1秸稈露天焚燒屢禁不止
近年來，黃石市在秸稈禁燒宣傳方面開展了大量的工作，充分發揮輿論導向作用，借助黃石市農業信息網、“科技三下鄉”“科普宣傳周”等特色載體，將拉橫幅、貼標語、辦講座、送資料等多種形式結合起來，把有關宣傳資料送發到鄉鎮、村組，將秸稈禁燒工作的重要性深入傳播下去，一定程度上增強了農戶的生態環保理念。但是，仍有少數農戶的生態環保意識淡薄，秸稈露天焚燒現象仍時有發生。2017-2019年黃石市秸稈露天焚燒無人機巡檢結果見表2[7-9]。由表2可見，2017—2019年，黃石市在夏收和秋收季節均出現多次秸稈露天焚燒現象。尤其是2019年，該市火點或黑斑個數、焚燒面積和焚燒強度均較前2年大幅提升。
2020年，湖北省環境保護委員會、湖北省生態環境廳也多次對黃石市當年秸稈露天焚燒情況進行了通報。導致黃石市秸稈焚燒屢禁不止的原因主要有以下3個。
1）部分農戶缺乏生態環保和秸稈綜合利用意識。部分農戶為了趕農時、搶播種、圖省事，直接將秸稈焚燒于田間，對秸稈焚燒帶來的資源、環境和安全等問題缺乏認識；有些農戶仍本著秸稈焚燒可向土壤補充鉀肥的觀念，肆意焚燒秸稈；還有一些農戶認為，秸稈綜合利用比較繁瑣、成本高，對秸稈進行綜合利用的意愿和積極性不高。
2）秸稈禁燒相關立法滯后。目前，黃石市未就秸稈焚燒進行專項立法，各地進行秸稈禁燒執法的依據為《中國人民共和國大氣污染防治法》第119條，即對露天焚燒秸稈可處500~2000元罰款。這種處罰對違法者的震懾力度較小，導致各級政府執法困難。
3）秸稈資源化途徑有限。秸稈綜合利用是系統工程，涉及秸稈收集、儲運、利用方式和技術等各方面，任何一方面存在瓶頸或不完善之處，均會對秸稈綜合利用產生影響。事實上，當前黃石市秸稈綜合利用體系存在諸多不完善之處。當地將秸稈還田作為秸稈綜合利用的主要途徑這一現狀即反映了該問題。
2.2秸稈禁燒監控機制有待進一步完善
近年來，黃石市在秸稈露天焚燒監測和監控方面取得了較大進展，但仍存在如下不足。
1）當地秸稈焚燒范圍廣，造成秸稈禁燒行政管理成本高且效率低。
2）利用衛星遙感技術一定程度上提高了監管效率，但目前國土、生態環境和氣象部門的衛星遙感業務技術和設備尚未形成合力，不能及時監控秸稈焚燒態勢。遙感衛星的監控效果受天氣因素的影響，可能無法準確捕捉云覆蓋下的火點，造成漏報和誤報[10]。
3）采用無人機技術監測秸稈焚燒彌補了衛星遙感小范圍內精度低的缺陷，提高了執法效率[11]。但是，目前無人機巡查秸稈禁燒工作仍存在著監測火點信息不準確、精度不高、受天氣影響大、監管成本高與效率低等問題[12]。
2.3秸稈綜合利用途徑單一、缺乏技術
目前，秸稈肥料化、能源化、工業原料化、飼料化以及基料化利用5種方式對農戶而言均存在投入高、效益低、費時費力等問題，秸稈綜合利用途徑很難落實。由于黃石市的牛、羊等草飼牲畜養殖比重很小，食用菌產業尚不發達，工業原料開發處于空白，能源轉化市場前景不明，秸稈綜合利用途徑主要為秸稈還田，利用方式單一，限制了秸稈綜合利用工作的發展，亟待拓寬除肥料化以外的其他秸稈綜合利用渠道。
隨著種植業結構調整，傳統作物逐漸向經濟作物轉變，而后者對秸稈還田的技術要求較高。此外，田間管理尚不完善，缺乏有效措施使還田后的秸稈充分降解，甚至因疏于管理而造成農田病蟲害增加[13]。
秸稈能源化仍存在諸多問題。例如，采用空氣煤氣制氣法熱解秸稈所得的氣體熱值低（約5000kJ/m3），并且存在焦油污染、安全性低、使用成本高等問題[14]；秸稈生物質發電存在建設成本高、機組熱效率低、上網電價無優勢、秸稈收集和儲運成本高等問題[15]。
國內在秸稈發酵工藝、發酵秸稈飼料營養等方面的研究尚顯不足，且研究多集中于反芻家畜。目前，對飼料品質的評價主要基于其物化性質，而忽視了生物指標，評價體系尚不完備[14]。
秸稈基料化對秸稈種類要求較高，一般僅玉米秸稈可作為基料使用，水稻、油菜等其他秸稈的使用受限[16]。而黃石市的農作物秸稈以水稻和小麥秸稈為主，這是導致當地秸稈基料化利用率低的主要原因。此外，秸稈基料化配方單一，難以適用于多種菌類，這限制了該利用途徑的大范圍應用[17]。
2.4秸稈收集儲運體系不完善
秸稈收獲具有明顯的季節性，其收集、儲存和運輸等環節往往制約著其大規模利用[18]。目前，黃石市秸稈收儲配套設施缺乏，僅少數幾家企業打造了農作物秸稈“收—儲—運—用”一條龍的樣板，這制約著秸稈資源化產業化的發展。
2.5配套資金和項目缺乏，輻射帶動作用不強
2019年，黃石市獲批國家首批秸稈綜合利用項目，成功將3家公司打造成農作物秸稈“收—儲—運—用”一條龍的樣板，初步探索出秸稈與畜禽糞便混合發酵厭氧堆肥等生態模式，取得了一定的輻射作用。2020年，黃石市順利爭取到第2批國家秸稈綜合利用項目，總金額200萬元，計劃再打造一批農作物秸稈綜合利用示范樣板。但總體來看，黃石市在秸稈綜合利用方面爭取的國家和社會資金以及項目規模仍較小，缺少龍頭企業帶動。
3黃石市農作物秸稈綜合利用對策
秸稈綜合利用和秸稈禁燒相輔相成。提高黃石市農作物秸稈綜合利用水平，既要進一步加強秸稈露天焚燒管控，減少秸稈焚燒碳排放量，也要大力尋找秸稈綜合利用的出口。
3.1加強秸稈禁燒和綜合利用宣傳，制定獎懲措施
針對少數農戶生態環保理念淡薄的問題，當地政府各有關部門和新聞媒體應進一步強化秸稈禁燒和綜合利用的宣傳力度，利用主流及新興媒體、農業特色載體，開展形式多樣、貼近群眾生活的秸稈禁燒宣傳，充分發揮新聞媒介和農業農村部門的輿論導向作用，增強農戶們對秸稈禁燒和綜合利用的認知水平和參與意識。具體而言，要結合農村實際，采用多種方式（如廣播、電視、宣傳報刊、新興媒體等）宣傳秸稈焚燒的危害及秸稈綜合利用的益處，改變農戶們的傳統觀念。宜采用農戶們喜聞樂見的宣傳形式，語言應接地氣、草根化，宣傳內容應貼近群眾、通俗易懂。也可以考慮印制秸稈禁燒、秸稈綜合利用相關宣傳畫或者制作以秸稈禁燒、秸稈綜合利用為主題的掛歷向群眾發放。建議區（縣）級領導及區（縣）直部門、鄉鎮和鄉鎮干部、村干部實行包保責任制，包地塊、包農戶，從上至下層層壓實任務。
此外，應制定相應的獎懲措施，對在秸稈禁燒和秸稈綜合利用方面有突出貢獻的單位和個人給予獎勵，對違反秸稈焚燒禁令的予以懲罰。
3.2加強秸稈禁燒立法并嚴格執法
秸稈禁燒相關地方立法可借鑒國內外的先進做法。例如，浙江省嘉興市于2016年率先在省內出臺了秸稈禁燒和綜合利用的地方性法規——《嘉興市秸稈露天禁燒和綜合利用條例》，對當地秸稈禁燒工作起到了至關重要的作用；美國農業焚燒管理部門對秸稈焚燒初犯者會處以違法罰款，并強制違法者參加培訓班，對其違法行為進行教育，對多次違法者，會加重處罰，并取消其在一定年限內享受國家農業補貼的資格，對妨礙執法者可行政拘留，情節嚴重、構成犯罪的，會移交司法機關處理[19]。
3.3完善秸稈露天焚燒監控機制
1）根據秸稈露天焚燒時空特征，進行全面和重點相結合的秸稈露天焚燒監控。進行秸稈禁燒管理時，應結合物候節律，以降低管理成本、提高效率。黃石市秸稈露天焚燒主要發生在大冶市和陽新縣，涉及面積廣。因此，對兩地農村應進行全面的監控。兩地秸稈露天焚燒也具有明顯的時空分布特征。在時間上，秋收期間的火點數明顯多于夏收，特別是9月和11月份；在空間上，大冶市火點數高于陽新縣，尤其是大冶市汪仁鎮、還地橋鎮等地火點數較多，陽新縣的浮屠鎮、排市鎮、率洲農場等地火點數也較多，且焚燒過火面積均較大。對于上述秸稈露天焚燒重點地區，要進行重點監控，及時掌握秸稈焚燒狀況。黃石市已于2020年11月建成了全市秸稈禁燒智能視頻監控預警系統，對全市20個秸稈焚燒高發區點位進行重點監控，在完善秸稈露天焚燒監控機制方面邁出重要的一步。
2）多部門聯合，用好先進監控技術，及時、精準掌控秸稈焚燒態勢。目前使用的先進監控技術主要包括衛星遙感和無人機巡查。為用好衛星遙感技術，需要多部門聯合，建立完備的聯動機制和無縫隙監管機制。根據各部門業務技術特點，建立分工協作、任務明確的監督機制，統一發布衛星遙感秸稈焚燒信息，實現秸稈禁燒巡查和監管更加有效和精準。針對無人機航拍監控秸稈焚燒存在的不足，應進一步開發高精度、適應性強、低成本的無人機巡查、監管技術。
3.4制定秸稈綜合利用規劃
當地政府應制定秸稈綜合利用的近期和中長期規劃，明確目標和任務。各級政府應安排專項資金，支持秸稈綜合利用產業發展，可有效地利用鄉村振興的時機，指導農戶對秸稈資源進行高質量利用。
3.5完善秸稈收集、儲運體系
當地可緊緊圍繞秸稈收集、轉運、加工、存放和服務等環節，建立完整的農作物秸稈綜合利用收儲管理體系。可借鑒河南省、安徽省等地的先進做法，建立2種收集儲運模式（即以規模化企業為龍頭、專業合作經濟組織為骨干的秸稈收儲運模式；以農村專業合作經濟組織和農民經紀人隊伍為紐帶的秸稈收儲運模式），緊抓三大關鍵環節（即秸稈田間處理系統、發展專業合作經濟組織；農民經紀人隊伍；秸稈收儲中心建設）[20-21]。當地可在秸稈資源豐富的大冶市和陽新縣建立以鄉鎮為單位的秸稈收購站點，并充分利用當地生物質發電等秸稈綜合利用規模化企業，建設多個秸稈收儲中心；進一步提升秸稈撿拾、打捆、運輸、儲存機械化程度，提高秸稈收集儲運綜合服務水平。
3.6強化科技支撐作用，促進秸稈綜合利用
加強秸稈綜合利用的研發力度，開發實用性技術，通過示范村、鄉（鎮）的建設，帶動區域整體秸稈綜合利用水平。研發和運用適合于田間使用、可移動的秸稈粉碎加工工藝及裝置，粉碎后的秸稈可用作有機肥或膠合板生產原料。積累先進田間管理經驗，促進秸稈腐化進程，加強病蟲害防治。結合黃石市能源產業分布實際，充分利用生物質電廠消納秸稈，探索燃煤電廠摻燒秸稈技術，規劃建設燃煤–生物質耦合氣化發電項目，開發高效、低成本生物質發電新工藝，合理調配秸稈資源。
3.7完善秸稈綜合利用配套產業，拓寬秸稈利用途徑
目前，黃石市秸稈利用產業鏈條尚未建立，缺乏企業和社會資本投資及龍頭企業帶動。可以從以下3個方面開展工作，促進秸稈綜合利用配套產業發展，拓展秸稈綜合利用的出口。
1）促進秸稈收儲運和初加工產業、綜合利用技術和信息服務業等配套服務業發展。如前所述，建立完整的農作物秸稈綜合利用收儲管理體系，為秸稈收集儲運提供綜合服務，發展壯大秸稈初加工企業；支持秸稈綜合利用技術研發，并開展技術推廣服務，如進行技術指導、示范、培訓和咨詢等；建立全市秸稈資源及綜合利用信息網站，為秸稈綜合利用提供數據支撐。
2）促進秸稈綜合利用裝備產業發展。推進適合各種作業環境的秸稈撿拾打捆機、還田粉碎機等規模化應用，提升秸稈收集儲運設備水平；以畜禽養殖產業為依托，積極發展秸稈飼料加工機械；加快發展秸稈沼氣發酵、秸稈氣化、秸稈固體成型等能源化利用裝備；鼓勵秸稈制乙醇、板材等秸稈原料化產業發展。
3）以項目為抓手，辦好各類秸稈綜合利用樣板，進一步擴大輻射帶動作用。應進一步爭取上級資金，建立和完善秸稈利用產業鏈條及秸稈利用的商業模式，提高企業和社會資本投資秸稈開發利用項目的積極性。
4結束語
在國家碳達峰、碳中和背景下，黃石市應進一步加大農作物秸稈禁燒力度，減少農作物秸稈直接焚燒的碳排放量，提高秸稈綜合利用水平。政府各有關部門和新聞媒體應進一步加大秸稈綜合利用和禁燒的宣傳工作力度，制定和落實獎懲制度；借鑒其他城市秸稈禁燒立法情況，盡快出臺本地相關法律法規；根據秸稈露天焚燒時空特征，進行全面和重點相結合的秸稈露天焚燒監控，進一步整合各部門資源，多部門聯合，用好先進監控技術，及時、精準掌控秸稈焚燒態勢；從完善秸稈收集和儲運體系、制定秸稈綜合利用目標和規劃、強化科技支撐、完善秸稈綜合利用配套產業等方面促進秸稈綜合利用。
參考文獻
[1]習近平.繼往開來，開啟全球應對氣候變化新征程：在氣候雄心峰會上的講話[N].人民日報，2020-12-13（1）.
[2]白暴力，程艷敏，白瑞雪.新時代中國特色社會主義生態經濟理論及其實踐指引——綠色低碳發展助力我國“碳達峰、碳中和”戰略實施[J].河北經貿大學學報，2021，42（4）：26-36.
[3]龔世飛，郭元平，葉青松，等.湖北省農作物秸稈焚燒釋放碳量的估算[J].湖北農業科學，2020，59（6）：60-63.
[4]涂心萌，楊緒紅，張景源，等.2014-2019年中國秸稈焚燒火點的地理特征分析[J].地理研究，2020，39（10）：2379-2390.
[5]趙建寧，張貴龍，楊殿林.中國糧食作物秸稈焚燒釋放碳量的估算[J].農業環境科學學報，2011，30（4）：812-816.
[6]石祖梁，賈濤，王亞靜，等.我國農作物秸稈綜合利用現狀及焚燒碳排放估算[J].中國農業資源與區劃，2017，38（9）：32-37.
[7]湖北省環境保護委員會辦公室.省環委會辦公室關于2017年全省農作物秸稈露天禁燒和綜合利用工作情況的通報[EB/OL].（2018-01-12）[2021-07-08].http：//sthjt.hubei.gov.cn/hjsj/ztzl/jgltjs/zcdd/201801/t20180112_594710.shtml.
[8]湖北省環境保護委員會辦公室.省環委會辦公室關于2018年全省農作物秸稈露天禁燒和綜合利用工作情況的通報[EB/OL].（2019-01-16）[2021-07-08].http：//sthjt.hubei.gov.cn/hjsj/ztzl/jgltjs/zcdd/201901/t20190116_594713.shtml.
[9]湖北省環境保護委員會辦公室.省環委會辦公室關于2019年全省農作物秸稈露天禁燒工作情況的通報[EB/OL].（2020-01-13）[2021-07-08].http：//sthjt.hubei.gov.cn/hjsj/ztzl/jgltjs/zcdd/202001/t20200113_1911165.shtml.
[10]姜海玲，楊勝杰，張秀華，等.秸稈焚燒遙感監測及空氣污染防治對策[J].湖北農業科學，2017，56（20）：3841-3844.
[11]魏鑫.無人機航拍監測秸稈焚燒技術的發展及前景[J].電子世界，2017（4）：15-16.
[12]姜男.基于MODIS遙感影像監測秸稈焚燒的探討[J].工程建設與設計，2017（12）：206-207.
[13]陳云峰，夏賢格，楊利，等.秸稈還田是秸稈資源化利用的現實途徑[J].中國土壤與肥料，2020（6）：299-307.
[14]翁偉，楊繼濤，趙青玲，等.我國秸稈資源化技術現狀及其發展方向[J].中國資源綜合利用，2004（7）：18-21.
[15]許文秀，吳金卓，張珊珊.秸稈發電企業燃料運輸成本核算及優化分析[J].交通科技與經濟，2019，21（1）：70-74.
[16]汪文凱.新河鎮農作物秸稈綜合利用現狀及對策建議[J].基層農技推廣，2020，8（4）：111-112.
[17]樊利.常州市農作物秸稈資源化利用調查與評價研究[D].南京：南京農業大學，2016.
[18]錢玉婷，張應鵬，杜靜，等.江蘇省秸稈綜合利用途徑利弊分析及收儲運對策研究[J].農業工程學報，2019，35（22）：154-160.
[19]覃誠，畢于運，高春雨，等.美國農業焚燒管理對中國秸稈禁燒管理的啟示[J].資源科學，2018，40（12）：2382-2391.
[20]袁梅.河南省秸稈綜合利用途徑與對策[J].地域研究與開發，2013，32（6）：145-148.
[21]吳禮友.池州市貴池區農作物秸稈禁燒及綜合利用對策[J].安徽農業科學，2018，46（6）：62-65. |
