考虑维护土壤功能的玉米秸秆能源开发潜力模拟

【摘要】：为获得可持续性的生物质能,在收集玉米秸秆时,需要考虑维护土壤功能的秸秆需求量。为维护土壤功能,结合相关文献所测定不同类型土壤的玉米秸秆保留量的最大值、中位值和最小值,研究设计了土壤玉米秸秆高保留、适度保留和低保留3种情景。针对不同情景,首先依据不同省份的土壤类型(黏土、壤土和沙土)和玉米种植面积,计算出玉米田地秸秆最小保留量(包括最大值、最小值和中位值);在此基础上,考虑可获取性及饲料、燃料等用途,得到可用于生物质能的玉米秸秆开发潜力;考虑农村秸秆生活用能可替代性和玉米秸秆热值,计算出不同替代率下秸秆能源开发潜力。通过研究发现,当考虑土壤功能时,假定未来秸秆燃烧完全替代,在低保留情景下,2020、2030和2050年的玉米秸秆潜力分别为2.79、2.82、3.96亿t。在高保留情景下,对应年份的秸秆可利用潜力分别为0.56、0.58、1.69亿t。考虑土壤秸秆保留量时,玉米秸秆潜力偏低。虽然考虑土壤秸秆保留量,减少了短期内生物质能开发潜力,但有利于农业和生物质能源的可持续性发展。过多的秸秆留田,不仅造成资源浪费,也会产生CH4等温室气体。研究结果为合理开发玉米秸秆资源提供了科学依据。 【作者单位】： 重庆理工大学管理学院;美国劳伦斯伯克利国家实验室;
【关键词】： 生物质 土壤 秸秆 土壤类型 玉米秸秆保留量 土壤功能
【基金】：国家自然科学基金资助项目(71073095)
【分类号】：TK6
【正文快照】： 0引言作为传统农作物的附属产物,玉米秸秆具有产量大、成本低、土地集中、易获取等优势。目前已经成为生物质能源的主要来源之一。由于对秸秆需求的增加,过度收割玉米秸秆会损害农业、环境和生物质能的可持续性发展。目前研究维护土壤功能的秸秆保留量文献主要从防止土壤水土

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