农作物秸秆资源化利用的现状、困境及对策

2018-06-01于法稳

社会科学家 2018年2期

于法稳，杨果

（1.中国社会科学院农村发展研究所，北京 100732；2.中国社会科学院生态环境经济研究中心，北京 100732；3.重庆社会科学院农村发展研究所，重庆 400020）

农作物秸秆是作物生长过程中通过光合作用形成的重要生物资源。随着科学技术的进步以及农民生活水平的提高，农作物秸秆不再仅仅用作肥料、饲料、燃料，其利用领域得到极大的拓展。我国政府高度重视农作物秸秆利用问题并采取了一系列技术、经济、政策等措施，一方面是推动农作物秸秆的资源化利用，另一方面则是严禁农作物秸秆的焚烧。早在2008年，国务院办公厅就印发了《关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见》（国办发［2008］105号）；2011年，国家发展改革委、农业部、财政部又联合出台了《关于印发“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案的通知》（发改环资〔2011〕2615号）；2015年，国家发展改革委、财政部、农业部、环境保护部四部委又联合出台了《关于进一步加快推进农作物秸秆综合利用和禁烧工作的通知》（发改环资［2015］2651号），对农作物秸秆综合利用和禁烧等工作进行了具体部署。

农村改革40年来，我国农业迅猛发展，随之而来的是农作物秸秆产量的快速增加，在此过程中，由于农村经济的发展，农民收入水平的提高，广大农村居民在生产、生活中对农作物秸秆的燃料化、饲料化、肥料化利用程度逐步下降，进而导致了区域农作物秸秆过剩现象日益普遍。特别是在每年夏收、秋收季节，一些地方秸秆焚烧造成的严重污染问题，已引起了全社会的广泛关注。正是基于此，本文对农作物秸秆资源化利用中的相关问题进行研究，在分析农作物秸秆产生及资源化利用现状的基础上，剖析了目前存在的困境，提出了实现农作物秸秆资源化利用的对策。

一、农作物秸秆产生及资源化利用的现状分析

农作物秸秆是在农业生产过程中，通过光合作用形成的生物资源。随着农业的发展，农作物秸秆的产生量将会持续增加。从农业生态系统学原理来讲，农作物秸秆资源化利用方式直接决定着系统的物质循环能否实现，不同的方式可能会影响到耕地土壤肥力的保持，以及环境质量的健康等。本部分重点对我国农作物秸秆产生量进行匡算，分析其区域及其结构特征，并对资源化利用现状进行描述。

（一）农作物秸秆产生量及区域分布

1.农作物秸秆产生量的匡算方法

已有文献对农作物秸秆产生量的计算，采取的是以某种农作物的年产量以及谷草比，二者的乘积即为该作物的秸秆产量。据此，将区域所有农作物种类的秸秆数量相加，即为区域农作物秸秆产生量，公式表达如下：

式中，ACSTA为区域农作物秸秆产生量，单位为万吨；为区域某一农作物的年产量，单位为万吨；为农作物的种类，为区域第种农作物秸秆的草谷比。

2.农作物秸秆产生量的匡算结果

根据上述公式，采取国家统计局的国家数据，选择了15种农作物，对1996年以来不同年份全国农作物秸秆产生量进行了匡算。从表1可以看出，2016年全国农作物秸秆产量为81565.30万吨，其中，水稻、小麦、玉米三种作物秸秆量所占比例较大，分别为24.63%、16.27%、36.88%，三者所占比例之和达到了77.78%。

表1 2016年不同农作物秸秆产量匡算结果单位：万吨；%

由于农业生产受自然因素影响较大，产量在一定程度上具有波动性，为了消除这种波动性，采取不同时期5年的平均值来匡算秸秆产量，不同时期农作物秸秆产量匡算结果见表2。从中可以看出，从“九五”期间到“十二五”期间，总体上来看，农作物秸秆产量是增加的，增长率为27.24%。从水稻、小麦、玉米三种主要的农作物秸秆变化来看，都是增加的，增长率分别为4.35%、10.71%、76.54%。而棉花、花生、油菜籽、向日葵、甘蔗等农作物秸秆产量也是增加的，但总体上由于它们所占比例较低，对秸秆总产量的影响不是太大。另外，谷子、高粱、其他谷物、豆类、薯类、芝麻、麻类等农作物秸秆是减少的，这也与农业种植业结构调整紧密相连，导致了农作物多样性越来越低。

表2 不同时期农作物秸秆产量单位：万吨；%

图1 1996－2016年农作物秸秆产量变化情况

图1是1996年以来农作物秸秆产量变化情况。从中可以看出，农作物秸秆产生量呈现出明显的变化特征。1996－2003年农作物秸秆产生量总体上呈现下降态势，此后呈现出明显的递增态势。在递减阶段，从1996年的63291.70 万吨下降到 2003 年的 57355.64 万吨，下降了 5936.06 万吨，减少 9.38%。

农作物秸秆产生量的变化，与粮食产量的变化趋势表现出相同的特点。众所周知，1996年我国粮食产量首次突破万亿斤大关，达到了50454万吨，而在1995～1998年期间，我国净进口粮食250亿公斤，期间粮食总供给量大于需求量，出现了一定程度的结构性过剩。受其影响，1997～2000年粮食市场零售价格持续走低，再加上受农药、化肥等农业生产资料价格上涨的影响，粮食生产成本持续上升。由此导致了1999年以来，全国粮食播种面积连续5年的下降，粮食总产量持续4年下降，到2003年粮食产量下降到了43070万吨，低于49000万吨的安全警戒线。粮食产量的持续下降，引起了党和国家对粮食安全的高度关注，并自2004年开始出台中央一号文件，一直持续到2018年。

3.农作物秸秆生产量的区域分布特点

从前面的分析已经了解到，农作物秸秆产生量与粮食产量紧密相连。由于不同省市区农业生产的功能不同，那么农作物秸秆产生量势必具有明显的差异性。正是如此，这里主要分析我国13个粮食主产区农作物秸秆产生量以及主要农作物秸秆产生量占全国农作物秸秆的比例。从表3可以看出，2016年13个粮食主产区农作物秸秆总量为58530.53万吨，占全国农作物秸秆量的71.76%。从水稻、小麦、玉米3种主要农作物秸秆量来看，粮食主产区占全国相应秸秆量的比例为77.96%；从农作物种类来看，水稻秸秆量所占比例为74.09%，小麦秸秆量所占比例为83.83%，玉米秸秆量所占比例为77.97%。

表3 2016年粮食主产区农作物秸秆产量及占全国的比例单位：万吨；%

从表4可以看出，农作物秸秆量占本区域秸秆总量的比例处于前3位的省分别是河南省（13.19%）、黑龙江省（12.60%）、山东省（10.50%），后 3位的省分别是江西省（4.10%）、辽宁省（4.58%）、湖北省（5.99%）。13个粮食主产区水稻、小麦、玉米3种主要农作物秸秆量占本省农作物秸秆量的比例见表4。

表4 2016年13个粮食主产区农作物秸秆来源结构单位：万吨；%

（二）农作物秸秆资源化利用情况分析

我国农作物秸秆资源量大，而且地域分布较广。农作物秸秆作为生物质资源，对其资源化利用一方面避免了资源的浪费，另一方面可以减少焚烧和废弃秸秆引起的环境污染和温室气体排放，提升农村环境质量。当前，农作物秸秆利用途径或者领域主要包括5个方面。

1.秸秆还田：提高土壤有机质

2016年，我国农作物秸秆实现还田30994.81万吨。调研发现，秸秆还田有多种方式，不同区域具有显著的差异性。最直接的还田方式以机械粉碎、覆盖、留高茬还田等为主。农作物秸秆还田起初得到广泛认可，基于两个方面的原因：一是可以减少将秸秆从田间收集、运输出来的劳动力投入；二是农作物秸秆还田，在一定程度上可以提高土壤有机质含量，改善土壤结构，提高土壤肥力。但这种物理方式在一些高寒地区适应性不好，短期内秸秆难以腐烂，影响了耕作。因此，应推广一些间接还田和秸秆生化腐熟还田技术等方式的推广及应用。

2.能源利用：助力环境改善

对广大农村而言，农作物秸秆一直是农村传统的生活能源。2016年，用作燃料的农作物秸秆量为13866.1万吨。农作物秸秆作为一种清洁的可再生的生物质能源，不仅在农村生活能源利用中具有重要的作用，而且可以降低对煤炭、石油等不可再生能源的消耗。近年来，农作物秸秆作为能源利用的一些新型技术不断出现，如秸秆的气化、秸秆的液化等技术。农作物秸秆能源化利用，不仅节约了生活成本，更有助于农村人居环境的改善。

3.饲料化利用：节约粮食消耗

农作物秸秆是农作物生长过程中，通过光合作用形成的有机质，具有很高的营养价值，因此可以作为养殖业饲料。2016年，用作饲料的农作物秸秆量为11419.14万吨。有关研究表明，通过加工可以成为牲畜适口为饲料的秸秆比重达到85.67%（李海亮等，2017），在很大程度上弥补了因草地面积缩小退化导致的饲料供应不足。此外，农作物秸秆的饲料化可节约大量粮食，解决畜牧业原料不足的难题。

4.基料化利用：开辟秸秆利用新领域

众所周知，农作物秸秆含有食用菌生长所需要的碳、氮及矿物质等营养素，越来越多的农作物秸秆通过机械粉碎或者整体作为培养食用菌的基料。不仅仅可以作为食用菌种植的基料，而且可以作为一些中药材种植的基料，为农作物秸秆利用开辟了新的领域。当前，农作物秸秆作为基料的比例依然很低。

5.原料化利用：提升秸秆的价值

从传统意义上来讲，造纸工业往往多以农作物秸秆作为主要原料。但随着技术的不断进步，农作物秸秆的原料化使用的范围不断拓展，逐渐成为建筑装饰、包装、生产工业以及编织业等多个行业的原料。

依据已有研究文献，当前农作物秸秆焚烧量依然占27%，2016年为22022.63万吨，不仅是资源的巨大浪费，而且也成为环境影响的重要原因之一。

二、农作物秸秆资源化利用的困境剖析

在国家层面，农作物秸秆资源化利用已经成为国家行动，但总体上表现为政府“热”，而参与主体“冷”的特点，进一步推动农作物秸秆资源化利用还面临着政策、经济、技术、认知等层面的困境。本部分对4个方面的困境进行剖析，以期为探索农作物秸秆资源化利用对策提供方向。

（一）政策层面的困境

为了实现农作物秸秆资源化利用，国家采取了生态补偿或者财政补贴等政策措施，取得了一定的成效，但与预期的目标还存在一定的差距。调研发现，国家对农作物秸秆资源化的财政补贴措施，由于补贴的农作物种类有限、金额有限、区域有限，关键是补贴的重点对象也不在农户（郑军等，2012）。因此，国家推动农作物秸秆资源化利用的政策措施，难以对农民形成有效的经济激励。

此外，在国家层面上还没有建立促使农作物秸秆资源化利用的生态补偿机制。一是对农作物秸秆资源化利用本身没有进行生态补偿，在一定程度上也影响了农作物秸秆的资源化利用率。二是生态补偿没有考虑到农作物秸秆资源化利用带来的生态效益的大小，补偿标准缺乏一定的科学性。事实上，目前还没有真正认识到农作物资源化利用的生态效应功能的发挥，因此，难以出台系统有效的生态补偿机制。

（二）经济层面的困境

从理论上讲，在没有外部干预的条件下，市场体系的自发形成需要两个充分必要条件：一是市场上存在有效供给与有效需求，二是交易费用低于需求价格与供给价格之差。从实践来看，农作物秸秆资源化利用的市场参与主体至少包括三个：供给者（农作物秸秆的生产者，包括农户、农场主以及农业生产企业等）、需求者（农作物秸秆及其加工品或转化品的消费者，包括城市消费者、农户、农场主和农业生产企业等）、中间参与者（农作物秸秆的技术研发企业、流通业者等）。其中，供给者与需求者可以提供的有效供给规模和有效需求规模决定了农作物秸秆资源化利用的潜在市场饱和容量；而中间参与者，尤其是农业秸秆资源化利用的技术研发部门，则决定了交易费用的高低。要想实现农作物秸秆的有效利用，参与主体都能够在此过程中获利，而不能是某个主体仅仅依靠政府的财政补贴来推行，这样才能够实现农作物秸秆资源化利用的持续发展。

（三）技术层面的困境

当前，农作物秸秆资源化利用的重点技术总体上来看是比较成熟的，特别是秸秆饲料化、肥料化、能源化利用、秸秆生物转化为食用菌，以及秸秆的其它加工技术（郑军等，2012）。但是，在基层调研发现，区域适宜性较强的农作物秸秆资源化利用技术及其产品普遍缺乏。从生态学角度而言，农作物秸秆还田可以提高土壤有机质含量，改善土壤的结构特性，进而实现提高耕地生产率，改善农产品质量的目的。可以说，农作物秸秆还田是实现农业可持续发展的有效途径之一。由于中国地域广阔，温度、水分、日照等气候因素差异较大，特别是气候因素差异较大的区域，在农作物秸秆资源化利用技术需求方面，势必具有一定的差异。然而，现实中区域适宜性较强的技术及产品相对于需求而言严重不足（于法稳，2016）。在广大农村地区，多采用机械粉碎方式，实现农作物秸秆的直接还田，而对促进农作物秸秆腐化的生物菌等微生物措施利用严重不足。而机械粉碎直接还田，在一些高寒冷地区适应性严重受限，由于农作物秸秆在短时期难以腐化，在一定程度上影响了农作物的播种以及种子的发芽率，对此农民的认可度有所下降，转而采取直接焚烧。

（四）认知层面的困境

当前，对农作物秸秆资源化利用多是政府层面在积极推动，而其他主体还没有参与进来，一个很重要的原因就是对农作物秸秆资源化利用缺乏全面的认识。突出表现在如下几个方面：一是没有全面认识到农作物秸秆所蕴含的巨大资源价值。农作物秸秆是作物在生长过程中，经过光合作用转化而成的有机质，是具有较好利用前景的生物质能源；从土地生产率而言，秸秆也是农业生态系统的生物质产量，而且占据了很大的比例。二是没有认识到秸秆对农田生态系统物质与能量循环的作用。从农田生态系统角度来看，农作物秸秆回归土壤为分解者提供了丰富食物，保持了农田生态系统物质、能量的闭环循环，促进了土壤肥力维持、水土保持、环境安全等功能的发挥。三是对农作物秸秆焚烧带来的生态危害性缺乏系统的认识。有关实验研究结果表明：农作物秸秆焚烧使农田土壤水分损失65%～80%。特别是在北方干旱地区，将会导致土壤墒情的严重破坏；有关研究表明，农作物秸秆如果发生不完全燃烧，将产生大量的氮氧化物、二氧化硫、碳氢化合物及烟尘、氮氧化物和碳氢化合物等，对大气造成严重的污染，进而加剧业已严重的雾霾程度。

三、实现农作物秸秆资源化利用的对策研究

要解决农作物秸秆资源化利用，杜绝秸秆焚烧问题，最根本的途径就是系统认识农作物秸秆资源化利用的重要意义，为农作物秸秆资源化利用寻找有效出路，采取“疏”而不是“堵”的措施，并配以相应的技术作支撑，配套的政策措施作保障。

（一）逐步完善促进农作物秸秆资源化利用的政策

1.建立有效的生态补偿机制，推动农作物秸秆的资源化利用

前面已经提到，我国不同区域实现农作物秸秆资源化利用的方式及途径都有所差异，为此也产生不同的利用效果。要有效推动农作物秸秆资源化利用，一个有效途径就是尽快构建农作物秸秆资源化利用的市场，并据此完善促进农作物秸秆资源化利用的相关政策、配套措施等。同时，根据农作物资源化利用的产品特性，建立一定的税收政策，并且将符合条件的农作物秸秆资源化利用产品纳入节能、环境标志等产品政府采购清单，鼓励生产厂商推行农作物秸秆资源化利用。此外，还需要建立有效的生态补偿机制，进一步推动农作物秸秆的肥料化、饲料化、原料化、能源化利用。

2.建立监测及信息公开制度，推动农作物秸秆禁烧

当前，可用于监测的现代先进技术较多，如现代信息技术、卫星遥感技术、无人机技术等，应将这些技术广泛应用于农作物秸秆焚烧火点的监测，一方面高监测的精准性，另一方面提高监测时效性，以便及时采取精准措施；同时，及时将所监测到的详细信息进行公开，并造成严重后果的燃烧行为实施严惩。

（二）根据不同区域特点，研究及开发农作物秸秆资源化利用的技术及产品

1.确定适应不同区域农作物秸秆资源化利用的重点领域

众所周知，农作物秸秆资源化利用具有较强的区域性特点，即不同区域农作物秸秆利用的重点领域不同。为此，应结合区域农作物生产以及农业产业发展实际情况，确定不同区域农作物秸秆资源化利用的重点领域，并逐步完善区域农作物秸秆资源化利用的模式。

2.加强适应不同区域的农作物秸秆资源化利用的技术研究及产品开发

根据不同区域农作物秸秆资源化利用中存在的问题，开展有针对性的、区域适应性强的新技术、新方法的创新，特别是能促使农作物秸秆腐烂的微生物技术及产品的研究及开发，以便应用于高寒地区温度较低的区域，为提高不同区域农作物秸秆资源化利用率提供技术支撑。

（三）以绿色发展理念为指导，强化对农作物秸秆资源化利用的系统认知

1.强化对农作物秸秆的资源性的宣传引导

农作物秸秆作为可再生资源，具有广阔的应用前景，各级政府应对其需要有清晰的认识，将其作为资源，而不能作为负担。同时，各级部门应利用各种信息平台，大力宣传农作物秸秆的资源性特点，特别是农作物秸秆资源化利用对实现绿色发展，全面落实绿水青山就是金山银山的重要意义，引动农作物资源利用实现更大突破。

2.加强农作物秸秆焚烧危害性的宣传

采取面向基层，贴近农民，生动活泼的形式，大力宣传农作物秸秆焚烧对身体健康、对大气质量、对交通安全等存在的严重危害性，特别是农作物秸秆焚烧对土壤肥力保持、对农业可持续发展的重大影响。同时，可以采取现场演示的方式，让广大农村居民亲身感受到农作物秸秆焚烧带来的危害。此外，把国家有关农作物秸秆资源化利用的政策，当前已有的相关技术，以及其他地方农作物秸秆资源化利用的典型经验和做法进行广泛展示，以实现用技术指导群众，用示范带动群众，用效益吸引群众，逐步提高全社会对秸秆综合利用的意识和自觉性的目的。

（四）加强对农作物秸秆资源化利用相关主体意愿的调查研究

1.调研农业生产主体对农作物秸秆资源化利用的意愿

实现农作物秸秆资源化利用是解决秸秆焚烧，推动农村生态环境综合整治的有效措施。当前，农作物秸秆生产的主体，或者农作物秸秆的生产者包括三个层面：即小规模生产的农户、中等规模生产的农场主以及大规模生产的农业企业，他们共同构成了农作物秸秆资源化利用市场体系的供给方。分析研究他们的生产行为，如生产什么？生产多少？如何生产？以及生态后果如何等等，以及他们对农作物秸秆资源化利用的意愿、技术与政策的需求等，需要进行大规模的基层调研，这是实施农作物秸秆资源化利用的关键。

2.调研政府对农作物秸秆综合利用的态度及作用

对不同层面的政府及相关部门进行全面调研，重点调研政府对农作物秸秆资源化利用的总体思路、实施范围、技术提供以及政策保障等，以及如何与农民、企业的需求实现衔接。在此基础上，提出具有针对性的促进农作物秸秆资源化利用的政策措施。这种“自下而上”的问题解决方式，可能比夏收、秋收季节遍布在田间地头的那些“地里冒烟，拘留十天，罚款二千”、“哪家地里冒烟公安把你收监”等极端的口号有效。