紅 霞

（內(nèi)蒙古師范大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院, 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010028）

農(nóng)作物秸稈富含多種礦物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)[1]，是草食家畜粗飼料的重要來源；推動秸稈飼料化利用不僅有助于提高秸稈綜合利用率，還能有效緩解資源環(huán)境約束、增強(qiáng)重要畜產(chǎn)品供給保障能力。近年來，隨著居民對畜產(chǎn)品消費(fèi)需求的快速增長、草食家畜規(guī)模化養(yǎng)殖水平的不斷提升、禁牧政策的全面落實(shí)、草畜矛盾的日益嚴(yán)峻、飼料價格的持續(xù)上漲，秸稈飼料化利用在促進(jìn)畜牧業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、幫助農(nóng)牧民增收方面的重大意義也得到越來越廣泛的認(rèn)同。

圍繞農(nóng)作物秸稈飼料化利用的顯著優(yōu)勢[2-3]、影響因素[4-5]、關(guān)鍵技術(shù)[6-7]、總量估算[8-9]、節(jié)糧潛力[10-11]、經(jīng)濟(jì)效益[12]等問題已有深入研究，這為推進(jìn)秸稈飼料化利用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，但在研究對象和范圍上主要聚焦的還是全國層面或者東北地區(qū)，對內(nèi)蒙古的秸稈資源總量及其飼料化利用潛力方面的研究還很不充分。內(nèi)蒙古是我國糧食主產(chǎn)區(qū)，秸稈資源豐富，據(jù)測算，2020 年全區(qū)主要農(nóng)作物秸稈可收集利用量達(dá)4 518.35 萬t，屬于秸稈高產(chǎn)區(qū)[13]。內(nèi)蒙古也是我國重要的畜產(chǎn)品生產(chǎn)基地，2020 年末全區(qū)的牛、羊存欄量分別達(dá)671.11 萬頭、6 074.15 萬只[14]，牛羊肉、羊絨、牛奶產(chǎn)量穩(wěn)居全國第一，秸稈資源飼料化利用的需求巨大。近年來，內(nèi)蒙古自治區(qū)相繼出臺了一系列政策文件，全面推進(jìn)秸稈資源綜合利用，但露天焚燒秸稈的行為仍然屢禁不止，不僅造成秸稈資源浪費(fèi)，還帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染和交通安全隱患[15-16]。

基于此，本研究綜合運(yùn)用草谷比、可收集系數(shù)估算了2000—2020 年內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈的資源總量、變化趨勢、分布特征、載畜量及養(yǎng)畜潛力，以期為推進(jìn)內(nèi)蒙古秸稈飼料化利用、構(gòu)建農(nóng)牧循環(huán)和種養(yǎng)結(jié)合新格局、實(shí)現(xiàn)農(nóng)牧業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

內(nèi)蒙古橫跨“三北”、內(nèi)連八省(區(qū))、外接俄蒙，總面積118.3 萬 km2，下轄12 個盟(市)、103 個旗縣(市、區(qū))；地形地貌主要以高原為主，平均海拔1 000 m 左右[17]；氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，2021 年平均氣溫6.3 ℃、平均降水量377.8 mm、平均日照時數(shù)2 720.6 h[18]，降水量較少，光照充足。內(nèi)蒙古是我國13 個糧食主產(chǎn)區(qū)之一、5 個糧食凈調(diào)出省之一[19]，在保障國家糧食安全方面具有舉足輕重的地位。內(nèi)蒙古2020 年農(nóng)作物總播種面積888.3 萬hm2，其中玉米(Zea mays)、小麥(Triticum aestivum)、水稻(Oryza sativa)、豆類、薯類、向日葵(Helianthus annuus)、甜菜(Beta vulgaris)、蔬菜的播種面積占全區(qū)農(nóng)作物總播種面積的79.04%；糧食產(chǎn)量3 664.1萬t、油料產(chǎn)量217.3 萬t、甜菜產(chǎn)量620.7 萬t、蔬菜產(chǎn)量1 075.1 萬t，糧食產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)“十七連豐”；牲畜存欄量達(dá)7 433.66 萬頭(只)，其中草食家畜占全區(qū)牲畜頭數(shù)的92.82%，肉類產(chǎn)量267.95 萬t，牛奶產(chǎn)量611.48 萬t，肉類產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)“十六連穩(wěn)”[14]。基于地理區(qū)位，本研究將內(nèi)蒙古12 個盟(市)劃分為3 個區(qū)域：呼倫貝爾市、興安盟、通遼市、赤峰市為蒙東地區(qū)，錫林郭勒盟、烏蘭察布市、呼和浩特市為蒙中地區(qū)，巴彥淖爾市、包頭市、鄂爾多斯市、阿拉善盟、烏海市為蒙西地區(qū)。

1.2 估算方法

1.2.1理論秸稈資源量

本研究采用學(xué)界常用的草谷比來計(jì)算內(nèi)蒙古2000—2020 年的秸稈理論資源量。草谷比是指農(nóng)作物地上莖稈產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量之比[20]。研究表明，農(nóng)作物品種、生產(chǎn)方式、土壤、氣候等會影響草谷比系數(shù)[21]。草谷比系數(shù)的差異會直接影響秸稈資源估算結(jié)果，因此為了提高估算結(jié)果的準(zhǔn)確性，本研究參考幾個具有代表性的成果，并采用其均值來確定內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物的草谷比系數(shù)。計(jì)算公式為：

式中：TRA為秸稈理論資源量，Ri為第i類農(nóng)作物產(chǎn)量，ei為第i類農(nóng)作物的草谷比系數(shù)(表1)。

表1 內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物草谷比系數(shù)參數(shù)取值Table 1 Parameter values of the grass valley ratio index of the main crops in Inner Mongolia

1.2.2可收集秸稈資源量

可收集秸稈資源量是指在現(xiàn)有耕作及收獲方式下，可共被實(shí)際利用的秸稈資源量，通常用理論秸稈資源量乘以可收集系數(shù)來計(jì)算。一般而言，收獲方式、農(nóng)田地貌、耕作制度等會影響可收集系數(shù)值[26]。內(nèi)蒙古農(nóng)作物耕種收綜合機(jī)械化率達(dá)到86.1%[27]，故本研究采用代表性成果的機(jī)械收割方式下的可收集系數(shù)均值來確定內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物的可收集系數(shù)。具體計(jì)算公式為：

式中：TRB為秸稈可收集利用量，Ri為第i類農(nóng)作物產(chǎn)量，ei為第i類農(nóng)作物的草谷比系數(shù)，ri為第i類農(nóng)作物的秸稈可收集系數(shù)(表2)。

表2 內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物可收集系數(shù)參數(shù)取值Table 2 Parameter values of the main crop collection index in Inner Mongolia

1.2.3 秸稈資源理論載畜量

可收集秸稈資源的理論載畜量依據(jù)秸稈可收集利用量除以羊單位年均秸稈需求量進(jìn)行計(jì)算。每個羊單位年均秸稈飼料需求量為0.34 t (風(fēng)干質(zhì)量)[28]。計(jì)算公式為：

式中：Y為可收集秸稈資源的理論載畜量，TRB為可收集秸稈資源量，N為羊單位年均秸稈飼料需求量。

1.2.4 秸稈資源實(shí)際載畜量

可收集秸稈資源的實(shí)際載畜量以秸稈飼料化利用率為系數(shù)，以秸稈可收集利用量為基數(shù)進(jìn)行估算。需要說明的一點(diǎn)是，農(nóng)作物秸稈具有多種用途，飼料化利用僅是其中的一類用途，且每個省市或地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)類型的差異，導(dǎo)致秸稈飼料化利用量占秸稈可收集資源量的比例不盡相同。據(jù)測算，全國秸稈飼料化利用率為18.80%～36.35%[29-30]。由于內(nèi)蒙古自治區(qū)“十三五”秸稈綜合利用實(shí)施方案是在廣泛調(diào)研論證的基礎(chǔ)上制定的，因此本研究設(shè)定內(nèi)蒙古的秸稈飼料化利用率為36.35%。計(jì)算公式為：

式中：Q為可收集秸稈資源的實(shí)際載畜量，r為秸稈飼料化利用率。

1.2.5 秸稈養(yǎng)畜潛力

秸稈養(yǎng)畜潛力依據(jù)可收集資源量的理論載畜量扣除實(shí)際載畜量來計(jì)算，具體公式為：

式中：R為秸稈養(yǎng)畜潛力，Y為可收集秸稈資源的理論載畜量，Q為可收集秸稈資源的實(shí)際載畜量。

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

內(nèi)蒙古農(nóng)作物產(chǎn)量、播種面積等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來源于2021 年《內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)年鑒》及12 個盟(市)統(tǒng)計(jì)年鑒。采用Excel 2019 對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 2000—2020 年內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈資源變化

2000—2020 年內(nèi)蒙古農(nóng)作物播種面積從591.4萬hm2穩(wěn)步擴(kuò)大到888.3 萬hm2，隨著農(nóng)業(yè)規(guī)模化、集約化、現(xiàn)代化程度的提升，主要農(nóng)作物秸稈資源量呈現(xiàn)出不斷上升態(tài)勢，其中，秸稈理論資源量從1 727.18 萬t 增加到5 250.84 萬t，年均增長率為5.72%；秸稈可收集利用量從1 419.66 萬t 增加到4 518.35 萬t，年均增長率達(dá)5.96% (圖1)。秸稈可收集利用量的年均增長率呈現(xiàn)出先緩慢增長后迅速下降的趨勢，這與國家實(shí)施“糧改飼”項(xiàng)目直接相關(guān)。2000—2005 年，秸稈可收集利用量增長604.56萬t，年均增長率為7.35%；2005—2010 年，增長862.09 萬t，年均增長率為7.35%；2010—2015 年，增長1 305.80 萬t，年均增長率為7.75%；2015—2020年，增長326.24 萬t，年均增長率為1.51% (表3)。

圖1 2000—2020 年內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈資源與播種面積變化Figure 1 Changes in the area of straw resources and sowing of main crops in Inner Mongolia from 2000 to 2020

表3 2000—2020 年內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈可收集利用量的階段性增長量及其年均增長率Table 3 Phased increment and average annual growth rate of collectible resources of straw from the main crops in Inner Mongolia from 2000 to 2020

2.2 2000—2020 年內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈種植結(jié)構(gòu)變化

內(nèi)蒙古玉米“一糧獨(dú)大”的種植結(jié)構(gòu)特征顯著(圖2)，其秸稈可收集資源量所占比重從2000 年的56.64%波動上升至2014 年的81.14%，之后隨著“糧改飼”項(xiàng)目的實(shí)施，緩慢下降至2020 年的77.58%。向日葵是目前內(nèi)蒙古第二大農(nóng)作物秸稈資源來源，但其秸稈可收集資源量所占比重從2000 年的9.54%波動下降至2020 年的7.30%；小麥、稻谷、豆類、薯類等作物秸稈可收集資源量所占比重也從2000 年的10.42%、3.82%、8.02%、7.79%逐漸下降至2020 年的3.08%、2.04%、5.89%、1.67%。

圖2 2000—2020 年內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈可收集資源量所占比重變化Figure 2 Changes in the proportion of collectible resource of straw from the main crops in Inner Mongolia from 2000 to 2020

2.3 2020 年內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈資源的空間分布情況

2020 年，內(nèi)蒙古12 個盟(市)農(nóng)作物秸稈資源分布極不均衡，秸稈產(chǎn)量由大到小依次為蒙東地區(qū)、蒙西地區(qū)、蒙中地區(qū)，分別占秸稈可收集資源量的69.33%、21.65%、9.02% (表4)。具體而言，通遼市主要農(nóng)作物秸稈可收集資源量最多，達(dá)1 079.03 萬t，占比23.91%；其次是興安盟729.23 萬t，占比16.16%；最少的則是烏海市，秸稈可收集資源量只有4.32 萬t。

表4 內(nèi)蒙古12 個盟(市)主要農(nóng)作物秸稈可收集利用量Table 4 Collectible and usable amounts of straw from the main crops in 12 Leagues of Inner Mongolia in 2020× 104 t

玉米、向日葵、豆類秸稈占內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈可收集資源量的90%以上，故本研究也對上述3 種農(nóng)作物秸稈的空間分布情況作分析。內(nèi)蒙古12 個盟(市)玉米秸稈平均可收集利用量為292.10萬t，玉米秸稈與主要農(nóng)作物秸稈呈現(xiàn)出相似的空間分布趨勢，最為豐富的區(qū)域集中在蒙東地區(qū)，其中通遼市的玉米秸稈可收集利用量最高，達(dá)到1 020.05 萬t；向日葵秸稈平均可收集利用量為27.45 萬，主要集中在蒙西地區(qū)，其中素有“中國葵花之鄉(xiāng)”美譽(yù)的巴彥淖爾市的向日葵秸稈可收集利用量最高，達(dá)186.67 萬t，占比56.67%；豆類秸稈可收集利用量相對較低，介于0.09 萬～196.39 萬t，平均可收集利用量為22.19 萬t，主要集中在呼倫貝爾市、興安盟，占比85.95%。

2.4 內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈資源理論載畜量及實(shí)際載畜量

2000—2020 年，隨著內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈可收集利用量的增加，秸稈理論載畜量和實(shí)際載畜量也逐年增長，其中理論載畜量從4 175.47 萬個羊單位增加到13 289.26 萬個羊單位，實(shí)際載畜量從1 517.78 萬個羊單位增加到4 830.65 萬個羊單位；年均理論載畜量為8 737.27 萬個羊單位，實(shí)際載畜量為3 176.00 萬個羊單位。

分地區(qū)來看， 2020 年內(nèi)蒙古秸稈理論載畜量和實(shí)際載畜量最多的地區(qū)主要分布在蒙東地區(qū)，分別達(dá)9 201.70 萬、3 344.81 萬個羊單位；其次是蒙西地區(qū)，理論載畜量和實(shí)際載畜量分別達(dá)2 872.81 萬、1 044.27 萬個羊單位；最少的是蒙中地區(qū)，理論載畜量和實(shí)際載畜量分別達(dá)1 197.73 萬、435.38 萬個羊單位。其中，通遼市秸稈理論載畜量與實(shí)際載畜量最高，達(dá)3 173.62 萬、1 153.61 萬個羊單位，理論載畜量與實(shí)際載畜量最低的是烏海市，只有12.71 萬、4.62 萬個羊單位(表5)。

表5 2020 年內(nèi)蒙古12 個盟(市)秸稈資源理論載畜量、實(shí)際載畜量與秸稈養(yǎng)畜潛力Table 5 Theoretical and actual carrying capacity and potential livestock feeding ability of straw in 12 Leagues of Inner Mongolia in 2020

2.5 秸稈養(yǎng)畜潛力估算

2000—2020 年，內(nèi)蒙古秸稈養(yǎng)畜潛力從2 657.69萬個羊單位增加到8 458.61 萬個羊單位，呈現(xiàn)出逐年增長的趨勢；年均秸稈養(yǎng)畜潛力為5 561.28 萬個羊單位。

分地區(qū)來看，由于受到耕地資源、農(nóng)作物種植類型等多種因素影響，內(nèi)蒙古2020 年秸稈養(yǎng)畜潛力在空間上分布不均衡，整體上其豐度由東向西逐漸減少(表5)。其中，秸稈養(yǎng)畜潛力超過1 000 萬個羊單位的地區(qū)主要分布在通遼市、興安盟、赤峰市、呼倫貝爾市等耕地資源豐富、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較為優(yōu)越的盟(市)，秸稈養(yǎng)畜潛力占全區(qū)總量的69.33%，屬于秸稈養(yǎng)畜潛力高豐度地區(qū)；秸稈養(yǎng)畜潛力介于100 萬～1 000 萬個羊單位的地區(qū)主要在巴彥淖爾市、鄂爾多斯市、呼和浩特市、包頭市、烏蘭察布市，秸稈養(yǎng)畜潛力占全區(qū)總量的29.28%，屬于秸稈養(yǎng)畜潛力一般豐度地區(qū)；秸稈養(yǎng)畜潛力低于100 萬個羊單位的地區(qū)主要有錫林郭勒盟、阿拉善盟和烏海市，秸稈養(yǎng)畜潛力占全區(qū)總量的1.39%，屬于秸稈養(yǎng)畜潛力低豐度地區(qū)。

3 討論

本研究結(jié)果顯示，2000—2020 年，內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈理論資源量和可收集利用量增長較快，分別增長了3.04、3.18 倍。崔明等[21]根據(jù)人均秸稈資源占有量與全國平均水平相對比，將全國分為秸稈資源富集區(qū)、一般區(qū)和貧乏區(qū)。2020 年，內(nèi)蒙古人均秸稈資源占有量為5.78 t (秸稈可收集利用量/農(nóng)村人口)，全國平均水平為1.75 t[31]，是全國平均水平的3.30 倍，屬于秸稈資源富集地區(qū)，這與張曉慶等[13]的研究成果相契合。

內(nèi)蒙古的秸稈資源主要包括玉米、向日葵、豆類三大類來源，占主要農(nóng)作物秸稈資源總量的90%以上。其中，玉米秸稈占秸稈總量的比重持續(xù)上升，自2015 年國家實(shí)施“糧改飼”項(xiàng)目后，占比有所減少，但依然是內(nèi)蒙古的主要秸稈來源，占比穩(wěn)定在75%以上。需要指出的是，內(nèi)蒙古玉米秸稈產(chǎn)量變化情況與張曉慶等[13]對2009—2018 年我國玉米秸稈產(chǎn)量持續(xù)快速增長的研究結(jié)果不一致，可能原因在于，內(nèi)蒙古作為國家“鐮刀彎”地區(qū)玉米種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和實(shí)施“糧改飼”項(xiàng)目的重點(diǎn)區(qū)域，較好地落實(shí)了國家相關(guān)政策，使得玉米秸稈產(chǎn)量占比呈減少趨勢。向日葵是內(nèi)蒙古的第二大秸稈來源，主要集中在巴彥淖爾市。巴彥淖爾市擁有種植向日葵的優(yōu)良產(chǎn)地環(huán)境，近年來在“河套向日葵”的品牌帶動下，通過標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、精準(zhǔn)化播種、精細(xì)化收割、合作化交易，推動了種植面積和效益的雙重增長，直接帶動了向日葵秸稈產(chǎn)量的提高。以大豆為主的豆類秸稈是內(nèi)蒙古的第三大秸稈來源，主要集中在呼倫貝爾市，占比達(dá)73.74%。隨著近30 年來內(nèi)蒙古大豆種植面積和產(chǎn)量的不斷增加[32]，特別是在大豆擴(kuò)種計(jì)劃和大豆玉米帶狀復(fù)合種植計(jì)劃的推動下，未來內(nèi)蒙古豆類秸稈資源產(chǎn)量和占比還會不斷增加。

內(nèi)蒙古秸稈資源空間分布不均衡，主要分布在通遼市、興安盟、赤峰市、呼倫貝爾市、巴彥淖爾市，分別占全區(qū)秸稈總產(chǎn)量的23.91%、16.16%、14.76%、14.50%、11.80%。這些地區(qū)耕地資源豐富、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較好[33]，是內(nèi)蒙古糧食主產(chǎn)區(qū)，秸稈資源富集，具有較大的利用潛力。

楚天舒等[2]通過對全國31 個省(市)的秸稈飼料化利用滿足度與優(yōu)勢度的分析，指出內(nèi)蒙古是農(nóng)作物秸稈飼料化利用發(fā)展的核心區(qū)；曹志宏[10]對全國31 個省(市)秸稈養(yǎng)畜潛力的核算結(jié)果表明，內(nèi)蒙古是秸稈養(yǎng)畜潛力高豐度地區(qū)。本研究通過分析發(fā)現(xiàn)，2000—2020 年內(nèi)蒙古秸稈理論載畜量、實(shí)際載畜量和秸稈養(yǎng)畜潛力逐年增長，但地區(qū)差異較大，豐度由東向西逐漸減少，秸稈養(yǎng)畜潛力高豐度地區(qū)集中在蒙東地區(qū)，與草食家畜的空間分布高度重合。因此，這些地區(qū)的秸稈飼料化利用價值優(yōu)于其他利用價值[34]，若合理利用秸稈資源，可有效降低養(yǎng)殖成本，提高農(nóng)牧民收入。

4 結(jié)論

2000—2020 年，內(nèi)蒙古主要農(nóng)作物秸稈理論資源量和可收集利用量分別達(dá)到5 250.84 萬和4 518.35萬t，年均增長率高達(dá)5.72%、5.96%。內(nèi)蒙古秸稈資源空間分布不均衡，主要分布在蒙東地區(qū)，占秸稈可收集資源量的69.33%；玉米、向日葵、豆類是主要秸稈來源，占秸稈可收集資源量的90%以上。2000—2020 年，內(nèi)蒙古秸稈資源年均理論載畜量為8 737.27 萬個羊單位，實(shí)際載畜量為3 176.00 萬個羊單位；分地區(qū)來看，秸稈養(yǎng)畜潛力高豐度地區(qū)主要分布在通遼市、興安盟、呼倫貝爾市、赤峰市等盟(市)，錫林郭勒盟、阿拉善盟和烏海市為秸稈養(yǎng)畜潛力低豐度地區(qū)，其余地區(qū)為秸稈養(yǎng)畜潛力一般地區(qū)。因此，內(nèi)蒙古應(yīng)以蒙東地區(qū)為重點(diǎn)，加大秸稈飼料化利用的政策扶持、機(jī)械研發(fā)、技術(shù)推廣和經(jīng)費(fèi)支持力度，提高秸稈飼料化利用率，降低養(yǎng)殖成本，增強(qiáng)重要畜產(chǎn)品供給保障能力，持續(xù)推動農(nóng)牧業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。