内蒙古秸秆资源产量及其饲料化利用潜力

红 霞

（内蒙古师范大学经济管理学院, 内蒙古 呼和浩特 010028）

农作物秸秆富含多种矿物质和有机物质[1]，是草食家畜粗饲料的重要来源；推动秸秆饲料化利用不仅有助于提高秸秆综合利用率，还能有效缓解资源环境约束、增强重要畜产品供给保障能力。近年来，随着居民对畜产品消费需求的快速增长、草食家畜规模化养殖水平的不断提升、禁牧政策的全面落实、草畜矛盾的日益严峻、饲料价格的持续上涨，秸秆饲料化利用在促进畜牧业高质量发展、帮助农牧民增收方面的重大意义也得到越来越广泛的认同。

围绕农作物秸秆饲料化利用的显著优势[2-3]、影响因素[4-5]、关键技术[6-7]、总量估算[8-9]、节粮潜力[10-11]、经济效益[12]等问题已有深入研究，这为推进秸秆饲料化利用奠定了坚实的理论基础，但在研究对象和范围上主要聚焦的还是全国层面或者东北地区，对内蒙古的秸秆资源总量及其饲料化利用潜力方面的研究还很不充分。内蒙古是我国粮食主产区，秸秆资源丰富，据测算，2020 年全区主要农作物秸秆可收集利用量达4 518.35 万t，属于秸秆高产区[13]。内蒙古也是我国重要的畜产品生产基地，2020 年末全区的牛、羊存栏量分别达671.11 万头、6 074.15 万只[14]，牛羊肉、羊绒、牛奶产量稳居全国第一，秸秆资源饲料化利用的需求巨大。近年来，内蒙古自治区相继出台了一系列政策文件，全面推进秸秆资源综合利用，但露天焚烧秸秆的行为仍然屡禁不止，不仅造成秸秆资源浪费，还带来严重的环境污染和交通安全隐患[15-16]。

基于此，本研究综合运用草谷比、可收集系数估算了2000—2020 年内蒙古主要农作物秸秆的资源总量、变化趋势、分布特征、载畜量及养畜潜力，以期为推进内蒙古秸秆饲料化利用、构建农牧循环和种养结合新格局、实现农牧业绿色高质量发展提供数据参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

内蒙古横跨“三北”、内连八省(区)、外接俄蒙，总面积118.3 万 km2，下辖12 个盟(市)、103 个旗县(市、区)；地形地貌主要以高原为主，平均海拔1 000 m 左右[17]；气候属于温带大陆性季风气候，2021 年平均气温6.3 ℃、平均降水量377.8 mm、平均日照时数2 720.6 h[18]，降水量较少，光照充足。内蒙古是我国13 个粮食主产区之一、5 个粮食净调出省之一[19]，在保障国家粮食安全方面具有举足轻重的地位。内蒙古2020 年农作物总播种面积888.3 万hm2，其中玉米(Zea mays)、小麦(Triticum aestivum)、水稻(Oryza sativa)、豆类、薯类、向日葵(Helianthus annuus)、甜菜(Beta vulgaris)、蔬菜的播种面积占全区农作物总播种面积的79.04%；粮食产量3 664.1万t、油料产量217.3 万t、甜菜产量620.7 万t、蔬菜产量1 075.1 万t，粮食产量实现“十七连丰”；牲畜存栏量达7 433.66 万头(只)，其中草食家畜占全区牲畜头数的92.82%，肉类产量267.95 万t，牛奶产量611.48 万t，肉类产量实现“十六连稳”[14]。基于地理区位，本研究将内蒙古12 个盟(市)划分为3 个区域：呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市为蒙东地区，锡林郭勒盟、乌兰察布市、呼和浩特市为蒙中地区，巴彦淖尔市、包头市、鄂尔多斯市、阿拉善盟、乌海市为蒙西地区。

1.2 估算方法

1.2.1理论秸秆资源量

本研究采用学界常用的草谷比来计算内蒙古2000—2020 年的秸秆理论资源量。草谷比是指农作物地上茎秆产量与经济产量之比[20]。研究表明，农作物品种、生产方式、土壤、气候等会影响草谷比系数[21]。草谷比系数的差异会直接影响秸秆资源估算结果，因此为了提高估算结果的准确性，本研究参考几个具有代表性的成果，并采用其均值来确定内蒙古主要农作物的草谷比系数。计算公式为：

式中：TRA为秸秆理论资源量，Ri为第i类农作物产量，ei为第i类农作物的草谷比系数(表1)。

表1 内蒙古主要农作物草谷比系数参数取值Table 1 Parameter values of the grass valley ratio index of the main crops in Inner Mongolia

1.2.2可收集秸秆资源量

可收集秸秆资源量是指在现有耕作及收获方式下，可共被实际利用的秸秆资源量，通常用理论秸秆资源量乘以可收集系数来计算。一般而言，收获方式、农田地貌、耕作制度等会影响可收集系数值[26]。内蒙古农作物耕种收综合机械化率达到86.1%[27]，故本研究采用代表性成果的机械收割方式下的可收集系数均值来确定内蒙古主要农作物的可收集系数。具体计算公式为：

式中：TRB为秸秆可收集利用量，Ri为第i类农作物产量，ei为第i类农作物的草谷比系数，ri为第i类农作物的秸秆可收集系数(表2)。

表2 内蒙古主要农作物可收集系数参数取值Table 2 Parameter values of the main crop collection index in Inner Mongolia

1.2.3 秸秆资源理论载畜量

可收集秸秆资源的理论载畜量依据秸秆可收集利用量除以羊单位年均秸秆需求量进行计算。每个羊单位年均秸秆饲料需求量为0.34 t (风干质量)[28]。计算公式为：

式中：Y为可收集秸秆资源的理论载畜量，TRB为可收集秸秆资源量，N为羊单位年均秸秆饲料需求量。

1.2.4 秸秆资源实际载畜量

可收集秸秆资源的实际载畜量以秸秆饲料化利用率为系数，以秸秆可收集利用量为基数进行估算。需要说明的一点是，农作物秸秆具有多种用途，饲料化利用仅是其中的一类用途，且每个省市或地区由于经济类型的差异，导致秸秆饲料化利用量占秸秆可收集资源量的比例不尽相同。据测算，全国秸秆饲料化利用率为18.80%～36.35%[29-30]。由于内蒙古自治区“十三五”秸秆综合利用实施方案是在广泛调研论证的基础上制定的，因此本研究设定内蒙古的秸秆饲料化利用率为36.35%。计算公式为：

式中：Q为可收集秸秆资源的实际载畜量，r为秸秆饲料化利用率。

1.2.5 秸秆养畜潜力

秸秆养畜潜力依据可收集资源量的理论载畜量扣除实际载畜量来计算，具体公式为：

式中：R为秸秆养畜潜力，Y为可收集秸秆资源的理论载畜量，Q为可收集秸秆资源的实际载畜量。

1.3 数据来源与处理

内蒙古农作物产量、播种面积等基础数据均来源于2021 年《内蒙古统计年鉴》及12 个盟(市)统计年鉴。采用Excel 2019 对数据进行处理、分析和作图。

2 结果与分析

2.1 2000—2020 年内蒙古主要农作物秸秆资源变化

2000—2020 年内蒙古农作物播种面积从591.4万hm2稳步扩大到888.3 万hm2，随着农业规模化、集约化、现代化程度的提升，主要农作物秸秆资源量呈现出不断上升态势，其中，秸秆理论资源量从1 727.18 万t 增加到5 250.84 万t，年均增长率为5.72%；秸秆可收集利用量从1 419.66 万t 增加到4 518.35 万t，年均增长率达5.96% (图1)。秸秆可收集利用量的年均增长率呈现出先缓慢增长后迅速下降的趋势，这与国家实施“粮改饲”项目直接相关。2000—2005 年，秸秆可收集利用量增长604.56万t，年均增长率为7.35%；2005—2010 年，增长862.09 万t，年均增长率为7.35%；2010—2015 年，增长1 305.80 万t，年均增长率为7.75%；2015—2020年，增长326.24 万t，年均增长率为1.51% (表3)。

图1 2000—2020 年内蒙古主要农作物秸秆资源与播种面积变化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 年内蒙古主要农作物秸秆可收集利用量的阶段性增长量及其年均增长率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 年内蒙古主要农作物秸秆种植结构变化

内蒙古玉米“一粮独大”的种植结构特征显著(图2)，其秸秆可收集资源量所占比重从2000 年的56.64%波动上升至2014 年的81.14%，之后随着“粮改饲”项目的实施，缓慢下降至2020 年的77.58%。向日葵是目前内蒙古第二大农作物秸秆资源来源，但其秸秆可收集资源量所占比重从2000 年的9.54%波动下降至2020 年的7.30%；小麦、稻谷、豆类、薯类等作物秸秆可收集资源量所占比重也从2000 年的10.42%、3.82%、8.02%、7.79%逐渐下降至2020 年的3.08%、2.04%、5.89%、1.67%。

图2 2000—2020 年内蒙古主要农作物秸秆可收集资源量所占比重变化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 年内蒙古主要农作物秸秆资源的空间分布情况

2020 年，内蒙古12 个盟(市)农作物秸秆资源分布极不均衡，秸秆产量由大到小依次为蒙东地区、蒙西地区、蒙中地区，分别占秸秆可收集资源量的69.33%、21.65%、9.02% (表4)。具体而言，通辽市主要农作物秸秆可收集资源量最多，达1 079.03 万t，占比23.91%；其次是兴安盟729.23 万t，占比16.16%；最少的则是乌海市，秸秆可收集资源量只有4.32 万t。

表4 内蒙古12 个盟(市)主要农作物秸秆可收集利用量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、豆类秸秆占内蒙古主要农作物秸秆可收集资源量的90%以上，故本研究也对上述3 种农作物秸秆的空间分布情况作分析。内蒙古12 个盟(市)玉米秸秆平均可收集利用量为292.10万t，玉米秸秆与主要农作物秸秆呈现出相似的空间分布趋势，最为丰富的区域集中在蒙东地区，其中通辽市的玉米秸秆可收集利用量最高，达到1 020.05 万t；向日葵秸秆平均可收集利用量为27.45 万，主要集中在蒙西地区，其中素有“中国葵花之乡”美誉的巴彦淖尔市的向日葵秸秆可收集利用量最高，达186.67 万t，占比56.67%；豆类秸秆可收集利用量相对较低，介于0.09 万～196.39 万t，平均可收集利用量为22.19 万t，主要集中在呼伦贝尔市、兴安盟，占比85.95%。

2.4 内蒙古主要农作物秸秆资源理论载畜量及实际载畜量

2000—2020 年，随着内蒙古主要农作物秸秆可收集利用量的增加，秸秆理论载畜量和实际载畜量也逐年增长，其中理论载畜量从4 175.47 万个羊单位增加到13 289.26 万个羊单位，实际载畜量从1 517.78 万个羊单位增加到4 830.65 万个羊单位；年均理论载畜量为8 737.27 万个羊单位，实际载畜量为3 176.00 万个羊单位。

分地区来看， 2020 年内蒙古秸秆理论载畜量和实际载畜量最多的地区主要分布在蒙东地区，分别达9 201.70 万、3 344.81 万个羊单位；其次是蒙西地区，理论载畜量和实际载畜量分别达2 872.81 万、1 044.27 万个羊单位；最少的是蒙中地区，理论载畜量和实际载畜量分别达1 197.73 万、435.38 万个羊单位。其中，通辽市秸秆理论载畜量与实际载畜量最高，达3 173.62 万、1 153.61 万个羊单位，理论载畜量与实际载畜量最低的是乌海市，只有12.71 万、4.62 万个羊单位(表5)。

表5 2020 年内蒙古12 个盟(市)秸秆资源理论载畜量、实际载畜量与秸秆养畜潜力Table 5 Theoretical and actual carrying capacity and potential livestock feeding ability of straw in 12 Leagues of Inner Mongolia in 2020

2.5 秸秆养畜潜力估算

2000—2020 年，内蒙古秸秆养畜潜力从2 657.69万个羊单位增加到8 458.61 万个羊单位，呈现出逐年增长的趋势；年均秸秆养畜潜力为5 561.28 万个羊单位。

分地区来看，由于受到耕地资源、农作物种植类型等多种因素影响，内蒙古2020 年秸秆养畜潜力在空间上分布不均衡，整体上其丰度由东向西逐渐减少(表5)。其中，秸秆养畜潜力超过1 000 万个羊单位的地区主要分布在通辽市、兴安盟、赤峰市、呼伦贝尔市等耕地资源丰富、农业生产条件较为优越的盟(市)，秸秆养畜潜力占全区总量的69.33%，属于秸秆养畜潜力高丰度地区；秸秆养畜潜力介于100 万～1 000 万个羊单位的地区主要在巴彦淖尔市、鄂尔多斯市、呼和浩特市、包头市、乌兰察布市，秸秆养畜潜力占全区总量的29.28%，属于秸秆养畜潜力一般丰度地区；秸秆养畜潜力低于100 万个羊单位的地区主要有锡林郭勒盟、阿拉善盟和乌海市，秸秆养畜潜力占全区总量的1.39%，属于秸秆养畜潜力低丰度地区。

3 讨论

本研究结果显示，2000—2020 年，内蒙古主要农作物秸秆理论资源量和可收集利用量增长较快，分别增长了3.04、3.18 倍。崔明等[21]根据人均秸秆资源占有量与全国平均水平相对比，将全国分为秸秆资源富集区、一般区和贫乏区。2020 年，内蒙古人均秸秆资源占有量为5.78 t (秸秆可收集利用量/农村人口)，全国平均水平为1.75 t[31]，是全国平均水平的3.30 倍，属于秸秆资源富集地区，这与张晓庆等[13]的研究成果相契合。

内蒙古的秸秆资源主要包括玉米、向日葵、豆类三大类来源，占主要农作物秸秆资源总量的90%以上。其中，玉米秸秆占秸秆总量的比重持续上升，自2015 年国家实施“粮改饲”项目后，占比有所减少，但依然是内蒙古的主要秸秆来源，占比稳定在75%以上。需要指出的是，内蒙古玉米秸秆产量变化情况与张晓庆等[13]对2009—2018 年我国玉米秸秆产量持续快速增长的研究结果不一致，可能原因在于，内蒙古作为国家“镰刀弯”地区玉米种植结构调整和实施“粮改饲”项目的重点区域，较好地落实了国家相关政策，使得玉米秸秆产量占比呈减少趋势。向日葵是内蒙古的第二大秸秆来源，主要集中在巴彦淖尔市。巴彦淖尔市拥有种植向日葵的优良产地环境，近年来在“河套向日葵”的品牌带动下，通过标准化生产、精准化播种、精细化收割、合作化交易，推动了种植面积和效益的双重增长，直接带动了向日葵秸秆产量的提高。以大豆为主的豆类秸秆是内蒙古的第三大秸秆来源，主要集中在呼伦贝尔市，占比达73.74%。随着近30 年来内蒙古大豆种植面积和产量的不断增加[32]，特别是在大豆扩种计划和大豆玉米带状复合种植计划的推动下，未来内蒙古豆类秸秆资源产量和占比还会不断增加。

内蒙古秸秆资源空间分布不均衡，主要分布在通辽市、兴安盟、赤峰市、呼伦贝尔市、巴彦淖尔市，分别占全区秸秆总产量的23.91%、16.16%、14.76%、14.50%、11.80%。这些地区耕地资源丰富、农业生产条件较好[33]，是内蒙古粮食主产区，秸秆资源富集，具有较大的利用潜力。

楚天舒等[2]通过对全国31 个省(市)的秸秆饲料化利用满足度与优势度的分析，指出内蒙古是农作物秸秆饲料化利用发展的核心区；曹志宏[10]对全国31 个省(市)秸秆养畜潜力的核算结果表明，内蒙古是秸秆养畜潜力高丰度地区。本研究通过分析发现，2000—2020 年内蒙古秸秆理论载畜量、实际载畜量和秸秆养畜潜力逐年增长，但地区差异较大，丰度由东向西逐渐减少，秸秆养畜潜力高丰度地区集中在蒙东地区，与草食家畜的空间分布高度重合。因此，这些地区的秸秆饲料化利用价值优于其他利用价值[34]，若合理利用秸秆资源，可有效降低养殖成本，提高农牧民收入。

4 结论

2000—2020 年，内蒙古主要农作物秸秆理论资源量和可收集利用量分别达到5 250.84 万和4 518.35万t，年均增长率高达5.72%、5.96%。内蒙古秸秆资源空间分布不均衡，主要分布在蒙东地区，占秸秆可收集资源量的69.33%；玉米、向日葵、豆类是主要秸秆来源，占秸秆可收集资源量的90%以上。2000—2020 年，内蒙古秸秆资源年均理论载畜量为8 737.27 万个羊单位，实际载畜量为3 176.00 万个羊单位；分地区来看，秸秆养畜潜力高丰度地区主要分布在通辽市、兴安盟、呼伦贝尔市、赤峰市等盟(市)，锡林郭勒盟、阿拉善盟和乌海市为秸秆养畜潜力低丰度地区，其余地区为秸秆养畜潜力一般地区。因此，内蒙古应以蒙东地区为重点，加大秸秆饲料化利用的政策扶持、机械研发、技术推广和经费支持力度，提高秸秆饲料化利用率，降低养殖成本，增强重要畜产品供给保障能力，持续推动农牧业绿色高质量发展。