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三峡库区边际土地能源植物生产与开发适宜性评价

王金柱  
【摘要】:化石能源的广泛使用带来了巨大的环境和气候问题,其日益枯竭也限制着社会经济的发展,因此世界各国都在积极调整能源产业结构,把生产生物质能源作为应对上述问题的重要办法。生物质油是一种燃烧性能良好、环境友好的可再生液体燃料,与传统化石燃料相比,能源植物油料的使用不增加额外的碳排放,对能源植物的开发和利用不仅可以缓解我国产业发展对石油的过渡依赖,也可产生良好的生态环境效应。边际土地是指2个或2个以上异质系统的交错或过渡地段,其生态环境条件差,抗干扰能力弱,但能用于种植抗逆性较强作物且具有一定的开发潜力和价值的土地。我国的耕地资源十分有限,能源植物的种植不能“与人争粮,与粮争地”,因此,利用边际土地来种植能源植物成为了能源植物产业发展的一个重要方向。本研究通过遥感解译获得三峡库区边际土地利用图,并探究了2000年、2006年、2013年和2017年间库区边际土地资源的时空变化;结合库区的气候特征与地形特点,选择光皮树、麻疯树、黄连木,柳枝稷和芒草做为目标能源植物,通过机制法计算能源植物的光温水生产潜力;利用土壤信息制作土壤适宜性图,进而确定三峡库区边际土地能源植物的种植潜力空间分布特征。研究结果可揭示三峡库区边际土地的空间分布特征,为三峡库区能源植物的科学合理布局及开发利用提供科学依据。主要结果如下:(1)三峡库区边际土地资源丰富,其面积总量在10000km~2左右。多年间边际土地面积占库区总面积的15%-17%左右。边际土地主要集中在高程小于1140m的地区;随着高程的增加,边际土地面积逐渐减少。边际土地集中在大于25度区间的坡地上;在5-15度区间内,边际土地的总面积在1000km~2左右;15-25度与大于25度区间的边际土地分布均有4000km~2左右。空间上,边际土地集中在三峡库区中段,主要包括云阳县、开县、巫溪县和万州区,并表现出向库区两端辐射减少的特点。(2)三峡库区边际土地能源植物的光温水生产潜力具有较强的空间集聚特征,以云阳县、开县、奉节县、巫溪县和万州区最为突出;光温水潜力中值区主要包括涪陵区、武隆县、丰都县、石柱县、忠县、巫山县和巴东县,而高值区连续的分布在光温水潜力中值区的山地地区。能源植物光温水生产潜力的低值区与三峡库区地势平坦的适宜发展耕地和建设用地的地区重叠,这是由于边际土地的竞争力小于耕地和建设用地造成的。(3)三峡库区边际土地能源植物的年种植潜力总量分布非常不均匀。云阳县和开县分别具有超过60和55万吨的年种植潜力;奉节县和万州区分别拥有约40余万吨的年种植潜力;重庆主城和巫溪县均拥有大约分别具有30万吨左右的年种植潜力;忠县、石柱县、丰都县、武隆县、江津区、巫山县和巴东县的能源植物年种植潜力分别在20万吨左右;长寿区、宜昌市、秭归县和兴山县的能源植物年种植潜力均在10万吨以下。(4)库区各区县的能源植物开发潜力可以分为4组:云阳县和开县的年开发潜力在30万吨以上;万州区和奉节县的年开发潜力在20-30万吨之间;重庆主城、巫溪县、武隆县、巫山县、涪陵区、丰都县和石柱县的年开发潜力在10-20万吨之间;忠县、巴东县、江津区、秭归县、兴山县、宜昌市和长寿区的年均开发潜力均在10万吨以下。(5)从能源植物种类来看,芒草占比最大达到42.27%;柳枝稷、麻疯树和光皮树在各区县的年开发潜力占比分别为15.67%、15.80%和19.55%;黄连木占比最小,仅达到能源植物年开发潜力6.71%左右。(6)三峡库区能源植物的开发潜力具有较强的空间集聚分布特征,其中开发能力高值区集中在奉节县、开县、万州区、忠县、石柱县、丰都县、涪陵区、武隆县和巫溪县。除了宜昌市、长寿区、万州区和云阳县不适宜能源植物的开发外,其它区县均具备一定的能源植物开发潜力。


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