本研究立足于为政府、企事业单位及相关研究人员对黑龙江垦区秸秆资源的研究提供决策导向及相关基础数据分析,将黑龙江垦区主要农作物秸秆资源进行较为准确的估算及发展趋势预判,针对黑龙江垦区这一国家重要粮食生产的农业经济体,分析和预测黑龙江垦区秸秆资源可用潜能对此后黑龙江垦区有效进行秸秆资源的利用以及相关产业成长有着重要意义。本研究基于黑龙江垦区主要农作物产量丰富,农作物秸秆量资源丰富,现阶段尚未有较为针对性、系统性的黑龙江垦区的秸秆资源分析数据,且目前黑龙江省普遍存在着秸秆焚烧所导致的污染及危害严重以及大量的资源被浪费的实际情况进行分析。通过对黑龙江垦区农作物秸秆资源量的测算以及对秸秆利用现状进行分析,逐步确定影响黑龙江垦区秸秆资源量及秸秆构成影响的主要因素,在农业新形势下,结合政策导向以及黑龙江垦区水稻、玉米、大豆、小麦四种主要农作物历年变化趋势,进行分析探索研究黑龙江垦区主要农作物秸秆资源的有效开发利用途径。黑龙江垦区主要农作物生产基础好,秸秆资源量丰富且垦区秸秆总产能在2000×10~4t级,发展情况表现为:近年来随着粮食产量的不断提升,主要农作物秸秆产量也在稳步提升,贡献最大的为水稻和玉米,种植面积经过一个快速上升期后现阶段较为稳定且将在相当长的时间内不会有大幅度波动变化;主要农作物单产水平不断提升;农业机械总动力不断提升;农业从业人员不断减少;化肥施用量在经历快速上升发展阶段后,随着人们对粮食产量的追求热情下降和对食品安全需求的提升,以及化肥利用率和施肥水平以及科学技术水平的不断提升,黑龙江垦区化肥施用量将呈下降趋势,预计将减少至10O×10~4t水平甚至更低;随着农业供给侧结构性改革,种植结构调整,玉米面积减少,大豆面积扩大趋势明显,因而将导致在结构调整期阶段性农作物秸秆总产量降低,且秸秆种类间比重将有所调整;农作物受灾面积年际间波动性大且具有随机性,但随着垦区抗灾减灾能力的不断提升,受灾面积整体变化呈降低趋势发展。黑龙江垦区主要农作物秸秆产量与粮食产量密切相关,随着改革开放以来粮食产量的迅速增长,秸秆资源量也在迅速增长,且成显著相关性,对于粮食产量的变化及影响因素的分析至关重要。1978年以来黑龙江垦区粮食产量稳步提升,2004年后尤为显著。粮食种植面积不断扩大,粮食总产量不断增加,粮食单产及各主要农作物单产稳步提升,化肥等生产物资投入呈现不断上升趋势,有效灌溉面积不断扩大,对自然灾害的可控性和抵抗力不断增加,农业从业人员在一定范围内波动,农机总动力不断提升,农业机械化程度增加,因自然灾害造成的粮食减产年际间波动变化大,但总体趋势是不断下降的。黑龙江垦区主要农作物秸秆资源量随粮食产量的稳步提升也呈现相同波动性增长态势,在1995年第一次突破500×10~4t,在2006年突破1000×10~4t,在2011年突破2000×10~4t,并至今确保主要农作物秸秆资源量在2000×10~4 t级。2015年主要农作物秸秆量2176.1×10~4 t,其中水稻秸秆1188.2×10~4t,小麦秸秆1.6×10~4t,玉米秸秆859.9×10~4t,大豆秸秆126.4×10~4t。黑龙江垦区秸秆量的空间分布呈现西低东高的分布格局,2003-2015年东四局年均秸秆量1294.3×10~4t占全垦区秸秆量的75.8%;西五局年均秸秆量414.3×10~4t,占全垦区秸秆量的24.2%,东西部之比大致为3:1。东四局各管理局年均秸秆产量均超过200×10~4t,西部北安管理局在2009年达到200×10~4 t级秸秆产量。建三江管理局秸秆资源人均占有量为全垦区最高,达到25.05 t/人,哈尔滨管理局秸秆资源人均占有量最少,为4.44 t/人,两端极值相差约5.64倍,说明黑龙江垦区不同管理局秸秆资源量人均占有量水平差异显著。以黑龙江垦区1978-2016年间主要农作物种植面积、农业从业人员数、化肥施用量、农业机械总动力、四种主要农作物的种植比例、受灾面积等9个因素作为构建研究指标体系,对黑龙江垦区主要农作物秸秆资源量进行因子分析,各因子存在显著性差异,正面因素对主要农作物秸秆资源量增产贡献度排序:主要农作物面积>水稻种植面积比例>玉米种植面积比例>机械总动力>化肥施用量>大豆种植面积比例>小麦种植面积比例。负面影响因素中受灾面积影响效果大于农业从业人数的影响。黑龙江垦区主要农作物秸秆资源总产量预测结果显示,在近一个阶段种植面积将不存在明显的变化,研究拟定在当前一段时期的平均水平;农业从业人员数量将进一步减少;农业机械总动力随着科学技术的发展以及农用航空的进一步发展将持续保持稳定增速;种植结构调整在“十三五”期间将对秸秆资源总产量起到较大影响,结合政策及垦区实际考虑,玉米和大豆的种植面积将发生较大变化并逐步趋于稳定;随着种植结构调整及肥料利用率的提高和施肥技术的不断发展,化肥施用量将进一步降低;黑龙江垦区主要农作物秸秆资源将在各影响因素的共同作用下稳定在2000×10~4t级,短期内呈下降趋势,经过一段时间的调整及稳定后将有所回升。2020年、2025年、2030年的黑龙江垦区的粮食总产的预测值分别为:2090.41×10~4t、2114.56×10~4t、2069.21 ×10~4t。2020年黑龙江垦区主要农作物秸秆可收集利用量为1776.85×10~4 t。按照全量还田肥料化利用,相当于施用土杂肥8884 t,碳铵41.6 t,过磷酸钙22 t,硫酸钾16.9 t。按照能源化利用方式计算,若经气化转化后节约13.239 Mt燃煤,折合9.441 Mt标煤,若以压缩成型燃烧进行利用,则12.703 Mt燃煤,折合标煤9.06 Mt。黑龙江垦区农作物秸秆发电潜能巨大,以25 MW装机容量的秸秆燃料发电厂为例,可转化发电9874.53 MkWh。根据黑龙江垦区玉米秸秆资源分布,宝泉岭管理局和红兴隆管理局年均玉米秸秆资源量超过100× 10~4 t,应优先在这两个区域考虑发展饲料化利用,并结合该区域畜牧化产业发展建立秸秆饲料加工工厂。秸秆能源化利用以单位耕地面积秸秆资源量作为首要衡量标准,兼顾区域秸秆资源总量、人均占有量情况,综合三项标准的分级考量,在单位耕地面积秸秆资源量第一分级区域宝泉岭管理局和第二分级区域的红兴隆管理局,优先发展生物质发电产业,并利用生物质灰生产白炭黑、活性炭、有机肥等产品,将资源优势转化为经济优势。