农业废弃物循环利用的资源环境效益评价及优化路径研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 崔潇 |
| 答辩日期 | 2024-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 刘彦随 ; 王永生 |
| 关键词 | 人地关系 农业废弃物循环利用 乡村振兴 资源利用 环境效益 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 人文地理学 |
| 英文摘要 | 乡村人地关系演化中的农业废弃物呈现多元化态势，使农业可持续发展面临的资源短缺和环境污染问题日益突出，在国家乡村振兴、生态文明建设等多战略叠加背景下，建立健全农业绿色低碳循环产业体系成为解决资源环境问题的基础之策，加强农业废弃物循环利用、推行农业绿色发展方式，成为全面推进乡村振兴的重要内容之一。目前，人地关系演化视角下的农业废弃物循环利用模式及其资源环境效益评价与优化研究相对较少，面向乡村振兴战略，立足人地关系演化视域，阐释乡村转型发展中的农业废弃物产生与利用演化过程，探究不同农业废弃物循环利用模式的资源利用效率、环境效益及优化路径，既是农业资源与环境理论探索的前沿，也是区域可持续发展的实践参考。 本研究遵循“模式解析-效益评价-路径探索”的逻辑分析范式，采用问卷调研与文献数据等多源数据，运用文献综述、实地调研、数学建模、生命周期等定性定量相结合的研究方法，探究乡村振兴背景下农业废弃物循环利用模式的产生过程、资源利用效率、环境效益以及优化路径。首先，阐明农业废弃物产生与利用的演化过程，梳理国家相关政策演变及循环利用案例，提炼农业废弃物循环利用典型模式；其次，以多村产业联合废弃物循环模式为例，评价农业废弃物循环利用的资源利用效率，探究村域循环利用模式的产业结构优化方案；同时，以县域产业融合废弃物循环模式为例，评价农业废弃物循环利用的生命周期环境效益，探究县域循环利用模式的产业链优化方案；最后，基于乡村振兴战略背景，梳理农业废弃物循环利用总体要求、基本原则及发展目标，总结当前农业废弃物循环利用存在的主要问题及原因，并针对性提出发展策略。主要结论如下： （1）从农业文明到工业文明再到生态文明时期，农业废弃物类型和数量持续增多，成分更加复杂；农业文明时期的农户种养废弃物循环利用模式，以及现代人地交互作用下，家庭农场、龙头企业、专业合作社等新型农业经营主体发展中的农业废弃物循环利用创新实践模式将使废弃物排放量控制在较低水平。我国持续关注农业废弃物循环利用工作，政策内容演变过程可划分为利用方式探索、关键技术研制、绿色循环发展等3 个阶段，国家对农业废弃物循环利用的认识逐渐深化，提倡对废弃物的多元化利用，并制定详细技术指标，推行循环型农业发展模式，组织推介系列农业废弃物循环利用典型案例，涉及家庭农场、专业合作社、企业、村域经济组织、县域等多个层面。现阶段，我国农业废弃物循环利用模式主要有家庭初级种养循环、企业升级种养加循环、多村产业联合循环、县域产业融合循环等，从不同层面实现了能量、物质的有效流动与循环，促进资源高效利用及环境改善，推进乡村产业的绿色高质量发展。 （2）宁夏凤岭乡多村产业联合废弃物循环模式中不同产业发展规模差异较大，主要农业废弃物为玉米秸秆和牛粪，分别作为饲料和肥料进行循环利用，但仍具有相对较高的排放量，分别为949 t·yr-1 和207.62 t·yr-1，循环利用率分别为75.01%和95.19%；鸡粪、鸽粪等禽类废弃物，以及麸皮、醋糟和油渣等农副产品加工废弃物产生量较小，分别作为肥料和饲料进行循环利用，循环利用率达到100%。系统内部的农业废弃物循环利用为玉米种植和肉牛养殖提供资源，而肉鸡、肉鸽养殖，以及面粉、食醋、胡麻油加工则依赖于系统外部资源的投入；用于玉米种植的畜禽粪污循环自给率为48.71%，用于肉牛养殖的玉米秸秆、麸皮、醋糟和油渣等废弃物循环自给率分别为69.49%、4.98%、3.66%和2.20%。基于单位玉米种植面积（1ha），优化产业结构中的肉牛养殖规模应从4.86 头减少至4.50 头，面粉、食醋和胡麻油加工规模分别从0.40 t、0.24 t、0.07 t 增加至7.50t、6 t、3 t，肉鸽养殖完全替代肉鸡养殖，并将规模扩大至21300 只，能够使优化模型中的农业废弃物排放量达到零、循环资源自给自足以及养殖产业的经济环境效益提升。 （3）陕西佳县产业融合废弃物循环模式中肉羊粪便、废弃菌棒全部用作红枣种植肥料，酒糟全部用作肉羊养殖饲料，而残次枣和枣木废枝部分用作肉羊养殖饲料和枣木香菇栽培菌棒制作，分别剩余54899 t 和240190.5 t 未进行循环利用而排放至系统外，利用率较低；产业链未延伸系统生命周期污染物排放以CO2、NH3 和NOX 为主，主要来自氮肥和农药生产，各产业能源生产和利用，以及枣木废枝薪柴燃烧；红枣深加工、香菇栽培和肉羊养殖等延伸产业增加了能源投入，且粪便管理及肠道发酵过程导致CH4 排放量显著增加。县域产业融合废弃物循环模式生命周期环境影响综合值较产业链未延伸情景总体呈增加趋势，陆地酸化影响综合值最高，为0.5342，能源耗竭影响综合值最低，为0.0731，肥料利用、氮肥生产及枣木废枝薪柴燃烧是主要环境影响来源；氮肥生产及红枣初加工能源生产利用的减少使光化学氧化对人体健康影响、光化学氧化对陆地生态系统影响及能源耗竭等方面的环境效益分别提升了3.36%、3.16%和2.13%，而粪便管理及肠道发酵使气候变化、臭氧层损耗、细颗粒物形成及陆地酸化等方面的环境影响程度加重。农业废弃物全量利用、生物质燃料全量替代传统能源、有机肥部分替代化肥是环境效益提升的关键环节，当有机肥60%替代化肥时，产业链优化情景的资源环境综合效益最高，环境效益整体提升10.30%，其中，细颗粒物形成、光化学氧化对人体健康影响、光化学氧化对陆地生态系统影响及能源耗竭等方面的环境效益分别提升52.49%、43.14%、46.48%和78.32%。面向乡村振兴战略，基于农业废弃物循环利用模式的资源环境效益评价结果以及典型模式深度调研，探究未来农业废弃物循环利用的优化发展路径。乡村振兴背景下的农业废弃物循环利用总体要求是统筹推进乡村产业发展、乡村建设、乡村治理，建设宜居宜业和美乡村；发展基本原则包括系统谋划、协同推进，因地制宜、分类施策，创新驱动、提质增效；发展目标是打造农业循环产业链、推进农业绿色发展、提高农村居民收入。当前，农业废弃物循环利用存在的现实问题为国家、社会、农民等主体权责不明晰，废弃物循环利用技术、标准、应用等保障体系不健全，循环利用模式结构、规模、链条等产业体系不合理。未来应加强多主体协同推进农业废弃物循环利用，建立健全废弃物循环利用的全过程保障体系，因地制宜规划循环产业体系的结构与布局，持续推进乡村振兴背景下农业废弃物循环利用的可持续发展。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 128 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/208074]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 崔潇. 农业废弃物循环利用的资源环境效益评价及优化路径研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2024. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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