随着国家石漠化治理进程的推进,一部分喀斯特石漠化农村地区己由过去主要使用薪柴、秸秆等生物质能源来炊事和取暖,逐步改用煤、电、液化气等商品能源,但一部分农村地区仍旧保留以传统生物质能为主的用能结构,且大量的生物质能源弃置浪费。因此,喀斯特石漠化地区的农村能源消费结构还存在着不合理性。研究喀斯特石漠化地区农村能源与环境的关系,对该区的能源结构与技术进行优化配置意义重大。2012年9月~2015年6月,根据国家“十二五”科技支撑计划重大课题,选择典型喀斯特高原山地—贵州省毕节撒拉溪示范区、喀斯特高原峡谷—关岭—贞丰花江示范区为研究对象。以地理学理论为指导基础,结合人均有效热、生物质能潜力估算及成本—收益等理论方法,采取室内文献分析、实地调研、实测称重与参与式示范建设的方法,以能源结构优化为主要目的,形成了生态效益、经济效益和社会效益显著的多能互补模式与技术体系,为同类喀斯特石漠化农村地区在“十二五”期间及以后时间内开展能源优化建设提供了科技支撑与技术示范。(1)针对两个示范区各村的石漠化面积及能源消耗数据,得到农村能源利用的石漠化效应。撒拉溪示范区村落间薪柴能源的使用比例与石漠化面积比重呈正相关关系。花江示范区村落间薪柴能源的使用比例也与石漠化面积比重呈正相关关系。可见,石漠化的发生与薪柴、高效能源的使用关系密切。这从量化的角度有效地验证了薪柴利用与石漠化之间有关的说法,弥补了之前在这方面的研究缺憾。因此,研究喀斯特石漠化地区能源利用与石漠化之间的关系意义重大。可借鉴生态学和经济学的学科思想,从微观角度探究合理研究农村能源利用与石漠化效应相关性的理论方法,最终为减少生态破坏、减缓水土流失及巩固石漠化治理效果提供理论依据。(2)根据两个示范区2012年人均有效能需求量计算出人均能耗中各种能源2017年及2022年的实物需求量,并对两个示范区内的牲畜粪便及秸秆进行了量化估算。得到毕节撒拉溪预测年薪柴供求严重不足,但牲畜粪便及秸秆潜力巨大,现存的农村能源用能结构相对传统、生物质能源浪费大;花江示范区预测年薪柴供求也不足,生物质能潜力不如毕节撒拉溪示范区,但太阳能资源丰富,可进一步开发利用。这里科学地预测了未来将会面临的能源供求问题,从量化的角度有效地分析了可供选择的农村能源资源。因此,运用综合的分析方法,科学地探究喀斯特石漠化地区能源利用前景与替代资源意义重大。可将资源最大供应量及潜在资源效用最大化为前提,形成一系列合理分析能源供求矛盾及潜力开发的理论方法。最终为减少传统薪柴能源的消耗,加大清洁高效能源的开发利用提供有效依据。(3)针对两个示范区农村能源的现状、潜力及今后的发展趋势,再结合两个示范区不同区域自然资源、经济社会条件的同类性,石漠化成因、治理措施的趋同性,构建了不同石漠化环境下的能源优化模式,阐述了具体的技术。撒拉溪示范区:一建四配套的多能互补模式、五改二建一配套的多能互补模式、四结合的多能互补模式。花江示范区:二建二配套的多能互补模式、三结合的多能互补模式。这里运用地理区划的方法,综合构建了喀斯特石漠化地区农村能源优化模式,有针对性地提出了不同的可供选择的技术体系。因此,运用地理区划的方法,进一步研究喀斯特石漠化地区农村能源利用效益最大化的优化模式意义重大。可采取海拔分区、石漠化分区、村级分区等方法,规划石漠化地区农村能源发展模式,形成一系列适宜石漠化地区发展的能源优化模式及技术体系。最终为优化模式在喀斯特石漠化地区的建设和发展提供有力的借鉴及技术指引。(4)结合各类文献,通过各类监测,评价多能互补模式中各项技术项目的效益。能源优化模式有效地改善了空气状况及石漠化现状,减少了能源开支,减轻了人力支出且优化了村寨环境。可见,多能互补模式可带来良好的生态、经济和经济效益,值得推广。这里运用了多种效益评价的方法,根据两个示范区不同的能源优化模式,综合评价了不同多能互补模式的效益,且详细地描述了各类能源替代技术带来的生态、经济及社会效益。以中国南方喀斯特为适宜性评价范围,运用地理信息系统的方法得到了两种多能互补模式的推广范围。因此,规范石漠化地区农村能源效益监测过程,并运用综合的效益评价方法对能源模式进行评估及推广评价,对于农村能源多能互补模式的可持续发展意义重大。可结合多种数学方法和模型,建立科学合理的效益评价指标体系。最终为优良模式的推广和发展提供有力的依据。