能源是农村地区生产、生活、生态空间发展的重要物质需求,也是农村地区“三生空间”和谐发展的关键因素,关乎国家战略的发展,而当前农村地区在能源公平、能源安全等方面都与城市有着较大的差距,农村能源问题仍较为突出。喀斯特地区农村能源消费对薪柴的过度依赖以及低值粗放的利用方式直接导致了喀斯特地区石漠化等生态环境问题和人类健康问题,间接导致区域贫困高发,因此对生态脆弱的喀斯特地区进行农村能源结构优化有助于区域能源发展、社会发展,有利于保障石漠化治理成果,具有重要的理论意义和现实意义。论文依托国家十三五重点研发计划课题,选择四个代表中国南方喀斯特总体环境的石漠化治理示范区作为研究区,通过文献阅读法、抽样调查法、模型分析法、生物质能潜力估算法和生物质能承载力评估法对典型的喀斯特高原山地潜在-轻度石漠化研究区、高原峡谷中强度石漠化(关岭)研究区、高原峡谷中强度石漠化(贞丰)研究区及山地峡谷无-潜在石漠化研究区的农村能源结构和消费特征以及农村能源利用方式的影响因素进行实证分析,并通过生物质能潜力估算对生物质能承载力进行评估,结合地区社会经济发展特征、农业发展类型、能源利用现状及能源潜力等方面,研发了适合不同石漠化等级地区的生物质能优化技术,得出以下结论:(1)喀斯特地区薪柴消费比重高,电力消费对传统能源的替代作用仍显不足。调查的四个研究区内,农户能源消费的类型主要有电力、薪柴、煤炭,而沼气和太阳能用户较少,虽然电力用户占比达99.31%,但对薪柴消费的替代作用较弱,仍有83.10%的家庭把薪柴作为主要的生活能源之一,其他能源用户占比均不足50%;在消费量上,薪柴的消费量最多,研究区内户均年总能耗为5330.95kgce,其中,薪柴消费达户均2702.3kgce,占总能耗的50.69%,但在不同区域表现出差异性,潜在-轻度石漠化地区能源利用以煤炭+薪柴为主,煤炭消费占总能耗的49.92%,薪柴占比为35.23%,中强度石漠化(关岭)地区、中强度石漠化(贞丰)地区及无-潜在石漠化地区薪柴消费量占比分别为46.2%、60.56%及54.96%。(2)喀斯特地区能源消费主要受到人口数量、电器数量、养殖数量、年纯收入、能源支出占比、耕地面积、是否享受政策的显著影响。煤炭消费受到电器数量、能源支出占比以及耕地面积的正向影响;薪柴消费仅在潜在-轻度石漠化地区与年纯收入呈现负相关,与耕地面积呈现显著正相关,表明该区收入越低,薪柴消费越高,而其他石漠化等级地区的薪柴消费并没有受到收入的影响;秸秆消费主要受到养殖数量、耕地面积、政策因素的正向影响;电力消费受到的影响因素较多;石油消费主要受到电器数量、养殖数量、年纯收入、能源支出占比、以及耕地面积的正向影响;新能源的使用主要受到政策显著的正向影响。优化喀斯特地区能源结构可通过提高农户收入、改善农业发展水平实现,还可通过政策法规、扶贫措施等直接或间接方式进行调控。(3)喀斯特地区农业生物质能潜力巨大、承载力较强,潜在-轻度石漠化地区的农业生物质能承载力为5741.56kgce/hm~2,中强度石漠化的关岭和贞丰地区分别为5725.74kgce/hm~2、1256.16kgce/hm~2,无-潜在石漠化地区为361.85kgce/hm~2,充分利用农业生物质能可以完全替代薪柴消费;而林木生物质能仅在无-潜在石漠化地区表现为正值的承载力,为4289.06kgce/hm~2,其余石漠化等级区域均为负值,且石漠化现象越严重,林业生物质能承载力越差,潜在-轻度石漠化地区为-17.07kgce/hm~2,中强度石漠化关岭和贞丰地区分别为-924.8kgce/hm~2和-593.4kgce/hm~2。(4)喀斯特地区生物质能优化技术多样,潜在-轻度石漠化地区主要以基于薯类资源进行液化制取乙醇燃料和利用林业剩余物固化成型技术为主;中强度石漠化(关岭)地区发展甘蔗液化制取乙醇燃料以及以规模化养殖户为基础利用秸秆-粪便混合发酵制取沼气为主;中强度石漠化(贞丰)地区以粪便发酵制取沼气为主要的调整技术,大中型沼气项目与户用沼气相结合;无-潜在石漠化地区林木资源丰富,以林业剩余物固化成型技术和直燃供热技术为主,辅以户用沼气技术。