生物多样性保护优先区是生物多样性富集区，对生物多样性保护发挥着至关重要的作用。生物多样性保护优先区常位于交通不便，经济欠发达地区，区内农村和小城镇居民的农业生产和生活是威胁生物多样性的主要因素。能源利用作为其居民生产生活最重要的组成部分，对生物多样性保护优先区的保护与绿色发展具有重要意义。　　本研究以大巴山优先区和武陵山优先区为例，通过分层筛选法，选择神农架林区、兴山县和五峰县三个样区。在每个样区内，根据不同居住方式，划分为农村和城镇。在此基础上，再根据生物多样性聚集与保护管理程度，划分为自然保护区内农村（简称“保护区内农村”）、自然保护区周边城镇（简称“保护区周边城镇”）、远离保护区的农村（简称“普通农村”）和远离保护区的城镇（简称“普通城镇”）四个样点，开展居民家庭能源利用现状调研。首先通过折煤系数（千克标准煤）对能源利用数据标准化，分析了生物多样性保护优先区居民当前的家庭能耗结构及其影响因素，探讨了现有能源利用格局下的经济环境成本及影响因素。在此基础上，提出了优先区低碳能源替代模式并计算了各种模式理论上的最大替代潜力;结合实际调查数据，对可示范情况下低碳能源替代模式的潜力及经济环境效益进行了评估。并结合大巴山和武陵山优先区的人口数量，计算了整个优先区的替代潜力，提出了相应的推广与管理建议。主要结果有:　　(1)能源利用现状:居民的能源利用以传统能源为主，低碳能源使用比例较低。人均每年传统能源、化石能源、低碳能源消耗分别为691.43±33.27千克标准煤、429.86±56.56千克标准煤、130.39±8.17千克标准煤。农村居民人均年总能源消耗、传统能源消耗均显著高于城镇居民，化石能源消耗和低碳能源消耗显著低于城镇居民;保护区内农村和保护区周边城镇居民的人均年低碳能源消耗显著高于普通农村和普通城镇居民，而传统能源消耗显著低于普通农村和普通城镇居民。以上结果表明，优先区低碳能源替代潜力巨大，农村高于城镇，普通农村和普通城镇高于保护区内农村和保护区周边城镇。　　(2)影响能源利用的因素:广义线性混合效应模型(GLMM)和最小信息准则(AICc，Akaike Information Criterion corrected)模型筛选结果表明，从事非农职业居民的传统能源消耗较低。随着居民收入水平的提高，人均年总能源消耗、化石能源消耗和低碳能源消耗均显著增加。随着务农年龄和务工年龄的增长，居民对传统能源的依赖性逐渐增强。　　(3)能源利用的经济环境成本:现有能源利用模式下，研究区人均年薪柴砍伐量达1.21±0.06吨，人均年环境总成本达492.41±22.89元，CO2和SO2排放量分别为2.57±0.15吨、4.55±0.48千克，能源利用的经济成本达3，218.72±282.47元。农村居民人均年环境总成本、CO2与SO2的排放成本、环境效益损失均显著大于城镇居民。普通农村和普通城镇居民的人均环境效益损失、气候调节价值、水土保持价值和生物多样性保护价值损失均显著高于保护区内农村和保护区周边城镇居民。　　(4)影响能源利用经济环境成本的因素:GLMM模型分析和AICc模型筛选结果表明，从事非农职业居民的人均年环境总成本、环境效益损失、气候调节价值、水土保持价值和生物多样性价值损失均较高。随着人均收入的增加，居民人均年环境总成本、CO2排放量、SO2排放量和CO2与SO2的排放环境成本均呈增加趋势。随着务工年龄、务农年龄的增长，人均年环境总成本、环境效益损失、气候调节价值、水土保持价值和生物多样性价值损失均显著增加。　　(5)低碳能源替代潜力评估:在各类低碳能源及其组合的理论最大替代模式下，电能替代潜力最大，入均年电能替代环境效益达362.61±14.58元，入均每年可减少薪柴砍伐1.09±0.04吨，减少CO2排放1.51±0.06吨，减少SO2排放1.18±0.07千克。在可示范替代模式下，电能可示范替代环境效益也最高，达358.18±15.79元，但其人均经济成本也最高，达1，915.50±82.87元。沼气替代、太阳能替代和沼气+太阳能替代在理论最大替代和可示范替代下环境效益绝对值均较低，但经济成本更低，投入产出比明显低于含电能替代的4种可示范替代模式，可作为今后优先区能源发展的重要方向。　　(6)大巴山和武陵山优先区的总替代潜力评估:结合大巴山和武陵山优先区的人口数据，计算了理论最大替代模式和可示范替代模式下两个优先区的替代潜力。其中，电能替代模式下环境效益最高，经济成本也最高。在电能理论最大替代模式下，大巴山和武陵山的环境效益分别为6.54±0.50亿元、34.08±2.36亿元，经济成本分别为35.83±2.66亿元、178.82±12.37亿元，投入产出比接近6∶1。在电能可示范替代模式下，大巴山和武陵山的环境效益分别为6.61±0.56亿元、30.61±2.37亿元，经济成本分别为35.84±2.98亿元、160.59±12.44亿元，投入产出比亦接近6∶1，但相对比理论最大替代模式下低。　　沼气替代在理论最大替代模式和可示范替代模式下的潜力较低，其相对经济成本最低，为负值。理论最大替代模式下，大巴山和武陵山的沼气替代相对经济成本分别为-0.89±0.09亿元、-5.58±0.56亿元;可示范替代模式下，大巴山和武陵山的经济成本分别为-0.87±0.09亿元、-5.65±0.56亿元。沼气替代的相对经济成本均为负值，表明进行沼气替代后可降低居民的能源利用成本，经济成本与环境效益的投入产出比低，具有较大的推广潜力。　　(7)管理建议:对优先区的绿色发展，应促进居民的生计由传统农业向非农生计的转变、提高居民的收入水平，从而有效降低传统能源的消耗，加快居民能耗结构的转型升级。为促进沼气、太阳能、电能等低碳能源在优先区的使用，可通过生态服务付费、生态转移支付、国家生态保护补贴与补偿等措施降低优先区居民对薪柴等传统能源的依赖，降低能源利用和生态保护的经济负担。积极探索沼气、太阳能等低碳能源的使用技术和推广模式，为优先区居民更好地使用低碳能源提供技术支持和服务保证。