黑土地保护视角下黑龙江省畜禽养殖环境效应分析

为合理利用畜禽粪污资源,保护黑龙江省黑土地资源,优化农畜业生产布局,实现农牧业绿色发展,本研究基于2011—2020年统计数据及文献资料,测算了黑龙江省畜禽粪污排放情况,并据此分析黑龙江省畜禽粪污资源化利用潜力及畜禽养殖环境承载力。结果表明:从时间动态来看,2011—2020年,黑龙江省畜禽粪尿、粪尿养分、COD排放量均有小幅下降,降幅分别为3.68%、3.24%和5.82%;畜禽粪污的化肥替代潜力虽整体略有下降,但10年来均保持在35%以上,2020年化肥替代潜力已达到41.89%,具有较高的有机肥替代化肥潜力;黑龙江省畜禽粪污的能源潜力略有增长,但对煤炭的替代潜力呈下降趋势且替代作用并不显著,2020年畜禽粪污的沼气潜力为46.74亿m^(3),折合为标准煤仅占标准煤消费量的2.90%,能源潜力有待进一步开发利用;黑龙江省畜禽粪尿、粪尿氮、粪尿磷的耕地负荷均未超载,无养殖环境风险,畜禽养殖环境容量的空间剩余呈上升趋势,剩余约2/3,以氮为基准计算,余量为13006.13万头猪当量,以磷为基准计算,余量为8463.19万头猪当量,具有较大养殖潜力。从空间分布来看,黑龙江省各地区畜禽粪污排放及资源化利用潜力存在明显差异,哈尔滨市、齐齐哈尔市、绥化市、大庆市以及佳木斯市等畜禽养殖集聚区的畜禽粪尿资源丰富,畜禽粪污的替代化肥潜力、能源潜力及畜禽养殖发展潜力较大。

湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价

[目的]测算和分析畜禽养殖粪污耕地负荷和土地承载力,为防治农业面源污染,促进农牧协调发展提供科学依据。[方法]根据湖南省畜禽养殖、作物产量等数据资料,在考虑粪污综合利用率的前提下,采用产排污系数法、养分平衡法分别计算2020年各地市州畜禽养殖耕地污染负荷和土地承载力,分析畜禽养殖空间布局以及粪污消纳分配。[结果]湖南省2020年共养殖猪当量4.27×10^(7)头,各区域养殖量差异很大;畜禽粪便和TN,TP耕地负荷分别为19.04t/hm^(2),94.85,24.99kg/hm^(2),耕地负荷警报级别均在Ⅱ级以上,对耕地环境稍有威胁,其中永州市、娄底市、怀化市、郴州市至少有两项耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级及以上,耕地环境风险较高;畜禽养殖土地最大承载量为1.23×10^(8)头猪当量,已养殖猪当量仅占其37.18%。各地市州的可增加养殖量也非常可观,常德市、益阳市、岳阳市、邵阳市、长沙市、永州市、衡阳市7个市的可养殖猪当量在5.00×10^(6)头以上。在确认区域内畜禽养殖未超载的基础上,永州市、娄底市、怀化市、郴州市要鼓励林地、园地的作物管理者增加有机肥的施用比例,加大粪污消纳量,才能降低耕地环境污染风险。[结论]湖南省畜禽养殖耕地环境风险整体上较低,畜禽养殖业发展空间很大,但是部分地市州存在耕地污染风险,必须调整粪污消纳去向,才能缓解耕地的粪污消纳压力,推动农业可持续发展。

潍坊市畜禽粪污土地承载力时空分布特征分析

为了科学评估潍坊市2012—2021年畜禽粪污土地承载力时空分布状况,准确评价畜禽养殖潜在环境风险状况,研究采用产排污系数法对潍坊市各县(市、区)2012—2021年畜禽粪污产生量、养分供给量、植物粪肥养分需求量及土地承载力指数等畜禽粪污土地承载力时空分布特征指标进行了分析。结果表明:潍坊市畜禽粪污土地承载力状况存在明显的时空分异特征。从时间上看,2012—2021年潍坊市各县(市、区)畜禽粪污产生量、养分供给量及植物粪肥养分需求量具有高度相似性,均呈现缓慢减少→稳定发展趋势。以氮、磷为基准的土地承载力指数(IN、IP)均呈现相对稳定趋势,其中IN均小于0.7,属于Ⅰ级,土地承载力有较大发展空间。除2017年外,其他年份IP均在0.7~1.0之间,属于Ⅱ级,土地承载力尚有发展空间。从空间上看,潍坊市各县(市、区)畜禽粪污产生量、养分供给量及植物粪肥养分需求量具有高度相似性,均呈现四周多中间少、东南和西北较多的分布特征。IN、IP存在一定差异,除临朐县外,其他县(市、区)IN平均值小于0.7,属于Ⅰ级,土地承载力有较大发展空间。临朐县IP平均值为1.59,属于Ⅳ级,存在明显超载情况;昌乐县、诸城市、高密市、昌邑市、安丘市、青州市IP平均值大于0.7,属于Ⅱ级,土地承载力尚有发展空间;其他县(市、区)IP平均值小于0.7,属于Ⅰ级,土地承载力有较大发展空间。说明潍坊市畜牧业有较大发展空间,应进一步优化养殖布局,调整种植结构,推动绿色养殖发展。

基于氮磷养分平衡的畜禽粪污土地承载力研究——以FK县为例

为科学调整区域种植业和养殖业的规模与布局,促进种养结合循环发展。本文基于氮磷养分平衡法,以《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》为计算依据,测算FK县及其各乡镇2020—2023年平均畜禽粪污土地承载力,并对其进行环境污染预警评估。结果表明,FK县基于氮养分的土地承载力为2880329头猪当量,磷养分为2015232头猪当量。当前养殖规模为1322075头猪当量,FK县畜禽养殖量尚未超载。但从各乡镇来看,乡镇D处于超载状态;FK县基于氮、磷养分的环境污染预警等级均为Ⅰ级,无污染风险。从各乡镇来看,乡镇D风险预警等级分别为Ⅲ级或Ⅳ级,污染较为严重。乡镇B、E、N、R、S均为Ⅱ级风险,稍有污染。

新疆生产建设兵团畜牧业高质量发展规划资源环境承载力研究

[目的]为科学制定新疆生产建设兵团(以下简称兵团)“十四五”畜牧业发展规划提供基本生产参数。[方法]以兵团及13个师2025年畜禽计划存出栏数为依据,从畜禽养殖饲草料资源承载力、水资源承载力、粪污土地承载力3个环境制约因素来分析兵团及各师未来畜牧业发展资源环境承载力。[结果]到2025年,兵团苜蓿缺口19.29万t,需种植21.43万hm^(2);玉米青贮缺口687.07万t,需种植11.452万hm^(2);秸秆等主要粗饲料原料盈余169.63万t;玉米籽实缺口为337.04万t,需种植42.80万hm^(2);棉粕盈余60.99万t。兵团2025年畜禽饮用水需要量增长39.63%,达563.41万t,其中第十二师增长率最大(294.94%),第八师增长量最大(88.52万t)。兵团整体畜禽粪污土地承载力不超载,达到2025年计划养殖量后仍可增加3053万个猪当量,土地消纳粪污的潜力仍很大,但第十二师以氮测算承载力指数为4.90>1,以磷测算承载力指数为3.26>1,属于严重超载,需要进行调整。[结论]“十四五”兵团及13个师的畜禽养殖数量设定与环境资源禀赋比较符合,但个别师仍需调整。

以氮养分平衡为基础分析评价雅安市畜禽粪污土地承载力

在对雅安市及各县区畜禽养殖业以及种植业发展现状进行全面分析的基础上,测算出雅安市及各县区土地可承载的畜禽养殖规模总量,从而得出了全市及各县区畜禽粪污土地承载力及承载力指数,为全市畜禽养殖产业结构布局调整提供数据支撑,为实现养殖业和种植业的有机结合提供了可行性建议,助力改善全市生态环境质量。

基于耕地承载力的十堰市畜禽养殖环境风险评价

【目的】十堰市是南水北调中线工程的核心水源区,全面认识畜禽养殖污染现状及其对耕地的潜在威胁,为加强畜禽粪便风险管控提供依据。【方法】运用畜禽粪便环境风险评价模型,对十堰市各县(区、市)2020年主要畜禽粪便来源结构进行定量分析,并从种养平衡视角对其环境风险进行综合评价。【结果】十堰市2020年主要畜禽养殖粪便猪粪当量达306.85×10^(4)t,且主要分布于郧阳区、丹江口市和房县,粪便中有机物的化学需氧量(COD)最大(57.00×10^(4)t),总氮(TN)(2.63×10^(4)t),总磷(TP)含量较少(0.65×10^(4)t)。十堰市畜禽养殖等标污染负荷总量为15.532×1010m3,且在不同地区的来源结构差异明显,TP是畜禽养殖的首要污染物,其污染等标负荷占负荷总量的41.68%,其次为TN,污染负荷率为33.85%,COD的等标污染负荷率最小,为24.47%。养牛是十堰地区畜禽养殖面源污染的首要污染源,对等标污染负荷总量的贡献率达49.47%,其次为家禽(21.60%)。环境污染风险评价结果显示,全市单位耕地畜禽粪便负荷强度为10.15 t·hm^(-2),警报值为0.338,分级指数为Ⅰ,对环境构成污染的威胁为“无”。TN、TP的负荷强度分别为0.09和0.02 t·hm^(-2),环境风险指数为1.023和1.223,但区域间存在明显的空间分异特征。全市有超过1/2地区存在潜在的畜禽养殖污染风险,其中以茅箭区和郧阳区最为突出。以磷(P)为衡量标准,十堰市养殖总量须在现有基础上消减98.51万头猪当量。【结论】保持合理的畜禽养殖规模(≤441.00万头猪当量),同时做好污染物消减措施,对促进十堰市种养平衡和畜禽养殖业有序发展具有重要意义。

仁怀市畜禽养殖业发展现状与粪污承载力评估

本文以仁怀市作为研究区域,统计了近年来该市畜禽养殖数量及粪污产生量,粪肥中氮和磷养分排泄量及供给量、作物养分需求量、作物粪肥需求量;从植物养分需求出发,根据养分平衡理论,评估了该市畜禽土地粪污承载力。结果表明:2022年全市饲养畜禽折算为猪当量共406534.10个,产生畜禽粪污827391.70 t,可提供养分氮2845.70 t,磷487.80 t。畜禽粪污环境污染氮的预警值为0.527,污染级别为II级,对环境稍有影响。磷的预警值为0.30,污染级别为I级,对环境没有影响,若以污染I级为上限计算,还有133813.80头猪当量的养殖空间。综上,全市的畜禽粪污基本能在本市区域内消纳,可适当对种植业结构调整,增加对氮肥需求较高的粮食和牧草,实现种养平衡。

喀什地区畜禽养殖粪污土地承载力时空分布

【目的】研究作为农业污染源的畜禽粪污给农业生态环境造成的污染,为畜禽粪污资源化和区域畜牧业的可持续发展提供理论依据。【方法】为了解喀什地区畜禽粪污土地承载力,依据《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》提供的方法,在查阅《新疆统计年鉴》的基础上,对喀什地区1999—2020年植物养分粪肥需求量、畜禽粪污氮、磷养分供给量、畜禽粪污土地承载力的变化进行时空分析。【结果】1999—2020年喀什地区畜禽粪污排放量呈现增加趋势,增幅为19.25%,且主要以牛粪和羊粪为主;植物粪肥氮、磷养分需求量和畜禽粪污氮、磷养分供给量均呈现逐年增加趋势,增幅分别为137.56%、189.33%和21.80%、22.26%;以氮、磷计的畜禽粪污土地承载力指数(Ⅰ)均呈逐年递减趋势,且到2020年土地承载力指数以氮计均小于0.7,以磷计均小于0.4,各县、市以氮、磷计的畜禽粪污土地承载力指数除泽普县略有增长以外,其他县、市均呈现下降趋势,塔县畜禽养殖粪污对环境存在污染风险,以氮计除疏附县和叶城县以外,其余9县、市I值均小于0.7;以磷计除塔县以外,其余11县、市Ⅰ值均小于0.7。说明除塔县、疏附县和叶城县以外,其余县、市畜禽养殖粪污均未超载。【结论】喀什地区畜牧业存在较大的发展空间,在不断发展畜牧业的同时也需要以种植业为基础,只有做到种养结合,才能实现畜牧业的绿色、可持续发展。

武穴市秸秆和畜禽粪污还田化肥减量潜力及土地承载力分析

武穴市是湖北省种植和养殖大市,估算其农作物秸秆、畜禽粪污资源,评估其土地承载力,探讨绿色种养的节约化肥潜力对实现武穴市农业绿色发展具有重要意义。基于统计数据,估算了武穴市主要农作物秸秆、畜禽粪污养分资源量及其化肥替减的潜力,并评估了当前土地承载力及土地承载力指数。结果表明,2020年武穴市产生主要农作物秸秆资源53.19万t,畜禽养殖95.33万头猪当量。秸秆和畜禽粪污养分资源理论可还田量(折纯)分别为1.19万、0.82万t,分别可替代武穴市当年化肥消费量的27.4%和18.9%,理论可实现化肥节约成本分别为6192.76万和4077.36万元,共计10270.12万元。2020年武穴市畜禽粪污氮、磷土地承载力指数分别为0.80、0.48,目前畜禽养殖量没有超过武穴市土地承载力,但已接近氮承载力的上限。

面向乡镇尺度的畜禽养殖潜力评价与生态环境承载力分析——以儋州市为例

我国对畜禽养殖的污染治理非常重视,基于土地、水资源、大气等方面的生态环境承载力评估是确定畜禽养殖业发展布局的关键,目前面向小尺度畜禽养殖区的生态环境承载力分析方法和案例研究还不多见。建立乡镇尺度畜禽养殖潜力评价与生态环境承载力分析方法,以海南省儋州市为例开展研究。结果如下:基于土地承载力、自然生态、畜禽养殖、种植业等4个子系统及其耦合关系构建的畜禽养殖资源环境承载力分析方法,可以有效评价乡镇重点区域的畜禽养殖规模上限;海南省儋州市畜禽粪肥土地承载潜力以氮计约722.66万头猪当量,其中雅星镇的土地承载潜力最高约222.53万头猪当量,可作为全市畜禽养殖重点发展乡镇;儋州市雅星镇畜禽重点养殖区在保证新鲜水资源供给、生产废水“零排放”、配建固相粪便生产有机肥设施等前提下,畜禽养殖规模上限为126万头/年出栏量。

秸秆还田对畜禽粪污土地承载力的影响

为完善种养结合、促进循环农业发展提供参考依据,通过猪当量法和求和法分别计算秸秆还田和不还田情况下的畜禽粪污土地承载力,分析秸秆还田对畜禽养殖发展潜力与产业布局的影响。结果表明,相较于猪当量法,求和法计算的黑龙江省粪便排泄量和粪便磷养分供给量分别提高37.5%、28.5%,氮养分供给量降低28.8%;畜禽粪污氮土地承载力提高40.4%(不还田)和9.4%(还田),磷土地承载力降低22.1%(不还田)和8.4%(还田)。秸秆还田后,全省氮、磷土地承载力分别降低70.1%、67.7%(猪当量法)和76.7%、62.0%(求和法)。在还田和不还田情况下所求得全省氮承载力指数分别为1.23、4.10(猪当量法)和1.34、5.76(求和法),全省磷承载力指数分别为1.60、4.94(猪当量法)和1.46、3.85(求和法)。秸秆不还田情况下,2种方法计算的所有市(地区)养殖量未超过最大养殖量(以氮和磷为基准的土地承载力);秸秆还田情况下,鹤岗市、绥化市、大庆市的养殖量超过以氮为基准的最大养殖量及大庆市的养殖量超过以磷为基准的最大养殖量(猪当量法),大庆市的养殖量超过以氮为基准的最大养殖量及齐齐哈尔市、绥化市、牡丹江市、大庆市的养殖量超过以磷为基准的最大养殖量(求和法)。秸秆还田输入的养分降低了土地消纳的粪污量和畜禽养殖潜力。

贵州畜禽养殖污染负荷预警研究

为估算贵州各市州畜禽养殖污染量,评估各市州畜禽养殖污染负荷,为畜禽养殖污染治理提供依据。基于2007—2020年贵州省各市州畜禽饲养量、常用耕地面积统计数据,采用排污系数法、土地承载方法对畜禽养殖污染负荷预警进行研究。结果表明:各市州畜禽粪尿总量为100248.79 kt,是工业固体废弃物的1.23倍,其中牛产生的粪尿最多,其次分别为猪、羊、家禽;各市州畜禽粪便排放的污染物总量为5184.87 kt,其中COD、BOD的排放量较大,而TP、TN、NH 3-N的排放量偏小;畜禽粪便污染物排放的流失总量为630.41 kt,其中COD的排放占比最高;除贵阳市以外,各市州猪粪当量、N、P负荷均已超标,畜禽养殖对贵州农业耕地造成较大污染风险,污染严重程度依次为安顺市>黔南州>铜仁市>黔西南州>黔东南州>六盘水市>遵义市>毕节市。基于研究结论提出合理布局畜禽养殖规模、加强排污制度监管、落实补贴政策、推动畜禽清洁养殖、提高饲料转化比等建议。

山西省运城市近五年畜禽粪污土地承载力分析

为了解山西省运城市畜牧业发展动态,推动运城地区畜禽粪污资源化利用,加快发展绿色循环农业,利用山西省运城市畜牧业、种植业资料和统计年鉴数据,分析测算2016年—2020年运城市主要农作物耕地畜禽粪污土地承载力(以下简称耕地粪污承载力)。结果表明:2016年-2020年运城市耕地粪污承载力均高于主要畜禽年末存栏量猪当量,全市的畜禽粪污能够完全在本市域内进行消纳,运城市耕地粪污承载力在可承受的范围之内,且畜牧业仍具有较大的发展空间。

山东省菏泽市畜禽粪污土地承载力时空特征分析

为了解菏泽市畜禽粪污土地承载力空间分布特征及近十年来的变化情况,及时调整种植业规划、合理利用畜禽粪污资源、优化畜禽养殖结构,以期为菏泽市畜牧业合理规划布局和粪污资源化利用提供科学依据,进一步推动种养结合绿色发展,选取2012~2021年菏泽市年鉴数据,依据农业农村部印发的《畜禽粪污土地承载力测定技术指南》,对植物粪污养分需求量、畜禽粪污养分供给量进行测算,从而对菏泽市畜禽粪污土地承载力指数时间和空间变化趋势进行分析。从空间上来看,虽然各县区畜禽粪污土地承载力均小于1,但畜禽粪便污染风险存在差异,其中以N为基准的畜禽粪污土地承载力指数,郓城最高为0.32,单县最低为0.17,差了将近一倍。从时间上来看,近年来植物粪污养分需求量整体表现为增长趋势,由于受到非洲猪瘟、新冠肺炎疫情以及中美贸易摩擦等国内外多重不确定性因素,养殖规模发生波动,但畜禽粪污养分供给量整体表现为下降趋势,其中以N、P为基准的养分供给量分别下降39.04%、38.89%,以N、P为基准估算的畜禽粪污土地承载力指数均呈逐年下降趋势。研究表明,各县区植物粪污养分需求量与畜禽养殖粪污供给量在一定程度上存在错位现象,应进行合理调整。无论是时间上还是空间上,菏泽市畜禽土地承载力指数均<1,养殖量均不超载,尚有较大养殖潜力,应加大畜禽粪污无害化处理及资源化利用,做好“最后一公里”,进一步加大种养结合力度。

基于土地消纳能力的资溪县畜禽粪便环境承载力分析研究

畜禽养殖业的无序发展,将会对生态环境产生负面影响,科学评估区域畜禽养殖粪便承载能力,有利于科学规划畜禽养殖产业发展。以江西省资溪县为研究区域,对全县2021年规模化畜禽养殖场进行摸底调查,并分析年度畜禽粪便产生量、污染物产生量及流失量。结果表明:全县规模化养殖的畜禽种类主要为生猪养殖,约60.33%的畜禽粪便污染物来源于生猪,其次为肉牛养殖,占比约28.44%。基于2021年土地消纳能力分析各乡镇畜禽粪便环境承载力,结果显示:鹤城镇、嵩市镇、乌石镇、高田乡的单位面积猪粪当量负荷级数为Ⅱ级,说明该区域畜禽粪尿污染物对环境稍有影响;而高阜镇、株溪林场的负荷级数为Ⅲ级,说明该区域畜禽粪尿污染物对环境有一定影响,需重点关注。

唐山市畜禽粪便特征分布及土壤承载力预警分析

估算了2020年唐山市畜禽粪便及粪便主要污染物的产生量,分析了畜禽粪便的排放特征。通过计算畜禽粪便、N、P负荷量及负荷预警值,分析了畜禽粪便对环境的影响程度。结果表明:2020年唐山市畜禽粪便产生量为1325.84万t,牛粪便产生量最大,羊粪便最少;18个县(市、区)中6个畜牧大县产生量相对较多。2020年唐山市畜禽粪便、N、P负荷量分别为18.50 t/hm^(2)、108.91 kg/hm^(2)、35.44 kg/hm^(2),畜禽粪便、N、P负荷预警值分别为0.62、0.64、1.01,P污染风险更大。汉沽管理区、芦台经济开发区、古冶区的畜禽粪便、N、P负荷量及负荷预警值较高,建议进行畜禽养殖总量的控制及污染防控。

十堰市畜禽养殖污染空间分布特征及土地承载力分析

为探究十堰市畜禽粪污土地承载力现状,采用《畜禽粪污土地承载力测算技术指南》中的相关计算方法,对2019年十堰市畜禽粪污氮磷供应量、农作物粪肥氮磷需求量以及畜禽粪污环境污染预警值进行了测算。结果表明:十堰市各县市区畜禽养殖承载力呈现不均衡性,茅箭区、张湾区接近“有污染”的下限值,需降低畜禽养殖规模;郧阳区、郧西县稍微污染,需要控制畜禽养殖规模;竹山县、竹溪县无污染,对畜禽粪污仍具有一定的消纳空间,可以适当增加畜禽养殖规模;丹江口市无污染,但基于氮养分的风险预警值R N为0.69,接近被污染,不建议丹江口扩大畜禽养殖规模。建议将十堰市的畜禽养殖量控制在278.38万头猪当量。

基于土地消纳粪便能力的畜禽养殖承载力

为了评估北京市平谷区畜禽养殖承载潜力及其污染潜势,该文针对生态涵养区果园占农用地比例大这一特点,参考欧洲标准和相关文献设定了耕地和果园的氮(磷)限量标准,并分析平谷区及其各乡镇耕地和果园对畜禽养殖的承载潜力。结果表明:1)全区农用地平均粪便负荷为16.7 t/hm2,低于30 t/hm2的国家标准,果园对粪便的负荷占农用地总负荷量的66.42%,是最主要的消纳畜禽粪便的载体;2)全区尚有一定的畜禽承载潜力,以氮、磷计分别为6.25万头猪当量和9.48万头猪当量,但各乡镇承载潜力差异显著,兴谷等8个乡镇属于过量承载,具有很高的污染风险,而大华山等9个乡镇仍有较大的承载潜力。研究结果可为平谷区养殖业布局调整、环境污染治理和畜禽粪便资源化利用等决策提供支持。

基于畜禽粪便养分含量的畜禽承载力研究

为了减少畜禽养殖带来的环境污染,许多发达国家规定畜牧场周围必须配备农田来消纳畜禽粪便,同时也有成熟的畜禽承载力的研究方法。根据我国区域养殖畜种较多、农田分散、农牧脱节等情况,本研究确定了适合我国国情的用特定地理区域范围消纳畜禽粪便氮(N)、磷(P2O5)能力的方法来确定畜禽承载力。本研究根据不同畜种平均每头(只)存栏动物每年的粪便养分产生量、每公顷作物每年的养分移走量,计算出每公顷大田作物地、蔬菜地和园地每季所能承载的各种畜禽数量,然后根据各地区的复种指数估算出作物地每年承载的畜禽数量。结果表明:牛、羊的年产粪便N/P2O5较大,禽类比值较小,其他畜种比值居中;蔬菜地可以承载的畜禽数量最多,大田作物地次之,园地承载的最少;以N作为承载标准时,农用地所承载的畜禽数量比以P2O5作为标准时多(最高为6.6倍)或者两者持平。可以根据区域需要,通过提高作物对肥料的利用率、调整化肥与粪肥用量、调整种植结构等方式改变畜禽承载力的大小。