畜禽養殖結構及土地承載力分析范文

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隨著經濟社會的不斷發展和物質生活水平的不斷提高，人們對畜產品的需求成倍增加，使畜禽養殖業成為農業發展的支柱產業之一。農村畜禽養殖業從分散的農戶養殖逐步轉向集約化、規模化的集中養殖區，呈現出分散的農戶養殖、養殖大戶和規模化集中養殖區并存的現象，且養殖規模不斷擴大、飼養數量快速增加。在畜禽養殖業高速發展的大環境下，畜禽污染也隨之增加。畜禽養殖業產生的大量畜禽糞便與污水已成為我國農村面源污染的主要來源，在一些地區，畜禽糞尿污染對環境的影響已超過居民生活、農用化肥、鄉鎮工業和餐飲業，是造成許多重要水源地江河湖嚴重污染的主要原因之一。目前對于區域畜禽糞便產生量估算和環境效應已有很多報道。

近年來，東部發達地區迫于環境保護的壓力，逐漸將畜禽養殖業西移，西部地區養殖業因而快速發展，畜禽糞便污染成為西部省份潛在的發展瓶頸亟待解決。陜西省作為我國西部農業大省，原非傳統的畜牧業區。近幾年，陜西調整產業結構，重點扶持畜牧業，目前畜牧業已成為陜西農業經濟的主要產業。王纏石等對陜西省畜牧業規模化養殖發展現狀進行研究。文凌對陜西省畜禽養殖污染進行調查并提出了環境監管的措施。朱建軍等對陜西省畜禽糞便的時空分布和氮磷負荷進行研究。西安市作為陜西省的重要城市，已經成為畜牧業發展的重點區域。隨著養殖業的飛速發展，大量畜禽糞便的無害化或資源化處理必將成為西安市畜牧業規模化發展的基本前提，目前有關西安市畜禽糞便的數量分布及利用情況的研究較為少見。因此，開展西安市農村畜禽養殖污染研究，探索經濟適用的畜禽污染處理技術，防治農村畜禽養殖污染，是解決農村環境污染的重要手段之一。對保護農村環境，實現畜禽廢棄物的無害化處理、資源化利用，保障畜禽養殖業可持續發展具有重要意義。

1材料與方法

1.1基礎數據畜禽養殖量的數據來自《西安統計年鑒2013》，該年鑒中統計了2012年末牛、豬、羊、家禽的頭數。本論文主要考慮灞橋區、未央區、雁塔區、閻良區、臨潼區、長安區、藍天縣、周至縣、戶縣和高陵縣10個區縣。

1.2參數確定將豬、牛、羊和家禽的存欄量看作是當年中一個相對穩定的飼養量，在未考慮飼養周期的前提下，采用存欄量與日排泄系數（單個動物每天排出糞便的數量）計算糞便產生量。本論文所用的各類畜禽日排泄系數、畜禽糞便中污染物平均含量和入河系數均采用國家環保部公布的數據。

1.3對農田耕地的影響分析

1.3.1負荷估算目前，我國畜禽糞便處理的主要方式是作為有機肥料直接還田。單位耕地面積上的畜禽糞污負荷量可用來間接衡量當地畜禽養殖污染狀況。由于不同畜禽糞污的養分肥力差異較大，農田耕地對其的吸納量也有較大差異。在計算耕地負荷量時，根據各類畜禽糞污不同的含氮量，將其換算成豬糞當量后疊加求和。本研究并結合西安市實際情況對豬糞當量換算系數表進行修正，得到各類畜禽糞污含氮量與其豬糞當量換算系數。

1.3.2負荷警報值分析為全面了解各地農田耕地畜禽糞便負荷量是否過載以及對環境是否構成潛在的污染威脅。根據畜禽糞便負荷警報值分級標準進行評價（表4）。據沈體忠等的研究結果顯示，畜禽糞便作為肥料用于農田的最大適宜施用量為45t•hm2•a-1，若高出這一水平就會引起土壤的富營養化，對環境產生影響。

1.4對水質的影響分析采用等標排放量污染率指數法對各種污染源的污染負荷進行評價，評價因子為COD、TN和TP。

2結果與分析

2.1糞便污染物產生量由表5和圖1可知，畜禽養殖排放的糞量為305.11萬t，尿液為193.30萬t，糞尿合計為498.41萬t。從不同畜禽種類年糞便量看，牛的排放量最大，為230.85萬t，占總排放量的46%；其次是豬和家禽，為186.88萬t和53.69萬t，分別占總排放量的37%和11%；羊最少，為27.01萬t，僅占5%。可見西安市畜禽養殖糞便排放主要集中在養牛業和養豬業。從各區域的不同養殖情況可以比較得知，臨潼區的畜禽糞便排泄量最大，為150.13萬t，占總排放量的30.1%，周至縣和藍田縣畜禽糞便產生量較大，為79.11萬t和78.26萬t，分別占總排放量的15.9%和15.7%。畜禽糞便污染物COD年排放量為12.52萬t，污染物TP年排放量為8950t，污染物TN的年排放量為2.8萬t。臨潼區的污染物產生量最大，其次是周至縣和藍田縣。

2.2農田耕地承受度的警報分級本研究采用《西安統計年鑒2013》中公布的各區縣年末實有耕地面積作為負載面積，估算得出各區縣農田耕地畜禽糞便負荷量。從表6可以看出，西安市各區縣農田耕地畜禽糞便豬糞當量負荷平均值為22.95t•hm-2，但是不同區縣之間差異很大，未央區豬糞當量負荷最大，為66.47t•hm-2，其次為臨潼區和灞橋區，分別為29.84和23.33t•hm-2，雁塔區的豬糞當量負荷最小，為7.96t•hm-2。最大負荷量和最小負荷量之間相差8.35倍。農田耕地畜禽糞便負荷量的大小可以間接反映一個地區畜禽的飼養密度，各區縣的畜禽飼養密度存在較大差異，且與當地的自然條件和經濟發展水平以及飼養習慣等有著密切聯系。雖然未央區的豬糞總量不大，但是單位耕地面積豬糞當量負荷是最大的。由此可知，未央區的畜禽飼養密度最大。根據警報值分析結果可知，未央區警報值最大為Ⅳ級，已對環境造成較嚴重的威脅。其中警報值達到Ⅱ級，對環境構成威脅的有4個區縣，分別為：閻良區、臨潼區、藍田縣和周至縣。灞橋區、雁塔區、長安區、戶縣和高陵縣等4個區縣的農田耕地畜禽糞便負荷警報級別為I級，對環境暫未構成威脅。由此可見，西安市50%的區縣畜禽糞便負荷量已不同程度的超過了當地農田耕地的消納能力，對環境構成污染威脅。未央區、閻良區、臨潼區、藍田縣和周至縣等區縣中密集的畜禽養殖場對西安市環境及流域水質直接構成污染威脅。

2.3對水質影響的評價本文選取COD、總氮和總磷為分析指標，前者代表耗氧物質，后兩項為富營養物質。由表7可知，2012年西安市畜禽養殖造成的COD、TP和TN流失量分別為14705.93t、981.27t和6181.57t。2012年COD、TP和TN平均入河流失率分別為11.7%、11.0%和21.7%。以GB3838-2002三類水為評價標準，評價結果表明，牛尿的P值最高，占總P值的33.5%，其次是豬尿為31.3%，第三位是家禽為16%。表8的數據表明，西安市各區縣中，臨潼區的污染率指數最高，占總P值得29.4%，其次是周至縣和藍田縣分別為16%和15%。由表9三污染物的等標排放量結果可知，雖然COD的年排放量最大，達14705.93t/a，但P值最小，僅為6%。總氮和總磷的污染率指數很高，分別為52%和41.5%。綜上可知，畜禽養殖糞便污染物入河流失情況十分嚴重，尤其是總氮的流失率已經達22%，污染率指數最高為52%。

3結論

本論文通過對西安市2012年各區縣畜禽糞便污染物的排放量和入河量的估算，分析畜禽糞便污染物對農田耕地和水質的影響，得到如下結果：（1）西安市畜禽糞便污染物COD年排放量為125253t，污染物TN年排放量為8950t，污染物TP的年排放量為28477t。臨潼區的污染物產生量最大，其次是周至縣和藍田縣。（2）西安市各區縣農田耕地畜禽糞便豬糞當量負荷平均值為22.95t/hm2，但是不同區縣之間差異很大。全市已經有閻良區、臨潼區、藍田縣和周至縣等4個區縣的農田耕地負荷警報值達到Ⅱ級，對環境構成威脅。未央區警報值最高，達到Ⅳ級，已經對環境構成較嚴重的威脅。（3）水質評價結果表明，各污染源中，牛尿的污染率指數最高，為33.5%，其次是豬尿為31.3%，第3位是家禽為16%。各區縣中，臨潼區的污染率指數最高，占總P值的29.4%，其次是周至縣和藍田縣分別為16%和15%。三污染物中總氮和總磷的污染率指數比COD高，分別為52%和41.5%。因此，根據西安市畜禽糞便污染的特點，畜禽糞便處理政策應該從以下方面考慮：第一，以預防為主，提高農戶對污染的認知程度、政府給予一定的相關信息技術支持和污染治理補貼，這樣可以有效提高農戶畜禽糞便資源化處理的意愿，并促使其轉化為畜禽糞便資源化處理行為。第二，從技術層面上看，推廣畜禽糞便處理的適宜技術。對于警報值為Ⅰ級的地區，應做好畜禽糞便的還田利用工作。對于警報值為Ⅳ級和Ⅱ級的地區，必須嚴格控制畜禽糞便產生量，降低畜禽污染排放，采用厭氧發酵生產沼氣的方法，減少各區縣的畜禽污染物產生量。通過建沼氣池，既解決了村莊環境問題，又解決了村莊能源問題，一舉兩得。受產業布局的影響，2012年西安市畜禽糞便產生量較高的地區主要集中在西安市南部，尤其是藍田縣和周至縣；不同地區各類畜禽糞便比重有較大差異。隨著畜禽養殖業的快速發展，畜禽糞便的產生造成嚴重的環境污染。西安市畜禽糞便處理政策的制定應以預防為主，從技術和區域公平等角度加以綜合考慮。

作者：趙串串 王媛 高瑞梅 單位：陜西科技大學資源與環境學院