黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量時(shí)空分布特征及耕地污染負(fù)荷分析

王爽，孫磊，金梁，李偉群，陳雪麗，谷學(xué)佳，王玉峰，常本超，張磊

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后科研工作站，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與環(huán)境資源研究所，黑龍江省土壤環(huán)境與植物營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江省肥料工程技術(shù)研究中心，哈爾濱 150086）

黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量時(shí)空分布特征及耕地污染負(fù)荷分析

王爽，孫磊，金梁，李偉群，陳雪麗，谷學(xué)佳，王玉峰*，常本超，張磊

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院博士后科研工作站，黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料與環(huán)境資源研究所，黑龍江省土壤環(huán)境與植物營養(yǎng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江省肥料工程技術(shù)研究中心，哈爾濱 150086）

隨黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量快速增加，畜禽糞尿無害化、資源化利用及其對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)引起關(guān)注。文章利用統(tǒng)計(jì)資料和文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算近35年黑龍江省畜禽養(yǎng)殖數(shù)量、排泄物及其污染物產(chǎn)生量變化，從時(shí)空維度評(píng)價(jià)該地區(qū)畜禽糞尿資源的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。以當(dāng)量豬計(jì)算，黑龍江省畜禽養(yǎng)殖總量由1980年2 363.17萬頭上升至2014年10 641.78萬頭，糞尿產(chǎn)生量由2.18×107t上升至7.75×107t，增幅達(dá)2.56倍，糞尿總氮和總磷排放量分別為1980年3.24和3.79倍?？臻g分布上，黑龍江東部、中部及北部大興安嶺地區(qū)畜禽養(yǎng)殖量最低，西部松嫩平原地區(qū)畜禽養(yǎng)殖量約為東部三江平原4.5倍；畜禽糞尿總量及總氮、總磷產(chǎn)生量在地理學(xué)上也呈由東向西、自邊界向內(nèi)陸逐漸增大特點(diǎn)。黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量及糞尿排放量空間分布極不平衡，但畜禽排泄物耕地負(fù)荷并未對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。

畜禽養(yǎng)殖；糞尿養(yǎng)分；時(shí)空分布；污染潛勢(shì)

畜禽養(yǎng)殖業(yè)作為農(nóng)業(yè)重要組成部分，其糞便面源污染問題已成為關(guān)注焦點(diǎn)[1]。歐盟硝酸鹽法規(guī)中規(guī)定單位耕地面積糞尿氮、磷投入量不能超過170和35 kg·hm-2[2]。目前，我國畜禽糞便年排放量超40億t，是工業(yè)有機(jī)污染物4.1倍[3]，畜禽糞便產(chǎn)生的COD（化學(xué)需氧量）遠(yuǎn)超工業(yè)廢水和生活污水COD總和[4]，糞肥投入導(dǎo)致土壤Olsen-P增量為等量化肥3倍[5-6]?？梢?，如管理、利用不善，畜禽糞便將成為威脅環(huán)境主要污染源[7]。

目前，黑龍江省畜牧業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模迅速擴(kuò)大，重點(diǎn)發(fā)展奶牛、肉牛、生豬三大主導(dǎo)品種[8]。為推動(dòng)由畜牧大省向畜牧強(qiáng)省戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，黑龍江省提出到2020年全省畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；戎剡_(dá)60%以上目標(biāo)。因此，系統(tǒng)分析黑龍江省畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展時(shí)空變化趨勢(shì)及其糞尿養(yǎng)分對(duì)耕地環(huán)境影響，對(duì)實(shí)現(xiàn)黑龍江省畜牧業(yè)及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展意義重大。

畜禽排泄物產(chǎn)生量估算及環(huán)境承載能力預(yù)測(cè)國內(nèi)外已有報(bào)道，包括畜禽養(yǎng)殖量統(tǒng)計(jì)、畜禽糞尿排放量估算、氮/磷養(yǎng)分耕地負(fù)荷[9-11]、畜禽糞便污染風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)及環(huán)境承載能力評(píng)價(jià)等[12-13]，一般采用排泄系數(shù)和模型模擬等方法估算畜禽養(yǎng)殖污染排放、評(píng)價(jià)污染風(fēng)險(xiǎn)。但模型模擬受參數(shù)獲取等限制難以在全國或一定區(qū)域大范圍應(yīng)用[11]，且我國尚未統(tǒng)一排泄系數(shù)，不同研究中排泄系數(shù)、估算方法不一致[14]，目前針對(duì)畜禽糞尿資源在區(qū)域尺度及歷史時(shí)間上變化規(guī)律缺乏系統(tǒng)研究。

針對(duì)以上問題，本文利用統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)分析黑龍江省近35年畜禽養(yǎng)殖情況、時(shí)空分布特征，結(jié)合黑龍江省實(shí)際情況，采用國家環(huán)保部推薦排泄系數(shù)計(jì)算畜禽排泄物及其污染物產(chǎn)生量，研究黑龍江省耕地畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷變化，其對(duì)耕地環(huán)境影響時(shí)空演變規(guī)律，以期為畜禽養(yǎng)殖業(yè)科學(xué)發(fā)展和有效控制管理提供支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

黑龍江省地處我國東北部，東部和北部以烏蘇里江、黑龍江為界河與俄羅斯相鄰。黑龍江省行政區(qū)域及水系分布見圖1，有黑龍江、松花江、烏蘇里江、綏芬河四大水系，松花江南北斜貫全省，形成東北部三江平原和西南部松嫩平原[15]。地處北緯43°25'～53°33'，東經(jīng)121°11'～135°05'，總土地面積4 525.4萬hm2，其中耕地面積1 586.6萬hm2，黑土、黑鈣土和草甸土等占耕地60%以上，土壤有機(jī)質(zhì)含量高于全國其他地區(qū)，是世界三大黑土帶之一[7]。地理區(qū)位優(yōu)越、氣候條件適宜、生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，發(fā)展現(xiàn)代畜牧產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)顯著。

圖1 黑龍江省行政區(qū)劃及水系分布Fig.1 Administrative division and water system distribution in Heilongjiang Provinces

1.2 數(shù)據(jù)收集及測(cè)算方法

黑龍江省主要畜禽（豬、牛、羊、禽）養(yǎng)殖數(shù)量、耕地面積等數(shù)據(jù)主要來自《黑龍江統(tǒng)計(jì)年鑒》[16]（數(shù)據(jù)記載年限為1980-2014年）和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》[17]，部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算得出。畜禽養(yǎng)殖數(shù)量適宜值與警戒值選取，按照畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18596-2001）?？紤]豬、牛、羊、家禽養(yǎng)殖周期差異，均選用豬年末出欄量、牛年末存欄量、羊年末存欄量、家禽年末出欄量代表各類畜禽1年養(yǎng)殖量[11]。

為便于評(píng)價(jià)畜禽養(yǎng)殖量總體變化，本研究畜禽養(yǎng)殖數(shù)量采用生豬當(dāng)量作標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算（依據(jù)各種畜禽每年氮排放量換算），以衡量畜禽養(yǎng)殖規(guī)模對(duì)環(huán)境沖擊程度，1頭牛=13.55頭當(dāng)量豬，1只羊= 1.26頭當(dāng)量豬，1只家禽=0.06頭當(dāng)量豬[11]。

由于畜禽種類不同，相同畜禽間品種不同，畜禽性別、生長(zhǎng)期與生產(chǎn)性能、喂養(yǎng)畜禽飼料種類、飼料利用率等不同，畜禽排泄物及污染物產(chǎn)生量差異顯著[18]。本研究根據(jù)黑龍江省實(shí)際情況，采用國家環(huán)保部推薦排泄系數(shù)計(jì)算畜禽排泄物及其污染物產(chǎn)生量[19]，排泄系數(shù)如表1所示，本研究采用計(jì)算方法如下：

畜禽糞尿產(chǎn)生量=畜禽養(yǎng)殖數(shù)量×日排泄系數(shù)×畜禽飼養(yǎng)周期；

畜禽糞尿耕地承載量=畜禽糞尿產(chǎn)生量/耕地面積；

畜禽糞尿氮（磷）產(chǎn)生量=畜禽養(yǎng)殖數(shù)量×日糞尿氮（磷）產(chǎn)生量×畜禽飼養(yǎng)周期；

畜禽糞尿氮（磷）耕地承載量=畜禽糞尿氮/耕地面積。

表1 畜禽糞尿及污染物年排泄系數(shù)Table 1 Years excretion coefficient of livestock wastes and pollutants (kg·頭-1·年-1)

2 結(jié)果與分析

2.1 黑龍江全畜禽養(yǎng)殖量時(shí)間變化規(guī)律

根據(jù)1980～2014年黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量統(tǒng)計(jì)結(jié)果，近35年黑龍江省畜禽養(yǎng)殖發(fā)展可分三個(gè)階段（見圖2）：第一階段：畜牧業(yè)穩(wěn)步發(fā)展（1980～1994），該階段處于我國第6至第8個(gè)五年發(fā)展規(guī)劃期間，畜牧業(yè)推行聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制，鼓勵(lì)和支持農(nóng)民發(fā)展家庭畜牧業(yè)，此階段畜牧業(yè)發(fā)展得到重視，各類畜種養(yǎng)殖數(shù)量平穩(wěn)上升；第二階段：畜牧業(yè)全面發(fā)展（1995～2005年），各類畜禽養(yǎng)殖數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，1997年黑龍江省家禽養(yǎng)殖量達(dá)18 580.7萬只，為近35年最高值。隨生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，畜禽養(yǎng)殖進(jìn)入多樣化發(fā)展階段，這一時(shí)期奶牛、肉牛、生豬等動(dòng)物養(yǎng)殖量持續(xù)上升，到2005年，全省畜禽養(yǎng)殖單位數(shù)量達(dá)最高，特別是豬出欄量為1994年3.9倍。2006年生豬價(jià)格下跌，玉米價(jià)格上漲，導(dǎo)致2006年豬出欄量及存欄量大幅下降，全省存欄量下降約30%；此外，受禽流感疫情影響，2006年全省家禽數(shù)量銳減；第三階段：畜牧業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展（2006至今），隨畜牧業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，畜牧業(yè)向技術(shù)集約型、資源高效利用型、環(huán)境有好型轉(zhuǎn)變，向現(xiàn)代畜牧業(yè)生產(chǎn)體系發(fā)展[11]。按照當(dāng)量豬計(jì)算，黑龍江省畜牧業(yè)經(jīng)35年發(fā)展，畜禽養(yǎng)殖總量由1980年2 363.17萬頭上升至2014年10 641.78萬頭，2014年畜禽養(yǎng)殖總量為35年前4.5倍。

圖2 近35年黑龍江省的畜禽養(yǎng)殖量Fig.2 Annual livestock and poultry production in Heilongjiang Province during 35 years

2.2 黑龍江省主要畜禽養(yǎng)殖區(qū)域分布

黑龍江省生豬養(yǎng)殖區(qū)域分布在西南部和東部，肉牛養(yǎng)殖區(qū)域分布在西部和東部，主要養(yǎng)殖縣市為龍江縣、安達(dá)市、海倫市、依安縣、嫩江縣、拜泉縣等，奶牛養(yǎng)殖主要在西部，主要養(yǎng)殖市縣包括齊齊哈爾市、大慶市和哈爾濱市周邊地區(qū)。以2014年數(shù)據(jù)為例，黑龍江省13個(gè)地市畜禽養(yǎng)殖量區(qū)域性差異明顯（如表2所示），哈爾濱和綏化兩地畜禽養(yǎng)殖量居高，牛存欄量分別為211.92和208.26萬頭，而七臺(tái)河、鶴崗及大興安嶺地區(qū)牛存欄量在5萬頭以內(nèi)；鶴崗及大興安嶺地區(qū)家禽出欄量不足哈爾濱地區(qū)4%。按照豬當(dāng)量計(jì)算，視豬當(dāng)量最高的綏化地區(qū)養(yǎng)殖量為100%，其余地區(qū)不同畜禽種類豬當(dāng)量比例如圖3所示。由圖3可知，東部、中部及北部地區(qū)畜禽養(yǎng)殖量最低，相應(yīng)畜禽糞便資源量對(duì)環(huán)境沖擊度最小，西部松嫩平原地區(qū)（哈爾濱、大慶、綏化、齊齊哈爾）畜禽養(yǎng)殖量約為東部三江平原（雞西、鶴崗、雙鴨山、佳木斯和七臺(tái)河）4.5倍。

表22014年黑龍江各地區(qū)的主要畜禽養(yǎng)殖量Table 2 Annual livestock and poultry production in each city of Heilongjiang in 2014

圖3 黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量空間分布Fig.3 Distribution of livestock and poultry production in Heilongjiang Province

各市縣近5年統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，牛存欄量、羊存欄量及家禽出欄量均呈平穩(wěn)上升趨勢(shì)，肉豬出欄量及豬年末存欄量（數(shù)據(jù)未列出）均為綏化地區(qū)最高，年均肉豬出欄量及年均豬年末存欄量分別達(dá)654和526萬頭（見圖4）。

2.3 黑龍江省畜禽糞排泄物農(nóng)田負(fù)荷量分析

畜禽養(yǎng)殖量直接影響畜禽糞便產(chǎn)生量，各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖數(shù)量差異導(dǎo)致區(qū)域畜禽糞便產(chǎn)生總量及糞便養(yǎng)分總量不同。根據(jù)表1和表2數(shù)據(jù)計(jì)算黑龍江省近35年主要畜禽糞尿產(chǎn)生量（如圖5所示），其變化與畜禽養(yǎng)殖數(shù)量變化趨勢(shì)一致，牛糞尿產(chǎn)生量最大，占畜禽年糞尿排泄總量比例73.32%。 1980～2005年，隨全省各類畜禽養(yǎng)殖數(shù)量持續(xù)增長(zhǎng)，產(chǎn)生排泄物量增多。

圖4 近5年黑龍江各地區(qū)主要畜禽養(yǎng)殖量變化Fig.4 Livestock and poultry production changes in each city of Heilongjiang Province during the recent five years

由圖6可知，2005年達(dá)峰值11 500.76萬t，為1980年5.28倍；2006～2008年畜禽糞尿總量出現(xiàn)波動(dòng)，但2009年以后趨于平穩(wěn)，且總體呈下降趨勢(shì)。雖近5年全省畜禽排泄物總量增幅較小，但總量仍較大，如2014年糞尿排泄物總量7 751.42萬t，為1980年的3.56倍；同時(shí)，畜禽糞尿中也含有大量對(duì)環(huán)境有害污染物，2014年黑龍江省由畜禽糞尿排放BOD、COD、NH3-N、TP、TN分別為135.07、164.78、15.95、7.77和38.81萬t，分別為1980年3.42、3.57、3.74、3.24和3.79倍。

圖5 黑龍江省近35年主要畜禽排泄物總量變化Fig.5 Animal excrement total changes during 35 years in Heilongjiang Province

圖6 黑龍江省近35年主要畜禽污染物產(chǎn)生量及變化趨勢(shì)Fig.6 Amount and changes of liverstock pollutants during 35 years in Heilongjiang Province

單位耕地畜禽糞尿承載量是衡量地區(qū)畜禽密度主要指標(biāo)，如果單位耕地面積畜禽糞尿承載量過大，可能導(dǎo)致大量畜禽糞尿在土壤中積累，帶來面源污染風(fēng)險(xiǎn)。因此深入分析單位耕地面積氮污染負(fù)荷（即耕地純氮承載量）可客觀反映畜禽養(yǎng)殖污染程度[18]。本研究結(jié)果表明，以最低限度30 t為最大理論適宜量，計(jì)算耕地負(fù)荷警報(bào)值R，當(dāng)R＜0.4時(shí)，畜禽排泄物負(fù)荷對(duì)環(huán)境無影響；0.4＜R＜0.7時(shí)，有輕微影響，當(dāng)R＞0.7時(shí)，畜禽排泄物負(fù)荷對(duì)環(huán)境影響極大。如表3所示，截至2014年，黑龍江省畜禽排泄物耕地負(fù)荷并未對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響，特別是自2009年以來，耕地純氮和純磷承載量有逐年下降趨勢(shì)，從全省角度分析，糞尿氮、磷的平均耕地負(fù)荷遠(yuǎn)低于歐盟限量標(biāo)準(zhǔn)（單位耕地面積耕地糞尿氮、磷分別低于170和35 kg·hm-2）[2,20]。

根據(jù)畜禽糞尿及污染物年排泄系數(shù)計(jì)算2014年黑龍江省各地區(qū)畜禽排泄物量如圖7所示，由于綏化、哈爾濱和齊齊哈爾為生豬、肉牛及奶牛養(yǎng)殖主要地區(qū)，畜禽排泄物產(chǎn)生量較大，年產(chǎn)生量達(dá)2 400萬t以上；其次為大慶和佳木斯，年產(chǎn)生量為1 100～1 320萬t；大興安嶺、伊春、鶴崗和七臺(tái)河市等非畜牧業(yè)主要發(fā)展地區(qū)排泄物產(chǎn)生量較小。總體上，松嫩平原畜禽排泄物總量為三江平原5.1倍。

表3 黑龍江省近15年畜禽糞尿耕地負(fù)荷Table 3 Livestock and poultry manure cropland load of Heilongjiang Province during 15 years

圖72014年黑龍江省各地區(qū)畜禽排泄物產(chǎn)生量(萬t)Fig.7 Generation of livestock excreta from different sitis of Heilongjiang Province in 2014

2014年黑龍江全省畜禽總氮產(chǎn)量約38.81萬t，13個(gè)地市畜禽總氮產(chǎn)污量劃分為3個(gè)等級(jí)，總氮產(chǎn)量低值（0.28～1.71萬t）為大興安嶺地區(qū)、伊春、鶴崗、雙鴨山、七臺(tái)河和雞西市；中等水平（3.14～6.67萬t）為大慶、佳木斯、牡丹江和黑河市；高值（12.39～15.34萬t）為哈爾濱、齊齊哈爾和綏化市。由圖8可知，與俄羅斯接壤的東南部地區(qū)各縣市總氮產(chǎn)量相對(duì)較低，產(chǎn)污量為1.29～1.61萬t；西南部與內(nèi)蒙古及吉林相鄰各縣市畜禽總氮產(chǎn)量較高，尤其是齊齊哈爾、大慶、綏化及哈爾濱地區(qū)，2014年平均總氮產(chǎn)量達(dá)12.32萬t，約為東南地區(qū)10倍。可見，松嫩平原農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)受畜禽糞尿排放氮磷影響最大?？傮w上，黑龍江省畜禽糞尿總氮產(chǎn)量在地理學(xué)上呈現(xiàn)由東向西、自邊界向內(nèi)陸逐漸增大特點(diǎn)，一些邊境市縣以發(fā)展對(duì)俄經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易為主，農(nóng)業(yè)特別是畜牧業(yè)發(fā)展相對(duì)受限。

圖82014年黑龍江省各主要農(nóng)區(qū)的畜禽糞尿氮、磷產(chǎn)污量(萬t)Fig.8 Manure N and manure P amounts in the main agricultural areas of Heilongjiang Province in 2014

3 討論

1978～2012年，我國畜牧業(yè)GDP增加130倍，而種植業(yè)GDP增加42倍，從畜禽糞便養(yǎng)分循環(huán)利用角度，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)關(guān)系密切，種養(yǎng)循環(huán)利用糞肥養(yǎng)分是當(dāng)前畜禽糞肥利用肥有效途徑[21]。1980～2014年黑龍江畜禽養(yǎng)殖調(diào)查結(jié)果表明，黑龍江省畜禽養(yǎng)殖經(jīng)歷從穩(wěn)步發(fā)展到全面發(fā)展、再到現(xiàn)代化發(fā)展三個(gè)階段，經(jīng)35年發(fā)展歷程，畜禽養(yǎng)殖總量增幅達(dá)3.5倍。但黑龍江省畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展在空間分布上表現(xiàn)不平衡。西部松嫩平原地區(qū)畜禽養(yǎng)殖量約為東部三江平原4.5倍。13個(gè)地市豬出欄量綏化市最高，羊存欄量齊齊哈爾市最高，牛存欄量和家禽出欄量哈爾濱市最高。首先，從地理位置角度分析，大興安嶺地區(qū)、黑河市、伊春市及三江平原佳木斯、鶴崗、雙鴨山和雞西等市屬于邊境市縣，相對(duì)于其他非邊境市縣，這些地區(qū)主要發(fā)展對(duì)外貿(mào)易、進(jìn)出口加工、旅游、服務(wù)等產(chǎn)業(yè)，農(nóng)業(yè)及畜牧業(yè)發(fā)展相對(duì)落后，畜禽養(yǎng)殖量相對(duì)較低；而與內(nèi)蒙古和吉林相鄰的松嫩平原地區(qū)受其他省份影響，各方面協(xié)調(diào)發(fā)展，有利于畜牧業(yè)發(fā)展。其次，從生產(chǎn)結(jié)構(gòu)角度分析，種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展平衡地區(qū)更利于畜牧業(yè)發(fā)展，發(fā)達(dá)種植業(yè)可為畜禽養(yǎng)殖提供充足飼料，滿足畜禽養(yǎng)殖需求。黑龍江省根據(jù)千億斤糧食工程和畜牧業(yè)“十二五”規(guī)劃要求，積極開展“農(nóng)牧主輔換位”，實(shí)現(xiàn)畜牧業(yè)迅速發(fā)展[22]。此外，黑龍江省牧草地集中分布的松嫩平原，西部草場(chǎng)是全國三大優(yōu)質(zhì)草場(chǎng)之一，占全省牧草地面積73.2%，為三江平原草地面積近3倍。牧草資源豐富，為該區(qū)域畜牧業(yè)發(fā)展提供足夠飼料資源[23]。黑龍江省畜禽排泄物總量在地理學(xué)上呈由東向西、自邊界向內(nèi)陸逐漸增大特點(diǎn)，即牧業(yè)產(chǎn)值高地區(qū)畜禽糞尿產(chǎn)生量大，這一特征與周天墨研究結(jié)果一致[15]?？梢?，地理位置和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)差異是造成黑龍江省畜禽養(yǎng)殖區(qū)域發(fā)展不平衡主要原因。優(yōu)化生產(chǎn)布局和區(qū)域間養(yǎng)分協(xié)同管理調(diào)控畜禽糞尿污染，是黑龍江省畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展重點(diǎn)。

畜禽糞便能夠補(bǔ)充土壤中有機(jī)物、水分和營養(yǎng)物質(zhì)，提高土壤微生物活性[24]。因此，畜禽糞便循環(huán)有效利用是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展重要組成。統(tǒng)計(jì)畜禽糞便蘊(yùn)藏氮、磷等養(yǎng)分資源，將其合理返還農(nóng)田將減少大量化學(xué)肥料投入。黑龍江省畜禽排泄物環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究已有報(bào)道，如馬林等從宏觀上估計(jì)東北地區(qū)畜禽糞尿資源及其污染潛勢(shì)，畜禽糞尿流失率在20%左右，并預(yù)測(cè)到2020年畜禽養(yǎng)殖業(yè)對(duì)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)將進(jìn)一步擴(kuò)大[25]；李帷等對(duì)中國東北三省畜禽糞便排放影響土壤養(yǎng)分平衡情況開展時(shí)空分析，表明從1996～2005年，相對(duì)于吉林和遼寧兩省，黑龍江省畜禽糞便耕地負(fù)荷較小，在現(xiàn)有化肥投入水平下，黑龍江省畜禽密度尚存發(fā)展空間[7]。雖然黑龍江省畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載能力較強(qiáng)，但1998～2005年呈明顯下降趨勢(shì)。1980～2014年，全省各類畜禽糞尿排放量與養(yǎng)殖量具有相同動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，雖然近5年全省畜禽排泄物總量增幅較小，但總量仍然很大。畜禽糞尿產(chǎn)量增加必然導(dǎo)致畜禽糞尿中污染元素產(chǎn)量增加。統(tǒng)計(jì)單位耕地面積畜禽糞便氮、磷營養(yǎng)元素負(fù)荷對(duì)于耕地污染風(fēng)險(xiǎn)表明，目前黑龍江省畜禽排泄物耕地負(fù)荷并未對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響，但隨著黑龍江畜牧業(yè)的快速發(fā)展畜禽排泄物對(duì)耕地產(chǎn)生不利影響與環(huán)境污染問題應(yīng)予關(guān)注。

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Spatial and temporal distribution features of livestock and poultry production and pollution load of cultivated land in Heilongjiang Province/

WANG Shuang,SUN Lei,JIN Liang,LI Weiqun,CHEN Xueli,GU Xuejia,WANG Yufeng,CHANG Benchao,ZHANG Lei(Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences Postdoctoral Programme, Institute of Soil Fertilizer and Environment Resources,Key Lab of Soil Environment and Plant Nutrition of Heilongjiang Province,Heilongjiang Fertilizer Engineering Research Center,Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences,Harbin 150086,China)

With the livestock and poultry industry rapidly increasing,people are getting focused on harmless utilization of livestock and poultry manure and its environment risks evaluation.Here,we calculated the amount of livestock and poultry and the changes of relative manure for nearly 35 years,and then evaluated the environment risks of livestock and poultry manure on a systematic and quantitative analysis onthe temporal and spatial variability of livestock and poultry productions and manure nutrients in Heilongjiang Province using statistical data and reference.The total animal manure production increased from 2.36×107heads in 1980 to 10.64×107heads in 2014 in Heilongjiang Province,according to the calculation of equivalent pig.The amount of excrement increased from 2.18×107t to 7.75×107t by 2.56 times.The excretion of total nitrogen and total phosphorus was 3.24 and 3.79 times that of 1980,respectively.From the spatial dimension,the amount of livestock and poultry was the lowest distributed in the eastern,middle and northern parts,and the Daxing'anling region of Heilongjiang Province.In terms of amount of livestock and poultry,the Songnen Plain was about 4.5 times that of Sanjiang Plain.In general,amount of livestock and poultry productions and manure nitrogen and manure phosphorus showed the characteristics of increasing from east to west and from border to inland in geography,which was caused by the difference of regional specialization in livestock and poultry production and related policies.Although the amount of livestock and poultry and excrement were extremely unevenly distributed,but nutrients load of animal manure does not have a negative impact on the environment in Heilongjiang Province.

livestock and poultry industry;manure nutrient;spatial and temporal distribution;pollution potential

S141；X713

A

1005-9369（2016）12-0038-10

時(shí)間2016-12-28 10:33:07 [URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20161228.1033.008.html

2016-10-28

黑龍江省博士后基金（LBH-Z12234）；黑龍江省科技特派員計(jì)劃項(xiàng)目（GC14B512，GC15B501）；國家科技支撐計(jì)劃（2013 BAD07B01）；國家科技重大專項(xiàng)（2014ZX07201-009）；黑龍江省省院科技合作項(xiàng)目（YS15B23）

王爽（1981-），女，副研究員，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)環(huán)境、微生物生態(tài)。E-mail:wangshuang0726@163.com

*通訊作者：王玉峰，研究員，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)環(huán)境。E-mail:wangyf2001@163.com

王爽,孫磊,金梁,等.黑龍江省畜禽養(yǎng)殖量時(shí)空分布特征及耕地污染負(fù)荷分析[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2016,47(12):38-47.

Wang Shuang,Sun Lei,Jin Liang,et al.Spatial and temporal distribution features of livestock and poultry production and pollution load of cultivated land in Heilongjiang Province[J].Journal of Northeast Agricultural University,2016,47(12):38-47.(in Chinese with English abstract)