成都市畜禽糞便年排放量估算及耕地負荷量分析

黃鳳霞++田紅++鄧也

摘要 結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)研究，確定畜禽糞便年排放量的估算方法和畜禽糞便排泄系數(shù)，根據(jù)2014年成都市畜禽養(yǎng)殖數(shù)據(jù)，估算成都市畜禽糞便產(chǎn)生量及其環(huán)境污染的警戒值。結(jié)果表明，2014年成都市畜禽糞便總排放量約為1 142萬t，其中以豬和家禽排放量較高，分別占總量的68%和16%。農(nóng)田畜禽糞便負荷量（以豬糞當量計）和N養(yǎng)分負荷量分別為28.57 t/hm2和186.34 kg/hm2。畜禽糞便產(chǎn)生的環(huán)境問題不容忽視。

關(guān)鍵詞 畜禽糞便；排放量估算；耕地負荷；環(huán)境污染；四川成都

中圖分類號 X713 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2016）24-0183-02

Analysis on Total Amount of Domestic Animal Excrement and Farmland Load Capacity in Chengdu City

HUANG Feng-xia TIAN Hong DENG Ye

（Chengdu Academy of Environmental Sciences in Sichuan Province，Chengdu Sichuan 610072）

Abstract Based on the related researches both home and abroad，estimation method for annual animal excrement and the excretion coefficient were determined. According to the animal rearing data of Chengdu City in 2014，the total production quantity of domestic animal excrement and the warning value of environmental pollution were estimated. Results showed that the total animal excrement of Chengdu City in 2014 was 11.42 million tons，which was dominated by pig manure and poultry droppings，accounting for 68%and 16%，respectively.The farmland load capacity of animal manure（pig manure equivalent）and N nutrient load capacity were 28.57 t/hm2 and 186.34 kg/hm2.The serious environmental problems caused by animal manure can′t be ignored.

Key words animal manure；excrement estimation；farmland load；environmental pollution；Chengdu Sichuan

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，民眾對畜禽產(chǎn)品的需求量逐漸增加，畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅速發(fā)展，但帶來的環(huán)境問題也日益突出，對環(huán)境影響極大。針對畜禽養(yǎng)殖業(yè)帶來的環(huán)境污染，國內(nèi)外開展了許多相關(guān)研究[1-2]，并取得有一定的成果，為管理部門的決策提供了依據(jù)。四川省雖然是全國畜禽養(yǎng)殖大省之一，目前針對四川的畜禽污染開展了一些研究[3-4]，但是針對成都市的畜禽糞便產(chǎn)生及污染負荷開展的研究不多[5]。本文基于成都市統(tǒng)計年鑒和農(nóng)委提供的數(shù)據(jù)，估算成都市畜禽產(chǎn)生量及其中養(yǎng)分含量，對空間變化特征、單位耕地面積畜禽養(yǎng)分負荷量以及環(huán)境風險進行評價，從而為成都市畜禽養(yǎng)殖業(yè)的合理布局、科學區(qū)劃、畜禽糞便開發(fā)利用及環(huán)境污染綜合治理提供科學決策依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況與研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

成都市位于四川盆地西部，成都平原腹地，成都東與德陽、資陽毗鄰，西與雅安、阿壩州接壤，南與眉山相連。成都市下轄10個區(qū)5個縣，代管5個縣級市（2016年5月起代管簡陽市）。2014年末，成都市轄區(qū)建成區(qū)面積604.1 km2，常住人口1 442.8萬人。

成都市中心城區(qū)已無規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖狀況，本研究區(qū)域為除中心城區(qū)以外的其余14個區(qū)（市）縣（不含簡陽市），以區(qū)（市）縣為單位，估算2014年牛、羊、豬、馬、兔、家禽（雞、鴨、鵝）的年糞便產(chǎn)生量和污染負荷。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究以2014年為基準年，畜禽飼養(yǎng)量和耕地面積由成都市農(nóng)委、《成都市統(tǒng)計年鑒》[6]提供。

1.3 計算方法

1.3.1 糞便產(chǎn)生量。成都市畜禽糞便產(chǎn)生量的計算公式為：

M=B×C×D（1）

式（1）中，M為畜禽糞便產(chǎn)生量，B為畜禽飼養(yǎng)量，C為畜禽糞便排泄系數(shù)，D為飼養(yǎng)周期。對于飼養(yǎng)周期>1年的畜禽，如黃牛、母豬、蛋雞，畜禽年內(nèi)飼養(yǎng)量為年底存欄數(shù)；對于飼養(yǎng)期<1年的畜禽，畜禽年內(nèi)飼養(yǎng)量為出欄數(shù)。成都市各類畜禽的生長周期如下：牛和羊按365 d計算；豬的平均飼養(yǎng)期為199 d；蛋禽和肉禽的飼養(yǎng)周期和糞便日排泄量差距較大，肉雞的生長周期一般為55 d，蛋雞按365 d計算，鴨、鵝的生長周期一般為210 d；兔的平均飼養(yǎng)期為90 d。根據(jù)國內(nèi)公開發(fā)表的文章[1，7]，確定成都市畜禽糞便排泄系數(shù)（表1）。

1.3.2 畜禽糞便養(yǎng)分量的計算。畜禽糞便養(yǎng)分量的計算公式為：

N=M×Nj（2）

式2中，N為畜禽糞便養(yǎng)分量，M為動物排放糞便總量，Nj為單位質(zhì)量動物的糞便養(yǎng)分含量（表1），由于計算畜禽糞便負荷量時，均以N為標準換算成豬當量進行計算，因此本研究僅估算畜禽糞便N排放量。畜禽糞便N含量見表2[8]。

1.3.3 畜禽糞便負荷量。單位耕地面積能夠消納畜禽糞便的承受量為農(nóng)田畜禽糞便負荷量，它直接反映了當前各地市農(nóng)業(yè)耕地需要吸納的畜禽養(yǎng)分資源總量，間接反映了當前條件下區(qū)域畜禽養(yǎng)殖業(yè)布局的合理程度。由于不同畜禽糞便養(yǎng)分含量不同而不便于比較，所以在實際計算時，參考國內(nèi)相關(guān)研究文獻，以N為標準換算成豬糞當量進行計算。以當年各區(qū)（市）縣耕地面積[6]作為實際承載面積，用下式來計算畜禽糞便的豬糞當量負荷量：

q=（N×T）/S（3）

式（3）中，q為以豬糞當量計的農(nóng)田負荷量（t/hm2）；N為畜禽糞便的養(yǎng)分量（t）；T為各類畜禽糞便換算成豬糞當量的換算系數(shù)；S為有效耕地面積（hm2）。畜禽糞便豬糞當量換算系數(shù)見表2。

1.3.4 畜禽糞便耕地負荷預(yù)警值。單位耕地面積畜禽糞便負荷量一定程度上能反映畜禽糞便對耕地帶來的潛在威脅，但不能反應(yīng)該畜禽糞便是否過載及對環(huán)境是否構(gòu)成潛在污染。因此，對成都市各縣、市畜禽糞便農(nóng)田負荷量承受程度進行了風險評價。計算公式為：

r=q/p（4）

式（4）中，r為畜禽糞便耕地負荷預(yù)警值，q為畜禽糞便豬當量負荷量，p為以豬糞當量計的有機肥最大適宜施用量。取值為45 t/hm2[9]。畜禽糞便負荷預(yù)警值分級及耕地風險狀況見表3。

2 結(jié)果與分析

2.1 成都市畜禽養(yǎng)殖糞便產(chǎn)生總量分析

2014年，成都市畜禽糞尿總排放量為1 142萬t，其中豬糞尿排放量最高，為780.2萬t，占總量的68%；其余畜禽糞便排放量所占比例由大到小依次為家禽（16%）>牛（8%）>兔（6%）>羊（2%）。畜禽糞尿排放量與畜禽飼養(yǎng)量、畜禽種類和飼養(yǎng)周期密切相關(guān)，家禽雖然飼養(yǎng)周期和日排泄量較小，但飼養(yǎng)量大，固排泄量相對較高；牛、羊的飼養(yǎng)量相對較少，固排泄量也較少；四川養(yǎng)兔業(yè)在全國處于舉足輕重的位置[10]，兔糞尿排泄量不容小覷。因此，成都市治理畜禽糞尿的過程中，應(yīng)以豬糞尿的治理為主，同時密切關(guān)注禽類的糞便排泄情況。

2.2 成都市畜禽糞便產(chǎn)生量區(qū)域分布特征明顯

經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，成都市畜禽糞便產(chǎn)生量呈現(xiàn)出了中心城區(qū)、二圈層（近郊區(qū)）產(chǎn)生量較少，三圈層（遠郊區(qū)）較多，集中分布在邛崍、金堂、大邑、崇州等三圈層，這與成都市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展密切相關(guān)。但二圈層的雙流區(qū)排放量相對也較高，是因為雙流本地的養(yǎng)羊業(yè)和羊兔業(yè)比較發(fā)達。同時，在計算時，將天府新區(qū)成都直管區(qū)的畜禽合并到雙流區(qū)計算。

2.3 成都市畜禽糞便負荷量分析

2014年，成都市平均單位耕地面積畜禽尿N養(yǎng)分負荷量為186.34 kg/hm2，已經(jīng)超過了歐盟農(nóng)業(yè)政策規(guī)定的糞肥年施氮（N）量的限量標準為170 kg/hm2的限值，除青白江、新都、溫江、雙流、郫縣、彭州外，其余區(qū)（市）縣均超標。不同區(qū)（市）縣之間差異較大，三圈層的新津縣高達314.59 kg/hm2，二圈層的郫縣僅為54.72 kg/hm2。相關(guān)部門在今后的規(guī)劃中對畜禽養(yǎng)殖業(yè)合理布局，同時對排放量較大的區(qū)域進行重點督查。

2.4 成都市畜禽糞便的區(qū)域風險評價

成都市2014年畜禽糞便耕地負荷預(yù)警值為0.63，對環(huán)境稍有威脅。青白江、新都、溫江、郫縣畜禽糞尿畜禽糞便農(nóng)田負荷量對環(huán)境暫無威脅，R≤0.4，為Ⅰ級；金堂、雙流、都江堰、彭州畜禽糞便農(nóng)田負荷量對環(huán)境稍有威脅，0.4≤R≤0.7，為Ⅱ級；龍泉驛區(qū)、邛崍市、崇州市的畜禽糞便農(nóng)田負荷量對環(huán)境構(gòu)成一定威脅，0.7≤R≤1，為Ⅲ級；大邑縣、新津縣的畜禽糞便農(nóng)田負荷量對環(huán)境構(gòu)成較嚴重威脅，R>1，為Ⅳ級。

3 結(jié)論

（1）成都市畜禽糞尿年產(chǎn)生量地區(qū)分布差距較大，主要集中在三圈層，呈現(xiàn)出近郊區(qū)分布較少，遠郊區(qū)分布較多的特點。

（2）成都市平均單位耕地面積畜禽糞便N負荷較大，約為186.34 kg/km2，超過了歐盟的標準限值。但各區(qū)（市）縣糞便N負荷量差異較大，新津、大邑、蒲江、邛崍、崇州的負荷量較大，而郫縣、溫江、新都、青白江的污染負荷量相對較小。

（3）根據(jù)風險評價結(jié)果顯示，全市畜禽糞便農(nóng)田負荷風險指數(shù)R為0.63，為Ⅱ級，稍有污染。其中，青白江、新都、溫江、郫縣4個區(qū)縣負荷風險指數(shù)R<0.4，農(nóng)田環(huán)境能完全消納和接受該地區(qū)的畜禽糞便，對環(huán)境不構(gòu)成污染威脅。其余區(qū)（市）縣均存在不同程度的環(huán)境污染狀況，新津縣畜禽糞便農(nóng)田負荷風險指數(shù)最高，R=1.07，污染較嚴重，應(yīng)引起當?shù)丨h(huán)保部門的重視。

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