基于種養(yǎng)平衡的吉林省遼河流域農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷研究

黃鑫，趙興敏*，蘇偉，鄭玉昕，王鴻斌，王玉軍

（1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，長(zhǎng)春 130118；2.吉林省環(huán)境科學(xué)研究院，長(zhǎng)春 130012）

改革開(kāi)放40多年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為世界第二大經(jīng)濟(jì)體，但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)由高速增長(zhǎng)階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和可持續(xù)性發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要組成部分，綠色發(fā)展建設(shè)已成為當(dāng)前我國(guó)亟待解決的重要問(wèn)題。

東北地區(qū)是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)基地與畜牧業(yè)生產(chǎn)基地，根據(jù)《2018年中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)，東北糧食產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的21.0%，其中玉米產(chǎn)量占全國(guó)總產(chǎn)量的33.7%，大豆更是占比43.9%，這在保障國(guó)家糧食安全與農(nóng)產(chǎn)品供需平衡中占有重要的戰(zhàn)略地位。遼河平原作為東北三大平原之一，在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，而吉林省遼河流域作為遼河的上游地區(qū)，其生態(tài)環(huán)境形勢(shì)卻不容樂(lè)觀(guān)。吉林省第二次全國(guó)污染源普查公報(bào)顯示，2017年吉林省各大類(lèi)污染源中，畜禽養(yǎng)殖業(yè)帶來(lái)的污染問(wèn)題比較突出，其排放的化學(xué)需氧量（COD）、總氮（TN）、總磷（TP）分別占總排放量的68.9%、47.3%、69.8%，遠(yuǎn)超工業(yè)污染源所帶來(lái)的危害。隨著我國(guó)工業(yè)現(xiàn)代化不斷發(fā)展，逐步完善了工業(yè)減排管理體制，工業(yè)點(diǎn)源污染排放得到了有效控制。按照當(dāng)前國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)面源污染排放的情況，畜禽糞便若處置不當(dāng)將會(huì)給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)。目前針對(duì)吉林省遼河流域的研究主要集中在水體環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)等方面，但對(duì)農(nóng)田畜禽糞便污染的研究鮮有報(bào)道。

為此，本研究以吉林省遼河流域（四平市區(qū)、雙遼市、梨樹(shù)縣、公主嶺市、伊通縣、遼源市區(qū)及東遼縣）為研究區(qū)域，通過(guò)各市縣2017年畜禽養(yǎng)殖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合種植業(yè)年度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行畜禽糞便負(fù)荷及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)分析研究，以為防治畜禽養(yǎng)殖污染，科學(xué)規(guī)劃養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1.1 畜禽糞便負(fù)荷核算數(shù)據(jù)

以吉林省遼河流域畜禽養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)為研究對(duì)象，養(yǎng)殖業(yè)數(shù)據(jù)來(lái)源于各市縣第二次全國(guó)污染源普查，具體情況如圖1所示。

圖1 2017年吉林省遼河流域畜禽養(yǎng)殖數(shù)量Figure 1 Amount of livestock husbandry in Liaohe River basin of Jilin Province in 2017

通過(guò)四平市和遼源市《統(tǒng)計(jì)年鑒》，獲取2017年耕地面積。畜禽糞便的排泄系數(shù)是負(fù)荷核算的基礎(chǔ)，考慮到不同地區(qū)飼養(yǎng)周期和養(yǎng)殖方式差異，根據(jù)前人研究的東北地區(qū)畜禽有關(guān)數(shù)據(jù)，并結(jié)合調(diào)研資料確定了吉林省遼河流域畜禽糞便產(chǎn)生量核算相關(guān)參數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 畜禽糞便產(chǎn)生量核算相關(guān)參數(shù)Table 1 Parameters related to the accounting of livestock manure production

1.1.2畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力數(shù)據(jù)

根據(jù)《畜禽糞污土地承載力測(cè)算技術(shù)指南》及吉林省農(nóng)田耕地土壤養(yǎng)分資料，確定了不同作物生長(zhǎng)的氮磷養(yǎng)分需求量（表2）。施肥供給氮養(yǎng)分占比為35%，磷占比為45%；糞肥占施肥比例為50%；糞肥當(dāng)季氮養(yǎng)分利用率為27.5%，磷養(yǎng)分利用率為32.5%。各市縣農(nóng)作物生產(chǎn)情況來(lái)源于當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)（表3）。

表2 吉林省遼河流域主要農(nóng)作物單位經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量養(yǎng)分需求量（kg·t-1）Table 2 Demand nutrients per ton economic yield in Liaohe River basin of Jilin Province（kg·t-1）

表3 2017年吉林省遼河流域主要農(nóng)作物生產(chǎn)情況（t）Table 3 Production of main crops in Liaohe River basin of Jilin Province in 2017（t）

1.2 核算方法

1.2.1 畜禽糞便產(chǎn)生量及耕地負(fù)荷核算

畜禽糞便產(chǎn)生量核算采用國(guó)家環(huán)?？偩滞扑]的測(cè)算方法，計(jì)算公式為：

式中：為各類(lèi)畜禽糞便產(chǎn)生量，t·a；為出（存）欄量，頭（羽）；為飼養(yǎng)周期，d；為各類(lèi)糞便日排泄系數(shù)，kg·頭（羽）·a。

先將各類(lèi)畜禽糞便統(tǒng)一折算成豬糞當(dāng)量，再進(jìn)行畜禽糞便負(fù)荷量核算，計(jì)算公式為：

式中：為畜禽糞便負(fù)荷量，t·hm·a；為各類(lèi)畜禽糞便豬糞當(dāng)量總量，t·a；為有效耕地面積，hm；為各類(lèi)畜禽糞便總量，t·a；為豬糞當(dāng)量折算系數(shù)。

為了更全面反映各地區(qū)畜禽糞便環(huán)境污染威脅程度，引用畜禽糞便污染警戒值概念，具體警戒值分級(jí)情況見(jiàn)表4，其計(jì)算公式為：

表4 畜禽糞便污染警戒值分級(jí)Table 4 Classification of alarming values for loading amount of livestock feces

式中：為畜禽糞便負(fù)荷量警戒值；為有機(jī)肥最大適宜施肥量，t·hm·a。由于各地區(qū)的地貌條件、土壤類(lèi)型及氣候等原因值的選取不盡相同，基于吉林省遼河流域種植業(yè)實(shí)際情況考慮，本研究選用30 t·hm·a。

1.2.2 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力計(jì)算

畜禽糞便的總量大、運(yùn)輸成本高，決定了其無(wú)法進(jìn)行大范圍、跨地區(qū)移動(dòng)，因此畜禽糞便必須在一定區(qū)域內(nèi)自我消化。本研究基于所有的畜禽糞便就地還田，通過(guò)種養(yǎng)平衡核算畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力。首先計(jì)算流域內(nèi)農(nóng)作物生長(zhǎng)對(duì)氮、磷養(yǎng)分的需求量，計(jì)算公式為：

式中：為農(nóng)作物生長(zhǎng)對(duì)氮、磷養(yǎng)分的需求量，kg；G為第類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品的年總產(chǎn)量，t；H為第類(lèi)農(nóng)產(chǎn)品單位產(chǎn)量所需的氮、磷養(yǎng)分量，kg·t。

農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分主要由土壤、化肥和畜禽糞便還田等提供，糞肥養(yǎng)分按照理論推薦值為50%，所以農(nóng)作物糞肥養(yǎng)分需求量計(jì)算公式為：

式中：為域農(nóng)作物糞肥養(yǎng)分需求量，kg；為域農(nóng)作物養(yǎng)分需求量，kg；為施肥供給養(yǎng)分占比，%；為糞肥占施肥比例，%；為糞肥當(dāng)季利用率，%。

綜合考慮畜禽糞便養(yǎng)分在收集、處理和貯存過(guò)程中的損失，單位豬當(dāng)量的氮養(yǎng)分供給量為7 kg，磷為1.2 kg，計(jì)算氮（磷）畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力公式為：

式中：為氮（磷）畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力，頭豬當(dāng)量·hm；為域農(nóng)作物糞肥氮（磷）養(yǎng)分需求量，kg；為單位豬當(dāng)量糞肥氮（磷）養(yǎng)分供給量，kg；為耕地面積，hm。

為評(píng)估當(dāng)前實(shí)際養(yǎng)殖產(chǎn)生量相較于理論環(huán)境承載力的飽和程度，研究各地畜禽糞便產(chǎn)生量是否會(huì)對(duì)農(nóng)田帶來(lái)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，本研究引入畜禽糞便污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并將其進(jìn)行污染威脅程度分級(jí)（表5）。

表5 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)Table 5 Classification of environmental pollution risk for livestock husbandry

式中：為畜禽糞便污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；為單位耕地面積實(shí)際承載畜禽數(shù)量，頭豬當(dāng)量·hm；為氮（磷）畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力，頭豬當(dāng)量·hm。

2 結(jié)果與分析

2.1 吉林省遼河流域畜禽糞便產(chǎn)生量

吉林省遼河流域2017年畜禽糞便構(gòu)成比例和產(chǎn)生量如圖2所示，糞便總量為537.59萬(wàn)t。總體來(lái)看，畜禽糞便產(chǎn)生量大小依次為生豬>肉牛>蛋雞>奶牛>肉雞，分別為229.52萬(wàn)、199.96萬(wàn)、60.26萬(wàn)、36.29萬(wàn)、11.56萬(wàn)t，占比依次為42.69%、37.20%、11.21%、6.75%、2.15%。畜禽糞便主要來(lái)源地也不盡相同，其中奶牛和肉牛糞便主要集中在公主嶺市、東遼縣、雙遼市，這3個(gè)市縣的奶牛和肉牛糞便占牛糞產(chǎn)生總量的68.63%；梨樹(shù)縣、伊通縣、公主嶺市的豬糞產(chǎn)生量均超過(guò)了當(dāng)?shù)匦笄菁S便量的50%，同時(shí)這3個(gè)市縣的豬糞產(chǎn)生量也占據(jù)了豬糞總量的65.42%；蛋雞和肉雞糞便主要分布在東遼縣、梨樹(shù)縣、公主嶺市，這3個(gè)市縣的蛋雞和肉雞糞便占雞糞產(chǎn)生總量的72.91%。

圖2 2017年吉林省遼河流域畜禽糞便產(chǎn)生量與耕地面積Figure 2 The production of livestock manure and area of farmland in Liaohe River basin of Jilin Province in 2017

對(duì)市縣畜禽糞便構(gòu)成比例進(jìn)行分析，雙遼市、四平市區(qū)和東遼縣的牛糞占當(dāng)?shù)匦笄菁S便總量的比例分別為71.54%、61.95%和54.94%，梨樹(shù)縣、伊通縣、公主嶺市和遼源市區(qū)豬糞占比分別達(dá)到65.61%、52.84%、50.73%和41.62%。由此可以看出，2017年吉林省遼河流域最主要的糞便污染是由牛產(chǎn)生的，其次是豬，這兩者的產(chǎn)生量占總量的86.65%。

從各市縣的畜禽糞便的豬糞當(dāng)量看，公主嶺市的產(chǎn)生量最高，達(dá)159.91萬(wàn)t，占流域畜禽糞便總量的29.39%；其次是梨樹(shù)縣和東遼縣，產(chǎn)生量分別為114.48萬(wàn)、109.81萬(wàn)t，各占比為21.04%、20.18%；再次是伊通縣和雙遼市，這兩個(gè)市縣的畜禽糞便產(chǎn)生量均達(dá)到了45萬(wàn)t；而產(chǎn)生量較小的是四平市區(qū)和遼源市區(qū)，分別為30.03萬(wàn)t和12.13萬(wàn)t。從各市縣耕地面積進(jìn)行分析，公主嶺市的耕地面積最大為31.57萬(wàn)hm，其次是梨樹(shù)縣，耕地面積為24.18萬(wàn)hm，這兩個(gè)市縣的耕地面積占總耕地面積的55.69%。四平市區(qū)和遼源市區(qū)耕地面積少，僅有2.09萬(wàn)hm和1.00萬(wàn)hm，僅占比4.09%，其余市縣耕地面積相差較小，但是均達(dá)到10萬(wàn)hm以上。由此可以看出，畜禽糞便產(chǎn)生量大的市縣往往耕地面積也更多，這為消納畜禽糞便提供了足夠的空間，從而減輕畜禽糞便對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田的污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 吉林省遼河流域畜禽糞便負(fù)荷量

目前，吉林省畜禽糞便的主要處理方式是直接還田，將各市縣的耕地作為畜禽糞便實(shí)際負(fù)載區(qū)域，核算出各地區(qū)的畜禽糞便負(fù)荷量，如圖3所示。結(jié)果表明，該流域的平均畜禽糞便負(fù)荷量為5.43 t·hm·a，其中遼源市區(qū)的負(fù)荷量最高，為12.09 t·hm·a，其次為東遼縣、四平市區(qū)，負(fù)荷量分別為10.50、9.72 t·hm·a，另外伊通縣也超過(guò)平均畜禽糞便負(fù)荷量，為5.81 t·hm·a。而梨樹(shù)縣、公主嶺市和雙遼市位于流域中下游，農(nóng)業(yè)種植面積相對(duì)較多，其負(fù)荷量均在平均值以下，故這些區(qū)域消納畜禽糞便的潛能大，對(duì)周邊環(huán)境影響小。

圖3 吉林省遼河流域畜禽糞便負(fù)荷量Figure 3 The manure load of livestock in Liaohe River basin of Jilin Province

2.3 吉林省遼河流域畜禽糞便負(fù)荷預(yù)警分析

根據(jù)畜禽糞便負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)，吉林省遼河流域平均警戒值為0.18，對(duì)環(huán)境暫無(wú)明顯影響。但是按照縣區(qū)劃分進(jìn)行核算發(fā)現(xiàn)，遼源市區(qū)的警戒值超過(guò)0.4，對(duì)環(huán)境已經(jīng)構(gòu)成一定程度的威脅，東遼縣、四平市區(qū)的警戒值處于Ⅱ級(jí)預(yù)警的邊緣，如果畜禽糞便處置不當(dāng)也會(huì)對(duì)周邊農(nóng)田產(chǎn)生威脅。其余市縣的畜禽糞便污染警戒值較小，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境基本無(wú)影響。結(jié)合GIS地理信息技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)（圖4），遼源市區(qū)、東遼縣和四平市區(qū)位于吉林省遼河流域的中上游，而畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)大多靠近水體，這將會(huì)對(duì)流域水質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的威脅。

圖4 吉林省遼河流域畜禽糞便負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Figure 4 The risk level of manure load for livestock in Liaohe River basin of Jilin Province

2.4 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力

基于種養(yǎng)平衡理念進(jìn)行核算，環(huán)境承載力可以反映當(dāng)?shù)馗貙?duì)畜禽糞便的消納能力，該數(shù)值在一定程度上決定了區(qū)域養(yǎng)殖發(fā)展的空間。結(jié)合歐盟國(guó)家耕地消納糞肥限量值（以氮、磷計(jì)分別為170、35 kg·hm，相當(dāng)于24.29、29.17頭豬當(dāng)量·hm），根據(jù)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力的高低（圖5），將吉林省遼河流域承載力分為3個(gè)層次：梨樹(shù)縣和公主嶺市屬于高承載力區(qū)，這兩個(gè)市縣基于氮的環(huán)境承載力分別為152.54 kg·hm和143.36 kg·hm，基于磷的環(huán)境承載力分別是23.63 kg·hm和21.99 kg·hm；伊通縣和雙遼市為一般承載力區(qū)，基于氮的環(huán)境承載力處于負(fù)荷上限標(biāo)準(zhǔn)的65%~75%，磷的環(huán)境承載力分別是19.08 kg·hm和20.49 kg·hm；遼源市區(qū)、東遼縣、四平市區(qū)為承載力偏低區(qū)，畜禽養(yǎng)殖環(huán)境的氮、磷承載力均小于限量標(biāo)準(zhǔn)的60%，其中四平市區(qū)最低，僅有78.64 kg·hm和11.81 kg·hm。吉林省遼河流域平均氮、磷環(huán)境承載力分別為131.39 kg·hm和20.65 kg·hm，梨樹(shù)縣和公主嶺市超過(guò)平均值，畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿^大，而四平市區(qū)和遼源市區(qū)的環(huán)境承載力相對(duì)較低，具有畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 吉林省遼河流域畜禽養(yǎng)殖環(huán)境承載力Figure 5 The environmental carrying capacity of livestock husbandry in Liaohe River basin of Jilin Province

2.5 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)分析

根據(jù)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)核算，如圖6所示，四平市區(qū)和遼源市區(qū)的氮污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為1.25、1.07，說(shuō)明這兩個(gè)地區(qū)沒(méi)有足夠的耕地消納禽畜糞便，這將會(huì)對(duì)農(nóng)田產(chǎn)生一定程度的危害。遼源市區(qū)的磷污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)為1.08，屬于磷環(huán)境中等污染風(fēng)險(xiǎn)，四平市區(qū)和東遼縣的磷污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分別為0.97、0.63，屬于磷畜禽養(yǎng)殖環(huán)境低污染風(fēng)險(xiǎn)。綜合氮和磷畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估發(fā)現(xiàn)，遼源市區(qū)、東遼縣和四平市區(qū)屬于畜禽養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，且具有污染地區(qū)成塊分布、氮和磷養(yǎng)分同時(shí)失衡的特征，而其余市縣屬于畜禽養(yǎng)殖環(huán)境安全區(qū)，對(duì)現(xiàn)有的養(yǎng)殖規(guī)模具有一定的承載潛力。

圖6 吉林省遼河流域畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估Figure 6 The risk assessment for pollution of livestock husbandry in Liaohe River basin of Jilin Province

3 討論

3.1 關(guān)于畜禽糞便負(fù)荷量的核算

吉林省遼河流域近5年來(lái)養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，畜禽數(shù)量相較于2011年增加了近20%，但是畜禽養(yǎng)殖種類(lèi)構(gòu)成基本不變。目前流域內(nèi)主要養(yǎng)殖種類(lèi)是雞，占養(yǎng)殖總量的88.45%，牛的養(yǎng)殖量最少，僅占總量的0.78%。不同畜禽糞便的排泄系數(shù)差異顯著，以奶牛和蛋雞為例，兩者相差186倍。畜禽糞便排泄系數(shù)的差異，導(dǎo)致牛的養(yǎng)殖量雖然遠(yuǎn)不及雞和生豬，但是前者的糞便產(chǎn)生量卻大于后者。

公主嶺市、梨樹(shù)縣和雙遼市區(qū)雖然畜禽糞便量很高，豬糞當(dāng)量分別是159.9萬(wàn)、114.5萬(wàn)、45.7萬(wàn)t，但是這3個(gè)市縣的農(nóng)田負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)屬于安全等級(jí)，結(jié)合地區(qū)耕地面積進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，公主嶺市、梨樹(shù)縣和雙遼市區(qū)擁有吉林省遼河流域31.5%、24.2%和17.4%的耕地面積，這使得畜禽糞便擁有更多消納的空間，從而降低了畜禽糞便負(fù)荷污染風(fēng)險(xiǎn)；以四平市區(qū)、遼源市區(qū)為例，這兩個(gè)區(qū)畜禽豬糞當(dāng)量最低，但是由于這兩個(gè)區(qū)的耕地面積小，僅占總耕地面積的3.08%和1.01%，從而導(dǎo)致了這兩個(gè)區(qū)農(nóng)田負(fù)荷量大，分別達(dá)到9.72 t·hm·a及12.09 t·hm·a。

為了進(jìn)一步明確畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)范圍，將遼源市區(qū)、四平市區(qū)按照行政區(qū)域劃分核算，結(jié)果如表6所示。研究表明龍山區(qū)和鐵西區(qū)污染警戒值分別為0.43和0.52，而西安區(qū)和鐵東區(qū)為0.36和0.22，說(shuō)明龍山區(qū)和鐵西區(qū)為畜禽糞便污染Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，而西安區(qū)和鐵東區(qū)則屬于安全區(qū)，這進(jìn)一步縮小了畜禽污染風(fēng)險(xiǎn)范圍，為劃分畜禽養(yǎng)殖安全區(qū)提供了依據(jù)。

表6 2017年四平及遼源市區(qū)畜禽糞便污染警戒值與風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)Table 6 Warning valuesand risk levels of livestock manure pollution in Siping City and Liaoyuan City in 2017

從整體上看，吉林省遼河流域大多數(shù)市縣畜禽糞便負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)處于Ⅰ級(jí)，對(duì)周?chē)h(huán)境暫無(wú)威脅，僅龍山區(qū)和鐵西區(qū)對(duì)環(huán)境稍有威脅。通過(guò)對(duì)比流域畜禽糞便相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，畜禽糞便負(fù)荷風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分結(jié)果與本文一致，但是負(fù)荷量核算結(jié)果卻相差較大，其平均畜禽糞便負(fù)荷量達(dá)到了61.16 t·hm·a，超出目前公認(rèn)的30 t·hm·a的畜禽糞便還田限值，遠(yuǎn)高于同一時(shí)期吉林省平均畜禽糞便負(fù)荷量15~18 t·hm·a。早期研究通常采用全國(guó)統(tǒng)一的畜禽產(chǎn)排污系數(shù)，核算數(shù)值較大，而不同省份和地區(qū)的養(yǎng)殖模式、密度和糞便處理方式等因素有很大的差異，本研究采用東北地區(qū)系數(shù)進(jìn)行核算，結(jié)果則較小，造成了本研究畜禽糞便負(fù)荷量核算結(jié)果與其他學(xué)者存在一定的差異。

3.2 畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染及風(fēng)險(xiǎn)控制

對(duì)比吉林省遼河流域畜禽糞便負(fù)荷和環(huán)境承載力發(fā)現(xiàn)，雖然四平市區(qū)和東遼縣屬于畜禽糞便負(fù)荷安全區(qū)，但是區(qū)域內(nèi)的氮、磷畜禽養(yǎng)殖環(huán)境屬于有污染風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，耕地土壤的氮磷含量有超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)，這些市縣需要加緊對(duì)畜禽糞便的資源化利用，控制對(duì)環(huán)境的污染影響。

從種養(yǎng)平衡角度進(jìn)行分析，遼源市區(qū)、四平市區(qū)和東遼縣的實(shí)際養(yǎng)殖數(shù)量超過(guò)或接近該地區(qū)環(huán)境承載能力的上限，可能引起氮磷供求失衡，造成較大的畜禽環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，需要減少畜禽養(yǎng)殖規(guī)?；蛘邤U(kuò)大高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)面積，以使地區(qū)種養(yǎng)保持平衡。從這3個(gè)市縣的作物產(chǎn)量看，玉米產(chǎn)量最大，占區(qū)域作物總產(chǎn)量的81%，由于玉米單位產(chǎn)量養(yǎng)分需求量相較于大豆、油料作物要小很多，這些區(qū)域若要減少畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，需要改變種植作物類(lèi)型，進(jìn)一步增加大豆、油料作物的播種面積，擴(kuò)大種植業(yè)對(duì)氮、磷養(yǎng)分的需求量，力求作物養(yǎng)分供求平衡，避免種養(yǎng)結(jié)合的盲目性和環(huán)境污染問(wèn)題。

4 結(jié)論

（1）2017年吉林省遼河流域畜禽糞便產(chǎn)生量達(dá)537.59萬(wàn)t，其中公主嶺市產(chǎn)生量最多，為171.33萬(wàn)t，其次為梨樹(shù)縣，為109.84萬(wàn)t。

（2）吉林省遼河流域的畜禽糞便負(fù)荷量平均為5.43 t·hm·a，畜禽糞便污染警戒平均值為0.18，遼源市區(qū)的糞便負(fù)荷量最大，為12.09 t·hm·a，達(dá)到Ⅱ級(jí)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)田環(huán)境產(chǎn)生了威脅。其余市縣糞便負(fù)荷量都處于安全范圍，對(duì)周?chē)h(huán)境基本無(wú)影響。

（3）畜禽養(yǎng)殖氮、磷環(huán)境承載力平均值分別為131.39 kg·hm和20.65 kg·hm，四平市區(qū)的氮環(huán)境承載力最弱，為78.64 kg·hm，遼源市區(qū)的磷污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)最大為1.08。根據(jù)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)劃分，遼源市區(qū)屬于氮和磷中等污染風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，東遼縣屬于氮和磷低污染風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，而四平市區(qū)分別是氮中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和磷低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。其余市縣對(duì)畜禽糞便具有一定的消納潛力，屬于畜禽養(yǎng)殖環(huán)境安全區(qū)域。