中国东北地区中长期畜禽粪尿资源与污染潜势估算

规模化畜牧业、农牧分离等引起了一系列问题，尤其是饲养方式改变后，畜禽粪尿养分的循环和处理最值得关注。该文利用统计资料和文献数据，估算了东北三省畜禽粪尿产生量及其中的氮磷养分和COD含量，在此基础上评价和预测了2002～2020年畜禽粪尿资源及其环境风险。结果表明，2003年辽宁省、吉林省、黑龙江省畜禽粪尿耕地承载量分别为24、20、11 t/hm²，耕地畜禽粪尿承载量在空间上分布极不平衡。2003年，辽宁省、吉林省、黑龙江省禽粪尿排泄物进入水体的COD数量占畜禽粪尿、工业、生活排放COD总量的52％、65％、40％。预测表明，2010年、2020年畜禽养殖业对东北三省环境污染的风险将进一步扩大。因此，需要制定相应的政策法规来控制畜禽粪尿污染。     

畜禽排泄物中抗生素残留与控制技术研究进展

畜禽养殖的规模化、集约化发展,大量的兽用抗生素类药物应用于养殖业中并逐年增加。抗生素在有机体内积累量很低,机体吸收后少部分经过羟基化、裂解和葡萄糖苷酸化等代谢反应生成无活性的产物,约60%～90%以原形通过粪便和尿液排出体外,畜禽排泄物无疑成为抗生素污染环境的主要来源之一。据估算,到2010年我国畜禽粪便的排放量将达4.50×109t,由此带来的抗生素污染风险不容忽视。根据近几年已发表的研究结果,介绍了畜禽养殖中抗生素在世界范围内的使用情况及粪便中的残留水平,并围绕国内外土壤和水中的残留情况进行阐述,综合分析排泄物中抗生素的归趋和环境风险,针对粪肥和养殖污水中的抗生素分别提出适于广泛应用的污染控制措施,最后对今后的研究重点进行了展望。     

畜禽养殖废弃物对环境的影响

随着畜禽养殖规模的逐步扩大和标准化水平的不断提高,生产过程中产生的大量排泄物对环境的污染以及养殖废弃物造成的环境污染问题十分严重。基于此,应从建立完善法律法规管理体系、促进畜禽养殖产生粪便和污水的处理、加强畜禽养殖业环境管理等方面入手,探讨畜禽生产中如何搞好环境保护,走高科技、高效益、低消耗、低污染的新型畜牧业发展道路。     

鄱阳湖生态经济区畜禽养殖土壤环境承载力及污染风险研究

[目的]测算和评价鄱阳湖生态经济区畜禽养殖过程中的土壤环境承载力及其污染风险,为合理规划鄱阳湖生态经济区畜禽养殖空间布局、实现可持续养殖提供参考。[方法]利用2000—2012年鄱阳湖生态经济区24个县(市)的统计数据进行土壤环境承载力及畜禽污染物排放量的测算和评估。[结果]2000—2012年鄱阳湖生态经济区畜禽粪便耕地负荷警报值在0.7左右,总氮耕地负载警报值为0.5~0.6,总磷耕地负载警报值超过了1,畜禽养殖对环境造成了污染威胁。畜禽养殖污染风险较高的地区为高安市、东乡县、余江县、德安县以及南昌县。[结论]污染风险较高的地区应强制实行畜禽养殖总量控制和污染物消减措施,而湖口县、都昌县和彭泽县畜禽污染风险较低,可以适当扩大养殖规模。     

南京市畜禽养殖污染状况及对策分析

根据1981—2010年南京市各种畜禽年末存栏量(不同种类畜禽以生猪核算),对畜禽养殖各种污染物含量、畜禽粪尿污染物的产生量、流入水体的量及其对耕地的负荷进行了估算。结果表明,畜禽养殖对水体和耕地带来的环境未构成威胁。通过对南京市畜禽养殖污染给环境带来的压力分析,提出了解决南京市畜禽养殖污染的对策建议。     

安徽省畜禽养殖粪污土地承载力的时空分布特征

[目的] 探明畜禽粪便资源对农田土壤和环境造成的潜在污染风险,为防治面源污染、畜禽粪污资源利用提供科学依据。[方法] 以安徽省为研究区域,依据2009—2018年畜禽养殖、作物产量等数据资料,量化分析区域作物粪污养分需求量、畜禽粪污养分供应量,并结合已有研究成果,开展畜禽粪污土地承载力时空演化特征的分析研究。[结果] 安徽省粪、尿排放量由2009年的6.19×10⁷ t上升至2015年的7.09×10⁷ t,后下降至2018年的5.00×10⁷ t,其中猪尿排放量最大,牛尿排放量最小。全省畜禽粪污排放总量与氮磷养分供给量均呈现北高南低的特点,不同畜禽粪尿在氮素的养分供给中所占比例均衡,而在磷素中差异较大。全省农田畜禽污染风险主要集中在安徽中部和南部地区的合肥、黄山和宣城等地,2018年全省土地承载力指数有所下降,农田对畜禽粪便仍具有一定的消纳空间。[结论] 安徽省农田畜禽养殖在局部地区存在着污染风险,需加强重点地区的化肥施用规划和畜禽养殖结构调整,推动农业可持续发展。     

基于氮素循环的耕地畜禽承载能力评估模型建立与应用

为了避免畜禽粪便大量流失对环境构成威胁,指导农区畜禽养殖规模合理配置与布局,建立农牧结合、种养平衡、生态循环、环境友好型现代动物农业可持续发展产业模式,提供直观、实用、易行的科学方法,该研究基于农牧生产系统中"耕地-作物-畜禽"氮的流动循环规律及养分收支平衡原则,运用畜牧生产学及线性规划的理论与方法,引入猪饲料蛋白当量及粪便氮排泄当量等参数,设计建立农区耕地畜禽承载能力评估数学模型(N-LSCM)。并以四川农区为案例分析评估表明,2006年该农区畜禽养殖规模较为合理,对环境不构成威胁,且仍有新增22419574头猪(杜洛克×长白×大约克夏三元杂交,出栏体质量100kg的商品肉猪的头数)的发展潜力。     

基于全国耕地消纳的畜禽粪便特征分布与环境承载力预警分析

为加快畜禽养殖行业粪污资源化利用,促进畜牧业可持续发展,及时掌握畜禽粪便的特征分布,对有效防控养殖区域环境的污染尤为重要。目前多数畜禽粪便污染研究都是基于省市区域尺度,而进行全国尺度的研究相对较少。本文运用排污系数法,以中国畜牧年鉴数据为计算基础,估算出2016年全国31个省份畜禽粪便的产生量、污染物产生量及污染物流失量。在此基础上,分析全国2016年畜禽粪便的排放分布特征,并将不同畜种的粪尿产生量统一换算为猪粪当量,计算出单位耕地面积猪粪当量承载负荷及预警值,参照相关标准得到2016年全国各省所对应的预警级别。结果表明:2016年全国畜禽粪便总产生量为246 836万t,其中牛粪产量最多,家禽粪产生量最少;所研究的31个省份中四川省、河南省、山东省的粪便产生量较多。假设产生的粪便可以利用当年的有效耕地消纳,则2016年31个省份畜禽粪便平均单位耕地面积猪粪当量承载力负荷为19.55,单位耕地面积猪粪当量预警均值为0.49。本文所测算的31个省份中大部分省份预警值处于无环境威胁预警级别(Ⅰ级),但北京市处于有环境威胁预警级别(Ⅲ级),西藏自治区处于很严重环境威胁预警级别(Ⅵ级),青海处于严重环境威胁预警级别(Ⅴ级)。根据计算得出的预警级别,各省应根据自身情况充分利用畜禽粪便资源,尤其是在预警值较高地区应及时做好畜禽养殖总量控制及污染防控。     

海口市畜禽排泄物的环境压力及其影响评价

自海南省创建无规定动物疫病示范区以来,海口市畜牧业得到了跨越式发展,由此产生的畜禽粪便对环境的压力也越来越大。本文在对海口市畜禽养殖现状进行调查分析的基础上,以畜禽粪尿排泄系数、猪粪当量为基础,结合各区的耕地有效消纳面积,计算相应的的猪粪当量负荷。参考畜禽粪便负荷量警报值分级标准,对海口市各区畜禽粪便负荷承受程度进行警报分级。结果显示:海口市各区畜禽粪便负荷量相差较大,美兰区畜禽粪便对环境的威胁最大,这可能与畜禽饲养过密,有效农田消纳面积有限有关;琼山区畜禽粪便负荷对环境威胁较小。畜禽粪便负荷量可以作为控制区域养殖规模的重要参考指标。     

中国各省区未来主要畜禽养殖量及耕地氮载荷的预测

畜禽养殖污染已成为非点源污染的重要组成部分.近些年,我国畜禽养殖业总体发展非常迅速且有快速增长的趋势,耕地氮载荷也将不断增大.基于近30 a的我国各省区主要畜禽养殖量的历史数据,利用年均增长率方法预测了2020年我国各地区的主要畜禽养殖量及其氮放排量和耕地氮载荷.研究结果表明:平均增长率预测畜禽养殖量的效果明显优于灰色模型方法;2020年全国大部分省区的主要畜禽养殖量较2009年将成倍增长;华北和东北地区将是全国主要的畜禽养殖基地;河南、山东、河北等省的畜禽养殖量和氮排放量居全国前列;北京、天津、辽宁、吉林、山东、河北、河南、广东、湖南、广西、四川这11个省区的单位耕地面积的氮载荷将突破170 kg/hm2,意味着这些省区的耕地将达最大氮消纳能力;同时,由于这些省区是我国经济发展最快、人口密度最大、水网最密集的区域,到2020年,其土壤和水环境将面临来源于畜禽养殖的严重超负荷氮承载.因此,建议国家相关部门要充分重视畜禽养殖带来的环境污染问题,合理优化各主要畜禽养殖在全国范围内的布局,加强畜禽养殖业管理,减少污染流失,加快研究或引入先进的畜禽污染处理技术.     

基于生态足迹模型的资源型城市生态承载力评价——以黑龙江省大庆市为例

[目的]综合分析黑龙江省大庆市生态承载力时空变化及影响因素,为大庆市与同类资源型城市生态优化提供科学依据。[方法]使用生态足迹模型,分析近30 a来大庆市及各行政区生态承载力时空变化。使用PLS模型定量筛选大庆市生态承载力影响因子。[结果] 1986—2016年大庆市表征状态均为生态赤字,除市区外,各地区生态赤字均有不同程度升高;剔除能源消耗外部性造成的影响,大庆市生态安全等级较低的区域呈现扩大趋势;各地区生态协调系数均出现不同程度下降,除林甸县与杜尔伯特地区外,其他地区生态协调能力较差;研究期内,农业固定资产投入额度、GDP年增长率、第三产业比重、社会消费品零售总额、农业总产值5种因子对大庆市生态承载力影响极显著。[结论]当前大庆市生态承载力呈现出压力较大,空间分布不均,影响因素多样的特点,在制定提高生态承载力相关措施时,要注重因地制宜,切合实际。     

“生态省”目标导向下城乡系统生态承载力评估——以海南省为例

发展是承载力体系演变的脉络。将生态承载力问题与区域城乡发展研究相结合,可为统筹城乡发展、生态环境保护与建设等战略决策提供直接参考依据。本文基于城乡系统生态承载力的内涵及作用机理分析,构建城乡系统生态承载力评价指标体系,并依据1996～2007年海南省的国民统计数据和典型调研资料,应用因子分析方法,进行海南省城乡系统生态承载力实证评价。结果表明:1996年、1997～1999年和2000～2007年3个时期海南省城乡系统生态承载力差异显著,1996年最高,1998年最低。这是区域发展政策、人口增长以及社会经济水平综合驱动作用的结果。其中,政策因素是主导驱动力,其与生态承载力演变规律具有高度一致性。强化特区理念、深化"生态省"建设力度,倡导生态农业、生态工业和生态旅游模式,是未来海南省社会经济持续发展的基本途径。     

黑龙江省农作物秸秆资源利用现状及中长期展望

黑龙江省农作物秸秆资源丰富,但各地区分布差异大。该文通过对黑龙江省农作物秸秆资源全面调查,研究了各地区的秸秆资源量及利用现状,并根据经济社会发展趋势对农作物秸秆资源量以及利用途径进行了中长期预测。结果表明,2007年黑龙江省农作物秸秆主要分布在哈尔滨、绥化、齐齐哈尔和佳木斯,占全省的73.8%,秸秆利用主要以家庭燃用为主。扣除家庭燃用、秸秆还田以及养畜等用途外,预测到2015年黑龙江省剩余秸秆资源量为315万t,2020年为511万t,并根据预测结果将黑龙江分为3个类型区,建议对各区采取不同的利用技术。     

山西省生态安全格局空间识别研究

维护生态安全格局对于生态环境的维护和改善、支撑经济社会可持续发展具有重要作用。生态保护红线是识别区域生态安全格局的基础框架和关键组分,划定生态保护红线有助于保障生态安全。为研究山西省生态安全格局空间识别,结合山西省生态环境现状,应用水源涵养、水土流失、维护生物多样性、防风固沙生态系统服务功能与水土流失、土地沙化生态敏感性评价划定生态保护红线的方法,利用最小累积阻力算法的思想,通过确定生态保护红线为"生态源地"、进而得出缓冲区、生态廊道、辐射通道和战略节点识别生态安全格局。结果表明:研究区生态安全格局分为三级,依次分为高安全水平格局、中等安全水平格局和最低标准安全水平格局,各分区面积比例分别为24.45%,25.66%和30.24%,有效突出了山西省生态安全格局分布,为保障我省生态系统的完整性、生态系统服务功能的重要性具有重要的意义。     

黑龙江省玉米产量预报模式的研究

通过对玉米生长过程的干物质累积曲线进行逐时段的温度和水分订正，建立了黑龙江省玉米气候产量的预测模式，为玉米产量预报提供了科学依据。     

基于DPSIR-TOPSIS模型的安徽省土地承载力评价及预测

[目的]定量评价和预测土地承载力状况并诊断其障碍因子,为提高安徽省土地承载力提供科学依据,也为区域土地承载力评价研究提供新思路。[方法]基于DPSIR模型构建了安徽省土地承载力评价指标体系,运用TOPSIS方法与障碍度模型评价和诊断了2006—2015年安徽省土地承载力状况和关键障碍因素。基于评价结果,运用GM(1,1)模型预测了未来5a安徽省土地承载力变化趋势。[结果]2006—2015年安徽省土地承载力经历了先下降后上升的变化历程;驱动力、压力、状态子系统承载力均呈先下降后上升的变化态势,影响和响应子系统承载力呈显著波动变化态势;未来5a,压力和状态子系统承载力逐年递减,承载力水平堪忧,需重点关注;研究期内工业废水排放量始终是制约安徽省土地承载力水平提高的首要因素,环境保护投资占GDP比重、工业固体废弃物产生量等是重要制约因素。[结论]虽然安徽省土地承载力水平总体呈上升趋势,但受压力和状态子系统承载力水平低的限制,安徽省土地承载力仍处中级水平。     

黑龙江省耕地资源安全预警分析及预警系统的构建

耕地资源安全预警是保护耕地和实现耕地资源可持续利用的有效手段。该文以黑龙江省为研究区,从耕地保护角度,结合研究区的耕地数量、质量和生态环境3个方面,构建耕地资源安全预警指标体系,利用纵比判断法,以研究区1996-2008年耕地资源安全定量评价值为基础数据,确定研究区耕地资源安全度的阈值。应用灰色模型GM(1.1)与BP人工神经网络技术,对黑龙江省2012-2015年耕地资源安全度及变化趋势进行了预测和分析,并构建了耕地资源预警系统框架体系。结果表明,1996-2008年黑龙江省耕地资源安全值呈不规则下降趋势。2012年黑龙江省耕地资源警度为轻警、2013-2015年为中警,警度有上升趋势;2012年耕地质量略有升高,但耕地数量减少幅度较大,2013-2015年,随着耕地数量的增加,耕地质量不断下降,2012-2015年生态环境呈平缓上升趋势。耕地数量与耕地质量不协调发展是黑龙江省耕地资源在预测期主要致警原因,城市化水平、水土流失比率和抗逆指数等是影响黑龙江省耕地资源安全状况的敏感因子。该文为相关预警研究提供参考。     

基于AHP-熵权TOPSIS模型的辽宁省各城市土地承载力评价

[目的]定量分析评价辽宁省各城市土地承载力状况并对其障碍因子进行诊断,为辽宁省土地利用合理开发提供建议,也为区域土地承载力评价研究提供新思路。[方法]以辽宁省14个地级市作为研究区域,基于2018年Landsat 8 OLI遥感影像,进行土地利用分类获得土地各类型用地面积并结合社会经济数据,构建了土地承载力评价指标体系,并利用AHP-熵权TOPSIS模型,对土地资源承载力进行评价。运用障碍度模型对土地承载力障碍因子进行诊断。[结果]辽宁省城市分别呈现不同的承载力状态。盘锦市、大连市以及沈阳市土地承载力相对较高,但社会子系统是制约其土地承载力的主要障碍因素。鞍山市和营口市承载力表现为相对低的状态,其经济子系统的是制约土地承载力提高的主要因素。[结论]辽宁省各城市土地承载力距离其理想状态还有着一定距离,应促进社会、经济、资源3个子系统协调发展进而提高土地承载力。     

基于多源国土空间数据的资源环境综合承载力及人口承载力评价——以江苏省常州市为例

[目的] 研究江苏省常州市资源环境综合承载力情况,明确国土空间开发与利用方向,为该区土地与人口的空间布局优化提供决策依据。[方法] 基于2010—2019年多源国土空间数据,构建多因素多因子综合判别模型。[结果] 常州市资源环境综合承载力呈现出显著的东高西低,平原高山地丘陵区低等空间分异特征。此外,基于未来土地资源的粮食安全保障水平预测2030年常州市人口承载指数高达1.27,显著高于国际警戒水平。[结论] 常州市空间开发程度、自然本底和基础设施条件对区域资源环境综合承载力水平具有显著的约束,且人口处于超载状态。     

基于人粮关系的湖南省耕地资源人口承载力研究

从人粮关系角度估算土地生产潜力,对耕地资源人口承载力进行研究,对保障国家粮食安全和区域可持续发展都具有十分重要的意义。通过应用土地资源人口承载力和土地资源人口承载指数模型研究了湖南省2000—2008年耕地资源的人粮关系状况,结果如下:(1)在现有生产力水平下,湖南省耕地资源可承载人口7 423.38万人,人口承载力指数为0.922,人粮关系基本平衡,但人粮关系状况分布不均衡,地区差异较大。(2)湖南省中北部、西部和南部3大区域耕地资源人口承载力2000—2004年处于逐年下降趋势,之后则逐年上升。(3)中北部人粮关系2004年后由盈余状态转为富裕状态,西部一直处于超载和临界超载的边缘,南部则多为盈余状态。表明湖南省耕地资源人口承载力地区差异较大,人口增长空间十分有限,今后应加强土地综合整治,改善土地生产条件,提高农业科技水平,以实现区域资源、人口与环境的可持续发展。