宁夏畜禽粪便数量及能源潜力分析

利用2017年《宁夏统计年鉴》数据,研究宁夏畜禽粪便的资源数量与空间分布特征,评价其能源化潜力,为宁夏畜禽粪便资源的科学规划与开发利用提供依据。结果表明:2016年宁夏畜禽粪便资源产生总量为1 038.2万t,主要分布在吴忠市、固原市和银川市,分别占宁夏畜禽粪便资源总量的35.56%、25.00%、20.10%。从县(区)角度看,吴忠市利通区、西吉县和银川市所辖三区畜禽粪便资源量分别占宁夏总量的18.24%、7.6%和7.5%。2016年宁夏畜禽粪便资源产沼气的总潜力约6.37亿m3,折合标准煤45.5万t,吴忠市、固原市、银川市分别占宁夏的36.3%、23.7%和18.7%,替代2016年宁夏工业综合能源消耗标准煤当量比例为2.6%、13.58%和0.33%。     

黔西南州主要农作物秸秆理论资源潜力及县域分布特征

为黔西南州生物质能源资源的开发利用提供参考,基于《黔西南州统计年鉴》(2010-2016)数据,对黔西南州主要农作物秸秆资源的开发潜力及县域分布特征进行了分析。结果表明:2010-2016年,黔西南州主要农作物秸秆资源年均理论总量约155万t,并且资源总量呈上升趋势;全州优势秸秆资源以玉米、甘蔗、稻谷和小麦的秸秆为主,其年均资源量合计约141万t,分别占全州秸秆资源总量的32.72%、29.06%、20.93%及8.46%;在秸秆资源潜力县域分布中,兴义市占比最大,为全州总量的23.42%,其余依次为望谟县(14.07%)、册亨县(13.32%)、安龙县(13.08%)、贞丰县(13.01%)、兴仁县(10.79%)、普安县(6.17%)及晴隆县(6.15%)。在此基础上,提出了未来全州秸秆资源能源化利用进一步研究的方向和发展建议。     

东北三省畜禽养殖时空分布特征及粪便养分环境影响研究

东北三省是我国重要的粮食生产和工业基地。近年来,随着经济的发展和产业结构的调整,畜禽养殖业发展迅速,同时畜禽粪便的产生量也将快速增加。畜禽粪便作为农田肥料有其不可替代的优势,但是如果超过耕地的承载量将会对环境造成潜在的影响和压力。本文主要通过对东北三省畜禽养殖数量、养殖结构及空间布局的时空分析,采用养分平衡法研究和评价该地区畜禽粪便中氮、磷养分对环境的影响和污染风险。研究结果表明,东北三省吉林中部一直延伸到辽宁东南部地区畜禽养殖密集,耕地养分的大量盈余可能对环境构成污染威胁。黑龙江省畜禽养殖对环境的影响小,还有一定的发展空间。     

西藏日喀则市太阳能资源时空分布特征及资源潜力评估

为了解日喀则市光能资源时空分布特征,利用光能资源,因地制宜合理布局农业结构,提高农作物产量。本研究采用日喀则市1985—2014 年7 个气象站的逐日日照时数、日照百分率、最高温度和日喀则太阳辐射实测资料（2010—2014 年）,用总辐射推算模型公式估算全市太阳年总辐射,分析了日喀则市近30 年来太阳能资源的时空变化特征及潜力。结果表明：日喀则市大部属于太阳能资源丰富区,定日、江孜、日喀则和拉孜的日照时数长、太阳总辐射强,属于资源最丰富区;南木林、聂拉木和帕里属于资源很丰富区;近30 年来日喀则市年总辐射和年均日照时数呈下降趋势,日照时数下降趋势较前者明显;7 个气象站近30 年日照时数大于6 h 的天数为263~327 天,大部分站点在290 天以上;日喀则市南部边缘一带太阳能资源较稳定,西部及沿江一带资源稳定。总之,太阳能资源较为稳定的区域,总辐射最高、日照时间最长。     

黔西南州烤烟总氮含量时空分布特征

为深入了解黔西南州烟叶总氮含量分布状况,测定黔西南州主产烟区烟叶总氮含量并研究其时空分布特征。结果表明：黔西南州烟叶总氮含量变幅在1.36%~2.42%,平均值为1.78%,属总氮含量较低烟区;贞丰县、兴义市、晴隆县烟叶总氮含量极显著高于兴仁县;总氮含量有逐年升高的趋势;总氮含量空间分布有从东北部向西南部递减的分布趋势。     

四川省秸秆和畜禽粪便县域分布特征和资源化利用潜力

为明晰四川省近年秸秆和畜禽粪便分布格局和特征,基于2018年四川省县域尺度主要粮油作物产量和畜禽出栏量,通过空间分析明确四川主要粮油作物秸秆(水稻、小麦、玉米、油菜)和畜禽粪便(牛、羊、猪、家禽)资源分布状况及聚集区,探讨各县秸秆和畜禽粪便循环利用潜力和途径。结果表明：四川省2018年秸秆可收集总量为2 808.55万t,呈现“一个中心,东密西疏”的分布规律,秸秆种类以玉米和水稻秸秆为主;畜禽粪便总量为8 162.02万t,呈现“三个中心,外密内疏”的分布规律,猪粪占绝对优势,占比高达57.8%。2018年四川省秸秆肥料化理论上可节约当年全省7.4%氮肥和5.0%磷肥投入,可全量替代当年全省钾肥用量,秸秆能源化可替代1 422.71万t标准煤或6.22×10⁹m³沼气。2018年四川省畜禽粪便全部肥料化可节约当年全省42.6%氮肥投入,可全量替代当年全省磷肥和钾肥用量,畜禽粪便能源化利用可折算成835.19万t标准煤或4.15×10⁹m³沼气。99%、95%和90%置信区间秸秆热点县分别有30、40...     

海南省畜禽粪便资源分布及总量控制研究

为了评估海南省畜禽粪污资源总量及其对环境的影响,以环保部发布的区域畜禽产排污系数为基础,利用2011年的统计数据,研究海南省的畜禽粪便资源总量、COD区域分布及耕地的氮、磷负荷,并以欧盟的耕地氮施用标准对海南省畜禽养殖的环境容量和污染风险进行了初步评估。结果表明,2011年海南省畜禽粪便总量达1 741.75万t,海口、文昌、万宁、定安、澄迈、儋州和乐东7市县粪便资源超过1.00万t;全省单位面积耕地氮、磷平均负荷为192.72 kg/hm2和54.80 kg/hm2,除海口、临高、东方、乐东、琼中、白沙和昌江7个市县外,其他县市高于欧盟的限量标准;全省畜禽养殖环境容量为1 925.11万头猪当量（以N为基准）,实际养殖总量比畜禽养殖环境容量高13.01%,约有11个市县超过本省环境容量。研究结果为区域畜禽养殖总量控制、合理布局和粪污的综合利用提供了决策依据。     

广东省畜禽粪便时空变化特征及耕地负荷分析

根据广东省统计数据和各种估算参数,以地级市为单位,分析了2000～2008年广东省主要畜禽粪便产生总量及养分总量时空变化特征、单位耕地面积N、P2O5负荷量及其污染风险预警。结果表明,广东省畜禽粪便产生总量约为9 300万t,猪粪、牛粪和鸡粪是主要贡献因子,三者之和占畜禽粪便总产生量的95%以上。广东省畜禽粪便产生量有明显的空间变化特征,表现为:环珠江口城市畜禽粪便产生量相对较低,距离珠江口越远,畜禽粪便产生量越多,其中茂名市和湛江市最多,畜禽粪便年均产生量超过1 000万t,深圳市、中山市和珠海市畜禽粪便年均产生量不到茂名市的4.5%;广东省平均单位耕地面积畜禽粪便N、P2O5负荷量有逐年增加的趋势,但不同地区负荷量差异较大。深圳市、东莞市和佛山市等地负荷量最大,超过300 kg/hm2,而韶关、清远、湛江和中山等市负荷量相对较小;畜禽粪便污染风险评价结果显示,广东省耕地已经受到了不同程度的污染威胁,其中珠江三角洲地区耕地的风险警报级别较高,特别是西江流域地区。因此,广东省特别是污染分析警报级别较高的地级市应该加强畜禽粪便的风险管理、开发利用和综合治理工作。     

潜江市畜禽粪便排放时空分布与防治对策

研究潜江市畜禽粪便排放的时空分布,对畜禽粪便污染进行客观评价和预测,为制订畜禽养殖、环境治理规划提供科学依据。以潜江市“十五”末2005年、“十一五”末2010年和“十二五”2011年、2012年畜禽养殖数据为基准,研究潜江市各镇（处、农场）畜禽的年粪便排放量,并从时间和空间上分析潜江市畜禽粪便年排放量的变化趋势。2005年、2010年、2011年、2012年畜禽粪便总排放量分别为79．59万、96．75万、101．62万、121．39万t,“十一五”期间差异不显著,年递增率3．98％。2011、加12年增长幅度较大,差异显著,增幅达到19．44％。研究表明,园林办事处、潜江开发区、周矶农场的猪粪当量耕地负荷大,是潜江市畜禽粪便污染治理中需要特别引起注意的3个区域;熊口农场、白鹭湖农场和总口农场的猪粪当量耕地负荷较小,这3个区域可以在不造成污染的前提下适当增加养殖业规模。     

中国畜禽粪便的能源潜力与氮磷耕地负荷及总量控制

通过估算1978—2011年间中国畜禽养殖业畜禽粪便产生量及其氮、磷和COD含量的变化,分析了中国畜禽粪便的来源结构、氮磷耕地负荷及产沼气潜力。结果表明:中国畜禽粪便主要来源于牛、猪、羊和家禽。1978—2011年,中国畜禽粪便的产生量和COD含量分别增加了1.35倍和0.91倍,至2011年分别达25.45亿t和2.33亿t。2011年中国畜禽粪便产沼气潜力为757.04亿m3,折合0.54亿t标准煤,其中河南、四川、河北、山东和内蒙古5个地区的产沼气潜力相对较高。中国畜禽粪便氮、磷产生量均呈上升趋势,从1978年到2011年分别增加了1.39倍和1.66倍,至2011年分别达到1 419.76万t和247.98万t。2011年,中国大部分地区或省份畜禽实际养殖量已经超过50%环境容量,氮、磷污染风险较高的地区主要分布于山东、北京、湖南、湖北、广东、广西、辽宁、天津、河北、福建、河南和海南等东部沿海经济发达省份,这些地区应严格控制畜禽养殖数量,而内蒙古、江西、四川、山西、西藏、陕西、青海、宁夏、甘肃和新疆等地区还有适当扩大养殖规模的空间。     

畜禽粪便饲料化

本文综述了畜禽粪便饲料化的发展概况,并对粪便饲料化的可行性进行了综合评定, 同时,分析了各种处理方法的利弊。     

陕西省秸秆资源能源化潜力评价

农作物秸秆是一种重要的生物质能源。由于滞后的思维方式、传统的观念以及技术落后等问题而造成大量的农作物秸秆仍无法取得高效的利用,陕西省的农作物秸秆资源利用率仅不到30%,剩下的70%多仍为废弃、焚烧等方式粗犷利用,导致环境污染严重、能源大量流失。通过对陕西省2011年的农作物秸秆产量进行分析,利用统计数据,计算出可利用的秸秆资源量,并将可利用秸秆资源量转化成标准煤量,为陕西省秸秆资源利用提供基础数据及决策参考,得出假设:将所有的可收集利用秸秆资源完全用作能源使用,计算得2011年陕西省农作物秸秆可收集利用资源量1 196.82万t,折合标准煤663.56万t,约占当年陕西省总能源消耗的6.55%。     

湖北省畜禽粪便资源分布及其环境负荷研究

估算并分析了2012年湖北省各地区的畜禽粪便资源总量及分布,在此基础上,结合各地耕地面积、限量标准对畜禽粪便单位耕地承载量、氮磷负荷对环境的影响进行评价。结果表明:2012年湖北省畜禽粪便量达9 870万t,其中猪粪和牛粪比重最高,占总量的80%。黄冈市、襄阳市的畜禽粪便产量居全省之首,均超过1 500万t;而神农架林区的畜禽粪便产量远低于其他地区,仅为11.6万t。除耕地平均单位面积总磷负荷为34.03 kg/hm2、略低于35 kg/hm2的限量标准外,耕地平均单位面积猪粪当量和总氮负荷均高于限量标准,分别达54.19 t/hm2和219.12 kg/hm2,其中全省分别有53%和80%的地区超过45 t/hm2和170 kg/hm2的限量标准。可见,湖北省畜禽粪便的分布具有地区差异和种类差异,应按地区和畜禽种类不同进行重点控制管理;畜禽粪便耕地负荷在空间上分布极不平衡,主要集中在黄冈、鄂州、孝感、恩施自治州、襄阳、十堰、神农架林区、咸宁、武汉等地。     

安徽省畜禽粪污时空特征及产生物天然气潜力研究

从县级尺度上,评估安徽省 103个县（区）的畜牧业（包括猪、牛、羊和家禽）粪污资源潜力,旨在为安徽省畜禽粪污资源化利用和生物天然气产业发展提供参考。采取文献调研和实地调查相结合的方法,收集安徽省各县(区)近年来畜禽粪污的资源总量、可收集量、可利用量等数据。利用能值潜力估算模型估算各县区生猪、肉牛、奶牛、羊、蛋鸡和肉鸡的粪污产生量,估算畜禽粪污产生物天然气潜力,解析其时空分布特征。结果表明：2014—2017年安徽省畜禽粪污资源总量呈上升趋势,2017年安徽省畜禽粪污资源量达到0.6 亿t,不同区域之间畜禽粪污资源量差异显著,皖北、皖中、皖南的粪污资源量占比分别为56.99%、31.29%和11.72%。利用畜禽粪污产生物天然气潜力达到19 亿m³,开发潜力大于5万 m³·km^-2的县区有16个,潜力较大的县区主要集中于皖中及皖北地区。安徽省畜禽粪污“转废为宝”潜力巨大,发展生物天然气的资源禀赋条件优异,可开发潜力较大,安徽具备产业化发展生物天然气的资源基础。     

浙江省畜禽粪便产生量估算及替代化肥潜力

通过估算浙江省2015—2019年畜禽养殖业粪便产生量及养分含量,以种植业化肥用量为参照,对畜禽粪肥替代化肥的潜力进行了估算,统计分析了畜禽粪便资源总量及其替代化肥潜力。结果显示,2015—2019年,浙江省主要畜禽粪便养殖数量、排放总量及总养分含量均呈逐年递减的趋势,其中畜禽粪便排放总量年均降幅为10.3%;浙江省化肥施用总量呈稳定下降的趋势,年平均单位面积施肥量为378.97 kg·hm^-2,单位面积施肥量年均降幅为4.79%;畜禽粪便养分替代化肥潜力呈小幅下降趋势,畜禽粪便中养分年平均替代化学氮肥潜力为21.2%,磷肥为33.2%,钾肥为46.6%,经过堆肥和沼液发酵处理的畜禽粪尿,养分综合损失比例为19.43%。综上所述,2015—2019年,由于政策实施,浙江省畜禽粪便排放总量及化肥施用量均呈逐年下降的趋势,但畜禽粪便养分替代化肥潜力低于全国平均水平,仍有较大提升空间,应增加对畜禽粪便资源化利用的强度,充分利用畜禽粪肥替代化肥施用,加快构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局。     

咸宁市秸秆资源潜力估算及能源化利用分析

以低山丘陵地区的咸宁市为例,通过对该地区秸秆资源量的科学测算以及对秸秆能源化利用分析,指出低山丘陵地区秸秆能源化利用应以适度规模的秸秆气化和秸秆沼气发酵工程为主要方式,减少秸秆废弃量,促进秸秆还田,提高农业可持续发展能力。     

江苏省4类主要秸秆和畜禽粪便空间分布及综合利用潜力研究

为明晰江苏省农业废弃物资源分布格局并进行利用潜力评估,推进农业废弃物资源化利用,助力农业全面绿色转型,本研究借助GIS构建数据批处理模型,测算各区县水稻、小麦、玉米和油菜4种作物的秸秆和猪、牛、羊、家禽4种畜禽的粪便产生量,及其在肥料化、能源化方面的利用潜力理论值,并结合热点分析结果为江苏省农业废弃物综合利用提供政策建议。结果表明：2020年江苏省4种主要作物秸秆可收集总量高达3 972.00万t,以水稻和小麦秸秆为主,集中分布在江苏北部和中部。分析其肥料化利用潜力,理论上相当于1 511.89万t有机碳、12.04万t N、1.59万t P、24.49万t K,能源化理论上相当于1 617.52万t标准煤或6.5×10⁹m³沼气;江苏省4种主要畜禽粪便产生总量为4 560.77万t,家禽粪便与猪粪最多,主要分布在东部边界和西北部地区。分析其肥料化利用潜力,理论计算相当于737.00万t有机碳、31.15万t N、29.86万t P和26.89万t K,能源化利用可折算成1 036.95万t标准煤或4.9×10⁹m     

安徽省太阳辐射能资源的时空分布特征与可利用潜力评估

为了明确安徽省太阳能资源的时空分布特征与可利用潜力,基于安徽省20个气象站台1970—2020逐日日照时数数据,以亳州、合肥和黄山作为安徽的代表站点,分析安徽省太阳辐射能的时空变化及可利用潜力。结果表明：安徽省太阳辐射空间分布呈北多南少,太阳辐射量近51年来呈下降趋势。皖北地区太阳辐射量最大、波动也较大,皖中以及皖南太阳辐射量在一定范围内波动。各代表站点太阳辐射量具有11年左右周期变化,与太阳活动周期具有一致性。安徽省总体处于太阳能资源丰富区,利用期较长,日照稳定。安徽省屋顶可装光伏电池面积为1 277.51 km²,集中于安徽省中部及北部,占全省面积的0.9%,发电潜力约为2.05×10¹⁴kJ。     

畜禽粪便水分特征研究

本研究采集了牛粪、猪粪、鸡粪等鲜样,对其水分特征、固体形态等性质进行了分析。结果表明:单位重量牛粪样品吸水能力最强,可达7.14 g.g-1干重,其中,以吸附与毛细管形态水比例最高,占总水量的61.8%;猪粪与鸡粪单位重量吸水量分别为:3.36g.g-1干重、4.62 g.g-1干重。牛粪样品纤维、胶体含量分别为51.6%、3.4%,明显高于猪粪与鸡粪,牛粪样品CECv最高,达到28.74 mg当量.100 g-1;分别对牛粪进行纤维素酶处理(降低纤维含量)、酸处理(改变CECv)、去除胶体,测定水分特征曲线,结果表明纤维含量、胶体含量及CECv与吸水能力有一定的正相关性。如何破坏纤维与胶体等物质形成的蓄水结构,将不易去除的吸附水、毛细管水转为易去除的重力水是粪便生物脱水重点研究方向。     

畜禽粪便水分特征研究

本研究采集了牛粪、猪粪、鸡粪等鲜样,对其水分特征、固体形态等性质进行了分析。结果表明:单位重量牛粪样品吸水能力最强,可达7.14 g.g-1干重,其中,以吸附与毛细管形态水比例最高,占总水量的61.8%;猪粪与鸡粪单位重量吸水量分别为:3.36g.g-1干重、4.62 g.g-1干重。牛粪样品纤维、胶体含量分别为51.6%、3.4%,明显高于猪粪与鸡粪,牛粪样品CECv最高,达到28.74 mg当量.100 g-1;分别对牛粪进行纤维素酶处理(降低纤维含量)、酸处理(改变CECv)、去除胶体,测定水分特征曲线,结果表明纤维含量、胶体含量及CECv与吸水能力有一定的正相关性。如何破坏纤维与胶体等物质形成的蓄水结构,将不易去除的吸附水、毛细管水转为易去除的重力水是粪便生物脱水重点研究方向。