安徽省畜禽养殖粪尿及养分含量时空分布特征

为探讨畜禽养殖业不断发展带来的粪便、尿液及养分排放问题,基于安徽省2009—2018年畜禽养殖数据,采用排泄系数法估算畜禽粪尿排放量及其主要污染物含量的变化,分析了安徽省不同种类畜禽养殖粪尿养分时空格局及演化特征。结果表明,安徽省粪尿排放量由2009年的5 597.1万t上升至2015年的6 337.5万t,后下降至2018年的4 511.0万t。家禽粪便、猪粪中TN、TP、COD_Cr、NH₃-N含量占全省比例较高,而牛尿中污染物含量最低,2018年猪粪中COD_Cr、NH₃-N含量占比较2011年有所升高。全省畜禽养殖污染物排放量在空间分布上总体呈由北向南递减的规律,阜阳市粪尿排放量全省最高,2011年达923.5万t。皖北地区猪粪中的TP、NH₃-N及COD_Cr含量较高,皖南地区各类污染物中家禽粪便占比较大,此外牛尿污染物含量显著低于其他粪尿。随着省内畜禽污染防治力度不断加大,2018年全省粪污排放量显著下降,在推进产业结构调整时应侧重生猪和家禽的粪污控制工作。     

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。     

山西省畜禽粪污土地承载力及粪尿替代化肥潜力分析

为明确山西省畜牧业的发展规模,优化畜牧业发展的空间格局,进一步为山西省农牧业实现绿色发展提供科学依据。研究基于农牧生产系统养分平衡的方法,测算了山西省县域尺度的畜禽粪污土地承载力。结果表明,山西省的种植业与畜牧业发展规模在空间上存在一定的错位,种植业发达的地区主要分布在省域南部和中部的区县,而畜牧业发达的地区则分布在省域北部、中部和东南部的区县;山西省当前的畜牧业发展规模折合为2 371.77万猪当量,以粪尿氮作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为5 976.01万猪当量;以粪尿磷(纯磷,下同)作为约束指标,山西畜牧业可发展规模为7 212.27万猪当量。综合粪尿氮磷承载力指数结果分析,超载区域主要分布在省域北部种植业欠发达的区县和省城太原周边的区县;全省粪尿氮、磷的有效供给量分别为18.28万t和3.15万t,可以分别有效替代氮、磷肥39.79%和33.21%。无论以粪尿氮或磷作为约束指标,山西畜牧业整体上仍有较大的发展空间,可适度增加畜禽养殖规模,但需要关注城市近郊区县的畜禽粪尿氮磷的环境排放和大中型养殖企业的点源污染问题。在畜禽粪尿养分资源管理策略上,则应考虑优化农牧业生产布局和区域间协同管理。     

山东省畜禽粪污土地承载力时空分异特征分析

探明山东省畜禽粪污资源的空间分布以及近十年畜禽粪污土地承载力变化情况,为合理利用畜禽粪污资源、优化畜禽养殖结构、推动种养结合的绿色农业发展提供参考。通过文献调研与相关数据资料收集,量化分析山东省作物粪污养分需求量、畜禽粪污养分供应量,将不同畜种产生的畜禽粪便量统一换算为猪粪当量,计算各市畜禽粪污土地承载力指数(I),分析山东省畜禽粪污土地承载力的时空变化特征。山东省畜禽养殖环境承载潜力存在明显的时空变异性。从空间上来看,各市畜禽粪便污染风险存在明显差异,其中青岛、淄博、聊城、菏泽以N、P为基准的I值均小于1,土地消纳畜禽粪污不超载。济南、枣庄、烟台、泰安、威海、日照、莱芜、临沂、德州以N、P为基准的I值均大于1,畜禽粪污量超过了农田的承受能力,农田畜禽污染风险较大,尤其是莱芜市以N、P为基准的土地承载力指数I分别为2.14和2.36,农田畜禽污染风险较大,养分的大量盈余可能会造成农田N、P污染。从时间上来看,近十年山东省养殖规模总体呈上升趋势,从7042万头增加到8401万头,尤其在2009年至2012年间迅速增加,增幅达13.3%。植物对粪污N、P养分的需求量呈逐年上升趋势,分别增长了10.6%、13.1%。畜禽粪污N、P养分供应量呈现上升趋势,增幅分别为8.9%、2.9%。2016年山东省畜禽养殖环境承载潜力以N、P为基准分别可达8576万、9809万头,均高于实际养殖规模(8401万头)。山东省以N、P为基准的畜禽粪污土地承载力指数I均呈波动下降趋势。山东省畜禽养殖主要集中在鲁西南、鲁中南、以及德州、潍坊等区域,其中济南、枣庄、烟台、泰安、威海、日照、莱芜、临沂、德州畜禽粪污量超过了农田的承受能力,有潜在的N、P污染风险。从以N、P为基准的畜禽粪污土地承载力指数I来看,山东省农田对畜禽粪便仍具有一定的消纳空间。     

河北省畜禽粪尿产污量估算以及污染风险评估

对农业面源污染主要污染源的养殖业废弃物进行产生量估算和风险评估,为河北省农业面源污染防控提供支撑。通过收集2014年河北省畜禽养殖量数据,利用各类畜禽粪便排泄系数,对河北省主要畜禽粪尿产污量进行了估算;参考畜禽粪便土地负荷警报值分级的环境影响,对河北省畜禽粪便、氮、磷耕地负荷进行了污染风险评价。估算结果显示,河北省2014年畜禽养殖业主要畜禽粪尿排放总量为14 109.05万t,其中,石家庄、唐山、邯郸和保定4个地市的畜禽粪尿排放总量占河北省总排放量的50.75%。牛粪尿产生量最高,占河北省畜禽粪尿产生总量的38.65%;其次是猪粪尿产生量,占24.71%;鸡粪产生量位列第3位,占22.26%。表明鸡、牛和猪是河北省畜禽粪尿污染物排放的主要来源,BOD、COD、NH3-N、TN、TP排放总量分别占总污染物排放量的97.04%、96.65%、95.16%、86.38%和87.90%。对环境影响风险评价发现,磷负荷影响严重,氮负荷和粪便负荷影响较轻。相比河北省其他地市,石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、承德畜禽粪尿对环境影响程度较大。     

河北省畜禽粪尿污染现状分析及对策

在确定畜禽粪尿排泄系数及其中各种污染物含量的基础上,根据1990—2007年河北省各种畜禽年末存栏量对河北省历年畜禽粪尿及污染物的产生量、流入水体的量及其对耕地的负荷进行了估算。结果表明,随着河北省畜禽养殖规模的不断扩大,畜禽排泄物逐年增加,相应地给水体和耕地带来的环境影响逐年加大。通过对河北省畜禽养殖污染给环境带来的压力分析,提出了解决河北畜禽养殖污染的对策建议。     

江西省畜禽粪尿资源分布及其污染潜势估算

随着养殖业的迅速发展、饲养方式的改变,畜禽粪尿养分的循环和处理成为人们日益关注的问题.利用统计资料和文献数据,结合国内外研究,估算了江西省畜禽粪尿产生量及其排出的氮磷养分、CODcr、BOD5、NH3-N总量和单位耕地承载量.结果表明:2006年江西省畜禽粪尿耕地承载量为49.19 t/hm2、单位耕地粪尿N承载量为278.77 kg/hm2、单位耕地粪尿P承载量为78.63 kg/hm2.畜禽粪尿CODcr、BOD5、NH3-N总量分别为271.54、235.54、25.69万t.耕地畜禽粪尿承载量在空间上分布极不平衡,承载量大的主要分布在赣州、萍乡、新余3地区.     

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。     

河北省畜禽粪尿养分资源分布及其污染潜力分析

利用统计资料和文献数据,结合国内外研究,确定河北省畜禽粪尿资源的计算参数和计算方法。估算了河北省畜禽粪尿产生量及其中的氮磷养分的含量、CODCr含量和单位耕地承载量,旨在为制订河北省畜牧业发展的政策法规提供依据。结果表明:2004年河北省畜禽粪尿耕地承载量为38 t/hm2、单位耕地粪尿N承载量为182 kg/hm2、单位耕地粪尿P承载量为54 kg/hm2。畜禽粪尿CODCr、BOD5、NH3-N总量分别为524、442、52万t。耕地畜禽粪尿承载量在空间上分布极不平衡,承载量大的主要分布在石家庄、唐山、邯郸、保定地区。     

中国农田畜禽粪尿磷负荷量及环境风险分析

准确掌握不同地区畜禽粪尿和磷负荷量及其环境风险,为畜禽养殖总量控制、合理布局和还田利用提供决策依据。基于统计数据和文献资料,利用磷的猪粪当量(P)估算了我国畜禽粪尿量和各类畜禽粪尿比例的时空变化,分析和评价了当前各省份畜禽粪尿和磷资源量及其土地负荷量和污染风险,并根据畜禽粪尿还田率估算了当前各省份畜禽粪尿及其磷还田量,并进行环境风险评价。结果表明:中国畜禽粪尿猪粪当量(P)及其磷量1978年至2005年快速增加,2006年至2016年保持稳定。截止2016年,猪粪当量(P)约21.23亿t,磷量约545万t,比1978年均增长123%,华北地区畜禽粪尿猪粪当量(P)及其磷量最大,约占全国总量的23%和9%。区域水平上,按耕地面积计算,东南和西南地区负荷量较大,为Ⅴ级,有严重污染风险,按农作物种植面积计算,东南和西南地区较大,为Ⅳ级,有较严重污染风险,按农用地计算,东南、长江中下游和华北地区负荷量较大,为Ⅳ级,有较严重污染风险。省级单元上,湖南负荷量最大,其次是北京、广东和河南,这些省份为Ⅴ级,有严重污染风险。全国畜禽粪尿猪粪当量(P)及其磷还田量分别为11.51亿t和295万t,折合成单位农用地面积分别为3.1 t·hm(~-2)和8.0 kg·hm(~-2)。区域上东南地区还田最多,分别为10.3 t·hm(~-2)和26.3 kg·hm(~-2),为Ⅲ级,有污染风险,其次是华北和长江中下游地区,为Ⅱ级,稍有污染风险,而东北、西南和西北地区相对较低,为Ⅰ级,无污染风险。省级单元上湖南和北京还田较多,为Ⅳ级,有较严重污染风险,华北、长江中下游、东南地区的多数省份和部分西南地区省份农用地畜禽粪尿磷还田量接近或大于50%单位土地面积畜禽粪尿磷的年施用限量,具有较高的污染风险。研究表明,不同区域和省份畜禽粪尿磷负荷量和还田量污染风险具有较大差异,但多数省份尤其华北、长江中下游、东南地区的畜禽粪尿磷污染风险较大。     

河北省集约化养殖场畜禽粪便中重金属含量及变化特征

通过对河北省全省区域典型集约化养殖场的主要畜禽粪便采样,分析测定畜禽粪便中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、As、Hg、Ni 8种重金属含量并进行数据分析,结果表明河北省集约化养殖场畜禽粪便中8种重金属的含量（中位值）均符合德国腐熟堆肥标准和中国有机肥料标准,但数据离散且呈偏态分布。按德国腐熟堆肥标准和中国有机肥（NY 525-2012）的标准,河北省畜禽粪便的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni、Hg和As超标率分别为41.73%、50.39%、31.50%、5.51%、0.79%、7.87%、4.63%和12.60%。鸡粪重金属超标率顺序为Zn > Cr > Cu > Ni > As > Cd > Pb > Hg,其中,Cu、Zn、Cr超标率分别为22.22%、40.74%和33.33%。猪粪重金属超标率顺序为Cu > Zn > Cr > As > Ni和Cd,其中,Cu、Zn、Cr和As超标率分别为80.43%、78.26%、30.43%和21.74%,Pb和Hg不超标。牛粪重金属超标率顺序为Cr > Hg > Zn,其他重金属均不超标。按施用量15 t·hm^-2推算出猪粪、鸡粪和牛粪的最严格土壤安全施用年限分别为26、79年和207年。因此,施用集约化畜禽粪便有机肥带来的环境风险需要引起足够的重视。     

畜禽粪便中钾的有效性及其在土壤中的释放特点

为了解畜禽粪便中钾对农作物的生物有效性,对采自杭州市规模化养殖场的牛粪、猪粪、鸭粪和鸡粪等4 种畜禽粪进行了钾的化学形态分析及其土壤培养试验。结果表明：4 种畜禽粪便中全钾含量在4.87~53.40 g/kg 之间,平均为21.50 g/kg。含钾量由高至低依次为猪粪>鸡粪>鸭粪>牛粪。畜禽粪便中的钾具很高的生物有效性,其中,速效钾占全钾的比例平均为49.4%,缓效钾占全钾的比例平均为32.4%。畜禽粪便施入土壤后,其中大部分钾可在短时间内释放成为土壤有效钾。     

山东省降雨时空分布特征研究

利用山东省22个及河南省4个气象观测站点1961—2011年的逐年降雨资料,创建泰森多边形降雨分布模型,并借助多项式拟合曲线法和反距离加权插值法等分析方法,对山东省降雨时空分布特征进行深入研究。结果表明:近50年来,山东省降雨量在空间上呈显著的梯度变化,从东南部向西北部逐渐递减;并具备一定的年代、年际变化特征,总体呈现出先减少后增加的趋势。     

山西省玉米种植区土壤养分含量特征

明确山西省玉米种植区土壤养分含量现状,为当地土壤养分调控和合理施肥提供理论依据.依据2019年山西省统计年鉴,选取山西省玉米种植面积最大的原平市和寿阳县,以及山西"农谷"建设区太谷县,作为研究典型代表区,根据各县土壤类型、地形特征以及种植区划,采集耕层(0 ～ 20 cm)土壤样品,分析土壤有机质、硝态氮、速效钾、有效磷、6种微量元素有效态含量及其10个土壤养分因子相关性分析.结果 表明,山西省玉米种植区耕层土壤有机质含量变化范围为4.10 ～ 53.98 g/kg,平均值为17.52 g/kg,土壤有机质含量主要集中在10～20 g/kg,样点所占比例为63.78％,整体处于较缺乏至中等水平;土壤硝态氮含量为4.97 ～ 37.51 mg/kg,平均值为19.79 mg/kg;土壤有效磷含量为3.17～74.12 mg/kg,平均值为22.64 mg/kg;土壤速效钾含量为58.81～ 517.02 mg/kg,平均值为220.42 mg/kg,土壤速效养分含量总体比较丰富.山西省玉米种植区土壤中有效铜(Cu)含量为0.24～6.00 mg/kg,平均值为1.26 mg/kg;有效锌(Zn)含量为0.17～ 5.30 mg/kg,平均值为2.07 mg/kg;有效镍(Ni)含量为0.05 ～ 1.30 mg/kg,平均值为0.31 mg/kg;有效铁(Fe)含量为2.60 ～ 29.57mg/kg,平均值为9.40 mg/kg;有效锰(Mn)含量在0.97～ 37.90 mg/kg,平均值为17.42 mg/kg;有效硒(Se)含量为11.99～85.24 μg/kg,平均值为30.43 μg/kg.相关分析表明,土壤有机质与土壤有效磷、速效钾以及有效态Cu、Zn、Fe之间存在显著或极显著正相关关系;土壤中有效态Fe、Mn、Ni之间存在着较高的极显著正相关关系;有效Se则与其他养分因子的相关性均不显著.山西省现阶段玉米种植区土壤有机质含量整体处于较缺乏至中等水平,土壤氮、磷和钾速效养分以及土壤有效态微量元素含量总体呈中等到较丰富水平,因此,山西省玉米生产过程中应进一步加强有机培肥管理.     

河南省降雨时空分布特征分析

利用河南省14个气象观测站点1961~2010年的逐月降雨资料,进行降雨聚类分区和建立基尼系数降雨分布不均匀性模型,对河南省近50年的降雨量、基尼系数和洛伦茨不对称系数的系列进行研究。结果表明,近50年来,河南省年降雨量在空间上具有明显的区域性分布特征,总体上呈现出南多北少、西南多东北少的特点;河南省年降雨量总体趋于增加,各类降雨类型具备一定的年代年际变化特征;同时,降雨年内时间分布趋于均匀,降雨量较多月份的降雨量占年降雨量的比例趋于增加。     

山西省主要粮食作物耕地的畜禽粪污土地承载力分析

根据山西省2017年各市县区主要粮食作物产量和主要畜禽年末存栏量,对山西省各市县区主要粮食作物的耕地土地承载力进行了计算分析。结果表明,按粪肥比例50%计算,山西省11个市的主要粮食作物小麦、玉米、谷子、高粱、大豆和马铃薯总耕地面积的土地承载力均大于各市的主要畜禽牛、猪、羊、禽按年末存栏量计算的粪肥养分总供给量(以猪当量计),但除了晋城、运城和临汾3个市外,其余8个市中均存在部分区县粪肥养分供给量超过土地承载力的现象。为了保护农业资源环境,应以地定畜、以种定养,并对粪肥进行合理管理,调配施用。     

畜禽粪便的合理利用

畜禽养殖业迅速发展,大量的粪便未经处理直接排放带来了严重的环境问题,根据畜禽粪便的使用价值,将粪便经过处理后,可用作有机肥料、动物饲料、生产沼气的原料,发展循环农业,促进生产和环境保护的协调发展,维持生态环境的良性循环,同时收到良好的经济效益和生态效益。     

控制畜禽粪便磷流失措施探讨

磷在水体富营养化形成过程中起着决定性的作用，畜禽养殖粪便磷流失对水环境影响的严重性日益受到人们的重视。本文概述了畜禽养殖粪便中磷形态的分析方法与流失的途径，从饲料磷利用率、种养区域平衡、畜禽厂化粪池容量、畜禽磷排放治理和加强相关基础研究5个方面提出畜禽养殖磷污染的控制方法。     

江苏省降雨时空分布特征研究

根据江苏省13个气象观测站点的分布位置建立泰森多边形,并利用普通克里金插值法和建立的基尼系数降雨分布不均匀性模型,对南京市和江苏省1961—2010年的降雨量、基尼系数和洛伦茨不对称系数的系列进行研究。结果表明:近50年来,江苏省年降雨量在空间上呈现明显的梯度变化,从东南沿海向西北内陆逐渐减少;江苏省年降雨量趋于增加,降雨年内时间分布趋于均匀,较多月份的降雨量占年降雨量的比例增大。雨季月份降雨量较集中,东南部大暴雨发生的频次增加,增大水土流失发生的可能性;非雨季月份降雨量较少,西北部容易造成土壤干旱,对植被生长和生态恢复极为不利。     

黑龙江省畜禽养殖污染防治措施探析

针对黑龙江省畜禽养殖业快速发展的实际,以畜禽养殖业污染物产生情况及处理现状为基础,对黑龙江省畜禽养殖污染防治管理存在的问题进行了分析,探索减少环境污染的措施,以期为畜禽养殖管理提供依据。