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。     

基于种养平衡的河南省畜禽养殖分析及其环境污染风险研究

为探究河南省畜禽养殖环境污染现状,利用排污系数法等方法估算了河南省畜禽养殖粪尿负荷量、耕地承载力和水体污染负荷指数等指标,分析并评价了不同地区畜禽养殖现状的合理性及对环境的污染状况,以期为河南省合理畜禽养殖提供理论依据。结果表明,(1)河南省2016年畜禽粪尿产生总量为13 101.5万t,以南阳市、驻马店市、周口市、商丘市和开封市产生量最大,其总和占全省总量的54.0%。从污染风险看,河南省平均负荷量为16.2 t·hm-2,警报值级别处于Ⅱ级,对环境稍构成污染威胁。(2)河南省可承载的猪当量为7 402.4万头猪当量,实际养殖已超载2 047.3万头猪当量。其中驻马店市、平顶山市、洛阳市、信阳市超载最严重,占超载总量的50.1%。(3)河南省水体的主要污染物为全氮(TN)和全磷(TP),而化学需氧量(COD)的等标排放量相对较少。全省平均扩散浓度达128.0 mg·L-1,属于严重污染。平均等标污染指数为12.2 mg·L-1,表现为对水环境有污染。对环境污染最严重的是开封市,污染指数达31.9 mg·L-1;对环境污染最小的是信阳市,污染指数为2.3 mg·L-1。(4)从污染负荷来看,开封市、平顶山市、漯河市的耕地承载负荷大,水体潜在污染严重,安阳市和信阳市的污染负荷较低。     

山东省畜禽粪便的环境污染现状及风险评价

以耕地和水环境保护为出发点,根据山东省各地市近五年来畜禽养殖量数据,采用排泄系数法估算畜禽粪便的产生量,在此基础上计算了畜禽粪便的耕地负荷和水体等标污染指数等指标,综合评价了各地市畜禽养殖业的发展对土壤和水环境产生的污染压力。研究发现:2014—2018年山东全省畜禽粪便的平均耕地污染风险指数为0.77～0.84,预警级别为Ⅲ级;全省平均水体等标污染指数由9.26逐渐降低为4.46,对应的预警级别由Ⅱ级降为Ⅰ级。表明畜禽污染已对土壤环境产生风险,潍坊市尤为突出;而畜禽污染对水体环境基本无污染风险,但不同地区间存在差异,聊城市的水体污染风险仍相对较高。此外,依据土壤养分平衡理论和山东省耕地面积估算,山东省2018年畜禽的最高承载数量(以猪当量计)为12 873万头。本研究为优化畜禽养殖结构、推动区域畜禽养殖业绿色发展、保护区域生态可持续发展提供了理论参考。     

发达国家畜禽养殖业环境政策与我国治理成本分析

"十二五"期间,我国将畜禽养殖纳入主要污染物减排管理体系,为畜禽养殖污染防治带来良好的契机。通过分析总结国外发达国家畜禽养殖污染防治的环境监管体系和资金管理体系特征,提出我国"十二五"期间的规模化畜禽养殖污染防治治理成本构想。     

洞庭湖区畜禽粪便中氮素污染及其环境成本

畜禽养殖在保障肉食供应、改善居民生活、增加农民收入等方面发挥着重要作用,但是畜禽粪便中的氮素也给环境造成严重污染,加强畜禽粪便氮素污染及其环境成本研究有重要意义。该研究以湖南洞庭湖区为对象,从耕地、水体、大气3个方面估算了该区域畜禽粪便的氮素污染及其环境成本。结果表明,2006年湖南洞庭湖区畜禽粪便中的氮素养分为18.99 万t,粪便中氮素污染的环境成本为8.77亿元,其中对农田、水体、大气污染的环境成本分别为2.32 亿元、4.81亿元、1.64 亿元。畜禽粪便氮素养分所产生的环境污染问题已经不容忽视。     

基于耕地承载力的畜禽养殖污染负荷及环境风险研究——以四川省为例

[目的]通过对四川省畜禽养殖污染负荷、耕地承载力空间分布特征的探讨,为研究区农业的可持续发展提供理论依据。[方法]在前人研究基础上,结合四川省区域特点,研究各市州畜禽粪便产生量、主要污染物产生量、流失量以及单位耕地面积猪当量负荷量,N和P负荷量,利用ArcGIS解析其空间分布特征,对耕地承载力现状进行风险评价。[结果]2016年四川省畜禽粪便总产量2.94×10~7 t;产生和流失最多的污染物为化学需氧量(COD),最少为全磷。四川省单位耕地面积猪当量负荷,N,P负荷平均值分别为50 310,327,85kg/hm~2,平均负荷预警值1.34,风险评价等级Ⅳ级,对环境有威胁。但负荷预警值在区内存在空间分布不均的特征,阿坝州和甘孜州最高,预警值分别为6.61和6.93,均属Ⅵ级,对环境构成严重威胁。[结论]现阶段畜禽粪便的产生已对四川省环境有威胁,畜禽粪便污染的来源主要是牛粪和猪粪。应推广农牧结合、种养平衡、生态循环的畜禽养殖模式。     

湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价

[目的]测算和分析畜禽养殖粪污耕地负荷和土地承载力,为防治农业面源污染,促进农牧协调发展提供科学依据。[方法]根据湖南省畜禽养殖、作物产量等数据资料,在考虑粪污综合利用率的前提下,采用产排污系数法、养分平衡法分别计算2020年各地市州畜禽养殖耕地污染负荷和土地承载力,分析畜禽养殖空间布局以及粪污消纳分配。[结果]湖南省2020年共养殖猪当量4.27×10⁷头,各区域养殖量差异很大;畜禽粪便和TN,TP耕地负荷分别为19.04 t/hm²,94.85,24.99 kg/hm²,耕地负荷警报级别均在Ⅱ级以上,对耕地环境稍有威胁,其中永州市、娄底市、怀化市、郴州市至少有两项耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级及以上,耕地环境风险较高;畜禽养殖土地最大承载量为1.23×10⁸头猪当量,已养殖猪当量仅占其37.18%。各地市州的可增加养殖量也非常可观,常德市、益阳市、岳阳市、邵阳市、长沙市、永州市、衡阳市7个市的可养殖猪当量在5.00×10⁶头以上。在确认区域内畜禽养殖未超载的基础上,永州市、娄底...     

河南省农业面源污染负荷估算及区划

研究河南省农业面源污染的来源及污染负荷,对河南省农业面源污染治理具有重要意义。采取输出系数模型法,估算了2014年河南省农业面源污染物总氮和总磷负荷量。结果表明:2014年河南省农业面源污染物总氮负荷量是总磷负荷量的6.7倍,分别是3.87×10~5,5.73×10~4 t/a。三种不同污染源类型总氮负荷贡献率的大小顺序为:耕地畜禽养殖农村生活;总磷负荷贡献率的大小顺序为:畜禽养殖耕地农村生活。河南省农业面源污染程度区划可分为5个区域:南阳市和驻马店市为重度污染区,周口市、商丘市和信阳市为较重度污染区,新乡市、安阳市、洛阳市、开封市、平顶山市、郑州市、许昌市为中度污染区,濮阳市、三门峡市、鹤壁市、焦作市、漯河市为较轻污染区,济源市为轻度污染区。研究表明,河南省农业面源污染主要来源于耕地、畜禽养殖和农村生活,面源污染在可区划为5个区,区划可为河南省面源污染的分区治理提供科学依据。     

中国近30年畜禽养殖量及其耕地氮污染负荷分析

为准确掌握近年来中国畜禽养殖发展的区域差异及畜禽粪便对环境的污染威胁,该研究利用年平均增长率方法,揭示畜禽养殖量及其氮污染的增长率的区域差异和时序变化规律,分析耕地的畜禽污染负荷。结果表明,近些年中国畜禽养殖业发展迅速,各地区的猪、羊、家禽养殖量的年平均增长率都普遍较高,增幅甚至超过12%;牛和羊的年平均增长率的区域差异较大。畜禽养殖发展基本可分为3个阶段:稳步发展阶段(1980-1995年),全面发展阶段(1996-2006年),现代化发展阶段(2007年-至今)。华北、华中、华南、西南地区畜禽氮污染产生量都较大,华北和东北各省的年平均增长率相对较高,其中河南、四川、山东三省的畜禽养殖的增幅较快、养殖量较大、耕地的氮污染负荷较重。全国平均单位耕地面积的畜禽氮污染负荷达138.13kg/hm2,其中四川等6省市已达202.98kg/hm2以上。该研究为全国和各省区农业发展规划和畜禽养殖结构调整提供参考。     

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.     

林芝畜禽养殖粪便排放时空演变及耕地污染负荷分析

为准确掌握林芝市畜禽养殖发展的区域差异及畜禽粪便对环境的污染威胁,该研究利用年平均增长率及输出系数方法,揭示畜禽养殖量及其氮磷污染的增长率的区域差异和时空变化规律,分析耕地的畜禽污染负荷。结果表明,林芝市畜禽养殖业发展迅速,各县的牛、猪、家禽养殖量的年平均增长率都普遍较高,羊的增长率与其他种类畜禽不同出现了负增长。畜禽养殖发展基本可分为3个阶段:稳步发展阶段(1986―2000年),全面发展阶段(2000―2010年),现代化发展阶段(2010―2014年)。工布江达县畜禽污染产生量较大,林芝县与米林县年平均增长率相对较快,朗县平均单位耕地面积的畜禽氮磷污染负荷最重。林芝市平均单位耕地面积的畜禽磷氮污染负荷达到400和2345kg/hm~2。该研究可为林芝市农牧业发展规划和畜禽养殖结构调整提供参考。     

江西农业面源污染现状及控制对策

江西农业面源污染正成为江西农村生态环境恶化的主要因子之一,在农业生产过程中不合理使用化肥、农药,畜禽(水产)养殖废弃物、农膜残留、农作物秸秆、城镇居民生活垃圾、污水等造成的水体、土壤、生物和大气的污染已严重制约了当地农业和农村经济环境的可持续发展,该文简要阐述了江西农业面源污染物的主要来源、现状、影响和控制对策。     

江苏省畜禽粪便污染现状与防治对策

根据2000年以来江苏省畜禽饲养状况的有关资料,利用各类畜禽粪便日排泄系数估算畜禽粪便量,在此基础上计算江苏省各地畜禽粪便污染负荷量。研究发现,江苏省畜禽养殖业产生的粪便及各类污染物数量巨大,盐城市产生的粪便及各类污染物居全省首位,南通市次之;江苏省畜禽粪便污染负荷量平均为16.5t/(hm~2·a),南通市畜禽粪便污染负荷量最高,达26.7t/(hm~2·a)。全省畜禽粪便污染负荷最高的县是南通市的海安县,其次是盐城市的盐都县。最后本文分析了畜禽粪便污染环境的主要原因并提出了畜禽养殖污染防治的对策。     

基于输出系数模型的北京地区农业面源污染负荷估算

农业生产活动产生的面源污染物是环境污染负荷的主要来源之一。利用输出系数模型对北京市农业面源污染负荷进行了估算。结果表明,2006年北京市农业面源污染物总氮和总磷负荷量分别是19 565.7×106和2 413.1×106 g/a。土地利用方式显著影响氮和磷负荷,不同污染源类型对污染负荷贡献的差异较大。不同污染源类型对总氮污染负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞耕地＞林地＞畜禽养殖＞园地＞牧草地,对总磷负荷贡献率的大小顺序为农村生活污水及废弃物＞畜禽养殖＞耕地＞林地＞园地＞牧草地。各区县总氮和总磷负荷量和负荷强度的差异较大,其中大兴、顺义、房山、密云和通州的总氮和总磷负荷量较大,而朝阳、丰台、通州、顺义和大兴的总氮和总磷负荷强度较大。农业面源污染物氮和磷分布状况和负荷强度的研究,为北京地区区域规划和农业结构调整提供了科学依据。     

青海省农业面源污染源特征分析

基于历史数据分析,阐明青海省农业面源污染来源的主要特征及发展趋势,提出基于不同畜禽养殖方式的畜禽养殖面源污染排放量的计算方法,揭示不同类型农业面源污染源的污染物产生量和潜在威胁,并提出主要污染来源的防治对策。青海省近30a来的农药化肥、地膜、秸秆以及畜禽粪便量总体上呈现增大的趋势,近5a来秸秆量出现小幅下降;在不同的畜禽养殖方式下,散户产生的面源污染负荷量最大,规模化养殖厂(小区)和养殖专业户的NH_3-N污染负荷较大,放养畜禽的NH_3-N和总磷面源污染负荷量不容忽视。2015年青海省畜禽粪便产生的进入水体形成农业面源污染的化学需氧量占98.8%,NH_3-N、总氮和总磷分别占90.2%、93.8%和93.9%。在主要农业面源污染防控措施方面,应大力加强畜牧业的污染治理,形成种植业与畜牧业的结合,建立良性生态循环模式。     

基于网格的中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷估算

[目的]估算网格化的中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷,以期准确分析中国畜禽养殖废弃物对环境的污染威胁。[方法]基于统计数据进行行政区域的畜禽养殖废弃物氮养分量的估算,并利用面积权重内插法和GIS空间分析技术进行中国耕地畜禽养殖废弃物氮负荷估算及网格化研究。[结果]网格化后的畜禽养殖废弃物耕地氮负荷基本保持了以各省区为单元数据的基本特征,不再是以行政边界为划分不同畜禽养殖废弃物氮养分负荷的依据,更接近于实际情况,并以河南省为例进行了验证。[结论]从整体空间分布角度看,2010年中国畜禽养殖废弃物氮负荷量空间分布其高值范围与低值范围的界线近似于中国400mm等降水量线。从各省域空间分布范围分析,氮负荷量高的主要集中在广东省、北京市、四川省及湖南省范围,而蒙古、新疆、西藏及青海这4个区域范围内的氮负荷量都较低。     

辽宁省畜禽粪便产污系数测算与环境承载力预警分析

  目的  本文通过对辽宁省畜禽养殖产污系数测算及污染负荷空间分布特征的探讨,为降低畜禽养殖造成的环境污染风险和辽宁省农业的可持续发展提供理论依据。  方法  根据2019年辽宁省畜禽粪便及其主要养分参数的周年监测结果,估算各市区畜禽粪便及其主要污染物的产生系数以及单位耕地面积猪当量负荷量,氮（N）、磷（P）负荷量,并对环境承载力现状进行风险评价。  结果  辽宁省畜禽粪便总产量4.65千万t;产污系数最高的是COD,全氮次之。  结论  辽宁省多数市区畜禽粪便单位耕地面积磷耕地负荷低限额,对环境有尚未构成威胁,且负荷预警值在省内存在空间分布不均的特征。     

江苏省畜禽粪便污染现状及其风险评价

采用2004年畜禽养殖量数据,利用各类畜禽粪便日排泄系数估算畜禽粪便量,在此基础上计算江苏省各地畜禽粪便农田负荷量,并对各地畜禽粪便污染现状进行评价。结果显示,江苏省畜禽粪便年产生量已达6825万t;畜禽粪便农田年负荷量平均为14.9 t/hm2,污染风险指数平均为0.33,南通、盐城与徐州3市超过环境预警值,属污染最严重区;受养殖业布局的影响,全省畜禽粪便污染严重地区大多靠近水体,对江苏省水环境质量产生威胁。     

四川山区农村面源污染负荷估算与评价

对农村面源污染物负荷的估算、来源分析及控制措施制定是当前研究的热点之一。利用输出系数模型和生态系统服务与权衡综合评价模型(Integrate valuation of ecosystem services and tradeoffs tool,In VEST模型)估算宝兴县面源污染物总氮(TN)、总磷(TP)负荷,并结合水环境功能分区标准,分析面源污染物的超标情况。旨在揭示山区农村面源污染治理的空间异质性,为农村面源污染防治规划、山区水环境治理效率的提升提供科学依据。结果表明,1)2010年宝兴县面源污染物TN、TP负荷分别为1 156.44、81.41 t/a,TN、TP负荷的空间格局整体上呈现出分布不均,局部集中,靠近水体的规律;2)不同污染源对TN、TP负荷的贡献率大小顺序均为:畜禽养殖农业用地农村生活;3)从流域尺度看,宝兴县TN、TP负荷没有超过III类水质标准规定的污染物负荷阈值;而从30 m×30 m栅格尺度看,宝兴县TN、TP超标量分别为763.63、51.16 t/a,其超标区域主要集中在耕地、草地、居民地以及靠近水体的地方,以上超标区域即为面源污染控制和治理的关键区域。     

应用Manure-DNDC模型模拟畜禽养殖氮素污染

畜禽养殖是重要的农业面源氮素污染源头,大量的畜禽粪便施入农田后,会加大农田氮素径流和淋溶损失强度。畜禽养殖废弃物氮素污染过程复杂,涉及到动物自身营养循环以及废弃物通过不同途径进入环境的过程,目前大多通过排放系数法估算畜禽养殖过程产生的氮素污染负荷。该文选用最新版Manure-DNDC模型,以山东小清河流域为例,模拟畜禽养殖及废弃物处理的生物地球化学过程,分析氮素在动物、畜禽粪便、农田之间的迁移转化,探讨该过程中氮素的主要损失途径以及污染物负荷的时空变化特征。模拟结果表明,小清河流域2008年畜禽养殖及粪便处理场所氮素径流损失4.66万t,粪便施入农田后的氮素径流和淋溶损失分别为0.1、0.51万t。