于 濤

（內(nèi)蒙古烏蘭察布市動物疫病預(yù)防控制中心，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000）

畜牧業(yè)環(huán)境承載能力估算及預(yù)警分析

于 濤

（內(nèi)蒙古烏蘭察布市動物疫病預(yù)防控制中心，內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000）

對烏蘭察布市11個旗縣（市區(qū)）2017年度生豬、肉羊、肉牛、奶牛的養(yǎng)殖統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行了分析，估算了畜禽糞便年排放量和以氮含量為標(biāo)準(zhǔn)的豬糞當(dāng)量，在此基礎(chǔ)上計算了農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量，并對各旗縣（市區(qū)）農(nóng)田畜禽糞便承受程度進行了風(fēng)險評價。結(jié)果表明，烏蘭察布市畜禽糞便年排放量已達11353207t；畜禽糞便豬糞當(dāng)量農(nóng)田年均負(fù)荷量為17.30t/hm2·a；畜禽糞便已對2個旗縣構(gòu)成Ⅱ級威脅1個旗縣（市區(qū)）構(gòu)成Ⅲ級威脅，對其余8個旗縣（市區(qū)）暫未構(gòu)成威脅。

畜禽糞便；豬糞當(dāng)量；農(nóng)田負(fù)荷；承受程度

近年來，烏蘭察布市畜牧業(yè)發(fā)展迅速，通過示范引導(dǎo)和政策扶持，畜牧業(yè)呈現(xiàn)出向好發(fā)展態(tài)勢，養(yǎng)殖規(guī)?；潭炔粩嗵岣撸G色農(nóng)畜產(chǎn)品輸出能力不斷增長。但畜禽養(yǎng)殖總量與可利用水資源，養(yǎng)殖糞污與土地消納能力、環(huán)境承載容量之間的矛盾日顯突出。為促進畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展，優(yōu)化烏蘭察布市畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)，進一步有效保護和改善生態(tài)環(huán)境，現(xiàn)結(jié)合烏蘭察布市畜牧業(yè)實際情況，對全市畜牧業(yè)環(huán)境承載能力進行測定，為全市各旗縣（市區(qū)）養(yǎng)殖數(shù)量進行合理調(diào)整提供可靠的決策依據(jù)，從而實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護“雙贏”。

1 畜牧業(yè)環(huán)境承載能力量化

1.1 數(shù)據(jù)來源

烏蘭察布市有11個旗縣（市區(qū)），采用的2017年各旗縣（市區(qū)）畜禽養(yǎng)殖數(shù)量（表1）來源于《烏蘭察布市農(nóng)牧業(yè)局“十三五”發(fā)展規(guī)劃》。在確定畜禽飼養(yǎng)數(shù)量時，根據(jù)各類畜禽的飼養(yǎng)周期選取不同的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，肉牛、肉羊和生豬平均飼養(yǎng)周期分別為300天、210天和180天，均小于一年，因此飼養(yǎng)數(shù)量就是當(dāng)年的出欄數(shù)，奶牛飼養(yǎng)周期為365天，飼養(yǎng)數(shù)量就是當(dāng)年的存欄數(shù)。各旗縣（市區(qū)）農(nóng)田面積（表4）數(shù)據(jù)來源《烏蘭察布市統(tǒng)計年鑒2016年卷》。

表1 2017年各旗縣（市區(qū)）畜禽養(yǎng)殖數(shù)量

1.2 計算參數(shù)

畜禽日糞便排泄系數(shù)。畜禽的糞便排泄系數(shù)是指單個動物每天排出糞便的數(shù)量，它與動物的種類、品種、性別、生長期、喂養(yǎng)飼料甚至天氣條件等諸多因素有關(guān)。因目前我國尚沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)，故除奶牛的排泄系數(shù)采用相關(guān)文獻參數(shù)外[1]，肉牛、生豬、肉羊的排泄系數(shù)均采用2002年自然生態(tài)環(huán)境保護司發(fā)布的參數(shù)[2]（表2）

豬糞當(dāng)量換算系數(shù)。本次環(huán)境承載能力測定是依據(jù)區(qū)域內(nèi)土地對畜禽養(yǎng)殖氮養(yǎng)分的負(fù)荷進行風(fēng)險評價。由于不同類型的畜禽糞便含氮量差異較大，其農(nóng)田消納量也有很大的差異。因此，根據(jù)各類畜禽糞便的含氮量和豬糞當(dāng)量換算系數(shù)（表2），將各類畜禽糞便統(tǒng)一換算成豬糞當(dāng)量值加以分析。

表2 各畜禽日糞便排泄系數(shù)及豬糞當(dāng)量換算系數(shù)

1.3 計算方法

畜禽糞便排放量的計算

計算公式為：X＝N*T*K①

公式①中：X為各類畜禽糞便排放量，單位為t/a；N為各類畜禽飼養(yǎng)量，單位為頭（只）；T為各類畜禽飼養(yǎng)期，單位為d；K為各類畜禽糞便排泄系數(shù)，單位為kg/頭·d。

農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量的計算

計算公式為：q＝Q/S＝∑X*F/S②

公式②中：q為畜禽糞便以豬糞當(dāng)量計的負(fù)荷量，單位為t/hm2·a；Q為各類畜禽糞便豬糞當(dāng)量總量，單位為t/a；S為有效農(nóng)田面積，單位為hm2；X為各類畜禽糞便量，單位為t/a；F為各類畜禽糞便換算成豬糞當(dāng)量的換算系數(shù)。

畜禽糞便負(fù)荷警報值的計算

計算公式為：r＝q/p③

公式③中：r為畜禽糞便負(fù)荷警報值，q為畜禽糞便以豬糞當(dāng)量計的負(fù)荷量，p為當(dāng)?shù)剞r(nóng)田以豬糞當(dāng)量計算的有機肥理論最大適宜施用量。

2 結(jié)果與分析

畜禽糞便排放量估算。根據(jù)（表1）2017年畜禽養(yǎng)殖數(shù)量和（表2）各畜禽日糞便排泄系數(shù)，按照公式①計算得出全市及各旗縣市區(qū)2017年畜禽糞便排放量。

表3 2017年畜禽糞便排放量

農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量。為研究各旗縣（市區(qū)）畜禽糞便環(huán)境承載量是否過大，引入農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量這一量化指標(biāo)來衡量不同旗縣（市區(qū)）的環(huán)境承載壓力，以增強畜牧業(yè)導(dǎo)致的環(huán)境污染狀況的可比性。按照公式②將全市2017年畜禽糞便排放量換算成豬糞當(dāng)量，得出農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量（表4）。2017年全市平均負(fù)荷量分別為17.30t/hm2，但同一年度不同旗縣（市區(qū)）之間差異很大，最大負(fù)荷量的為56.97t/hm2，而最小負(fù)荷量僅為10.53t/hm2，兩者相差5倍多。而農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量的大小可以間接反映一個地區(qū)畜禽的飼養(yǎng)密度，由此可見，各旗縣（市區(qū)）在畜禽飼養(yǎng)密度上存在較大的差異，這與當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和經(jīng)濟發(fā)展水平以及飼養(yǎng)習(xí)慣等有著密切的關(guān)系。

表4 2017年各旗縣（市區(qū)）農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量

畜禽糞便負(fù)荷預(yù)警值。為全面了解各地農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量是否過載以及對環(huán)境是否構(gòu)成潛在的污染威脅，對全市各旗縣（市區(qū)）畜禽糞便農(nóng)田負(fù)荷量承受程度進行了預(yù)警分析。根據(jù)上海市農(nóng)科院提出的畜禽糞便負(fù)荷警報值分級標(biāo)準(zhǔn)[3]，采用畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷（q），同當(dāng)?shù)剞r(nóng)田以豬糞當(dāng)量計的有機肥理論最大適宜施用量（p）的比值r（r＝q/p）來間接表達各地畜禽糞便負(fù)荷量承受程度。其中，r即為區(qū)域畜禽糞便負(fù)荷量承受程度有關(guān)的預(yù)警值。通常情況下，當(dāng)畜禽糞便負(fù)荷量為當(dāng)?shù)匦笄菁S便有機肥最大可施用量0.4倍以下，即預(yù)警值r＜0.4時，該地區(qū)畜禽糞便可完全被農(nóng)田環(huán)境所消納和承受，對環(huán)境不構(gòu)成污染威脅。隨著預(yù)警值r的逐漸增大，畜禽糞便將逐漸超過農(nóng)田的可消納量或承受程度，對環(huán)境造成污染的威脅性就將越來越大[4]。其中豬糞當(dāng)量計的有機肥理論最大適宜施用量（p）是以當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物對氮的需求為基準(zhǔn)的。這一風(fēng)險評估是建立在假設(shè)畜禽糞便施用后，被農(nóng)作物完全吸收，沒有損失的基礎(chǔ)上的。實際上，由于施肥方式、時間等原因，畜禽糞便在返田利用過程中有所流失。因此，該預(yù)警值只是反映了作物完全吸收糞肥，沒有損失的理想狀態(tài)下，過量施用糞肥對環(huán)境的壓力。根據(jù)全市種植特點，參照有關(guān)文獻[5]，從環(huán)境風(fēng)險的角度考慮，以最大適宜施用量60t/hm2·a豬糞當(dāng)量作為全市各旗縣（市區(qū)）農(nóng)田畜禽糞便環(huán)境風(fēng)險評價標(biāo)準(zhǔn)值。

表5 畜禽糞便負(fù)荷警報值分級

表6 2017年畜禽糞便負(fù)荷警報值

3 結(jié)論

（1）畜禽糞尿排放量和用水量與動物種類、性別、生長期、飼料、天氣條件等因素有關(guān)，本次僅對出欄生豬、肉羊、肉牛和存欄奶牛生長周期內(nèi)平均糞尿排放量和用水量進行了估算，獲取的數(shù)據(jù)有一定的局限性，其結(jié)果僅供參考。

（2）經(jīng)估算，2017年烏蘭察布市市11個旗縣（市區(qū)）畜禽糞便年排放量為11353 207t。其中羊和豬的年糞便排放量之和占總排放量的63.68%，故今后在治理畜禽糞便的污染中，應(yīng)以羊和豬糞便污染為治理重點。

（3）農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量分析結(jié)果顯示，全市豬糞當(dāng)量負(fù)荷分布在10.53～56.97t/hm2·a之間，平均值為17.30t/hm2·a。

（4）畜禽糞便負(fù)荷承受程度預(yù)警分析結(jié)果表明，除對8旗縣（市區(qū)）環(huán)境暫未構(gòu)成威脅外，已對2個旗縣（市區(qū)）構(gòu)成Ⅱ級威脅和對1旗縣（市區(qū)）構(gòu)成Ⅲ級威脅。

[1]張國印，茹淑華，孫世友，等.河北省畜禽糞尿產(chǎn)污量估算以及污染風(fēng)險評估[J].河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，20（4）：66-71.

[2]國家環(huán)?？偩肿匀簧鷳B(tài)保護局.全國規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對策[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

[3]沈根祥，汪雅谷，袁大偉.上海市郊農(nóng)田畜禽糞便負(fù)荷量及其警報與分級[J].上海農(nóng)業(yè)學(xué)報，1994，（S1）：6-11.

[4]王曉燕，汪清平.北京市密云縣耕地畜禽糞便負(fù)荷估算及風(fēng)險評價[J].農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，2005，（1）：30-34.

[5]韓燕雁，王清穎，李洪曙，等.養(yǎng)羊糞污產(chǎn)量及土地負(fù)荷量研究[J].中國畜禽種業(yè)，2015，11（4）：29-30