西北半干旱地區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷研究

摘要：為了解甘肅省平?jīng)鍪行笄蒺B(yǎng)殖污染現(xiàn)狀，對(duì)平?jīng)鍪?001-2010年畜禽養(yǎng)殖情況進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，2001-2010年，平?jīng)鍪行笄蒺B(yǎng)殖的污染負(fù)荷及其警報(bào)值逐年遞增，從Ⅲ級(jí)發(fā)展為Ⅳ級(jí)，對(duì)環(huán)境的威脅性從“有”發(fā)展為“較嚴(yán)重”； TP、TN是畜禽養(yǎng)殖的主要污染物，主要污染源是以牛為代表的大牲畜的糞尿；以2010年為例，各區(qū)縣畜禽養(yǎng)殖中，華亭縣污染最嚴(yán)重，靜寧縣污染最輕；進(jìn)入水體的污染物的等標(biāo)排放量達(dá)到24 922.17萬t，其中崆峒區(qū)最大，崇信縣最小。

關(guān)鍵詞：畜禽養(yǎng)殖；污染負(fù)荷；TP；TN；平?jīng)鍪?/p>

中圖分類號(hào)：X17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）24-6106-04

畜禽養(yǎng)殖收入在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中所占的比重越來越大，畜牧業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要支柱[1]。但同時(shí)畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)所也是導(dǎo)致農(nóng)村大氣、水體等周邊環(huán)境污染的元兇[2-4]。據(jù)農(nóng)業(yè)、環(huán)保等部門調(diào)查得知畜禽養(yǎng)殖帶來的環(huán)境問題越來越突出，這種污染具有的隱蔽性、隨機(jī)性、分布廣泛性、不易監(jiān)測(cè)性等特點(diǎn)對(duì)環(huán)境和居民健康危害極大，已經(jīng)引起了人們廣泛的重視。

當(dāng)前，國內(nèi)針對(duì)畜禽養(yǎng)殖帶來的環(huán)境污染問題已經(jīng)做了很多研究，如張玲玲等[5]的武漢城市圈畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷分析、巨天珍等[6]的新農(nóng)村建設(shè)中未來畜禽養(yǎng)殖發(fā)展的建議、張緒美等[7]的畜禽糞便總氮污染負(fù)荷呈現(xiàn)由西北內(nèi)陸向東南沿海逐漸加重的趨勢(shì)等，都對(duì)當(dāng)?shù)仞B(yǎng)殖經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保工作指明了方向。基于此，本研究根據(jù)甘肅省政府《關(guān)于貫徹落實(shí)陜甘寧革命老區(qū)振興規(guī)劃的意見》，為實(shí)現(xiàn)平?jīng)鍪幸猿鞘刑豳|(zhì)擴(kuò)容為重點(diǎn)，為更好地實(shí)現(xiàn)生態(tài)文化旅游名城等目標(biāo)，配合國家小康環(huán)保計(jì)劃的落實(shí)，針對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染問題進(jìn)行了深入剖析，以為當(dāng)?shù)丨h(huán)境規(guī)劃的制定和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供理論和管理依據(jù)[8]。

1 研究區(qū)概況

平?jīng)鍪形挥诟拭C省東部，東鄰陜西咸陽，西連甘肅定西、白銀，南接陜西寶雞和甘肅天水，北與寧夏固原、甘肅慶陽毗鄰，是古“絲綢之路”必經(jīng)重鎮(zhèn)，素有隴上“旱碼頭”之稱。總土地面積1.1萬km2，全部為旱地，海拔為890～2 857 m，年均氣溫10.2 ℃，降水量為616.7 mm。全市轄涇川、靈臺(tái)、崇信、華亭、莊浪、靜寧六縣和崆峒一區(qū)；全市總?cè)丝?31.82萬人，常住人口達(dá)221.38萬人，其中城鎮(zhèn)人口72.21萬人，人口密度每平方公里207人。平?jīng)鲆彩歉拭C省主要農(nóng)林產(chǎn)品生產(chǎn)基地和畜牧業(yè)、經(jīng)濟(jì)作物主產(chǎn)區(qū)，盛產(chǎn)小麥、玉米、谷類、蕎麥、油菜、胡麻、林果、烤煙等。自2001年以來，該市規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展。2010年末大牲畜存欄達(dá)80.09萬頭，比上年增長8.3%，牛、羊、豬出欄量分別為38.1萬頭、46.44萬只、13.66萬頭；肉類總產(chǎn)量達(dá)到7.59萬t，比上年增長11.29%。由此可見，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，畜禽產(chǎn)品社會(huì)需求量劇增，隨著規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)的迅速發(fā)展，畜禽糞便排放量急劇上升，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的影響日益突出。

2 研究方法與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文研究數(shù)據(jù)均來自2001-2010年《平?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)有：有效耕地面積、牛存欄數(shù)、羊存欄數(shù)、豬出欄數(shù)等。

2.2 排泄系數(shù)的確定

對(duì)于不同的畜禽，其排泄系數(shù)是不同的，與畜禽的種類、品種、飼養(yǎng)周期、喂養(yǎng)飼料、當(dāng)?shù)靥鞖鈼l件等密切相關(guān)?！镀?jīng)鍪修r(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》上公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)未對(duì)畜禽種類加以細(xì)分，也沒有家禽養(yǎng)殖的具體統(tǒng)計(jì)數(shù)量。因此計(jì)算畜禽糞便排放量時(shí)主要以牛、羊、豬的排放量為主，以及牛、羊的存欄數(shù)及豬的出欄數(shù)為基準(zhǔn)。參考農(nóng)業(yè)部全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心關(guān)于畜禽糞便量的計(jì)算方法得出畜禽糞便日排放量及周期排放量參數(shù)[9，10]。

2.3 畜禽糞便量計(jì)算

3 結(jié)果與分析

3.1 畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)分析

通過分析牛存欄數(shù)、羊存欄數(shù)、豬出欄數(shù)2001-2010年隨時(shí)間的變化情況，得出平?jīng)鍪薪晷笄蒺B(yǎng)殖變化情況（圖1），結(jié)果表明，畜禽養(yǎng)殖數(shù)隨時(shí)間發(fā)生變化。對(duì)牛而言，其年末存欄數(shù)大體隨著時(shí)間逐年遞增，年均增長率為4.75%，預(yù)計(jì)到2015年末達(dá)到100萬頭；對(duì)于羊、豬而言，存欄數(shù)、出欄數(shù)隨年份呈波動(dòng)性變化。整體而言，由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程速率加快，人口的增加，人均可支配收入增加及對(duì)高品質(zhì)生活的要求，人們的飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，增加了畜禽養(yǎng)殖的規(guī)模，這導(dǎo)致當(dāng)?shù)匦笄蒺B(yǎng)殖結(jié)構(gòu)的變化，增加了畜禽養(yǎng)殖污染風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 平?jīng)鍪行笄菁S便污染負(fù)荷的空間分布

利用ArcGIS軟件的空間分析功能，獲得平?jīng)鍪行笄蒺B(yǎng)殖污染負(fù)荷及其警報(bào)值的空間分布情況（圖4）。由圖4可知，污染負(fù)荷最大是華亭縣，達(dá)到68.09 t/（hm2·年）；其次是崇信縣、崆峒區(qū)、涇川縣，分別達(dá)到47.23、42.67、42.56 t/（hm2·年）；污染負(fù)荷最小的是靜寧縣的23.00 t/（hm2·年），其次是莊浪縣和靈臺(tái)縣，分別為35.48、35.64 t/（hm2·年）。與污染負(fù)荷相對(duì)應(yīng)的是其警報(bào)值。崇信縣和華亭縣的警報(bào)值分級(jí)級(jí)數(shù)均為Ⅴ級(jí)，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境已經(jīng)產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，且影響程度華亭縣大于崇信縣；崆峒區(qū)、涇川縣、靈臺(tái)縣和莊浪縣的警報(bào)值分級(jí)級(jí)數(shù)均為Ⅳ級(jí)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境已經(jīng)產(chǎn)生較嚴(yán)重影響，且影響程度崆峒區(qū)與涇川縣接近，均大于靈臺(tái)縣和莊浪縣，而靈臺(tái)縣和莊浪縣接近；靜寧縣的警報(bào)值分級(jí)級(jí)數(shù)為Ⅲ級(jí)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境已經(jīng)有影響，且影響程度是最小的。同時(shí)，由圖4可以看出，平?jīng)鍪械貐^(qū)污染負(fù)荷由西向東逐漸增大，緊鄰崆峒區(qū)的華亭縣、崇信縣、涇川縣分擔(dān)了來自崆峒區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷壓力，主要是崆峒區(qū)是平?jīng)鍪薪?jīng)濟(jì)、文化、人口中心，其對(duì)畜禽產(chǎn)品消費(fèi)量大，從而加大了周邊地區(qū)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模。

3.5 各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染物及進(jìn)入水體的畜禽污染物等標(biāo)排放量

由圖5和表1可知，進(jìn)入該地區(qū)水體的污染物等標(biāo)排放量總量為24 922.17萬t，其中貢獻(xiàn)率最大的是崆峒區(qū)的19.23%，污染物等標(biāo)排放量為4 792.11萬t，其次分別是靜寧縣的16.45%，莊浪縣的15.76%，污染物等標(biāo)排放量依次為4 098.56萬t、3 928.98萬t；貢獻(xiàn)率最小的是崇信縣的8.00%，污染物等標(biāo)排放量僅為1 994.01萬t。當(dāng)?shù)厮w的主要污染物是TN和TP，且等標(biāo)排放量TN大于TP，等標(biāo)排放量最小的是CODCr。因此，為避免當(dāng)?shù)厮w被污染，需加強(qiáng)TN、TP的排放與流失管理。由表1可知，進(jìn)入水體的CODCr、TN、TP的主要來源是牛的糞尿，其次是豬糞、羊糞、豬尿，且前者等標(biāo)排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于后兩者的等標(biāo)排放量。為此，加強(qiáng)牛的糞便管理與控制是避免當(dāng)?shù)厮h(huán)境被污染的工作重點(diǎn)。

4 小結(jié)與討論

1）2001-2010年平?jīng)鍪械男笄蒺B(yǎng)殖主要以大牲畜為主，羊的養(yǎng)殖數(shù)呈波動(dòng)變化，而豬的養(yǎng)殖數(shù)有所降低。十年間畜禽養(yǎng)殖的污染負(fù)荷從Ⅲ級(jí)發(fā)展為Ⅳ級(jí)，對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的影響越來越大，TP、TN是畜禽養(yǎng)殖的主要污染物，主要污染源是以牛為代表的大牲畜的糞尿。因此，為污染控制指明了方向與對(duì)象。

2）2010年各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖糞便已經(jīng)對(duì)當(dāng)?shù)馗丨h(huán)境產(chǎn)生了不同程度的污染，華亭縣的污染最嚴(yán)重，崇信縣次之，污染指數(shù)都達(dá)到Ⅴ級(jí)，再次是崆峒區(qū)、涇川縣、靈臺(tái)縣、莊浪縣，污染最小的是靜寧縣，但其污染指數(shù)仍處于Ⅲ級(jí)，故各區(qū)縣在發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)需要統(tǒng)籌兼顧，根據(jù)社會(huì)實(shí)際發(fā)展情況合理調(diào)整畜禽養(yǎng)殖規(guī)模與布局。

3）2010年各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖排泄物中TP、TN是當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境和水體的主要污染物，其中土壤環(huán)境中TP等標(biāo)排放量大于TN等標(biāo)排放量，水體中TN等標(biāo)排放量大于TP。進(jìn)入水體的污染物除了TP、TN，還有部分CODCr，其主要污染源是大牲畜的糞尿。

4）2010年牛糞、牛尿是污染物主要來源，其等標(biāo)排放總量分別達(dá)到5 988.14萬t，18 124.37萬t，所占比例依次為24.03%、72.72%；其次是豬糞，所占比例為2.78%；而羊糞、豬尿所占比例分別僅為0.30%、0.17%。因此，牛的糞尿是平?jīng)鍪行笄蒺B(yǎng)殖污染的主要污染源。

畜禽養(yǎng)殖已經(jīng)對(duì)平?jīng)霎?dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染，且污染的程度逐年增大，因此，必須采取措施加強(qiáng)對(duì)畜禽養(yǎng)殖的管理，合理規(guī)劃與布局規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖點(diǎn)，推廣環(huán)境友好型養(yǎng)殖模式，如“西北五位一體”沼氣生態(tài)養(yǎng)殖模式、生態(tài)型循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展模式等[11]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李 飛，董鎖成.西部地區(qū)畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷與資源化路徑研究[J].資源科學(xué)，2011，33（11）：2204-2211.

[2] 段 勇，張玉珍，李延風(fēng)，等.閩江流域畜禽糞便的污染負(fù)荷及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，23（3）：55-59.

[3] 張克強(qiáng)，黃治平，王 風(fēng)，等.農(nóng)村面源污染及其防治措施[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)·新能源產(chǎn)業(yè)，2010（2）：23-27.

[4] 蔡新源.農(nóng)村面源污染的特點(diǎn)和控制[J].科技資訊，2009，1（1）：98.

[5] 張玲玲，劉化吉，趙麗婭，等.武漢城市圈畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（11）：6402-6404.

[6] 巨天珍，姚晶晶，張恩堂，等.干旱地區(qū)新農(nóng)村建設(shè)中的畜禽養(yǎng)殖環(huán)境問題——以甘肅省白銀市為例[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012， 40（1）：295-298.

[7] 張緒美，董元華，王 輝，等.中國畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)及其糞便N污染負(fù)荷特征分析[J].環(huán)境科學(xué)，2007，28（6）：145-152.

[8] 巨天珍，石培基.農(nóng)村小康建設(shè)與環(huán)境保護(hù)[M].蘭州：甘肅人民出版社，2011.

[9] 彭 里，王定勇.重慶市畜禽糞便年排放量的估算研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（1）：289-293.

[10] 巨天珍，王繼偉，陳 源，等.蘭州市農(nóng)村畜禽污染以及對(duì)水體影響的研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2009（1）：20-22.

[11] 黃沈發(fā)，陳長虹，賀軍峰.黃浦江上游匯水區(qū)畜禽業(yè)污染及其防治對(duì)策[J].上海環(huán)境科學(xué)，1994，13（5）：4-8.