林芝畜禽養殖糞便排放時空演變及耕地污染負荷分析

郝守寧，普布次仁，董 飛

林芝畜禽養殖糞便排放時空演變及耕地污染負荷分析

郝守寧1，普布次仁2，董 飛3※

（1. 西藏農牧學院，林芝 860000；2. 西藏職業技術學院，拉薩 850000；3. 中國水利水電科學研究院，北京 100038）

為準確掌握林芝市畜禽養殖發展的區域差異及畜禽糞便對環境的污染威脅，該研究利用年平均增長率及輸出系數方法，揭示畜禽養殖量及其氮磷污染的增長率的區域差異和時空變化規律，分析耕地的畜禽污染負荷。結果表明，林芝市畜禽養殖業發展迅速，各縣的牛、豬、家禽養殖量的年平均增長率都普遍較高，羊的增長率與其他種類畜禽不同出現了負增長。畜禽養殖發展基本可分為3個階段：穩步發展階段（1986―2000年），全面發展階段（2000―2010年），現代化發展階段（2010―2014年）。工布江達縣畜禽污染產生量較大，林芝縣與米林縣年平均增長率相對較快，朗縣平均單位耕地面積的畜禽氮磷污染負荷最重。林芝市平均單位耕地面積的畜禽磷氮污染負荷達到400和2 345 kg/hm2。該研究可為林芝市農牧業發展規劃和畜禽養殖結構調整提供參考。

氮；磷；污染；畜禽養殖；年平均增長率

0 引 言

農業面源污染對土壤環境、水質和農產品安全具有不同程度的影響，是破壞區域環境質量的重要因素[1]，第一次中國污染源普查公報顯示，地表水污染的污染物主要來源為農業面源污染；而畜禽養殖污染是農業面源污染中比較突出的污染源[2]，其產生的污染物化學需氧量(chemical oxygen demand，COD)、總磷（total phosphorus，TP）和總氮（total nitrogen，TN）分別占農業污染源的96%、56%和38%。畜禽養殖引起的污染問題已成為關注的焦點[3]，歐盟硝酸鹽法規中規定單位耕地面積糞尿氮、磷[4]投入量分別不能超過170和35 kg/hm2。中國對畜禽養殖業環境污染問題關注的學者從20世紀90年代以來日益增多，一些學者對國內很多地區也進行了基于耕地面積的畜禽糞便負荷估算和環境影響評價等研究[5-7]，文獻資料顯示中國畜禽糞便年產生的污染物COD遠遠超過工業廢水和生活污水兩污染源產生的總和[8]，糞肥投入導致土壤Olsen-P增量為等量化肥的3倍[9]，其盈余的營養物將對土壤環境[10-12]造成嚴重的壓力。

畜禽養殖污染物產生量估算及環境承載能力預測國內外已有研究報道，包括畜禽養殖的糞尿排放量估算、畜禽養殖量統計、畜禽養殖糞便產生的氮/磷養分耕地負荷[13]、畜禽糞便污染風險預測[14]及環境承載能力評價[15]等，畜禽養殖污染排放、污染風險評價通常采用排放系數及模型模擬等方法估算。由于軟件模型模擬所需參數較多且很多參數獲取受限等原因，從而導致制模型難以在一定區域大范圍應用[16]，排放系數法雖然所需參數較少但受地域限制性很大，不同地區的研究中排放系數、估算方法不一致[17]，且畜禽養殖排放系數的選用還受其牲畜種類的影響。基于研究區林芝市所搜集的資料及實際情況，本文利用統計年鑒數據分析林芝市1986―2014年間的畜禽養殖情況及時空分布特征，采用國家環保部推薦的排放系數估算畜禽養殖污染物產生量，同時對林芝市耕地畜禽養殖污染負荷變化及耕地環境影響時空演變規律進行分析，以期為林芝市畜禽養殖業科學發展和耕地生產安全提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

林芝市坐落于藏東南生態安全屏障區，東與昌都地區和云南省相連，西與拉薩市和山南地區交界，北與那曲地區毗鄰，南與緬甸、印度兩國接壤，邊境線長約1 006.5 km，幅員面積11.7萬km2。下轄林芝、工布江達、朗縣、米林、波密、察隅和墨脫7縣，平均海拔3 000 m，最低處海拔152 m，是世界陸地垂直地貌落差最大的地帶，區域橫跨雅魯藏布江和怒江兩大流域，水源豐富河網密集，林芝市行政區域及水系分布見圖1。該區域氣候宜人，生態環境優良，降雨量豐富，氣象資料顯示年均降雨量接近800 mm，素有“西藏江南”之美稱，加之“七山二水一分田”的自然地理狀況造就了林芝市畜牧產業的優勢。受自然環境、人為活動及國家政策的影響，林芝市內畜牧業的養殖量及耕地面積在不斷的發生變化，截至2014年末，區內養殖大牲畜41.7萬頭、豬24.3萬頭、羊6.6萬只、家禽26.2萬只；耕地面積2.04萬hm2。

圖1 林芝市行政區劃及水系分布

1.2 數據來源

本次研究所需資料分為屬性數據和空間數據[18]兩類，屬性數據包括林芝市耕地面積、主要畜禽（牛、豬、羊、禽）養殖數量等主要來自2015年《林芝地區統計年鑒》，受當地歷史發展限制屬性數據記載年限為1986―2014年。空間數據包括林芝市各縣行政區域及區內的主要河流水系矢量數據等來自中國科學院地理科學與自然資源研究所，并通過查閱文獻資料和現場勘察的方式對空間數據進行檢驗，部分數據通過屬性數據和空間數據計算得出。為便于評價林芝市畜禽養殖量總體變化趨勢，本研究在分析各類畜禽養殖數量變化的基礎上，同時采用豬當量來分析比較林芝市畜禽養殖總量的變化，其中豬當量的換算參照畜禽養殖業污染物排放標準（GB18596-2001）中畜禽數量換算參數計算。基于畜禽中牛、豬、羊、家禽的養殖周期存在差異，屬性數據中牛、豬、羊、禽1 a養殖量均選用各類畜禽的年末存欄量。研究中單位耕地面積畜禽養殖及污染負荷計算時均采用相對應年份的年末實際耕地面積，屬性數據中耕地面積及畜禽養殖數據時間范圍均是1986―2014年。

1.3 分析方法

本研究以林芝市下轄的7縣的畜禽養殖變化、畜禽養殖產污量及耕地面積為研究對象，空間上從行政區劃角度展開，時間上采用1986―2014年間的年末屬性數據，對林芝市畜禽養殖時空分布、變化規律及耕地污染負荷特征進行研究分析。同時為了方便評價畜禽養殖量總體變化狀況，畜禽養殖量分析中采用當量豬[19]作標準化計算，即一頭牛等于13.55頭當量豬，一只羊等于1.26頭當量豬，一只家禽等于0.06頭當量豬。研究中采用年均增長率來衡量林芝市7縣的畜禽養殖變化，計算公式如式（1）。

式中是年平均增長率，1T分別為第1年和第年的畜禽養殖量。為了真實反映林芝市近30 a各畜禽養殖量（和耕地載荷）的年平均增長率，計算1時以研究階段為階梯，分別利用研究階段的起始年與階段終止年的當年養殖存欄量。

畜禽糞尿污染物排放量受地域及畜禽種類的影響較大，不同地區不同種類的畜禽污染物排放量差異顯著，本研究根據林芝市實際情況，豬、羊、牛及家禽污染物的排放系數參考國家環保部推薦排泄系數計算畜禽排泄物及其污染物排放量[20]，排放系數如表1所示，畜禽糞便排放的污染物TN、TP利用輸出系數模型進行計算，計算公式如式（2）。

式中為污染物類型；為研究區內畜禽種類；L為污染物質的排放量，kg；E為污染物在第種畜禽的排放系數，kg/(頭·a)；A為第種牲畜的數量。

表1 畜禽糞尿及污染物年排放系數

2 結果與分析

2.1 林芝市畜禽養殖量的空間分布

以林芝市2014年的畜禽養殖為例，見表2，由表2可知林芝市畜禽種類及養殖量區域分布存在明顯差異，林芝市大牲畜養殖區主要分布在林芝市內西部的尼洋河流域，主要養殖縣為林芝縣、米林縣及工布江達縣，其中工布江達縣是大牲畜養殖量最高的縣域行政區，養殖量高達158 370頭；而大牲畜養殖量最小的區域為林芝市中部的墨脫縣，其養殖量為16 144頭約是工布江達縣大牲畜養殖量的10%，僅占林芝市大牲畜總養殖量的2%。豬養殖區域主要分布在林芝市中西部的林芝縣及米林縣，其中林芝縣是豬養殖量最高的縣域，養殖量達到58 099頭，占林芝市豬養殖總量的24%，約為最少豬養殖量墨脫縣的5.9倍。羊的主要養殖縣為察隅縣、米林縣和朗縣，其3縣的羊養殖量總和達到53 998只，占研究區內總羊養殖量的81%。家禽養殖量最高的縣域為林芝縣，養殖量占林芝市家禽養殖總量的48%，約為最少家禽養殖量波密縣的28.3倍。從豬當量角度計算分析，林芝市是畜禽養殖主要區域與大牲畜養殖分布相似，分布在林芝市內西部的林芝縣、米林縣及工布江達縣，是林芝市的主要畜產品基地。總體來說，林芝市畜禽的養殖分布呈空間互補狀態，大牲畜與豬主要分布在林芝市的西部，而羊和家禽多分布在西部。

表2 2014年林芝市各縣的主要畜禽養殖量（存欄量）

2.2 林芝市畜禽養殖量時間變化規律

根據林芝地區統計年鑒整理出林芝市1986-2014年的畜禽養殖量并分析其28 a的變化規律見圖2，由圖2可看出林芝市近28 a來不同種類畜禽養殖量變化各不相同，其中只有牛和豬養殖量保持著穩定增加的狀態；家禽養殖量在2010年之前一直保持著增加的態勢，且在十一五期間（2005―2010年）發生了急劇的快速增長，但到了2010年之后發生了養殖量下降的趨勢；值得一提的是林芝市的羊養殖量一直處于穩步的下降趨勢，且在中國第10個五年發展規劃的開端養殖量的降速有所增加。畜禽養殖量波動變化較大的時間段主要在2000―2010年，自2000年國務院發布《關于實施西部大開發若干政策措施的通知》開始，在西藏發展高度需求的刺激和國家政策的大力扶持下，林芝市畜禽養殖數量增長速度有所提升。綜合分析各類畜禽養殖量的時間變化特征可將林芝市畜禽養殖發展分為3個階段：第1階段（1986―2000年）：以畜牧業為主要產業的林芝市，農牧生產相對落后，農牧民更重視畜禽養殖的數量，畜禽養殖數量處于穩定的發展狀態；第2階段：西部大開發若干政策措施的通知下發后，西藏開始了跨越式的發展，以農牧產業為主導產業的林芝市，在對農畜產品高度需求的刺激下畜牧業進入到全面發展階段（2000―2010年），也是林芝市畜牧業發展的黃金時期；第3階段：畜牧業進入了現代化發展（2010―2014年），國家對畜牧業生產結構優化重視的同時，對畜禽養殖所造成的環境污染尤為重視，受到環境保護和產業結構政策影響畜牧業的發展進入了瓶頸階段，迫使畜牧業向生態型、環境友好型和現代生產體系發展。

圖2 林芝市主要畜禽養殖量變化趨勢

2.3 林芝市畜禽養殖量的時空平均增長率

近28 a來，林芝市不同區縣內的不同類別畜禽養殖量的年平均增長率各不相同（圖3），即林芝市畜禽養殖量的時空平均增長率差異非常明顯。其中對于畜禽養殖量的當量豬來分析，增長最為迅速的為林芝縣與米林縣，當量豬的增長率分別達到1.70%和1.74%，同時值得一提的是朗縣當量豬出現了負增長，且以年平均增長率為0.61%的速度減少；牛的養殖量的年平均增長率在數值與空間上和全部畜禽的當量豬有著相似的規律，且林芝縣與米林縣增長率分別為1.69%和1.77%，其中朗縣出現負增長，年平均增長率為-0.54%；同樣林芝縣的家禽養殖量年平均增長率也遙遙領先于其他各縣的年平均增長率，其平均增長率高達7.66%，不同的是28 a的家禽養殖量年平均增長率出現負值的唯一地區為波密縣；整個林芝市的羊養殖量都處于負增長狀態，養殖量下降速度最快的地區為波密縣其年平均增長率達到?9.82%；豬養殖量的年平均增長率在數值與空間不同于其他畜禽種類，整個地區的豬養殖量都是穩步的增加，最高年平均增長率為工布江達縣達到7.55%。

林芝市畜禽養殖量年平均增長率不僅在畜禽類別及區域存在明顯的差異，其在各時間段變化規律也不太一致，由圖3可知：第1個階段：除了察隅縣和墨脫縣的牛養殖量年平均增長率超過了1.60%，其他各縣的年平均增長率普遍較低；各縣豬養殖量的變化規律與牛相似，且年平均增長率都在1.34%以上，其中年平均增長率最高的工布江達縣增長率到達6.56%；各縣羊養殖量的變化規律最為特殊，除了察隅縣的增長率為1.10%其余各縣羊養殖量都為負增長；各縣家禽養殖量年平均增長率中唯有波密縣與工布江達縣出現了負值，其他地區都是不同速度的增長，特別是林芝縣增長率達到了6.15%。第2個階段：牛的養殖量年平均增長率有些地區出現了負值，且在第1個階段增長率最高的察隅縣和墨脫縣在此階段下降速度最大，分別達到了-1.05%和-2.63%，而在第1個階段增長率最低的工布江達縣在此階段的增長率最高，達到了3.15%；豬養殖量的變化規律在此階段除了墨脫縣出現了急速的負增長，其余各縣與第1個階段相似，且增長率遠超過了第1階段，特別是工布江達縣此階段的增長率較第1個階段翻了一倍；各縣羊養殖量年平均增長率在此階段全部出現了負值，變速最快的波密縣其減少率達到了-10%；各縣畜禽養殖中唯有家禽養殖量年平均增長率為正值，且增長率最大的林芝縣達到了16.22%。第3個階段：牛養殖量年平均增長率大部分地區出現了負值，但墨脫縣在此階段卻出現了飛速的增長，其增長率高達10.57%；各縣豬養殖量的年平均增長率差異較大，在第2階段出現飛速增長的工布江達縣在此階段出現了負增長，而且是全林芝市減少速度最快的縣，其值為-3.61%，在第2階段表現為負增長的墨脫縣在此階段出現了猛速的增長，其增長率高達23.40%，遠遠超過其他縣；各縣羊養殖量年平均增長率在此階段與第2階段一樣表現為負增長，且羊養殖量降速最快的為波密縣其值達到了-18.18%；在此階段各縣家禽養殖量的年平均增長率差異較大，朗縣的增長率最大，其值達到了25.44%，是第2階段增長率的36倍，而此階段是波密縣家禽養殖量下滑最快的階段，減少率達到了-18.39%。

圖3 林芝市各縣主要畜禽養殖量的年平均增長率

從豬當量來分析，在第1階段各縣豬當量的年平均增長率都是穩步上升的，但增速普遍較低；第2階段唯有朗縣、察隅縣和墨脫縣出現了負增長，年平均增長率變化雖比第1階段大，但都沒超過4%；第3階段各縣豬當量的年平均增長率拉開了距離，受各類因素的影響增長速度出現了明顯的差異；從各縣豬當量28 a的年平均增降率的結果來看，增長速度普遍較低，各縣沒有超過2%的增長率，結合各縣不同階段不同畜禽種類的年平均增長率結果分析，雖然各區縣不同種類畜禽養殖量變化較大，但畜禽種類之間有著間接互補的效果。

2.4 林芝市畜禽養殖污染負荷特征

畜禽養殖數量的時空分布決定了畜禽污染物產生量的大小分布，畜禽養殖種類的組成影響著不同種類污染物的產生量。林芝市七縣的畜禽養殖量及種類的不同導致各縣的畜禽養殖污染物TP、TN的時空演變存在著較大的差異，根據表1的輸出系數、表2的統計數據和公式（2）計算出林芝市28 a間畜禽養殖污染物TP、TN的產生量見圖4，由圖4可知畜禽養殖污染物TP、TN的產排量變化分別與豬和牛的養殖數量變化趨勢一致，TP的產生量自1986年以來保持著穩步上升的趨勢，至2014年TP產生總量達到7 792 t，畜禽養殖中牛產生的TP最高占畜禽養殖總產排量的94%；1986―2014年污染物TN的年產生總量出現了波動，在2010年達到了峰值45 849 t，其中牛對TN年產生量貢獻比例高達97%。計算結果顯示牛養殖所排放的糞便是林芝市畜禽養殖污染物TP、TN主要來源，牛養殖所排放的污染物遠遠高于其他其他畜禽養殖，研究結果符合畜牧業為林芝市的主導產業之一的狀況。

圖4 林芝市畜禽TP、TN排放量的變化趨勢

由圖5可知林芝市7縣畜禽養殖污染物TP、TN的時空演變規律，畜禽不同種類的組成導致污染物TP、TN的產排量變化與畜禽養殖量的變化存在著差異。自1986年以來，雖然各縣畜禽養殖污染物TP與TN的產排量變化波動程度不盡相同，但變化趨勢一致，除了朗縣TP與TN的產排量從1986年的992、5 979 t分別下降到2014年的851與5 111 t。其余各縣的產排量都是增加量，其中增加量最大為米林縣，1986年到2014年間米林縣TP與TN的產排量從834、4 975 t分別上升到1 402與8 197 t，其他5縣雖沒有米林縣增加的迅速但都保持著增加的趨勢。值得一提的是墨脫縣，該縣TP與TN的產排量發展趨勢雖然是上升的，但自1986年以來TP產排量一直徘徊在150 t左右，且區間變化量未超過35 t；TN產排量一直徘徊在900 t左右，但在2010年出現最低產排量683 t比1986年低30 t，在2014年達到最高值1 035 t。

為了更準確地分析畜禽養殖污染負荷時空演變規律，由圖5結合公式（1）計算分析各縣畜禽養殖污染負荷的年均增長率，根據圖5中TP、TN產排量的時間變化規律與畜禽養殖量的變化規律相似，將畜禽養殖污染負荷分3個階段計算年均增長率見圖6。在第1階段，整個林芝市畜禽養殖污染物TP、TN的負荷年均增長率分別為0.84%與0.81%，同時各縣TP、TN的負荷年均增長率都是正值，但唯有察隅縣與墨脫縣超過整個林芝市的年均增長率，其中年均增長率最大為察隅縣，該縣內TP、TN的負荷年均增長率分別達到1.86%與1.87%，變化速率最小的波密縣TP、TN的負荷年均增長率為0.28%與0.25%。第2階段期間，林芝市畜禽養殖污染物TP、TN的負荷年均增長率分別為1.60%與1.53%，不同于第1階段的是此階段各縣TP、TN的負荷年均增長率出現了較大的差別，朗縣、察隅縣與墨脫縣出現了負增長率，特別是墨脫縣TP、TN的負荷年均增長率降幅達到了-2.89%與-2.75%，最大年增長率的為林芝縣，其TP、TN的負荷年均增長率為2.86%與2.69%。在第3階段，TP、TN的負荷年均增長率尤其復雜，林芝市的畜禽養殖污染物TP的負荷年均增長率為0.01%，而TN的負荷年均增長率為-0.07%，各縣TP、TN的負荷年均增長率出現斷崖式的差距，唯有林芝縣、墨脫縣與米林縣為正增長，其余的縣污染負荷呈下降趨勢，增長率最高的墨脫縣TP、TN的負荷年均增長率達到了11.40%與10.96%，降幅最大的朗縣TP、TN的負荷年均減少率為-5.39%與-5.45%。

圖5 林芝市畜禽TP、TN的時空排放量

圖6 林芝市主要畜禽養殖氮、磷污染負荷的年平均增長率

2.5 林芝市TP、TN耕地負荷特征

農業耕地土壤是畜禽養殖糞便污染物的主要吸收消納場所，各地區的耕地面積的多少直接影響著該地區畜禽養殖糞便污染物的消納能力，因此單位耕地面積的畜禽養殖污染物負荷不但能客觀反映畜禽養殖的污染風險也是衡量地區畜禽密度的主要指標，如果單位耕地面積畜禽污染物承載量過大，超過了耕地的消納能力就會導致大量污染物在土壤中積累，對當地的生態環境造成壓力。研究結果表明，綜合考慮土壤質地、肥力及氣候等因素的影響，歐盟農業政策規定，單位耕地面積的糞肥年施氮、磷量的限量標準[21]為170和35 kg/hm2，如果糞肥年施氮、磷量超過限量標準值，則過量的氮、磷將會對農田和水環境造成污染。結合當地實際狀況分析其畜禽養殖排放物全部施于耕地，根據圖5結果結合林芝市耕地統計數據計算各縣單位耕地面積的年污染負荷量變化趨勢見圖7。林芝市的平均單位耕地面積TP、TN年負荷量從1986年的326與1 947 kg/hm2分別增加到2014年的400和2 345 kg/hm2，從結果中可知林芝市28a來的平均單位耕地面積TP、TN年負荷量遠遠高于歐盟限量標準。林芝市內的TP、TN年負荷量與耕地面積的空間分布共同決定了各縣的單位耕地負荷量的大小，由圖7結果可知：研究區內各縣平均單位耕地面積TP與TN年負荷量的時空分布與演變有著及其相似的規律，28 a來墨脫縣單位耕地面積TP、TN年負荷量一直處于最低的狀態，朗縣的單位耕地面積年負荷量一直保持著最高狀態，研究區內朗縣、米林縣與工布江達縣單位耕地面積年負荷量是波動較大的行政區，值得關注的是28a來唯有林芝縣一直保持著增加的趨勢，且增加量達到了近100%，朗縣減少了27%，工布江達縣增加了55%。由圖5與圖7可知，縣域行政區內畜禽養殖污染物TP、TN的年產排量較高的地區并不是單位耕地面積年負荷量較高的地區，根據單位耕地面積的糞肥年施氮、磷量的限量標準可知，畜禽養殖污染物TP、TN的年產排量最高的地區并非污染風險最為嚴重的區域，圖7結果結合歐盟限量標準得知研究區內各縣畜禽養殖污染都存在著風險，風險最為嚴重的區域為朗縣與工布江達縣，因此，林芝縣、米林縣與工布江達縣是以后的重點控制區域。

圖7 單位耕地面積TN、TP污染負荷

3 討 論

農牧業為研究區內的主導產業，從畜禽糞便養分循環利用角度分析，耕種與畜禽養殖密切相關，耕種是畜禽糞肥養分循環利用的有效途徑[22]，1986―2014年林芝市統計結果表明，林芝市畜禽養殖經歷從穩步發展到全面發展、再到現代化發展3個階段，該發展規律與楊飛等[16]對中國近30 a畜禽養殖量發展規律研究成果在時間上極其相符，林芝市經過28 a的發展，畜禽養殖總量增加了28%，養殖業的發展在時空分布上表現極不平衡。空間分布上林芝市7縣中工布江達縣與米林縣的畜禽養殖總量增加最大。

研究區內各縣單位耕地面積TP、TN年負荷量28 a來都高于歐盟農業政策規定的限量標準，尤其朗縣的單位耕地面積TP、TN年負荷量穩居第一位，且最高時分別達到902與5 431 kg/hm2。研究區內單位耕地面積TP、TN年負荷量基本上呈上升的趨勢，劉曉利等[23]對2002年中國平均單位耕地面積氮污染負荷為52 kg/hm2，王方浩等[17]研究表明2003年中國單位耕地面積氮污染負荷平均值為107 kg/hm2，楊飛等[16]研究表明2009年中國單位耕地面積氮污染負荷平均值為138.36 kg/hm2，對比研究結果表明研究區單位耕地面積TP、TN年負荷量上升趨勢與中國的整體發展形式吻合。

研究區內各縣畜禽養殖污染負荷的時空演變中，米林縣與工布江達縣增長速度最快，墨脫縣一直保持最小負荷量，單位耕地面積年負荷量風險最大的行政區為朗縣、工布江達縣與米林縣。以上研究成果與郝守寧等[24]對林芝市農業面源污污染物TP、TN的時空變化與分布特征研究成果基本一致。

4 結 論

本研究分析了林芝市近28 a主要畜禽養殖極其污染物時空演變特征。總體來說各縣區的牛、豬、家禽的養殖量都有顯著增長，唯有羊的養殖量出現了下降趨勢。在空間上林芝縣、米林縣與工布江達縣的畜禽養殖量增長速度最快。林芝市畜禽養殖的發展較為迅速，豬、牛、羊和家禽的養殖量在林芝市呈互補的空間分布，工布江達縣的總豬當量遠高于其他縣。

研究區內畜禽養殖與TP、TN的時空演變規律及其相似，且TP、TN污染物主要來源于牛的養殖排泄。目前工布江達縣的畜禽養殖TP、TN的污染物總量最大分別為1 676與9 897 t，墨脫縣的最小分別為181與1 034 t。從畜禽養殖TP、TN污染量的增長率來看，28 a間研究區各縣的畜禽養殖TP、TN的污染物總量在養殖業發展的3個階段變化規律各不相同，總體來說增長量最快的為林芝縣、米林縣與工布江達縣。

農業耕地土壤是畜禽養殖糞便污染物的主要吸收消納場所，畜禽養殖TP、TN負荷量的大小并不能代表該區域的風險程度，單位耕地面積負荷量才是評價區域風險大小的科學指標。截止到2014年，林芝市單位耕地面積的畜禽養殖TP、TN污染負荷平均為400和2 345 kg /hm2。其中最高風險的行政區為工布江達縣與朗縣，兩縣的單位耕地面積的畜禽養殖TP、TN污染負荷分別都高于550與3 270 kg/hm2，對風險最小的行政區為墨脫縣，其單位耕地面積的畜禽養殖TP、TN污染負荷分別為115與655 kg/hm2。結果表明研究區內各縣的單位耕地面積的畜禽養殖TP、TN污染負荷都已遠遠超過歐盟的農業政策規定的警戒線。林芝市內河網密集，生態系統較為敏感，因此目前亟需采取科學合理的措施和手段來有效控制和管理畜禽養殖業，并采取有效措施處理畜禽糞便等污染物，保障林芝市畜禽養殖的可持續發展。

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Analysis on spatial-temporal evolution of livestock manure emission and pollution load of cultivated land in Nyingchi

Hao Shouning1, Pubu Ciren2, Dong Fei3※

(1.860000,; 2.850000,; 3.100038,)

In order to accurately grasp the regional differences in the development of livestock and poultry breeding in NyingchiCity and the pollution threat of livestock and poultry faeces to the environment, this study demonstrated the regional differences and spatio-temporal changes in the increase rates of livestock and poultry production and nitrogen and phosphorus pollution, and analyzed the livestock and poultry pollution load of the cultivated land by using the methods of annual average growth rate and output coefficient. The results showed that the livestock and poultry breeding industry in NyingchiCity developed rapidly, and the annual average growth rates of cattle, pigs and poultry in all the counties were generally higher. Differed from that of other livestock and poultry, the sheep showed a negative growth rate. The development of livestock and poultry breeding could be divided into three stages, i.e. steady development stage (1986?2000), comprehensive development stage (2000?2010), and modernised development stage (2010?2014). In the temporal and spatial evolution of livestock and poultry pollution load in each county of the study area, Milin County and Gongbo’gyamda County grew the fastest. Motuo County kept the minimum load all the time. Longxian County, Gongbo’gyamda County and Milin County had the greatest annual load risk per unit cultivated land area.By comparison, the amount of livestock and poultry pollution was larger in Gongbo’gyamda County, the annual average growth rates were higher in Nyingchi County and Mainling County, and the pollution loads of nitrogen and phosphorus from the livestock and poultry breeding in the unit cultivated area were the heaviest in Lang County. The average loads of phosphorus and nitrogen from the livestock and poultry breeding in Nyingchi City were 400 and 2 345 kg/hm2, respectively. The temporal and spatial evolution of livestock and poultry breeding and TP, TN in the study area were similar, and TP,TN pollutants mainly came from the cattle breeding and excretion. The total amount of TP, TN pollutants in livestock and poultry breeding in each county of the study area was different in the three stages of aquaculture development, and the fastest growth was in Nyingchi County, Milin County and Gongbo’gyamda County as a whole. Among them, the highest risk administrative districts were Gongbo’gyamda County and Longxian County, and the least risk administrative districts were Motuo County. The results showed that the TP, TN pollution load of livestock and poultry breeding per unit cultivated land area in the study area had far exceeded the warning stipulated in the agricultural policy of the European Union. Because of the dense inland river network and sensitive ecosystem in Nyingchi City, it was urgent to take scientific and reasonable measures and meant to effectively control and manage the livestock and poultry breeding industry, and to take effective measures to deal with pollutants such as livestock and poultry faeces, so as to ensure the sustainable development of livestock and poultry breeding in NyingchiCity. These results could provide scientific basis for the development planning of agriculture and animal husbandry and the structural adjustment of livestock and poultry breeding in Nyingchi City.

nitrogen; phosphorus; pollution; livestock and poultry breeding; annual average growth rate

2019-03-27

2019-07-29

西藏自治區自然科學基金項目（XZ 2018ZR G-29(Z)）；國家水專項（2017ZX07101004-001）；國家重點研發項目（2018YFC0407702）；國家自然科學基金（51809288）；雪域英才。

郝守寧，講師，從事流域水資源管理與保護研究。Email：64542784@qq.com

董 飛，博士，高級工程師，主要從事水環境數學模型、流域容量總量控制理論與方法等研究。Email：183554031@qq.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.025

X713

A

1002-6819(2019)-16-0225-08

郝守寧，普布次仁，董 飛.林芝畜禽養殖糞便排放時空演變及耕地污染負荷分析[J]. 農業工程學報，2019，35(16)：225－232. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.025 http://www.tcsae.org

Hao Shouning, Pubu Ciren, Dong Fei.Analysis on spatial-temporal evolution of livestock manure emission and pollution load of cultivated land in Nyingchi[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(16): 225－232. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.16.025 http://www.tcsae.org