基于種養(yǎng)結(jié)合的福建省耕地畜禽承載力初探

摘?要：種養(yǎng)結(jié)合是實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)良性循環(huán)發(fā)展的有效途徑，福建省按照農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)結(jié)合、循環(huán)發(fā)展的生態(tài)理念，持續(xù)推進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)。以2018年福建省主要農(nóng)作物收獲物的氮素需求量與畜禽養(yǎng)殖業(yè)氮素排放量為研究對(duì)象，探索全省種養(yǎng)業(yè)氮素平衡問(wèn)題。經(jīng)初步測(cè)算，2018年福建省單位耕地畜禽氮負(fù)荷量為95.08 kg·hm-2，其中龍巖市、南平市、廈門市、漳州市超過(guò)全省平均水平;全省單位耕地氮素需求量為161.10 kg·hm-2，其中漳州市、福州市、三明市、廈門市超過(guò)全省平均水平。全省畜禽糞便承載力風(fēng)險(xiǎn)值為0.62，整體污染風(fēng)險(xiǎn)不高，但從局部看存在一定環(huán)境污染問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：畜禽養(yǎng)殖;氮素循環(huán);耕地承載力;福建省

中圖分類號(hào)：S141?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A?文章編號(hào)：0253-2301（2020）10-0057-05

DOI： 10.13651/j.cnki.fjnykj.2020.10.010

Abstract： The combination of planting and breeding is an effective way to realize the virtuous circular development of regional ecological agricultural system. Fujian Province continues to promote the construction of ecological agriculture in accordance with the ecological concept of combining agriculture and animal husbandry， planting and breeding and circular development. By taking the nitrogen demand of the main crop harvests and the nitrogen qrom livestock and poultry industry in Fujian Province in 2018 as the research object， the problem of nitrogen balance in the planting and breeding industry in the province was explored. According to the preliminary calculations， in 2018， the nitrogen load of livestock and poultry per unit of cultivated land in Fujian Province was 95.08 kg·hm-2， among which Longyan City， Nanping City， Xiamen City and Zhangzhou City exceeded the provincial average;the nitrogen demand per unit of cultivated land in the province was 161.10 kg·hm-2， among which Zhangzhou City， Fuzhou City， Sanming City and Xiamen City exceeded the provincial average. The risk value of carrying capacity of livestock manure in the whole province was 0.62， showing that the overall risk of pollution was not high， but there were some environmental pollution problems from a local perspective.

Key words： Livestock and poultry breeding;Nitrogen cycle;Carrying capacity of cultivated land;Fujian Province

種養(yǎng)平衡是實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)良性循環(huán)和可持續(xù)發(fā)展的有效途徑之一[1-2]。福建省提出建設(shè)生態(tài)省的戰(zhàn)略目標(biāo)以來(lái)，堅(jiān)持按照農(nóng)牧結(jié)合、種養(yǎng)結(jié)合、循環(huán)發(fā)展的生態(tài)理念[3]，持續(xù)推進(jìn)全省生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)。近年來(lái)，各地遵循以地定養(yǎng)、以種定養(yǎng)的原則，以實(shí)施畜禽糞污資源化整縣推進(jìn)、果菜茶有機(jī)肥替代化肥、化肥農(nóng)藥減量化行動(dòng)等項(xiàng)目為抓手，提升畜禽糞污資源化利用水平，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展[4]。

為進(jìn)一步量化以地定養(yǎng)、以種定養(yǎng)，本研究以2018年福建省主要農(nóng)作物收獲物的氮素需求量與畜禽養(yǎng)殖業(yè)氮素排放量為研究對(duì)象，對(duì)全省耕地種養(yǎng)業(yè)的氮素平衡情況進(jìn)行初步探討，為解決耕地畜禽養(yǎng)殖承載力問(wèn)題提供參考。

1?材料與方法

1.1?研究區(qū)域概況

福建省地處中國(guó)東南沿海，素有“八山一水一分田”之稱，陸域面積12.4萬(wàn)hm2，其中耕地面積1.34萬(wàn)hm2。域內(nèi)山地、丘陵地貌占八成以上，主要有戴云山、武夷山等山脈，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，2018年全省森林覆蓋率高達(dá)66.8%[5];域內(nèi)水系發(fā)達(dá)，河網(wǎng)密布，主要有閩江、九龍江、汀江、敖江、晉江、龍江、木蘭溪、交溪（即“六江兩溪”）等河流，2016-2018年全省主要河流優(yōu)良水質(zhì)比例穩(wěn)定在95.8%～96.5%。在亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候影響下，全域光照、雨量充足，平均降雨量1400～2000 mm，適合大多數(shù)動(dòng)植物生長(zhǎng)。

福建省畜禽養(yǎng)殖以生豬、肉禽為主，且規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化養(yǎng)殖程度較高。生豬養(yǎng)殖在九龍江流域的漳州、龍巖兩市存欄量占2018年全省總養(yǎng)殖的四成以上;肉雞、奶牛養(yǎng)殖主要集中在南平，僅圣農(nóng)集團(tuán)年產(chǎn)肉雞就達(dá)5億羽以上，分布在光澤、政和、浦城等地。福建省大宗作物以蔬菜、水果、水稻、茶葉等為主。水稻主要分布在南平、三明、龍巖等閩西北山區(qū);蔬菜主要分布在設(shè)施農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的福州、漳州等地;水果主要包括柑橘、香蕉、李、枇杷、龍眼、葡萄、梨、楊梅、荔枝、桃、橄欖等，漳州市水果種植面積、產(chǎn)量均位居全省首位;茶葉種植重點(diǎn)分布在南平、泉州、寧德等地。

1.2?數(shù)據(jù)來(lái)源

1.2.1?種養(yǎng)業(yè)基本情況?本研究以2018年為基準(zhǔn)年，收集了該年份福建省各地市畜禽養(yǎng)殖存欄情況、主要作物產(chǎn)量等，主要數(shù)據(jù)來(lái)源于《福建農(nóng)業(yè)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒（2019）》[6]。選取蔬菜、水果、水稻、薯類、茶葉等主要農(nóng)作物（表1）及肉牛、奶牛、生豬、肉羊、肉兔、家禽等主要畜禽（表2）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.2.2?種養(yǎng)業(yè)相關(guān)參數(shù)?本研究中主要農(nóng)產(chǎn)品每形成100 kg收獲物所需要的氮素用量，主要引用自《土地承載力測(cè)算技術(shù)指南》[7]，并結(jié)合實(shí)際情況對(duì)部分參數(shù)進(jìn)行微調(diào)。考慮到全省水果總產(chǎn)量中柑橘產(chǎn)量權(quán)重超過(guò)一半，其100 kg收獲物需氮量為0.6 kg，其他水果100 kg收獲物需氮量在0.21～0.74 kg，統(tǒng)一將水果需氮量參數(shù)確定為0.6 kg（表3）。主要農(nóng)作物形成100 kg收獲物的氮需求量：蔬菜0.43 kg、水果0.60 kg、稻谷2.20 kg、薯類0.50 kg、茶葉6.40 kg。

本文中各類畜禽所產(chǎn)生的排泄量也以氮計(jì)，相關(guān)參數(shù)主要引用自《土地承載力測(cè)算技術(shù)指南》等（表3）。

1.3?計(jì)算方法

本研究?jī)H以當(dāng)年產(chǎn)生的畜禽糞便中氮素為研究對(duì)象，且假設(shè)全部被農(nóng)作物吸收，未考慮被林地等其他土地類型消納，并排除區(qū)域土壤肥力、氮素輸入、時(shí)空分布不均等因素[8-9]。由于畜禽養(yǎng)殖品種、生長(zhǎng)周期、管理水平、污染物處理方式等差異，不同的研究其畜禽產(chǎn)排污系數(shù)有一定差異，本研究對(duì)此進(jìn)行了選取與折算。

1.3.1?單位耕地面積畜禽糞便承載力?耕地畜禽糞便承載力是指在特定區(qū)域內(nèi)消納畜禽糞便的能力，一般用單位面積耕地內(nèi)畜禽糞便的負(fù)荷量來(lái)表示。畜禽糞便負(fù)荷量指單位面積耕地所承載的畜禽糞便量，計(jì)算公式如下：

式中：B為耕地畜禽糞便負(fù)荷量（以氮計(jì)），kg·hm-1;L為畜禽糞便流失率，畜禽糞便經(jīng)不同工藝收集、處理后造成損失，按30%計(jì);∑Ni為區(qū)域內(nèi)各類畜禽養(yǎng)殖糞便的總氮量，kg;S為區(qū)域總耕地面積。

1.3.2?單位耕地面積作物養(yǎng)分需求量?假設(shè)特定區(qū)域內(nèi)作物生產(chǎn)所需養(yǎng)分均來(lái)自畜禽糞便，區(qū)域作物總養(yǎng)分量均由畜禽糞便供應(yīng)。單位耕地面積作物養(yǎng)分需求量（以氮計(jì)），計(jì)算公式如下：

式中：M為單位耕地面積作物養(yǎng)分需求量，kg·hm-2;Yi為區(qū)域內(nèi)第i種作物總產(chǎn)量，t;Ki為區(qū)域內(nèi)第i種作物每形成100 kg產(chǎn)量吸收營(yíng)元素的量，kg。

1.3.3?耕地畜禽糞便承載力的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)?耕地畜禽糞便承載力的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)通過(guò)預(yù)警值來(lái)表達(dá)，計(jì)算公式如下：

R=B/M

式中：R為耕地畜禽糞便承載力預(yù)警值。受負(fù)荷程度越大，其R值越大，畜禽糞便對(duì)區(qū)域環(huán)境的壓力也越大，耕地的畜禽糞便承載能力越弱。

2?結(jié)果與分析

2.1?福建省畜禽糞便承載力風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)情況

由表5可知，2018年福建省單位耕地畜禽氮負(fù)荷量為95.08kg·hm-2，從主要農(nóng)產(chǎn)品養(yǎng)分需求量測(cè)算，全省畜禽糞便承載力風(fēng)險(xiǎn)值為0.59，現(xiàn)有養(yǎng)殖量約占最大承載量的59%，整體污染風(fēng)險(xiǎn)不高，但從局部看存在一定環(huán)境污染問(wèn)題。主要原因是近年來(lái)福建省通過(guò)采取控制生豬養(yǎng)殖總量、關(guān)閉拆除禁養(yǎng)區(qū)內(nèi)養(yǎng)殖場(chǎng)（戶）、加快生豬養(yǎng)殖場(chǎng)改造升級(jí)、實(shí)施整縣推進(jìn)畜禽糞污資源化利用等措施，多措并舉控制畜禽養(yǎng)殖污染，為降低畜禽養(yǎng)殖污染負(fù)荷作出了貢獻(xiàn)。

2.2?福建省各地市畜禽糞便承載力風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)情況

從單位耕地畜禽糞便氮負(fù)荷量看，龍巖市、南平市、廈門市、漳州市分別達(dá)到173.10、124.46、103.17、96.34 kg·hm-2，均超過(guò)全省平均水平，特別是龍巖市單位耕地畜禽糞便氮負(fù)荷量已超過(guò)了歐盟年施氮量170 kg·hm-2的限量標(biāo)準(zhǔn)，極易造成區(qū)域水環(huán)境的污染，對(duì)下游水質(zhì)污染存在風(fēng)險(xiǎn)。從主要農(nóng)產(chǎn)品氮需求量看，漳州市、福州市、三明市、廈門市分別達(dá)到223.41、194.19、166.99、162.59 kg·hm-2，均超過(guò)全省平均水平。

3?討論與建議

3.1?討論

已有大量研究文獻(xiàn)對(duì)耕地糞污承載能力進(jìn)行估算，由于系數(shù)選取、計(jì)算方法存在差異，因此不同文獻(xiàn)得出的數(shù)據(jù)結(jié)果不具可比性，但結(jié)論可供參考。從搜集的文獻(xiàn)來(lái)看，如楊飛等[10]、朱建春等[11]、武淑霞等[12]分別對(duì)2009年、2011年、2015年各省市畜禽養(yǎng)殖糞便氮的單位耕地負(fù)荷進(jìn)行測(cè)算，范建華等[13]2018年對(duì)包括福建在內(nèi)的8個(gè)省糞污土地承載量進(jìn)行調(diào)查，也認(rèn)為福建省單位土地糞污承載量超過(guò)了平均水平，可見(jiàn)長(zhǎng)期以來(lái)畜禽養(yǎng)殖對(duì)福建省單位耕地面積的氮污染負(fù)荷均超過(guò)全國(guó)平均值。同時(shí)，福建省種植業(yè)復(fù)種指數(shù)高，單位耕地養(yǎng)分需求量也較大，從2018年的計(jì)算結(jié)果分析，福建省總體污染風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別不高。但局部地區(qū)如九龍江上游的龍巖市、閩江上游的南平市以及莆田、泉州等有潛在污染風(fēng)險(xiǎn)。但隨著近年來(lái)中央生態(tài)環(huán)保督察的持續(xù)推進(jìn)，各地畜禽養(yǎng)殖業(yè)裝備設(shè)施水平的提升以及畜禽糞污資源化利用工作的深入實(shí)施，畜禽養(yǎng)殖所帶來(lái)的局部污染風(fēng)險(xiǎn)也將隨之降低。

3.2?建議

3.2.1?優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，推進(jìn)種養(yǎng)平衡?當(dāng)前正值謀劃“十四五”發(fā)展規(guī)劃的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，各地要遵循“以地定養(yǎng)、以種定養(yǎng)、種養(yǎng)結(jié)合”的生態(tài)理念，統(tǒng)籌規(guī)劃調(diào)整區(qū)域內(nèi)種養(yǎng)業(yè)的布局和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，為了減少非洲豬瘟對(duì)福建省生豬產(chǎn)業(yè)的影響，鼓勵(lì)在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)較低的區(qū)域增養(yǎng)補(bǔ)欄，合理引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，就近就地利用糞污資源，實(shí)現(xiàn)土地配套、種養(yǎng)平衡，以推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

3.2.2?注重項(xiàng)目帶動(dòng)，促進(jìn)種養(yǎng)對(duì)接?各地要以實(shí)施畜禽糞污資源化整縣推進(jìn)、果菜茶有機(jī)肥替代化肥等區(qū)域循環(huán)項(xiàng)目為抓手，從畜禽糞污收集、處理、貯存、利用等環(huán)節(jié)加強(qiáng)指導(dǎo)，加快建立種養(yǎng)對(duì)接體系，擴(kuò)大畜禽糞污資源化利用范圍，向更為廣大的林地等開(kāi)發(fā)利用，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)糞污循環(huán)利用。

3.2.3?發(fā)展規(guī)模養(yǎng)殖，提升利用效率?隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)?；⒓s化、設(shè)施化程度的提高，畜禽糞便資源化利用的水平和效率也將不斷提升。同時(shí)，深入落實(shí)化肥農(nóng)藥減量化行動(dòng)，以實(shí)施有機(jī)肥替代、商品有機(jī)肥推廣、測(cè)土配方施肥、種植綠肥等為抓手，進(jìn)一步提高化肥利用率，減少化肥在土壤中的殘留，充分挖掘化肥減量潛力。

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（責(zé)任編輯：柯文輝）