农业环境论文西北半干旱地区畜禽养殖污染负荷研究

所属栏目:农业环境科学论文 发布日期:2014-04-25 09:16 热度:

  畜禽养殖收入在农业经济中所占的比重越来越大,畜牧业的发展已经成为农村经济发展的主要支柱[1]。但同时畜禽养殖场所也是导致农村大气、水体等周边环境污染的元凶[2-4]。据农业、环保等部门调查得知畜禽养殖带来的环境问题越来越突出,这种污染具有的隐蔽性、随机性、分布广泛性、不易监测性等特点对环境和居民健康危害极大,已经引起了人们广泛的重视。

  摘要:为了解甘肃省平凉市畜禽养殖污染现状,对平凉市2001-2010年畜禽养殖情况进行了研究。结果表明,2001-2010年,平凉市畜禽养殖的污染负荷及其警报值逐年递增,从Ⅲ级发展为Ⅳ级,对环境的威胁性从“有”发展为“较严重”;TP、TN是畜禽养殖的主要污染物,主要污染源是以牛为代表的大牲畜的粪尿;以2010年为例,各区县畜禽养殖中,华亭县污染最严重,静宁县污染最轻;进入水体的污染物的等标排放量达到24922.17万t,其中崆峒区最大,崇信县最小。

  关键词:农业环境论文,畜禽养殖,污染负荷,TP,TN,平凉市

  当前,国内针对畜禽养殖带来的环境污染问题已经做了很多研究,如张玲玲等[5]的武汉城市圈畜禽养殖污染负荷分析、巨天珍等[6]的新农村建设中未来畜禽养殖发展的建议、张绪美等[7]的畜禽粪便总氮污染负荷呈现由西北内陆向东南沿海逐渐加重的趋势等,都对当地养殖经济的发展和环保工作指明了方向。基于此,本研究根据甘肃省政府《关于贯彻落实陕甘宁革命老区振兴规划的意见》,为实现平凉市以城市提质扩容为重点,为更好地实现生态文化旅游名城等目标,配合国家小康环保计划的落实,针对畜禽养殖环境污染问题进行了深入剖析,以为当地环境规划的制定和农业经济的发展提供理论和管理依据[8]。

  1研究区概况

  平凉市位于甘肃省东部,东邻陕西咸阳,西连甘肃定西、白银,南接陕西宝鸡和甘肃天水,北与宁夏固原、甘肃庆阳毗邻,是古“丝绸之路”必经重镇,素有陇上“旱码头”之称。总土地面积1.1万km2,全部为旱地,海拔为890~2857m,年均气温10.2℃,降水量为616.7mm。全市辖泾川、灵台、崇信、华亭、庄浪、静宁六县和崆峒一区;全市总人口231.82万人,常住人口达221.38万人,其中城镇人口72.21万人,人口密度每平方公里207人。平凉也是甘肃省主要农林产品生产基地和畜牧业、经济作物主产区,盛产小麦、玉米、谷类、荞麦、油菜、胡麻、林果、烤烟等。自2001年以来,该市规模化畜禽养殖业快速发展。2010年末大牲畜存栏达80.09万头,比上年增长8.3%,牛、羊、猪出栏量分别为38.1万头、46.44万只、13.66万头;肉类总产量达到7.59万t,比上年增长11.29%。由此可见,随着城镇化进程加快,畜禽产品社会需求量剧增,随着规模养殖业的迅速发展,畜禽粪便排放量急剧上升,对当地生态环境的影响日益突出。

  2研究方法与数据统计

  2.1数据来源

  本文研究数据均来自2001-2010年《平凉市农业统计年鉴》,统计的数据有:有效耕地面积、牛存栏数、羊存栏数、猪出栏数等。

  2.2排泄系数的确定

  对于不同的畜禽,其排泄系数是不同的,与畜禽的种类、品种、饲养周期、喂养饲料、当地天气条件等密切相关。《平凉市农业统计年鉴》上公布的统计数据未对畜禽种类加以细分,也没有家禽养殖的具体统计数量。因此计算畜禽粪便排放量时主要以牛、羊、猪的排放量为主,以及牛、羊的存栏数及猪的出栏数为基准。参考农业部全国农业技术推广服务中心关于畜禽粪便量的计算方法得出畜禽粪便日排放量及周期排放量参数[9,10]。

  2.3畜禽粪便量计算

  3结果与分析

  3.1畜禽养殖结构分析

  通过分析牛存栏数、羊存栏数、猪出栏数2001-2010年随时间的变化情况,得出平凉市近十年畜禽养殖变化情况(图1),结果表明,畜禽养殖数随时间发生变化。对牛而言,其年末存栏数大体随着时间逐年递增,年均增长率为4.75%,预计到2015年末达到100万头;对于羊、猪而言,存栏数、出栏数随年份呈波动性变化。整体而言,由于城镇化进程速率加快,人口的增加,人均可支配收入增加及对高品质生活的要求,人们的饮食结构发生了变化,增加了畜禽养殖的规模,这导致当地畜禽养殖结构的变化,增加了畜禽养殖污染风险。

  3.4平凉市畜禽粪便污染负荷的空间分布

  利用ArcGIS软件的空间分析功能,获得平凉市畜禽养殖污染负荷及其警报值的空间分布情况(图4)。由图4可知,污染负荷最大是华亭县,达到68.09t/(hm2·年);其次是崇信县、崆峒区、泾川县,分别达到47.23、42.67、42.56t/(hm2·年);污染负荷最小的是静宁县的23.00t/(hm2·年),其次是庄浪县和灵台县,分别为35.48、35.64t/(hm2·年)。与污染负荷相对应的是其警报值。崇信县和华亭县的警报值分级级数均为Ⅴ级,对当地生态环境已经产生了严重影响,且影响程度华亭县大于崇信县;崆峒区、泾川县、灵台县和庄浪县的警报值分级级数均为Ⅳ级,对当地的生态环境已经产生较严重影响,且影响程度崆峒区与泾川县接近,均大于灵台县和庄浪县,而灵台县和庄浪县接近;静宁县的警报值分级级数为Ⅲ级,对当地的生态环境已经有影响,且影响程度是最小的。同时,由图4可以看出,平凉市地区污染负荷由西向东逐渐增大,紧邻崆峒区的华亭县、崇信县、泾川县分担了来自崆峒区畜禽养殖污染负荷压力,主要是崆峒区是平凉市经济、文化、人口中心,其对畜禽产品消费量大,从而加大了周边地区畜禽养殖规模。

  3.5各地区畜禽养殖污染物及进入水体的畜禽污染物等标排放量

  由图5和表1可知,进入该地区水体的污染物等标排放量总量为24922.17万t,其中贡献率最大的是崆峒区的19.23%,污染物等标排放量为4792.11万t,其次分别是静宁县的16.45%,庄浪县的15.76%,污染物等标排放量依次为4098.56万t、3928.98万t;贡献率最小的是崇信县的8.00%,污染物等标排放量仅为1994.01万t。当地水体的主要污染物是TN和TP,且等标排放量TN大于TP,等标排放量最小的是CODCr。因此,为避免当地水体被污染,需加强TN、TP的排放与流失管理。由表1可知,进入水体的CODCr、TN、TP的主要来源是牛的粪尿,其次是猪粪、羊粪、猪尿,且前者等标排放量远远大于后两者的等标排放量。为此,加强牛的粪便管理与控制是避免当地水环境被污染的工作重点。4小结与讨论

  1)2001-2010年平凉市的畜禽养殖主要以大牲畜为主,羊的养殖数呈波动变化,而猪的养殖数有所降低。十年间畜禽养殖的污染负荷从Ⅲ级发展为Ⅳ级,对当地环境的影响越来越大,TP、TN是畜禽养殖的主要污染物,主要污染源是以牛为代表的大牲畜的粪尿。因此,为污染控制指明了方向与对象。

  2)2010年各地区畜禽养殖粪便已经对当地耕地环境产生了不同程度的污染,华亭县的污染最严重,崇信县次之,污染指数都达到Ⅴ级,再次是崆峒区、泾川县、灵台县、庄浪县,污染最小的是静宁县,但其污染指数仍处于Ⅲ级,故各区县在发展社会经济的同时需要统筹兼顾,根据社会实际发展情况合理调整畜禽养殖规模与布局。

  3)2010年各地区畜禽养殖排泄物中TP、TN是当地土壤环境和水体的主要污染物,其中土壤环境中TP等标排放量大于TN等标排放量,水体中TN等标排放量大于TP。进入水体的污染物除了TP、TN,还有部分CODCr,其主要污染源是大牲畜的粪尿。

  4)2010年牛粪、牛尿是污染物主要来源,其等标排放总量分别达到5988.14万t,18124.37万t,所占比例依次为24.03%、72.72%;其次是猪粪,所占比例为2.78%;而羊粪、猪尿所占比例分别仅为0.30%、0.17%。因此,牛的粪尿是平凉市畜禽养殖污染的主要污染源。

  畜禽养殖已经对平凉当地的生态环境产生污染,且污染的程度逐年增大,因此,必须采取措施加强对畜禽养殖的管理,合理规划与布局规模化畜禽养殖点,推广环境友好型养殖模式,如“西北五位一体”沼气生态养殖模式、生态型循环农业发展模式等[11]。

  参考文献:

  [1]李飞,董锁成.西部地区畜禽养殖污染负荷与资源化路径研究[J].资源科学,2011,33(11):2204-2211.

  [2]段勇,张玉珍,李延风,等.闽江流域畜禽粪便的污染负荷及其环境风险评价[J].生态与农村环境学报,2007,23(3):55-59.

  [3]张克强,黄治平,王风,等.农村面源污染及其防治措施[J].农业工程技术·新能源产业,2010(2):23-27.

  [4]蔡新源.农村面源污染的特点和控制[J].科技资讯,2009,1(1):98.

  [5]张玲玲,刘化吉,赵丽娅,等.武汉城市圈畜禽养殖污染负荷分析[J].安徽农业科学,2011,39(11):6402-6404.

  [6]巨天珍,姚晶晶,张恩堂,等.干旱地区新农村建设中的畜禽养殖环境问题——以甘肃省白银市为例[J].江苏农业科学,2012,40(1):295-298.

  [7]张绪美,董元华,王辉,等.中国畜禽养殖结构及其粪便N污染负荷特征分析[J].环境科学,2007,28(6):145-152.

  [8]巨天珍,石培基.农村小康建设与环境保护[M].兰州:甘肃人民出版社,2011.

  [9]彭里,王定勇.重庆市畜禽粪便年排放量的估算研究[J].农业工程学报,2004,20(1):289-293.

  [10]巨天珍,王继伟,陈源,等.兰州市农村畜禽污染以及对水体影响的研究[J].环境与可持续发展,2009(1):20-22.

文章标题:农业环境论文西北半干旱地区畜禽养殖污染负荷研究

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