成都市畜禽粪便年排放量估算及耕地负荷量分析

黄凤霞++田红++邓也

摘要 结合国内外相关研究，确定畜禽粪便年排放量的估算方法和畜禽粪便排泄系数，根据2014年成都市畜禽养殖数据，估算成都市畜禽粪便产生量及其环境污染的警戒值。结果表明，2014年成都市畜禽粪便总排放量约为1 142万t，其中以猪和家禽排放量较高，分别占总量的68%和16%。农田畜禽粪便负荷量（以猪粪当量计）和N养分负荷量分别为28.57 t/hm2和186.34 kg/hm2。畜禽粪便产生的环境问题不容忽视。

关键词 畜禽粪便；排放量估算；耕地负荷；环境污染；四川成都

中圖分类号 X713 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）24-0183-02

Analysis on Total Amount of Domestic Animal Excrement and Farmland Load Capacity in Chengdu City

HUANG Feng-xia TIAN Hong DENG Ye

（Chengdu Academy of Environmental Sciences in Sichuan Province，Chengdu Sichuan 610072）

Abstract Based on the related researches both home and abroad，estimation method for annual animal excrement and the excretion coefficient were determined. According to the animal rearing data of Chengdu City in 2014，the total production quantity of domestic animal excrement and the warning value of environmental pollution were estimated. Results showed that the total animal excrement of Chengdu City in 2014 was 11.42 million tons，which was dominated by pig manure and poultry droppings，accounting for 68%and 16%，respectively.The farmland load capacity of animal manure（pig manure equivalent）and N nutrient load capacity were 28.57 t/hm2 and 186.34 kg/hm2.The serious environmental problems caused by animal manure can′t be ignored.

Key words animal manure；excrement estimation；farmland load；environmental pollution；Chengdu Sichuan

随着国民经济的发展，民众对畜禽产品的需求量逐渐增加，畜禽养殖业迅速发展，但带来的环境问题也日益突出，对环境影响极大。针对畜禽养殖业带来的环境污染，国内外开展了许多相关研究[1-2]，并取得有一定的成果，为管理部门的决策提供了依据。四川省虽然是全国畜禽养殖大省之一，目前针对四川的畜禽污染开展了一些研究[3-4]，但是针对成都市的畜禽粪便产生及污染负荷开展的研究不多[5]。本文基于成都市统计年鉴和农委提供的数据，估算成都市畜禽产生量及其中养分含量，对空间变化特征、单位耕地面积畜禽养分负荷量以及环境风险进行评价，从而为成都市畜禽养殖业的合理布局、科学区划、畜禽粪便开发利用及环境污染综合治理提供科学决策依据。

1 研究区域概况与研究方法

1.1 研究区域概况

成都市位于四川盆地西部，成都平原腹地，成都东与德阳、资阳毗邻，西与雅安、阿坝州接壤，南与眉山相连。成都市下辖10个区5个县，代管5个县级市（2016年5月起代管简阳市）。2014年末，成都市辖区建成区面积604.1 km2，常住人口1 442.8万人。

成都市中心城区已无规模化畜禽养殖状况，本研究区域为除中心城区以外的其余14个区（市）县（不含简阳市），以区（市）县为单位，估算2014年牛、羊、猪、马、兔、家禽（鸡、鸭、鹅）的年粪便产生量和污染负荷。

1.2 数据来源

本研究以2014年为基准年，畜禽饲养量和耕地面积由成都市农委、《成都市统计年鉴》[6]提供。

1.3 计算方法

1.3.1 粪便产生量。成都市畜禽粪便产生量的计算公式为：

M=B×C×D（1）

式（1）中，M为畜禽粪便产生量，B为畜禽饲养量，C为畜禽粪便排泄系数，D为饲养周期。对于饲养周期>1年的畜禽，如黄牛、母猪、蛋鸡，畜禽年内饲养量为年底存栏数；对于饲养期<1年的畜禽，畜禽年内饲养量为出栏数。成都市各类畜禽的生长周期如下：牛和羊按365 d计算；猪的平均饲养期为199 d；蛋禽和肉禽的饲养周期和粪便日排泄量差距较大，肉鸡的生长周期一般为55 d，蛋鸡按365 d计算，鸭、鹅的生长周期一般为210 d；兔的平均饲养期为90 d。根据国内公开发表的文章[1，7]，确定成都市畜禽粪便排泄系数（表1）。

1.3.2 畜禽粪便养分量的计算。畜禽粪便养分量的计算公式为：

N=M×Nj（2）

式2中，N为畜禽粪便养分量，M为动物排放粪便总量，Nj为单位质量动物的粪便养分含量（表1），由于计算畜禽粪便负荷量时，均以N为标准换算成猪当量进行计算，因此本研究仅估算畜禽粪便N排放量。畜禽粪便N含量见表2[8]。

1.3.3 畜禽粪便负荷量。单位耕地面积能够消纳畜禽粪便的承受量为农田畜禽粪便负荷量，它直接反映了当前各地市农业耕地需要吸纳的畜禽养分资源总量，间接反映了当前条件下区域畜禽养殖业布局的合理程度。由于不同畜禽粪便养分含量不同而不便于比较，所以在实际计算时，参考国内相关研究文献，以N为标准换算成猪粪当量进行计算。以当年各区（市）县耕地面积[6]作为实际承载面积，用下式来计算畜禽粪便的猪粪当量负荷量：

q=（N×T）/S（3）

式（3）中，q为以猪粪当量計的农田负荷量（t/hm2）；N为畜禽粪便的养分量（t）；T为各类畜禽粪便换算成猪粪当量的换算系数；S为有效耕地面积（hm2）。畜禽粪便猪粪当量换算系数见表2。

1.3.4 畜禽粪便耕地负荷预警值。单位耕地面积畜禽粪便负荷量一定程度上能反映畜禽粪便对耕地带来的潜在威胁，但不能反应该畜禽粪便是否过载及对环境是否构成潜在污染。因此，对成都市各县、市畜禽粪便农田负荷量承受程度进行了风险评价。计算公式为：

r=q/p（4）

式（4）中，r为畜禽粪便耕地负荷预警值，q为畜禽粪便猪当量负荷量，p为以猪粪当量计的有机肥最大适宜施用量。取值为45 t/hm2[9]。畜禽粪便负荷预警值分级及耕地风险状况见表3。

2 结果与分析

2.1 成都市畜禽养殖粪便产生总量分析

2014年，成都市畜禽粪尿总排放量为1 142万t，其中猪粪尿排放量最高，为780.2万t，占总量的68%；其余畜禽粪便排放量所占比例由大到小依次为家禽（16%）>牛（8%）>兔（6%）>羊（2%）。畜禽粪尿排放量与畜禽饲养量、畜禽种类和饲养周期密切相关，家禽虽然饲养周期和日排泄量较小，但饲养量大，固排泄量相对较高；牛、羊的饲养量相对较少，固排泄量也较少；四川养兔业在全国处于举足轻重的位置[10]，兔粪尿排泄量不容小觑。因此，成都市治理畜禽粪尿的过程中，应以猪粪尿的治理为主，同时密切关注禽类的粪便排泄情况。

2.2 成都市畜禽粪便产生量区域分布特征明显

经调查统计发现，成都市畜禽粪便产生量呈现出了中心城区、二圈层（近郊区）产生量较少，三圈层（远郊区）较多，集中分布在邛崃、金堂、大邑、崇州等三圈层，这与成都市的产业结构发展密切相关。但二圈层的双流区排放量相对也较高，是因为双流本地的养羊业和羊兔业比较发达。同时，在计算时，将天府新区成都直管区的畜禽合并到双流区计算。

2.3 成都市畜禽粪便负荷量分析

2014年，成都市平均单位耕地面积畜禽尿N养分负荷量为186.34 kg/hm2，已经超过了欧盟农业政策规定的粪肥年施氮（N）量的限量标准为170 kg/hm2的限值，除青白江、新都、温江、双流、郫县、彭州外，其余区（市）县均超标。不同区（市）县之间差异较大，三圈层的新津县高达314.59 kg/hm2，二圈层的郫县仅为54.72 kg/hm2。相关部门在今后的规划中对畜禽养殖业合理布局，同时对排放量较大的区域进行重点督查。

2.4 成都市畜禽粪便的区域风险评价

成都市2014年畜禽粪便耕地负荷预警值为0.63，对环境稍有威胁。青白江、新都、温江、郫县畜禽粪尿畜禽粪便农田负荷量对环境暂无威胁，R≤0.4，为Ⅰ级；金堂、双流、都江堰、彭州畜禽粪便农田负荷量对环境稍有威胁，0.4≤R≤0.7，为Ⅱ级；龙泉驿区、邛崃市、崇州市的畜禽粪便农田负荷量对环境构成一定威胁，0.7≤R≤1，为Ⅲ级；大邑县、新津县的畜禽粪便农田负荷量对环境构成较严重威胁，R>1，为Ⅳ级。

3 结论

（1）成都市畜禽粪尿年产生量地区分布差距较大，主要集中在三圈层，呈现出近郊区分布较少，远郊区分布较多的特点。

（2）成都市平均单位耕地面积畜禽粪便N负荷较大，约为186.34 kg/km2，超过了欧盟的标准限值。但各区（市）县粪便N负荷量差异较大，新津、大邑、蒲江、邛崃、崇州的负荷量较大，而郫县、温江、新都、青白江的污染负荷量相对较小。

（3）根据风险评价结果显示，全市畜禽粪便农田负荷风险指数R为0.63，为Ⅱ级，稍有污染。其中，青白江、新都、温江、郫县4个区县负荷风险指数R<0.4，农田环境能完全消纳和接受该地区的畜禽粪便，对环境不构成污染威胁。其余区（市）县均存在不同程度的环境污染状况，新津县畜禽粪便农田负荷风险指数最高，R=1.07，污染较严重，应引起当地环保部门的重视。

4 参考文献

[1] 王方浩，马文奇.中国畜禽粪便产生量估算及环境效应[J].中国环境科学，2006，26（5）：614-617.

[2] 仇焕广，井月.我国畜禽污染现状与治理政策的有效性分析[J].中国环境科学，2013，33（12）：2268-2273.

[3] 吴崇丹，王丽娟.四川省畜牧养殖业污染现状及防治研究[J].四川环境，2013，32（4）：139-143.

[4] 朱清，甘欣.四川省农村面源污染问题的环境保护对策[J].四川环境，2011，30（6）：88-93.

[5] 张心如，黄柏森.成都市畜禽养殖污染调查与防控措施[J].家禽生态学报，2011，32（6）：108-115.

[6] 成都市统计局.2015成都统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2015：176-180.

[7] 李鹏，刘红梅.天津市畜禽粪便年排放量的估算研究[C]//第二届全国农业环境科学学术研讨会论文集，2007：833-836.

[8] 沈根祥，汪雅谷.上海市郊农田畜禽粪便负荷量及其警报与分级[J].上海农业学报，1994，10（增刊1）：6-11.

[9] 刘培芳，陈振楼.长江三角洲城郊畜禽粪便的污染负荷及其防治对策[M].武汉：长江流域资源与环境出版社，2002：456-460.

[10] 谢晓红，郭志.四川兔业发展存在问题和对策[J].四川畜牧兽医，2011（10）：9-10.