基于种养结合的福建省耕地畜禽承载力初探

摘 要：种养结合是实现区域生态农业系统良性循环发展的有效途径，福建省按照农牧结合、种养结合、循环发展的生态理念，持续推进生态农业建设。以2018年福建省主要農作物收获物的氮素需求量与畜禽养殖业氮素排放量为研究对象，探索全省种养业氮素平衡问题。经初步测算，2018年福建省单位耕地畜禽氮负荷量为95.08 kg·hm-2，其中龙岩市、南平市、厦门市、漳州市超过全省平均水平;全省单位耕地氮素需求量为161.10 kg·hm-2，其中漳州市、福州市、三明市、厦门市超过全省平均水平。全省畜禽粪便承载力风险值为0.62，整体污染风险不高，但从局部看存在一定环境污染问题。

关键词：畜禽养殖;氮素循环;耕地承载力;福建省

中图分类号：S141 文献标志码：A 文章编号：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

种养平衡是实现区域生态农业系统良性循环和可持续发展的有效途径之一[1-2]。福建省提出建设生态省的战略目标以来，坚持按照农牧结合、种养结合、循环发展的生态理念[3]，持续推进全省生态农业建设。近年来，各地遵循以地定养、以种定养的原则，以实施畜禽粪污资源化整县推进、果菜茶有机肥替代化肥、化肥农药减量化行动等项目为抓手，提升畜禽粪污资源化利用水平，加快推进农业绿色发展[4]。

为进一步量化以地定养、以种定养，本研究以2018年福建省主要农作物收获物的氮素需求量与畜禽养殖业氮素排放量为研究对象，对全省耕地种养业的氮素平衡情况进行初步探讨，为解决耕地畜禽养殖承载力问题提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

福建省地处中国东南沿海，素有“八山一水一分田”之称，陆域面积12.4万hm2，其中耕地面积1.34万hm2。域内山地、丘陵地貌占八成以上，主要有戴云山、武夷山等山脉，生态环境优良，2018年全省森林覆盖率高达66.8%[5];域内水系发达，河网密布，主要有闽江、九龙江、汀江、敖江、晋江、龙江、木兰溪、交溪（即“六江两溪”）等河流，2016-2018年全省主要河流优良水质比例稳定在95.8%～96.5%。在亚热带海洋性季风气候影响下，全域光照、雨量充足，平均降雨量1400～2000 mm，适合大多数动植物生长。

福建省畜禽养殖以生猪、肉禽为主，且规模化、标准化养殖程度较高。生猪养殖在九龙江流域的漳州、龙岩两市存栏量占2018年全省总养殖的四成以上;肉鸡、奶牛养殖主要集中在南平，仅圣农集团年产肉鸡就达5亿羽以上，分布在光泽、政和、浦城等地。福建省大宗作物以蔬菜、水果、水稻、茶叶等为主。水稻主要分布在南平、三明、龙岩等闽西北山区;蔬菜主要分布在设施农业较为发达的福州、漳州等地;水果主要包括柑橘、香蕉、李、枇杷、龙眼、葡萄、梨、杨梅、荔枝、桃、橄榄等，漳州市水果种植面积、产量均位居全省首位;茶叶种植重点分布在南平、泉州、宁德等地。

1.2 数据来源

1.2.1 种养业基本情况 本研究以2018年为基准年，收集了该年份福建省各地市畜禽养殖存栏情况、主要作物产量等，主要数据来源于《福建农业农村统计年鉴（2019）》[6]。选取蔬菜、水果、水稻、薯类、茶叶等主要农作物（表1）及肉牛、奶牛、生猪、肉羊、肉兔、家禽等主要畜禽（表2）进行统计。

1.2.2 种养业相关参数 本研究中主要农产品每形成100 kg收获物所需要的氮素用量，主要引用自《土地承载力测算技术指南》[7]，并结合实际情况对部分参数进行微调。考虑到全省水果总产量中柑橘产量权重超过一半，其100 kg收获物需氮量为0.6 kg，其他水果100 kg收获物需氮量在0.21～0.74 kg，统一将水果需氮量参数确定为0.6 kg（表3）。主要农作物形成100 kg收获物的氮需求量：蔬菜0.43 kg、水果0.60 kg、稻谷2.20 kg、薯类0.50 kg、茶叶6.40 kg。

本文中各类畜禽所产生的排泄量也以氮计，相关参数主要引用自《土地承载力测算技术指南》等（表3）。

1.3 计算方法

本研究仅以当年产生的畜禽粪便中氮素为研究对象，且假设全部被农作物吸收，未考虑被林地等其他土地类型消纳，并排除区域土壤肥力、氮素输入、时空分布不均等因素[8-9]。由于畜禽养殖品种、生长周期、管理水平、污染物处理方式等差异，不同的研究其畜禽产排污系数有一定差异，本研究对此进行了选取与折算。

1.3.1 单位耕地面积畜禽粪便承载力 耕地畜禽粪便承载力是指在特定区域内消纳畜禽粪便的能力，一般用单位面积耕地内畜禽粪便的负荷量来表示。畜禽粪便负荷量指单位面积耕地所承载的畜禽粪便量，计算公式如下：

式中：B为耕地畜禽粪便负荷量（以氮计），kg·hm-1;L为畜禽粪便流失率，畜禽粪便经不同工艺收集、处理后造成损失，按30%計;∑Ni为区域内各类畜禽养殖粪便的总氮量，kg;S为区域总耕地面积。

1.3.2 单位耕地面积作物养分需求量 假设特定区域内作物生产所需养分均来自畜禽粪便，区域作物总养分量均由畜禽粪便供应。单位耕地面积作物养分需求量（以氮计），计算公式如下：

式中：M为单位耕地面积作物养分需求量，kg·hm-2;Yi为区域内第i种作物总产量，t;Ki为区域内第i种作物每形成100 kg产量吸收营元素的量，kg。

1.3.3 耕地畜禽粪便承载力的风险评价 耕地畜禽粪便承载力的风险评价通过预警值来表达，计算公式如下：

R=B/M

式中：R为耕地畜禽粪便承载力预警值。受负荷程度越大，其R值越大，畜禽粪便对区域环境的压力也越大，耕地的畜禽粪便承载能力越弱。

2 结果与分析

2.1 福建省畜禽粪便承载力风险评价情况

由表5可知，2018年福建省单位耕地畜禽氮负荷量为95.08kg·hm-2，从主要农产品养分需求量测算，全省畜禽粪便承载力风险值为0.59，现有养殖量约占最大承载量的59%，整体污染风险不高，但从局部看存在一定环境污染问题。主要原因是近年来福建省通过采取控制生猪养殖总量、关闭拆除禁养区内养殖场（户）、加快生猪养殖场改造升级、实施整县推进畜禽粪污资源化利用等措施，多措并举控制畜禽养殖污染，为降低畜禽养殖污染负荷作出了贡献。

2.2 福建省各地市畜禽粪便承载力风险评价情况

从单位耕地畜禽粪便氮负荷量看，龙岩市、南平市、厦门市、漳州市分别达到173.10、124.46、103.17、96.34 kg·hm-2，均超过全省平均水平，特别是龙岩市单位耕地畜禽粪便氮负荷量已超过了欧盟年施氮量170 kg·hm-2的限量标准，极易造成区域水环境的污染，对下游水质污染存在风险。从主要农产品氮需求量看，漳州市、福州市、三明市、厦门市分别达到223.41、194.19、166.99、162.59 kg·hm-2，均超过全省平均水平。

3 讨论与建议

3.1 讨论

已有大量研究文献对耕地粪污承载能力进行估算，由于系数选取、计算方法存在差异，因此不同文献得出的数据结果不具可比性，但结论可供参考。从搜集的文献来看，如杨飞等[10]、朱建春等[11]、武淑霞等[12]分别对2009年、2011年、2015年各省市畜禽养殖粪便氮的单位耕地负荷进行测算，范建华等[13]2018年对包括福建在内的8个省粪污土地承载量进行调查，也认为福建省单位土地粪污承载量超过了平均水平，可见长期以来畜禽养殖对福建省单位耕地面积的氮污染负荷均超过全国平均值。同时，福建省种植业复种指数高，单位耕地养分需求量也较大，从2018年的计算结果分析，福建省总体污染风险级别不高。但局部地区如九龙江上游的龙岩市、闽江上游的南平市以及莆田、泉州等有潜在污染风险。但随着近年来中央生态环保督察的持续推进，各地畜禽养殖业装备设施水平的提升以及畜禽粪污资源化利用工作的深入实施，畜禽养殖所带来的局部污染风险也将随之降低。

3.2 建议

3.2.1 优化产业布局，推进种养平衡 当前正值谋划“十四五”发展规划的关键节点，各地要遵循“以地定养、以种定养、种养结合”的生态理念，统筹规划调整区域内种养业的布局和产业结构。同时，为了减少非洲猪瘟对福建省生猪产业的影响，鼓励在环境风险较低的区域增养补栏，合理引导产业健康发展，就近就地利用粪污资源，实现土地配套、种养平衡，以推动农业产业高质量发展。

3.2.2 注重项目带动，促进种养对接 各地要以实施畜禽粪污资源化整县推进、果菜茶有机肥替代化肥等区域循环项目为抓手，从畜禽粪污收集、处理、贮存、利用等环节加强指导，加快建立种养对接体系，扩大畜禽粪污资源化利用范围，向更为广大的林地等开发利用，促进区域内粪污循环利用。

3.2.3 发展规模养殖，提升利用效率 随着畜禽养殖业规模化、集约化、设施化程度的提高，畜禽粪便资源化利用的水平和效率也将不断提升。同时，深入落实化肥农药减量化行动，以实施有机肥替代、商品有机肥推广、测土配方施肥、种植绿肥等为抓手，进一步提高化肥利用率，减少化肥在土壤中的残留，充分挖掘化肥减量潜力。

参考文献：

[1]陈天宝，万昭军，付茂忠，等.基于氮素循环的耕地畜禽承载能力评估模型建立与应用[J].农业工程学报，2012，28（2）：191-195.

[2]邱乐丰，龙文莉，方豪，等.基于种养平衡的杭州市畜禽养殖环境承载力研究[J].自然资源学报，2016，28（2）：191-195.

[3]楚天舒，韩鲁佳，杨增玲.考虑种养平衡的黄淮海小麦-玉米模式下畜禽承载量估算[J].农业工程学报，2019，35（11）：214-222.

[4]游武.福建省生态农业建设的回顾与发展对策[J].福建农业科技，2015（10）：82-84.

[5]福建省绿化委员会办公室.福建全民义务植树又添新助力[J].福建林业，2020（2）：4-5.

[6]福建省統计局农村处，福建农村统计年鉴：2019[M].北京：中国统计出版社，2019.

[7]全国畜牧总站.土壤承载力测算技术指南[M].北京：中国农业出版社，2017.

[8]全国畜牧总站.畜禽粪便资源化利用技术——种养结合模式[M].北京：中国农业科学技术出版社，2016.

[9]唐小军，樊战辉，孙家宾，等.成都市畜禽养殖环境承载力分析[J].中国沼气，2019，37（4）： 116-120.

[10]杨飞，杨世琦，诸云强，等.中国近30年畜禽养殖量及其耕地氮污染负荷分析[J].农业工程学报， 2013，29（5）：1-11.

[11]朱建春，张增强，樊志民，等.中国畜禽粪便的能源潜力与氮磷耕地负荷及总量控制[J].农业环境科学学报， 2014，33（3）： 435-445.

[12]武淑霞，刘宏斌，黄宏坤，等.我国畜禽养殖粪污产生量及其资源化分析[J].中国工程科学，2018，20（5）： 103-111.

[13]范建华，金波，顾华兵，等.我国部分地区畜禽粪污资源化利用现状调查[J].中国家禽，2018，40（14）： 69-72.

（责任编辑：柯文辉）