安徽省近五年畜禽糞尿土地承載力時空變化特征

陳廣銀， 曹海南， 馬 楠， 黃從欣， 余香芬

(安徽師范大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，安徽省水土污染治理與修復(fù)工程實驗室，安徽 蕪湖 241002)

據(jù)估算，全國每年產(chǎn)生畜禽糞污約38億噸[1]，如果處置不當(dāng)，將成為農(nóng)業(yè)面源污染的最主要來源[2]。在畜禽糞污的諸多處理方式中，還田是最經(jīng)濟有效的方式。畜禽糞尿含有豐富的N、P、K等植物營養(yǎng)元素，畜禽糞污還田可以提高土壤肥力，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，且減少化肥農(nóng)藥的使用量，符合循環(huán)農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的要求[3]。但是，不合理的畜禽糞污還田不僅造成資源的浪費，還會造成嚴(yán)重的二次污染[4]。畜禽糞污還田是利用農(nóng)作物吸收畜禽糞污中的氮磷等養(yǎng)分，轉(zhuǎn)化為農(nóng)產(chǎn)品或農(nóng)業(yè)秸稈。但由于不同作物對氮磷養(yǎng)分的需求量不同、產(chǎn)量不同以及不同地塊土壤提供氮磷養(yǎng)分的能力差異等，造成不同地區(qū)不同地塊對畜禽糞污的消納能力差異很大。為解決這一問題，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部于2018年1月22日頒布了《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》(以下簡稱《指南》)?！吨改稀返陌l(fā)布，對規(guī)范畜禽糞污土地承載力計算方法，指導(dǎo)地方畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)分布，控制畜禽養(yǎng)殖規(guī)模，促進農(nóng)牧結(jié)合和循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展有重要意義。

安徽省是我國華東地區(qū)重要的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地，據(jù)2018年安徽省統(tǒng)計年鑒，2018年末常住人口6324萬人，GDP 34010.91億元。安徽省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)在全國有著較高地位，2018年,全省肉蛋奶總產(chǎn)量609萬噸,位居全國第11位。全省畜牧業(yè)產(chǎn)值1315億元,占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值比重28.2%[5]。畜禽養(yǎng)殖業(yè)在保障畜禽產(chǎn)品供給、增加農(nóng)村就業(yè)、提高農(nóng)民收入的同時,也給安徽省農(nóng)村生態(tài)環(huán)境帶來較大壓力。將畜禽養(yǎng)殖糞污還田可減少化肥用量，提高土壤質(zhì)量和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境[6]。科學(xué)有效的評價一定區(qū)域的畜禽糞尿土地承載力對指導(dǎo)當(dāng)?shù)匦笄蒺B(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)分布、促進循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展和改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境有重要的指導(dǎo)意義。閆波杰等[7]基于2004—2013年安徽省統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，對安徽省縣域畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險進行了評估，發(fā)現(xiàn)安徽省各縣市區(qū)的耕地畜禽糞便氮、磷負(fù)荷結(jié)果相互之間差異較大，2004—2013年安徽省大部分區(qū)域都屬于無環(huán)境風(fēng)險區(qū)域,高環(huán)境風(fēng)險區(qū)域主要集中在合肥市的市轄區(qū)、肥西縣、長豐縣等縣市區(qū),低環(huán)境風(fēng)險區(qū)域主要集中在靈璧縣、全椒縣等縣市區(qū)；孫力等[8]以2012年安徽省畜禽養(yǎng)殖數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析了安徽省畜禽養(yǎng)殖污染現(xiàn)狀，結(jié)果表明,阜陽市產(chǎn)生的糞便及各類污染物居全省首位,合肥市畜禽糞便污染負(fù)荷量最高,合肥、宿州、蚌埠和黃山畜禽糞污超過環(huán)境預(yù)警值,屬污染威脅最嚴(yán)重區(qū)；劉雪剛[9]調(diào)查了2012年前安徽省畜禽養(yǎng)殖污染狀況，在分析了安徽省畜禽養(yǎng)殖處理工藝的基礎(chǔ)上，并總結(jié)出不同規(guī)?；B(yǎng)殖場畜禽糞污處理適用的技術(shù)措施。從文獻調(diào)研來看，目前的大多基于2013年前的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，由于近年來安徽省進行了較大幅度的行政區(qū)劃和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，畜禽養(yǎng)殖種類、規(guī)模、分布以及耕地負(fù)荷均可能有較大變化。此外，現(xiàn)有的研究并未探討安徽省畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展?jié)摿Γ乙延械难芯烤凇吨改稀奉C布之前。為解決以上問題，開展本研究工作。

本研究以安徽省為研究對象，在查閱2015—2019年統(tǒng)計年鑒等資料的基礎(chǔ)上，根據(jù)區(qū)域內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及單位質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品氮磷養(yǎng)分需求量，結(jié)合區(qū)域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖糞污中氮、磷養(yǎng)分含量，分析近5年安徽省畜禽養(yǎng)殖量的變化情況，評估安徽省畜禽養(yǎng)殖環(huán)境污染風(fēng)險，并估算了安徽省畜禽養(yǎng)殖土地承載力，為優(yōu)化區(qū)域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖業(yè)布局，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)民收入提供理論參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

安徽省位于華東地區(qū)，下轄16個省轄市，9個縣級市，50個縣，45個市轄區(qū)，全省土地面積13.9萬km2,其中耕地占49%,林地占39%,水面占12%。改革開放以來,安徽省淡水水產(chǎn)品居全國第4位,糧食產(chǎn)量和油料居第6，其中全省出口額的40%以上是農(nóng)產(chǎn)品及其加工制成品,總產(chǎn)值的70%左右屬于農(nóng)副產(chǎn)品為原料的輕紡總產(chǎn)值。安徽省整個地勢西高東低、南高北低,平原面積占全省土地總面積的49.6%,丘陵面積占14.0%,山地和臺地面積占28.3%(其余8.1%為大水面)[10]。安徽省位于114°54′～119°37′E與29°41′～34°38′N之間,地處長江下游,是中國東部地區(qū)南北之間和東西之間的過渡地帶。氣候?qū)倥瘻貛c亞熱帶過渡地帶,冬季平均氣溫為-1～4℃,夏季平均氣溫為27～29℃,年平均降水量在750～1700 mm之間,淮河以北為暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候,淮河以南為亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,四季分明。安徽地貌自北向南依次為淮北平原區(qū)、江淮丘陵區(qū)、沿江平原區(qū)、皖南丘陵山區(qū)。土壤類型多樣,共有13個土類,33個亞類,101個土屬,主要分布有潮土、棕壤、黃褐土、黃棕壤、粗骨土等土類[11]。

1.2 研究方法

1.2.1 安徽省各地市畜禽糞尿及氮磷產(chǎn)量估算 本文選取豬、牛、羊和家禽為研究對象，依據(jù)畜禽年飼養(yǎng)量、飼養(yǎng)周期和日排泄系數(shù)，計算畜禽糞尿和氮磷污染物產(chǎn)量：

(1)

式中，Y為畜禽糞尿、氮、磷產(chǎn)量，萬噸；m為畜禽飼養(yǎng)量，萬只(羽)；T為飼養(yǎng)周期，d；δ為日排泄系數(shù)，kg·d-1；κ為單位換算系數(shù)；i為第幾種畜禽，n為畜禽種類數(shù)量。不同畜禽的飼養(yǎng)周期、排污系數(shù)差別較大。文中畜禽飼養(yǎng)周期參照王方浩等[12]及原國家環(huán)境保護總局[13]的方法，豬飼養(yǎng)周期199d，以年出欄量為飼養(yǎng)量；牛飼養(yǎng)周期365d，以年末存欄量為飼養(yǎng)量；羊飼養(yǎng)周期365d，以年末存欄量為飼養(yǎng)量；肉禽飼養(yǎng)周期55d，以年出欄量為飼養(yǎng)量；蛋禽飼養(yǎng)周期365d，以年末存欄量為飼養(yǎng)量。畜禽日排污系數(shù)參照《畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》，并進行了適當(dāng)改進[14]。具體如下：豬產(chǎn)污系數(shù)=1/3保育期產(chǎn)污系數(shù)+2/3育肥期產(chǎn)污系數(shù)；奶牛產(chǎn)污系數(shù)以產(chǎn)奶階段產(chǎn)污系數(shù)計；肉牛產(chǎn)污系數(shù)以育成牛階段產(chǎn)污系數(shù)計；家禽產(chǎn)污系數(shù)以肉雞的產(chǎn)污系數(shù)計。其中，羊產(chǎn)污系數(shù)見參考文獻[15]?？紤]到部分地區(qū)未將奶牛、肉牛和蛋禽、肉禽分開統(tǒng)計，故這些地區(qū)牛產(chǎn)排污系數(shù)按照肉牛計，家禽產(chǎn)排污系數(shù)以肉雞計。各類畜禽日產(chǎn)污系數(shù)見表1。

1.2.2 安徽省各地市種植業(yè)生產(chǎn)對畜禽糞尿需求量估算 安徽省各地市種植業(yè)生產(chǎn)對畜禽糞尿需求量的估算參考《指南》中的方法。在估算區(qū)域作物糞肥養(yǎng)分需求量前，需估算區(qū)域作物養(yǎng)分需求量，計算公式如下：

(2)

式中，M為區(qū)域作物養(yǎng)分需求量，t；A為某種作物的年產(chǎn)量，t；β為單位產(chǎn)量養(yǎng)分需求量，kg/100kg；i為第幾種作物，n為作物種類數(shù)量。區(qū)域作物糞肥養(yǎng)分需求量的計算公式如下：

(3)

表1 畜禽糞便日排泄系數(shù)

式中，W為區(qū)域作物糞肥養(yǎng)分需求量，t；M為區(qū)域作物養(yǎng)分需求量，t；α糞肥供給養(yǎng)分占比，%；θ為糞肥占施肥比例，%；ω為糞肥當(dāng)季利用率。

本文選取小麥、水稻、玉米、豆類、油類、蔬菜、瓜果、棉花、薯類、茶葉等10類作物來測算區(qū)域作物養(yǎng)分需求量，其單位產(chǎn)量養(yǎng)分需求量見表2。為便于計算，本文假設(shè)該區(qū)域土壤氮磷養(yǎng)分為Ⅱ級，施肥供給養(yǎng)分占比45%，糞肥占施肥比例50%，糞肥中氮素當(dāng)季利用率取28.5%，磷素當(dāng)季利用率取32.5%。

1.2.3 安徽省各地市耕地畜禽糞尿負(fù)荷估算 以1.2.1中計算出的安徽省各地市畜禽糞尿及氮磷產(chǎn)量為基礎(chǔ)，結(jié)合統(tǒng)計年鑒獲得的耕地面積數(shù)據(jù)，計算安徽省各地市畜禽糞尿及氮磷污染負(fù)荷：

(4)

表2 不同植物形成100千克產(chǎn)量需要吸收氮磷量[5]

式中，η為安徽省各地市單位面積耕地畜禽糞尿(或氮磷)負(fù)荷，t/hm2(或kg/hm2)；A為安徽省各地市畜禽糞尿(或氮磷)年產(chǎn)量，萬噸；B為安徽省各地市耕地面積，hm2；κ為單位換算系數(shù)。

1.2.4 基于氮磷平衡的畜禽糞尿環(huán)境承載力評價 基于1.2.2計算出的安徽省各地市畜禽糞肥氮磷需求量和論文1.2.1計算出的安徽省各地市畜禽糞尿氮磷產(chǎn)量，計算出安徽省各地市基于植物氮磷需求的畜禽糞尿承載情況：

(5)

式中，ω為安徽省各地市單位面積耕地畜禽糞尿氮(磷)承載比例；Y為安徽省各地市畜禽糞尿中氮(磷)產(chǎn)量，t；W為安徽省各地級市植物糞肥(氮或磷)需求量，t。

為更直觀地反映安徽省各地市畜禽環(huán)境容量，為農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和畜禽養(yǎng)殖分布提供科學(xué)依據(jù)，將2018年安徽省各地市作物生長對糞肥氮、磷素的需求量結(jié)合現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖糞尿氮、磷素提供量，將二者差值折算成豬當(dāng)量，作為評價不同地區(qū)畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境承載潛力，計算公式如下：

(6)

式中，λ為安徽省各地市可進一步擴容的畜禽養(yǎng)殖量，萬頭豬當(dāng)量；W為安徽省各地市植物糞肥(氮/磷)需求量，t；P為安徽省各地級市畜禽糞尿中氮/磷產(chǎn)量，t；δ為豬糞氮/磷折算為豬當(dāng)量的換算系數(shù)，氮折算系數(shù)為11kg N/頭，磷折算系數(shù)為1.65kg P/頭；κ為單位換算系數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)來源

文中所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)均來自官方統(tǒng)計數(shù)據(jù)。安徽省各地市的耕地面積和畜禽養(yǎng)殖數(shù)據(jù)均來自各地市2015—2019年的統(tǒng)計年鑒；收集的數(shù)據(jù)包括生豬、牛、羊、家禽等主要畜禽年末存欄量、出欄量以及區(qū)域內(nèi)耕地面積、稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類、茶葉產(chǎn)量等。

1.4 數(shù)據(jù)處理與圖像繪制

文中所有數(shù)據(jù)采用Office 2010進行處理，采用Origin 2017軟件繪制圖像。

2 結(jié)果與分析

2.1 近5年安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖業(yè)現(xiàn)狀及糞污產(chǎn)量

安徽省是我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大省，也是畜禽養(yǎng)殖大省，豬、牛、羊和家禽的養(yǎng)殖規(guī)模均較大。2018年全省生豬出欄2862.76萬頭，牛存欄82.23萬頭，羊存欄512.82萬只，家禽出欄91518.65萬只。近幾年，隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、非洲豬瘟、禽流感以及農(nóng)業(yè)面源污染整治工作的推進，畜禽養(yǎng)殖業(yè)受到了較大沖擊，從生豬價格暴漲也可側(cè)面反映畜禽養(yǎng)殖規(guī)模的變化。

圖1 2014—2018年安徽省各類畜禽養(yǎng)殖規(guī)模變化Figure 1 Changes of livestock and poultry amount in Anhui province during 2014—2018

圖1是2014—2018年安徽省各類畜禽養(yǎng)殖量的變化情況?？梢钥闯?，在2014—2017年，安徽省各類畜禽養(yǎng)殖雖有一定變化，如牛存欄量逐漸減少、羊存欄逐漸增加，但變化幅度總體上均較??；2019年受非洲豬瘟和畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，生豬出欄量大幅減少了516.21萬頭，牛、羊存欄量分別減少81.88和334.10萬頭，降低幅度分別達到15.28%、49.90%和39.45%，而家禽出欄量保持相對穩(wěn)定，表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)村面源污染治理對牲畜養(yǎng)殖業(yè)的沖擊是非常明顯的。

2.2 近5年安徽省各地市耕地畜禽養(yǎng)殖糞尿負(fù)荷

圖2是安徽省各地市2014—2018年畜禽糞尿產(chǎn)量及負(fù)荷量的變化圖?？梢钥闯?，安徽省畜禽糞尿的分布極不均衡，總體呈現(xiàn)北高南低的趨勢，畜禽糞尿產(chǎn)量前三位的城市分別為阜陽、宿州和亳州，均位于皖北地區(qū)，三者之和占整個安徽省的近50%；畜禽糞尿產(chǎn)量后三位的城市分別為銅陵、馬鞍山和池州，均為皖南地區(qū)，這與皖北地區(qū)工業(yè)較弱、農(nóng)業(yè)占比較大有關(guān)，而皖南地區(qū)工業(yè)基礎(chǔ)相對較好，農(nóng)業(yè)占比較低，畜禽養(yǎng)殖的占比相對較低。各地市2014—2018年畜禽糞尿產(chǎn)量的變化趨勢不盡相同，如阜陽市在2014—2017年畜禽糞尿量持續(xù)增長，在2018年大幅降低；合肥、滁州、安慶在2014—2018年畜禽糞尿量持續(xù)減少；馬鞍山在2014—2017年糞尿產(chǎn)量基本穩(wěn)定，在2018年略有增加。通過查詢統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，與2017年相比，阜陽和宿州市生豬出欄量、牛存欄量、羊存欄量都有不同程度的減少，其中生豬出欄量分別減少155.08和439.95萬頭，而馬鞍山生豬出欄量增加13.09萬頭，這是馬鞍山畜禽糞尿量增加的主要原因。安徽省各地市畜禽糞尿產(chǎn)氮磷總量及氮磷負(fù)荷量的結(jié)果見圖3。2014—2018年安徽省畜禽氮總量分別為24.10、24.11、23.85、23.79和16.81萬噸，磷總量分別為3.13、3.13、3.10、3.09和2.17萬噸；2018年畜禽氮和磷產(chǎn)量較2017年分別下降了32.03%和29.77%，各地市畜禽糞尿產(chǎn)氮和磷量的變化與糞尿產(chǎn)量的變化趨勢相同。

圖2 安徽省各地市在2014—2018年畜禽糞尿產(chǎn)量及糞尿耕地負(fù)荷變化

圖3 安徽省各地畜禽氮磷產(chǎn)量及耕地負(fù)荷量變化

安徽省各地市單位面積耕地畜禽糞尿負(fù)荷結(jié)果見圖2和圖3。各地市耕地畜禽糞尿以及氮磷負(fù)荷受畜禽糞尿產(chǎn)量和耕地面積的雙重影響。從圖2和圖3的結(jié)果來看，各地市耕地畜禽糞尿、氮和磷的負(fù)荷變化趨勢相似，負(fù)荷最高的4個城市分別為阜陽、宿州、蚌埠和黃山，無論是畜禽糞尿負(fù)荷還是氮磷負(fù)荷均為阜陽最高，宿州、蚌埠和黃山的排序雖隨年份略有變化，但均排在前四。需要說明的是，黃山市地處皖南地區(qū)，其畜禽養(yǎng)殖規(guī)模并不大，但由于耕地面積較小，導(dǎo)致畜禽糞尿和氮磷耕地負(fù)荷偏高。安徽省大部分地市畜禽糞尿和氮磷耕地負(fù)荷均較低。同一年份各地市畜禽糞尿耕地負(fù)荷以及氮磷耕地負(fù)荷差異均較大，2014年黃山市糞污負(fù)荷、全氮、全磷負(fù)荷均最高，分別為11.84t·hm-2、80.41kg·hm-2、10.24kg·hm-2，馬鞍山市均最低，分別為2.55t·hm-2、15.11kg·hm-2、1.95kg·hm-2；2018年阜陽市糞污負(fù)荷、全氮、全磷負(fù)荷均最高，蕪湖均最低。5年來，黃山市耕地負(fù)荷和全氮、全磷負(fù)荷在省內(nèi)均處于前列，這與黃山市耕地面積最小有關(guān)。

綜合圖2、圖3可以看出安徽省不同年份各地區(qū)畜禽糞尿負(fù)荷、全氮全磷負(fù)荷情況。近5年，合肥市、滁州市、銅陵市、池州市以及黃山市畜禽糞尿負(fù)荷、全氮全磷負(fù)荷均呈逐漸下降趨勢；淮北市、蚌埠市、阜陽市、淮南市、六安市以及安慶市均呈先升高后降低趨勢；其他地市在2014—2017年負(fù)荷波動不明顯。2017—2018年除馬鞍山市外，其他地市畜禽糞尿負(fù)荷，全氮全磷負(fù)荷均大幅降低，這與2018年各地市畜禽養(yǎng)殖量減少，馬鞍山市生豬出欄量增加有關(guān)。近5年，各地市全氮負(fù)荷最高為80.44kg·hm-2，全磷負(fù)荷最高為10.24kg·hm-2，所有地區(qū)畜禽氮、磷負(fù)荷均未超過歐盟糞肥年施氮、磷量標(biāo)準(zhǔn)(氮磷分別為170和35kg·hm-2)。以上結(jié)果表明，近5年安徽省內(nèi)絕大部分地市畜禽養(yǎng)殖糞尿的負(fù)荷均處于較低水平。

2.3 安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖糞尿農(nóng)田利用環(huán)境風(fēng)險評估

2.3.1 近5年安徽省各地市作物生長對氮磷養(yǎng)分需求 安徽省地域面積較大，各地區(qū)的作物種類及產(chǎn)量不同，對氮磷養(yǎng)分的需求量亦不同。根據(jù)安徽省各地市作物種類、產(chǎn)量及單位質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品對氮磷的需求量，估算了近5年各地市農(nóng)作物生產(chǎn)的氮磷需求量，并參考《畜禽糞污土地承載力測算技術(shù)指南》中的方法，估算了安徽省各地市糞肥養(yǎng)分需求量，結(jié)果見圖4。可以看出同一年份不同地市對氮磷需求量以及糞肥氮磷需求量差異較大，2018年阜陽市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對氮、磷需求量以及糞肥氮、磷需求量分別為14.73、4.84、13.76、3.35萬噸，遠高于黃山市的1.26、0.31、1.00、0.21萬噸。而同一地市不同年份之間差別不大。

圖4 安徽省各地市作物生長氮磷需求量

為突出地域間的差異，將安徽省16個地級市劃分為皖北、皖中、皖南三大區(qū)域，其中淮河以北為皖北，包括宿州、淮北、蚌埠、阜陽、淮南、亳州6市，耕地面積為2710.99千公頃；長江以北淮河以南為皖中，包括合肥、滁州、六安、安慶4市，耕地面積2183.20千公頃；長江以南為皖南，包括黃山、蕪湖、馬鞍山、銅陵、宣城、池州6市，耕地面積為991.76千公頃。皖北地區(qū)耕地面積遠遠大于皖南地區(qū)，且皖北地區(qū)主要以小麥、玉米、瓜果蔬菜為主，皖南地區(qū)主要以水稻、油料作物、茶葉為主。從圖5可以看出，不同年份皖北地區(qū)糞肥氮磷需求量均遠高于皖南地區(qū)。受耕地面積以及作物種類的影響，皖北、皖南地區(qū)對氮磷養(yǎng)分需求量差異較大。皖南、皖中、皖北地區(qū)不同年份之間各自作物養(yǎng)分需求量變化不大。

2.3.2 安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險評估 為更直觀地評價不同年份安徽省各地市耕地畜禽糞尿氮、磷承載情況，以安徽省各地市畜禽糞尿氮、磷產(chǎn)量與作物生長對糞肥氮、磷需求量的比值作為評價指標(biāo)，當(dāng)比值小于0.2時，表明該地區(qū)實際畜禽糞尿氮磷產(chǎn)量不到環(huán)境容量的20%，發(fā)展?jié)摿O大；當(dāng)比值為0.2～0.5時，表明該地區(qū)尚有較大發(fā)展?jié)摿?；?dāng)比值為0.5～1.0時，表明該地區(qū)需控制畜禽養(yǎng)殖規(guī)模，存在環(huán)境污染風(fēng)險；當(dāng)比值大于1.0時，表明該地區(qū)養(yǎng)殖規(guī)模已超過環(huán)境容量，需嚴(yán)格控制養(yǎng)殖規(guī)模，環(huán)境污染風(fēng)險大。以此為基礎(chǔ)，將近5年安徽省不同地市畜禽養(yǎng)殖糞尿氮磷環(huán)境風(fēng)險進行統(tǒng)計(見表3)?？梢钥闯?，2014—2017年各地市畜禽氮、磷負(fù)荷率波動不大，說明近幾年安徽省養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定。2018年大部分地市氮、磷負(fù)荷率均下降，其中黃山市下降幅度最大，分別下降0.17和0.09。

表3 安徽省近5年各地市氮、磷承載力

年份合肥市淮北市亳州市宿州市蚌埠市阜陽市淮南市滁州市六安市馬鞍山市蕪湖市宣城市銅陵市池州市安慶市黃山市磷承載力2014年0.100.060.090.150.120.150.070.110.120.040.070.090.070.090.120.272015年0.100.060.090.140.120.150.090.100.120.040.070.090.060.090.130.272016年0.090.060.090.140.130.150.090.100.120.040.070.090.060.090.140.272017年0.090.060.090.140.120.150.090.100.120.040.050.090.060.090.140.272018年0.080.060.070.110.110.110.050.060.080.040.040.080.050.080.11

圖6是安徽省各地市近5年畜禽氮、磷負(fù)荷率的柱狀堆積圖?？梢钥闯?，黃山市累計氮、磷負(fù)荷率均最高，馬鞍山均最低；淮北市氮、磷負(fù)荷率相對較低，其他地市差別不大。從基于氮平衡的安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險指數(shù)來看，近5年各地市比值均在0.5以下，且基于磷的環(huán)境風(fēng)險明顯低于氮，充分表明安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖規(guī)模整體上仍有較大發(fā)展空間，尤其是淮北、馬鞍山、蕪湖、銅陵市等地市。

2.4 2018年安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿Ψ治?/h3>

為進一步明確安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿χ担?018年各地市作物生長對糞肥氮磷的需求量為基礎(chǔ)，扣除現(xiàn)有畜禽養(yǎng)殖糞尿可提供的氮磷量，按照一定系數(shù)折算成各地區(qū)可進一步擴大的畜禽養(yǎng)殖量。考慮到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中畜禽糞尿并不是有機肥的唯一來源，如秸稈還田、菌渣制作有機肥等，本文估算作物對糞肥需求量為理論需求量的70%。表4是基于氮和磷估算出的畜禽養(yǎng)殖潛力結(jié)果?？梢钥闯?，安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖均有較大的發(fā)展?jié)摿?，整個安徽省畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿?014.79萬頭豬單位(基于氮)和9789.16萬頭豬單位(基于磷)，取小值，即整個安徽省畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿?014.79萬頭豬單位。從地區(qū)分布看，各地市間的分布極不平衡，亳州、阜陽、宿州和滁州市畜禽發(fā)展?jié)摿Ψ謩e為660.52、609.85、548.40和527.89萬頭豬單位，是安徽省畜禽養(yǎng)殖進一步擴容的主體，而銅陵、池州和黃山市的發(fā)展?jié)摿^低，分別僅為80.55、88.37和35.99萬頭豬單位。

圖6 安徽省各地市2014—1018年氮、磷累計負(fù)荷率

3 促進畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展策略

3.1 合理規(guī)劃，促進種養(yǎng)結(jié)合協(xié)同發(fā)展

畜禽養(yǎng)殖污染是農(nóng)業(yè)面源污染的最主要來源。2015年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出了“一控兩減三基本”的目標(biāo)來治理農(nóng)村面源污染工作，其中“兩減”即“減少化肥和農(nóng)藥用量”。為落實“兩減”工作，2017年以來，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部每年安排資金開展畜禽糞污資源化利用試點，推進果菜茶有機肥替代化肥試點，積極探索有機養(yǎng)分資源利用的有效模式。2020年6月4日，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳和生態(tài)環(huán)境部辦公廳聯(lián)合發(fā)布了關(guān)于進一步明確畜禽糞污還田利用要求強化養(yǎng)殖污染監(jiān)管的通知(農(nóng)辦牧〔2020〕23號)，指出加快構(gòu)建種養(yǎng)結(jié)合、農(nóng)牧循環(huán)的可持續(xù)發(fā)展新格局。為達到預(yù)定目標(biāo)，合理規(guī)劃與布局畜禽養(yǎng)殖業(yè)分布，避免與種植業(yè)脫節(jié)，是當(dāng)前及今后很長一段時間畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)準(zhǔn)則。從本研究的數(shù)據(jù)看，近5年安徽省畜禽養(yǎng)殖業(yè)總體平穩(wěn)，但受多方影響有一定波動，且從種植業(yè)生產(chǎn)角度，畜禽養(yǎng)殖業(yè)仍有較大的發(fā)展?jié)摿?。從畜禽養(yǎng)殖分布來看，安徽省畜禽養(yǎng)殖業(yè)總體上較合理，皖北地區(qū)耕地面積大，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模大、種類多，如阜陽市、宿州市；皖南地區(qū)耕地面積少，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模小，如銅陵市和黃山市。

3.2 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，逐步形成有區(qū)域特色的畜禽養(yǎng)殖業(yè)

安徽省橫跨長江、淮河兩條水系，但皖南地區(qū)雨量充沛，皖北地區(qū)干旱少雨。由于養(yǎng)殖業(yè)對水量的消耗量較大，且還會產(chǎn)生大量畜禽糞污(水)，根據(jù)不同地區(qū)的特點合理布局不同種類畜禽養(yǎng)殖分布對減少當(dāng)?shù)厝怂?、降低環(huán)境污染風(fēng)險有重要意義。如皖北地區(qū)建議減少用水量較大的奶牛養(yǎng)殖量，適當(dāng)增加用水量較小的家禽養(yǎng)殖量，而皖南地區(qū)可以適當(dāng)增加奶牛等牲畜養(yǎng)殖量。對于牲畜養(yǎng)殖產(chǎn)生的污水處理，鑒于皖南地區(qū)茶葉、果樹種植較多的特點，建議將養(yǎng)殖污水用于茶樹和果樹等種植。

表4 2018年安徽省各地市畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿?/p>

此外，根據(jù)各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖特點，適當(dāng)增加畜禽養(yǎng)殖規(guī)模，逐步形成有地方特色的畜禽養(yǎng)殖業(yè)，如擴大程嶺黑山豬、皖北黃牛等地方特色養(yǎng)殖規(guī)模。從目前的調(diào)研數(shù)據(jù)看，安徽省各地區(qū)間畜禽養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)雷同度較高，單體規(guī)模相對較小，很難形成規(guī)模效應(yīng)和地方品牌，這就需要政府的適當(dāng)引導(dǎo)和政策支持。

3.3 從源頭減少畜禽糞污產(chǎn)量，規(guī)范畜禽糞污處理工藝

2018年安徽省畜禽糞污綜合利用率達78.6%，規(guī)模養(yǎng)殖場糞污處理設(shè)施裝備配套率81.1%，分別高于全國平均水平8.6和18.1個百分點。在取得以上成績的同時仍存在一些問題，如部分中小型畜禽養(yǎng)殖場的糞污收集、處理不規(guī)范，畜禽糞污收集率偏低，部分養(yǎng)殖場(戶)產(chǎn)生的畜禽糞污甚至未經(jīng)任何處理直排入附近溝河，造成更大的環(huán)境污染。對于大型養(yǎng)殖場，應(yīng)嚴(yán)格按照“三分離”的要求進行糞污收集和預(yù)處理，并規(guī)范糞污處理流程，加強對糞污處理設(shè)施運行的監(jiān)管力度；對于中小型養(yǎng)殖場(戶)，應(yīng)加強畜禽糞污收集和貯存設(shè)施建設(shè)，提高糞污收集率，并加強畜禽糞污處理第三方建設(shè)工作。同時，應(yīng)制定地方性法規(guī)，規(guī)范畜禽養(yǎng)殖用飼料、養(yǎng)殖方式和糞污收集方式等，從源頭減少畜禽糞污產(chǎn)量。

3.4 加大對畜禽養(yǎng)殖業(yè)扶持力度，確保畜禽養(yǎng)殖業(yè)平穩(wěn)發(fā)展

畜禽養(yǎng)殖業(yè)是我省農(nóng)村經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，養(yǎng)殖業(yè)的波動直接影響農(nóng)村穩(wěn)定、農(nóng)民就業(yè)和農(nóng)民增收工作，也直接影響畜禽糞污處理工作。因此，建議從土地、財政、環(huán)保等多方面為養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展提供政策支持，地方畜牧和獸醫(yī)部門積極為畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展提供技術(shù)支持，環(huán)保部門為畜禽糞污安全處理提供必要的技術(shù)和政策支持，國土部門為畜禽養(yǎng)殖場建設(shè)和畜禽糞污處理設(shè)施用地提供支持，財政部門為畜禽養(yǎng)殖場(戶)提供小額銀行貸款保障，并在財政允許范圍內(nèi)與保險公司合作，提高養(yǎng)殖場(戶)抗風(fēng)險能力。

4 結(jié)論

(1)安徽省畜禽養(yǎng)殖總體平穩(wěn)，2014—2017年全省畜禽糞污總量分別為4182.59、4226.62、4216.65、4224.14萬噸，但受外部環(huán)境影響，2018年安徽省畜禽養(yǎng)殖規(guī)模大幅降低，畜禽糞污產(chǎn)量較上一年大幅減少31.58%，且各地市間差異較大，總體為皖南地區(qū)少皖北地區(qū)多。

(2)各地市間畜禽糞尿、氮、磷耕地負(fù)荷差異均較大，2014年黃山市糞污負(fù)荷、氮磷負(fù)荷均最高，分別為11.84t·hm-2、80.41kg·hm-2、10.24kg·hm-2，馬鞍山市均最低，分別為2.55t·hm-2、15.11kg·hm-2、1.95kg·hm-2，而2018年阜陽市糞污、氮、磷負(fù)荷均最高，蕪湖市均最低。

(3)從畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險看，近5年各地市畜禽糞尿氮、磷產(chǎn)量與作物生長對糞肥氮、磷需求量的比值均在0.5以下，安徽省各地市畜禽糞污耕地負(fù)荷總體較低，畜禽養(yǎng)殖規(guī)模仍有較大發(fā)展空間，尤其是淮北、馬鞍山、蕪湖、銅陵市等地。

(4)從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對糞肥氮磷需求的角度看，至2018年末，安徽省畜禽養(yǎng)殖業(yè)仍有較大的發(fā)展?jié)摿?，整個安徽省畜禽養(yǎng)殖發(fā)展?jié)摿?014.79萬頭豬單位，但各地區(qū)間分布極不平衡，亳州、阜陽、宿州和滁州是區(qū)內(nèi)畜禽養(yǎng)殖進一步擴容的主體，銅陵、池州和黃山的發(fā)展?jié)摿^低。