北京市房山区农田表观磷平衡分析

农田土壤养分的积累使潜在农业非点源污染负荷增加,为对农田磷素优化管理、水环境质量改善及环境政策制定提供科学依据,通过OECD土壤表观磷素平衡模型,以2001、2003、2005和2007年北京市房山区农田的磷素平衡核算框架和数据库为基础,结合GIS技术对该区域磷素平衡强度进行了分析.结果表明,化肥是房山区农田养分中磷素投入最重要的来源,化肥平均磷投入量随着时间的增加而增大,从2001年的111.34 kg·hm~(-2)增加到2007年的407.42 kg·hm~(-2),局部地区已远超过华北地区和全国平均水平.房山地区农田磷素输入总量和土壤表观磷平衡总量在2001-2007年表现为先降低后增加,而磷的输出量一直呈下降趋势;平均磷素投入量和平衡强度以较大速率逐年递增.区域表观磷素平衡量具有明显的空间变异特征,2001-2007年房山地区农田磷素盈余趋势表现为南高北低,中部和南部的磷素平衡强度一直在持续增加,特别是东南部和西南部地区增加速度较快.磷素平衡的驱动力的变化是造成磷素平衡空间差异得直接原因,总体表现为种植业驱动型盈余>双驱动型盈余>养殖业驱动型盈余.     

广东省农业面源污染时空变化及其防控对策

利用2009和2019年广东省农业统计年鉴数据,以广东珠三角、粤东、粤西和粤北为基本单元,选取农田化肥施用量、畜禽养殖粪便排放量构建农业面源污染核算清单,对广东4区域农业面源污染变化进行对比分析。结果表明:种养业结构调整是引起农业面源污染时空变化的主要原因。从2008—2018年,全省各区粮食作物播种面积下降、经济作物和其他作物种植面积增加;禽畜养殖量(以生猪养殖为例)珠三角、粤东养殖量缩减,粤西、粤北养殖量扩增。农业面源污染排放强度随之发生变化,2018年全省排放强度上升为687.45kg·hm~(-2),比2008年增加21.04kg·hm~(-2),其中珠三角、粤东有不同程度的下降,粤西、粤北有不同程度的上升;由农田施肥引起的TN排放强度除粤西上升外,其他区均下降,而TP排放强度各区均上升;由养殖业排放引起的COD、TN、TP排放强度,珠三角、粤东下降,而粤西、粤北则相应上升。因此,广东应结合各区农业实际,立足农业面源污染源头控制,排放过程拦截。应采取如下的措施:(1)加强主要农作物施肥技术研究,提高肥料利用效率;(2)以高标准农田建设为契机,提升农业机械化水平,推广应用节水灌溉和水肥一体化等农业先进技术;(3)深入开展禽畜粪污土地承载力研究,提高禽畜粪污资源化利用效率等防控对策。     

种养一体规模化农场温室气体排放量分析

为准确评估华北平原种养一体规模化农场温室气体排放量,以河北某种养一体规模化农场为例,应用生命周期评价方法,根据《IPCC 2006国家温室气体清单指南》中的排放系数,计算该农场运行过程中温室气体排放量。结果表明,农场运行过程中年温室气体总排放量(以CO_2当量计,下同)为32 528.02 t,其中农田生产系统排放占28.09%,养殖场排放占71.91%,其中粪便贮存管理、饲料生产和加工、肠道发酵及氮素生产和施用等生产环节是温室气体主要排放源,分别占总排放量的34.66%、21.24%、15.48%和20.08%。生产1 t小麦、玉米籽粒的温室气体排放量分别为1 059.39和411.92 kg;生产1 kg原奶和1 kg按蛋白质和脂肪纠正的牛奶(FPCM)的温室气体排放量分别为1.04和1.14 kg,低于全球平均水平;生产1 kg活体猪、肉牛的温室气体排放量分别为2.58和10.00kg,与国内其他集约化养殖场的排放量相当。通过情景分析发现,种植生产中采取减氮(化肥)以及提高畜禽粪便废弃物处理能力等措施,加强农场氮素管理,改善饲料结构,可直接或间接减少农场水平温室气体排放。     

稻田综合种养模式对土壤生态系统的影响研究进展

稻田综合种养模式可实现稳产增收,粮渔共赢,同时也对稻田土壤生态系统产生了显著影响。该文总结了近年来国内外有关稻-鱼、稻-虾、稻-蟹、稻-鳖和稻-鸭等稻田综合种养模式的研究进展,分析了稻田综合种养模式对农田土壤理化性质、土壤动物、土壤微生物和农田生态系统服务功能的影响及作用机制。结果表明,稻田综合种养模式降低了土壤容重,提高了土壤孔隙度,改善了土壤团聚体的稳定性,增加了土壤养分含量;改变了土壤动物的丰度和群落结构,提高了土壤微生物的数量和活性,调节了微生物群落的组成和多样性;促进了农田生态系统的文化服务功能。然而,稻田综合种养模式也可能造成土壤潜育化、重金属污染等潜在风险。此外,不同的稻田综合种养模式对农田粮食供给和温室气体排放功能的影响各异。未来应进一步加强长期稻田综合种养模式对土壤物理、化学和生物学特性的影响研究;阐明不同稻田种养模式下土壤物质、能量和信息流过程以及土壤生态系统服务功能的差异及其作用机制;集成应用科学合理的稻田综合种养模式,实现农业的可持续发展。     

区域农田畜禽承载量预测模型构建与应用:以赤峰市为例

为对区域现有生猪养殖数量的合理性进行评价及对生猪养殖承载量进行预测,从畜禽养殖-耕地-作物系统出发,基于农田养分平衡理论及有机和无机肥合理配施方法,构建区域农田畜禽承载量预测模型。以赤峰市为例,设定有机和无机肥配施比例为5∶5,并保持现有农田N或P2O5养分盈余量不变,分别基于N和P2O5养分盈余量不变实地应用该模型。结果表明,基于N时可新增生猪养殖数量43.6万头,承载量为630.8万头;基于P2O5时可新增生猪养殖数量369.3万头,承载量为1 041.3万头。位于西拉木伦河南岸的松山区、翁牛特旗、喀喇沁旗、宁城县和敖汉旗是可新增生猪养殖的主要区域。从环境压力角度考虑,推荐基于N的预测值作为计算赤峰市可新增生猪养殖量和承载量的依据。     

“双碳”目标下江西省农业碳排放量测算、影响因素分析与预测研究

农业是中国的立国之本,也是重要的碳排放源,发展低碳农业有助于中国总体碳减排目标的实现。选择农资投入、农田利用、畜禽养殖及秸秆焚烧4类碳源,利用IPCC碳排放模型对江西省2000—2020年的农业碳排放量予以测算,利用LMDI模型进行影响因素分解,并运用XGBoost模型预测2021—2050年碳排放量。结果表明：(1)2000—2020年江西省农业碳排放总量呈现先下降后上升再下降的波动趋势,总体呈上升趋势,但农业碳排放强度逐年降低。农业碳排放源中农田土壤利用贡献率最高,其次为畜禽养殖、农资投入和秸秆焚烧。2000—2020年江西省11个地级市农业碳排放量及排放强度均呈现明显的区域差异,且差异不断扩大,其中宜春市的农业碳排放量和平均碳排放强度均居于首位。(2)地区经济发展水平的提高和城镇化率的增加是导致农业碳排放量增加的主要因素,而农业生产效率、农业产业结构、地区产业结构和劳动力对碳减排的作用比较有限。(3)预测结果显示,2030年前江西省农业碳排放总量及11个地级市农业碳排放量已达到峰值。其中,新余市在2005年最早达到峰值,景德镇市和赣州市在2016年最晚达到峰值。2020年后,江西...     

畜禽环境中抗生素的去除及其风险评估

抗生素作为饲料添加剂广泛应用于畜禽养殖业,造成养殖环境抗生素大量蓄积,尤其是在畜禽粪便中,长期的积累不仅污染养殖场内土壤环境,残留的抗生素还会随畜禽粪便进入周边水体及农田环境,威胁农作物及人体健康。目前,国内相关研究主要集中在抗生素的降解工艺及降解规律方面,而对其去除效率的影响因素及风险评价研究相对较少。笔者综述了国内外抗生素的降解转化及去除方式等的研究进展,并概述了抗生素在畜禽环境中的生态风险评估的研究现状,为抗生素的高效去除、风险预估及畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。     

基于氮磷农田利用的黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力研究

为评估黄淮海地区畜禽粪尿土地承载力,以《畜禽养殖业源产排污系数手册》为基础,采用2018年国家及地方统计年鉴数据,测算了黄淮海地区畜禽粪尿总量、耕地畜禽粪尿氮磷负荷和畜禽养殖环境风险指数,并基于氮磷农田利用估算了该地区畜禽粪尿土地承载力及发展潜力。结果表明:(1)2017年黄淮海地区畜禽养殖的粪尿、氮和磷产生量分别为31 434.18万、172.90万和31.10万t,单位面积耕地的畜禽粪尿、氮和磷负荷分别为12.00 t·hm~(-2)、66.05 kg·hm~(-2)和11.88 kg·hm~(-2);(2)畜禽污染物耕地负荷总体上处于较低水平,81.82%的城市畜禽粪尿耕地负荷低于15 t·hm~(-2),70.91%的城市畜禽氮负荷低于75 kg·hm~(-2),78.18%的城市畜禽磷负荷低于15 kg·hm~(-2);(3)从畜禽养殖环境风险看,北京属削减养殖区,天津、秦皇岛、烟台属严格控制区,威海、日照、德州、滨州、洛阳、许昌、漯河属适当控制区,邢台、安阳、商丘、枣庄、亳州、淮北、徐州、连云港、盐城、淮安属重点发展区,其余地区属一般发展区;(4)黄淮海地区基于氮磷农田利用的土地承载力为42 262.70万头猪当量,畜禽养殖潜力值为26 469.82万头猪当量,其中北京需削减66.34万头猪当量,天津、安徽、江苏、河北、河南和山东畜禽发展潜力分别为104.56万、3 569.14万、3 691.77万、4 189.90万、8 371.26万和6 609.53万头猪当量。     

鄱阳湖生态经济区畜禽养殖污染负荷分析

以2011年鄱阳湖生态经济区各类畜禽养殖数量为基础,采用参数估算法估算了该区畜禽养殖产生的粪便及其中的污染物化学需氧量(CODCr)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)质量,结合各县(市、区)耕地面积计算得到畜禽粪便耕地负荷量,并以畜禽粪便耕地负荷警报值评价各县(市、区)畜禽粪便负荷量的承受程度。结果显示,2011年该经济区畜禽养殖共产生3 129.42万t粪尿,83.34万t CODCr,6.97万t NH3-N,17.19万t TN,5.79万t TP,该区这些污染物产生量约占全省的40%。对畜禽粪便耕地负荷警报值的分析表明,该经济区有9个县(市、区)畜禽粪便负荷量尚未对环境构成潜在威胁,其余26个县(市、区)畜禽粪便负荷量从理论上来讲都对环境构成了潜在威胁,尤以南昌市青云谱区和九江市浔阳区畜禽粪便负荷量对环境的污染威胁最大。     

闽江流域畜禽粪便的污染负荷及其环境风险评价

从闽江流域畜禽养殖业现状分析入手,根据作物所需畜禽粪尿肥的最大量,估算流域各县市的畜禽污染物产生量和农田畜禽粪便负荷量,对各县市畜禽养殖粪便污染进行潜在的环境风险评价.结果表明:闽江流域大多数集约化养殖场集中分布于中上游,并有向下游扩散的趋势;流域农田畜禽粪便负荷量平均达22.95 t·hm-2·a-1;整个流域的畜禽污染已对环境产生风险,尤其是富屯溪、沙溪流域更为突出.     

猪场污水还田与化肥配施对农田水土环境和作物产量的影响

畜禽粪污还田利用作为一种具有良好经济性和可操作性的资源化处理方式,近年来逐步成为规模化畜禽养殖场污染减排的方向,但其在还田过程中对水、土壤环境以及作物产量的潜在影响也不容忽视。以规模化养猪场为例,以常规化肥施用农田为对照,研究猪场厌氧污水还田与化肥配施对水环境(地表径流污染物流失负荷、地下水污染物浓度)、土壤环境(养分含量)和作物产量的影响。结果表明,与常规对照农田相比,污水还田农田地表径流化学需氧量(COD)、总磷(TP)和可溶性磷(DP)年流失负荷分别显著增加32.18%、15.46%和28.13%,但氨氮(以NH_4~+-N计)年流失负荷显著减少31.81%;地下水COD、硝态氮(NO_3~--N)、TP和DP等污染物浓度分别显著提高24.69%、17.04%、11.76%和21.05%;与初始土壤相比,污水还田农田不同土层中TN含量显著降低,常规对照农田TP含量显著降低;污水还田农田作物产量与常规对照农田无显著差异。     

太湖流域跨界区农业面源污染特征

采用输出系数法,从农村生活污水、农田径流和畜禽养殖3个来源估算太湖流域跨界区农业面源COD、TN和TP污染负荷,并分析其时空变化特征;采用极值标准化法和均方差赋权法,进一步对区域内各地区污染负荷的入水强度进行评价。结果表明,太湖流域跨界区2010—2013年COD、TN和TP入水负荷总体呈下降趋势,4 a间高COD负荷区分布在湖州市和嘉兴市,高TN和TP负荷区分布在苏州市、湖州市和嘉兴市,畜禽养殖是3种污染负荷的主要来源,均占3种污染物总负荷量的80%以上。各地区污染负荷的入水强度评价结果显示,2010—2013年跨界区农业面源污染负荷单位GDP综合评价值分别为0.217 6、0.240 2、0.236 4和0.222 2,无明显变化规律;流域农业面源污染负荷单位面积综合评价值分别为0.407 8、0.289 9、0.289 2和0.281 6,呈下降趋势。     

九龙江流域规模化养殖环境风险评价

在G IS支持下采用养分收支平衡法对九龙江流域规模化生猪养殖的环境风险进行评价。规模化养殖污染负荷在不同类型养殖场的分配、空间分布规律以及规模化养殖的环境风险评价结果表明:规模化养猪业年产粪尿量达107万t,以小型规模化养殖场产生的污染负荷最高;整体来看,规模化生猪养殖的环境风险不大,但由于养殖场的地理分布集中,造成近郊区域规模化养殖的环境风险极高;由于过多施用化肥,中远郊规模化养殖粪尿未得到合理利用而流失。位于水系附近的养殖场对水体影响较大,根据“福建省畜禽养殖污染防治管理办法”,为减少规模化生猪养殖对九龙江水质的直接威胁,需搬迁主要支流沿岸1 km范围内的规模化养猪场250个。     

农业源氨排放影响因素研究进展

氨(NH_3)作为大气中碱性气体,在雾霾形成中起着关键性作用,从源头上控制NH_3排放,对降低大气二次无机盐及PM2.5浓度水平,控制雾霾污染,大幅提升空气环境质量尤为重要。农业源NH_3排放是大气中人为源NH_3的主体,其主要来源于农田施肥和畜禽养殖。因此,总结农业源NH_3排放国内外研究进展,分析NH_3排放影响因素,对于了解其NH_3排放过程与特征,进而针对性提出控制措施具有重要意义。为此,就农田施肥和畜禽养殖NH_3排放影响因素的国内外研究现状进行了系统总结,结果发现,肥料类型、土壤理化性质、田间气象要素和施肥方式是影响农田施肥NH_3排放的主要因素;畜禽饲料性质、禽舍环境和清粪模式是影响畜禽养殖NH_3排放的主要因素。目前,农田施肥NH_3排放研究主要是从农田氮地球化学循环过程和粮食增产需求角度开展,而畜禽养殖NH_3排放研究主要从职业卫生健康角度开展,上述研究缺乏以NH_3排放环境暴露风险为目的的考量。因此,开展以环境空气为排放界面的农业源NH_3排污系数研究,制定农业源NH_3排放清单,并基于环境暴露风险,明确农业源NH_3排放优先控制区域,最终可为环境管理部门制定农业源NH_3排放分区控制技术体系、策略与路线图以及标准与政策法规提供理论依据。     

九龙江流域规模化养殖环境风险评价

在GIS支持下采用养分收支平衡法对九龙江流域规模化生猪养殖的环境风险进行评价。规模化养殖污染负荷在不同类型养殖场的分配、空间分布规律以及规模化养殖的环境风险评价结果表明：规模化养猪业年产粪尿量达107万t，以小型规模化养殖场产生的污染负荷最高；整体来看，规模化生猪养殖的环境风险不大，但由于养殖场的地理分布集中，造成近郊区域规模化养殖的环境风险极高；由于过多施用化肥，中远郊规模化养殖粪尿未得到合理利用而流失。位于水系附近的养殖场对水体影响较大，根据“福建省畜禽养殖污染防治管理办法”，为减少规模化生猪养殖对九龙江水质的直接威胁，需搬迁主要支流沿岸1km范围内的规模化养猪场250个。     

我国畜禽养殖项目环境影响评价制度分析

随着我国畜禽养殖总量的不断增加,畜禽养殖项目环境问题日益突出。落实好畜禽养殖场和养殖小区建设项目环境评价制度,是提高畜禽养殖环境保护水平的重要途径。针对我国当前畜禽养殖场和养殖小区建设项目在环境评价中落实不到位的实际问题,从环评从业机构少、指导价格不合理和评价内容无章可循等方面进行了分析,提出了尽快制定畜禽养殖场和养殖小区建设项目环评导则的建议,同时还明确了环评导则应以畜禽养殖废弃物综合利用为主导思想,从选址、设施配备和运行管理等多方面内容加以设计和评价。     

苕溪流域生猪养殖产污特征

不同规模的畜禽养殖、管理模式不同,畜禽的产污特征存在很大差异。探究不同规模畜禽产污规律可为区域粪污的合理利用及污染防治提供科学依据。选取苕溪流域2家规模不同的生猪养殖场,对其养殖污水及生猪粪便进行收集和分析,对比2家养殖场不同养殖阶段生猪养殖污水、粪便的污染物含量和产污系数特征。结果表明:规模较小的金爱养殖场(年出栏量500头)单头生猪养殖污水及粪便的日均产量均高于大观山养殖场(年出栏量36 000头);大观山养殖场生猪养殖污水和粪便中污染物含量大多高于金爱养殖场,金爱养殖场养殖废物中总磷(TP)含量远高于大观山,可能是因为金爱养殖场使用的泔水中TP含量过高导致;大观山养殖场保育、育肥和妊娠3个阶段的总氮(TN)产污系数分别为8.94、18.68、30.65 g·d~(-1)·头~(-1),TP产污系数分别为3.91、7.62、14.77g·d~(-1)·头~(-1),金爱养殖场保育、育肥和妊娠3个阶段的TN产污系数分别为9.84、19.77、32.95 g·d~(-1)·头~(-1),TP产污系数分别为5.87、15.23、30.09 g·d~(-1)·头~(-1),大观山养殖场TN产污系数略高于金爱养殖场,金爱养殖场TP产污系数远高于大观山养殖场。2家养殖场重金属的产污系数相差不大,说明不同生猪养殖规模对TP的产污系数影响较大,而对TN和重金属的产污系数影响较小。     

畜禽养殖排放的雌激素对周边水体环境的影响

环境雌激素是一大类化学物质,它们能够干扰生物体内激素的合成、分泌、转运、活性等,或与生物体内激素结构相似而发挥激素作用,对生物体的生长、繁殖及行为产生不利影响。环境雌激素包括天然雌激素及人工合成类雌激素。随着国内畜禽养殖的规模与数量的不断扩大,养殖场成为了一个很大的环境雌激素的产生源,其环境风险应得到相应的重视。目前对畜禽养殖过程中环境雌激素的产生量以及雌激素进入环境后的迁移转化行为已有很多的研究,包括野外的调查与实验室内机理研究。畜禽养殖过程产生的大量雌激素进入环境后能够被土壤吸附及微生物降解。室内的静态平衡吸附实验、土柱迁移试验及降解研究均表明雌激素进入环境后绝大部分迅速被吸附到土壤颗粒或悬浮胶体、沉积物颗粒上,同时发生转化与生物降解,由此推断其对周边环境中的雌激素贡献很小。然而,野外调查结果却表明实际情况下雌激素的迁移性高于理论期望值。因此,畜禽养殖对周边环境中雌激素的贡献量的大小尚未明确。本论文综述了畜禽养殖过程中环境雌激素的排放情况,结合国内外的调查研究,阐述了畜禽养殖产生的环境雌激素在土壤及水体中的迁移与降解行为,探讨了影响准确评估畜禽养殖排泄物对周边水体中雌激素贡献大小的因子,并提出了今后应开展原位吸附与迁移的实验,重点考虑天然有机质及抗生素等共存物质对雌激素环境行为的影响,建立综合模型来估算不同时期养殖场对周围水环境雌激素的贡献量的建议。     

我国淡水藻华长期变动特征综合分析

水体富营养化与淡水藻华（水华）是全球普遍现象,我国是一个高氮磷投入的国家,在人类活动和全球气候变化背景条件下,河流湖库富营养化问题日益突出。文章收集了近30年来我国水华事件的相关文献资料,基于综合研究和统计学分析,回顾性评估了我国水华发生的基本特征、变动规律和成因。数据表明,自上世纪80年代以来,水华发生频率从上世纪80年代每年1～2次上升到2000年以后的每年近10次（不完全统计）,总体呈现上升趋势;水华从湖泊向河流库区扩展,从点到面蔓延,且主要集中在人口密集、污染严重的长江中下游地区和东部沿海地区;在我国化肥施用、畜禽养殖、电站大坝建设等人类活动以及气候变暖的叠加影响下,河流湖库的氮磷浓度上升、氮磷比值下降,水体水化学和生态环境的长期变动加大了水华发生的风险。文章认为,在流域海域综合管理框架下进行氮磷污染的联合控制,以及多学科交叉开展特定水体的水华过程和机理研究是今后藻华防控的根本要求。     

水文因素影响稻田氮磷流失的研究进展

水文因素为农田氮磷元素的迁移提供了动力和载体,对稻田氮磷元素的流失具有重要影响。利用新型的稻田水分管理模式以代替传统的水分管理模式,对于有效控制面源污染具有重要意义。在综合调研国内外已有研究成果和最新进展的基础上,阐述了稻田氮磷流失特征、传统水分管理模式的弊端,并从新型稻田水分管理模式的种类、削减氮磷流失的效果与机理、与水平衡模型、营养负荷模型等结合应用等几个方面综述了国内外水文因素影响稻田氮磷流失的研究现状。进行稻田土壤吸附氮磷容量及人工调节机制的研究,在部分地区开展流域化水分管理系统研究,以及适用于我国稻田的水平衡模型和营养负荷模型的建立和深入研究应为今后我国关于水文因素影响稻田氮磷流失方面研究的一些方向。