基于種養結合的福建省耕地畜禽承載力初探

摘?要：種養結合是實現區域生態農業系統良性循環發展的有效途徑，福建省按照農牧結合、種養結合、循環發展的生態理念，持續推進生態農業建設。以2018年福建省主要農作物收獲物的氮素需求量與畜禽養殖業氮素排放量為研究對象，探索全省種養業氮素平衡問題。經初步測算，2018年福建省單位耕地畜禽氮負荷量為95.08 kg·hm-2，其中龍巖市、南平市、廈門市、漳州市超過全省平均水平;全省單位耕地氮素需求量為161.10 kg·hm-2，其中漳州市、福州市、三明市、廈門市超過全省平均水平。全省畜禽糞便承載力風險值為0.62，整體污染風險不高，但從局部看存在一定環境污染問題。

關鍵詞：畜禽養殖;氮素循環;耕地承載力;福建省

中圖分類號：S141?文獻標志碼：A?文章編號：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

種養平衡是實現區域生態農業系統良性循環和可持續發展的有效途徑之一[1-2]。福建省提出建設生態省的戰略目標以來，堅持按照農牧結合、種養結合、循環發展的生態理念[3]，持續推進全省生態農業建設。近年來，各地遵循以地定養、以種定養的原則，以實施畜禽糞污資源化整縣推進、果菜茶有機肥替代化肥、化肥農藥減量化行動等項目為抓手，提升畜禽糞污資源化利用水平，加快推進農業綠色發展[4]。

為進一步量化以地定養、以種定養，本研究以2018年福建省主要農作物收獲物的氮素需求量與畜禽養殖業氮素排放量為研究對象，對全省耕地種養業的氮素平衡情況進行初步探討，為解決耕地畜禽養殖承載力問題提供參考。

1?材料與方法

1.1?研究區域概況

福建省地處中國東南沿海，素有“八山一水一分田”之稱，陸域面積12.4萬hm2，其中耕地面積1.34萬hm2。域內山地、丘陵地貌占八成以上，主要有戴云山、武夷山等山脈，生態環境優良，2018年全省森林覆蓋率高達66.8%[5];域內水系發達，河網密布，主要有閩江、九龍江、汀江、敖江、晉江、龍江、木蘭溪、交溪（即“六江兩溪”）等河流，2016-2018年全省主要河流優良水質比例穩定在95.8%～96.5%。在亞熱帶海洋性季風氣候影響下，全域光照、雨量充足，平均降雨量1400～2000 mm，適合大多數動植物生長。

福建省畜禽養殖以生豬、肉禽為主，且規模化、標準化養殖程度較高。生豬養殖在九龍江流域的漳州、龍巖兩市存欄量占2018年全省總養殖的四成以上;肉雞、奶牛養殖主要集中在南平，僅圣農集團年產肉雞就達5億羽以上，分布在光澤、政和、浦城等地。福建省大宗作物以蔬菜、水果、水稻、茶葉等為主。水稻主要分布在南平、三明、龍巖等閩西北山區;蔬菜主要分布在設施農業較為發達的福州、漳州等地;水果主要包括柑橘、香蕉、李、枇杷、龍眼、葡萄、梨、楊梅、荔枝、桃、橄欖等，漳州市水果種植面積、產量均位居全省首位;茶葉種植重點分布在南平、泉州、寧德等地。

1.2?數據來源

1.2.1?種養業基本情況?本研究以2018年為基準年，收集了該年份福建省各地市畜禽養殖存欄情況、主要作物產量等，主要數據來源于《福建農業農村統計年鑒（2019）》[6]。選取蔬菜、水果、水稻、薯類、茶葉等主要農作物（表1）及肉牛、奶牛、生豬、肉羊、肉兔、家禽等主要畜禽（表2）進行統計。

1.2.2?種養業相關參數?本研究中主要農產品每形成100 kg收獲物所需要的氮素用量，主要引用自《土地承載力測算技術指南》[7]，并結合實際情況對部分參數進行微調。考慮到全省水果總產量中柑橘產量權重超過一半，其100 kg收獲物需氮量為0.6 kg，其他水果100 kg收獲物需氮量在0.21～0.74 kg，統一將水果需氮量參數確定為0.6 kg（表3）。主要農作物形成100 kg收獲物的氮需求量：蔬菜0.43 kg、水果0.60 kg、稻谷2.20 kg、薯類0.50 kg、茶葉6.40 kg。

本文中各類畜禽所產生的排泄量也以氮計，相關參數主要引用自《土地承載力測算技術指南》等（表3）。

1.3?計算方法

本研究僅以當年產生的畜禽糞便中氮素為研究對象，且假設全部被農作物吸收，未考慮被林地等其他土地類型消納，并排除區域土壤肥力、氮素輸入、時空分布不均等因素[8-9]。由于畜禽養殖品種、生長周期、管理水平、污染物處理方式等差異，不同的研究其畜禽產排污系數有一定差異，本研究對此進行了選取與折算。

1.3.1?單位耕地面積畜禽糞便承載力?耕地畜禽糞便承載力是指在特定區域內消納畜禽糞便的能力，一般用單位面積耕地內畜禽糞便的負荷量來表示。畜禽糞便負荷量指單位面積耕地所承載的畜禽糞便量，計算公式如下：

式中：B為耕地畜禽糞便負荷量（以氮計），kg·hm-1;L為畜禽糞便流失率，畜禽糞便經不同工藝收集、處理后造成損失，按30%計;∑Ni為區域內各類畜禽養殖糞便的總氮量，kg;S為區域總耕地面積。

1.3.2?單位耕地面積作物養分需求量?假設特定區域內作物生產所需養分均來自畜禽糞便，區域作物總養分量均由畜禽糞便供應。單位耕地面積作物養分需求量（以氮計），計算公式如下：

式中：M為單位耕地面積作物養分需求量，kg·hm-2;Yi為區域內第i種作物總產量，t;Ki為區域內第i種作物每形成100 kg產量吸收營元素的量，kg。

1.3.3?耕地畜禽糞便承載力的風險評價?耕地畜禽糞便承載力的風險評價通過預警值來表達，計算公式如下：

R=B/M

式中：R為耕地畜禽糞便承載力預警值。受負荷程度越大，其R值越大，畜禽糞便對區域環境的壓力也越大，耕地的畜禽糞便承載能力越弱。

2?結果與分析

2.1?福建省畜禽糞便承載力風險評價情況

由表5可知，2018年福建省單位耕地畜禽氮負荷量為95.08kg·hm-2，從主要農產品養分需求量測算，全省畜禽糞便承載力風險值為0.59，現有養殖量約占最大承載量的59%，整體污染風險不高，但從局部看存在一定環境污染問題。主要原因是近年來福建省通過采取控制生豬養殖總量、關閉拆除禁養區內養殖場（戶）、加快生豬養殖場改造升級、實施整縣推進畜禽糞污資源化利用等措施，多措并舉控制畜禽養殖污染，為降低畜禽養殖污染負荷作出了貢獻。

2.2?福建省各地市畜禽糞便承載力風險評價情況

從單位耕地畜禽糞便氮負荷量看，龍巖市、南平市、廈門市、漳州市分別達到173.10、124.46、103.17、96.34 kg·hm-2，均超過全省平均水平，特別是龍巖市單位耕地畜禽糞便氮負荷量已超過了歐盟年施氮量170 kg·hm-2的限量標準，極易造成區域水環境的污染，對下游水質污染存在風險。從主要農產品氮需求量看，漳州市、福州市、三明市、廈門市分別達到223.41、194.19、166.99、162.59 kg·hm-2，均超過全省平均水平。

3?討論與建議

3.1?討論

已有大量研究文獻對耕地糞污承載能力進行估算，由于系數選取、計算方法存在差異，因此不同文獻得出的數據結果不具可比性，但結論可供參考。從搜集的文獻來看，如楊飛等[10]、朱建春等[11]、武淑霞等[12]分別對2009年、2011年、2015年各省市畜禽養殖糞便氮的單位耕地負荷進行測算，范建華等[13]2018年對包括福建在內的8個省糞污土地承載量進行調查，也認為福建省單位土地糞污承載量超過了平均水平，可見長期以來畜禽養殖對福建省單位耕地面積的氮污染負荷均超過全國平均值。同時，福建省種植業復種指數高，單位耕地養分需求量也較大，從2018年的計算結果分析，福建省總體污染風險級別不高。但局部地區如九龍江上游的龍巖市、閩江上游的南平市以及莆田、泉州等有潛在污染風險。但隨著近年來中央生態環保督察的持續推進，各地畜禽養殖業裝備設施水平的提升以及畜禽糞污資源化利用工作的深入實施，畜禽養殖所帶來的局部污染風險也將隨之降低。

3.2?建議

3.2.1?優化產業布局，推進種養平衡?當前正值謀劃“十四五”發展規劃的關鍵節點，各地要遵循“以地定養、以種定養、種養結合”的生態理念，統籌規劃調整區域內種養業的布局和產業結構。同時，為了減少非洲豬瘟對福建省生豬產業的影響，鼓勵在環境風險較低的區域增養補欄，合理引導產業健康發展，就近就地利用糞污資源，實現土地配套、種養平衡，以推動農業產業高質量發展。

3.2.2?注重項目帶動，促進種養對接?各地要以實施畜禽糞污資源化整縣推進、果菜茶有機肥替代化肥等區域循環項目為抓手，從畜禽糞污收集、處理、貯存、利用等環節加強指導，加快建立種養對接體系，擴大畜禽糞污資源化利用范圍，向更為廣大的林地等開發利用，促進區域內糞污循環利用。

3.2.3?發展規模養殖，提升利用效率?隨著畜禽養殖業規模化、集約化、設施化程度的提高，畜禽糞便資源化利用的水平和效率也將不斷提升。同時，深入落實化肥農藥減量化行動，以實施有機肥替代、商品有機肥推廣、測土配方施肥、種植綠肥等為抓手，進一步提高化肥利用率，減少化肥在土壤中的殘留，充分挖掘化肥減量潛力。

參考文獻：

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[3]楚天舒，韓魯佳，楊增玲.考慮種養平衡的黃淮海小麥-玉米模式下畜禽承載量估算[J].農業工程學報，2019，35（11）：214-222.

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[6]福建省統計局農村處，福建農村統計年鑒：2019[M].北京：中國統計出版社，2019.

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[10]楊飛，楊世琦，諸云強，等.中國近30年畜禽養殖量及其耕地氮污染負荷分析[J].農業工程學報， 2013，29（5）：1-11.

[11]朱建春，張增強，樊志民，等.中國畜禽糞便的能源潛力與氮磷耕地負荷及總量控制[J].農業環境科學學報， 2014，33（3）： 435-445.

[12]武淑霞，劉宏斌，黃宏坤，等.我國畜禽養殖糞污產生量及其資源化分析[J].中國工程科學，2018，20（5）： 103-111.

[13]范建華，金波，顧華兵，等.我國部分地區畜禽糞污資源化利用現狀調查[J].中國家禽，2018，40（14）： 69-72.

（責任編輯：柯文輝）