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1、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。地方畜禽养殖污染空间布局 1引言（introduction） 农业非点源污染对土壤环境、水质和农产品安全具有不同程度的影响，是导致区域环境质量下降的重要因素1。畜禽养殖业的快速发展和生产集约化程度的提高，大量粪尿与污染物的排放和流失到水体中，导致硝酸盐含量超标、cod和bod增加以及水体富营养化2，3，土壤污染物大量积累，严重影响着农业生态环境可持续发展。国内外针对畜禽养殖业污染物估算以及其生态环境效应已有较多的研究和报道4。 珠江三角洲是我国经济快速发展的典型区域，城市化和工业化的快速发展促使城市和城乡结合部都市型农业的兴起，同时也带来一系列农业生态环境问题。
2、广州市经济发展迅速，城市生活水平逐步提高，畜禽产品消费量也持续增加。拥有发展畜禽养殖业的良好区位和自然条件，近年来规模化畜禽养殖业发展迅速，不可避免给环境带来较大影响5。由于养殖业的布局不合理以及缺乏纳污土地等因素6，畜禽粪便没有得到合理处置和利用，养殖废水排放和流失影响湖库和河流等水体环境质量，成为城市和乡村主要污染源之一。长期以来畜禽养殖业污染没有引起足够重视，畜禽养殖污染环境管理尚未深入开展。目前畜禽养殖业污染物的定量估算没有形成统一标准7，畜禽养殖空间布局规划和环境管理等相关研究缺乏。本文以广州市为研究区域，采用排放系数法和分区统计方法，研究畜禽养殖业污染物产生流失量和空间分布特征，以
3、及其对环境水体的影响，探讨畜禽养殖业污染防治对策。以期为行业的污染防治和管理提供科学依据，为区域畜禽养殖业可持续发展研究提供参考。 2研究区域与方法（studysiteandmethod） 2.1研究区域概况 广州市地处广东省的中南部，珠江三角洲的北缘，濒临南海，位于东经11257至1143，北纬2226至2356，总面积7434.4km2。中心城区包括越秀区、荔湾区、海珠区、天河区、黄埔区、萝岗区和白云区，面积1475.3km2，城郊区县有花都区、番禺区和南沙区，面积2277.8km2，远郊区县有增城市和从化市，面积3610.8km2。整体地势呈现北高南低、自北向南逐步倾斜的趋势。地貌类型大
4、致可以划分为中低山地、丘陵地、岗台地、冲积平原、陆地水域和滩涂六类。全市水域面积744km2，占全市面积的10%。北部有流溪河、白坭河、增江，南部为珠江三角洲河网区，为西、北、东江下游水道和珠江前、后航道汇流交织成的河网。属亚热带典型季风海洋气候，年降水量为1689.31876.5mm，年平均日照时数为1896.5h，年太阳辐射量在43674597mj•m-2，全年平均气温在2123之间。地带性植被主要为亚热带常绿阔叶林，山地丘陵的森林主要是次生林和人工林。 2.2研究方法 2.2.1畜禽养殖密度计算 查阅广州市统计年鉴获得20212021年养殖规模。根据广州市畜禽养殖场调查数据计
5、算畜禽养殖密度分布。为便于不同畜种进行统一比较，采用标准畜禽单位（au）对畜禽养殖数据进行标准化换算，1个畜禽单元等于454kg畜禽活体重量8。将各畜禽养殖场养殖量统一换算为标准畜禽单位，以区县和镇街为基本单元进行分区统计，得到广州市畜禽养殖密度分布图。 2.2.2畜禽养殖污染物计算 畜禽的粪便排泄系数是指单个动物每天排出粪便的数量，它与动物的种类、品种、生长期、饲料很气候等诸多因素有关9。畜禽粪便中含有大量的氮、磷等营养物质10，选择合理的排泄系数有利于畜禽污染物产生量和氮磷物质流失量估算的准确性。排泄系数具有较明显的区域差异性，华南地区和广州的畜禽养殖排泄系数具有地方特点，本研究采用朱冬亚
6、11估算的广州市畜禽粪便和污染物年排泄系数（表1），能够总体反映广州市畜禽养殖污染物产生情况。分别计算各养殖场畜禽粪便、尿液和污染物产生量，导入arcinfo9.2进行空间分析，绘制广州市畜禽养殖业污染物空间分布图。 2.2.3畜禽养殖污染物流失量 畜禽养殖污染物对区域水环境有较大影响。大多离水系距离较近，部分养殖场将畜禽粪便直接排入到河流中。畜禽粪便在堆放及清粪冲洗过程中极易流失到水体中，尿液的流失率则更高10。据研究市郊畜禽粪便进入水体的流失率为25%30%9。结合广州市养殖场排放特点，本研究取畜禽养殖场污染物流失率25%。按照各畜禽养殖场污染物排放去向，计算各主要水体受纳畜禽养殖场污染物
7、负荷，结合水质现状分析畜禽养殖业污染对广州市水环境影响。 3结果与讨论（resultanddiscussion） 3.1广州市畜禽养殖规模及空间分布 随着社会经济的快速发展，广州市畜禽养殖规模呈增加趋势（表2）。2021年广州市生猪出栏量达225万头，肉鸡出栏量为6446万羽，奶牛存栏量为1.9万头。从2021到2021年生猪养殖规模呈小幅上升趋势，肉鸡养殖规模稳定在6000万羽以上，奶牛也保持在1.9万头12。珠三角经济社会发展处于全国前列，按2021年广州市常住人口1033.4万人推算，人均生猪占有量0.22头，人均肉鸡占有量达到6.24只。与国内其他大城市相比，广州市畜禽养殖规模较高，人
8、均畜禽产品占有量也超过上海、北京。庞大的畜禽养殖规模加重了广州市环境污染负荷，对水体和土壤环境产生较大影响。广州市畜禽养殖业中养殖场所占比例较高，其中养殖场的生猪出栏量占全市的55.7%，肉鸡出栏量占全市14.3%。广州市畜禽养殖场主要分布在环绕中心城区的城郊地区，而中心城区基本无畜禽养殖场（表3）。广州市畜禽养殖数量达到17.9万au，其中增城市养殖数量最高，其次是萝岗区、从化市、白云区和花都区。广州市郊区经济发展水平较中心城区低，农业生产仍占有一定比重。而作为广州市“南拓”发展重心的番禺区，近年来经济发展速度较快，畜禽养殖规模有所减少，但与中心城区相比仍不容忽视。越秀区、荔湾区和海珠区无养
9、殖场分布，天河区、黄埔区和南沙区则有少量养殖场分布。畜禽养殖密度是指示农业氮、磷流失风险的指标之一，养殖业污染物负荷与畜禽密度的分布具有一致性13。随着养殖量的增长，区域畜禽密度也较稠密，全市畜禽养殖密度达到24.3au/km2。养殖密度较高的区域主要分布在近郊地区（图1），其中萝岗区养殖密度最高，达到67.9au/km2，其次是增城市养殖密度33.8au/km2。其中萝岗区九龙镇和增城市石滩镇养殖密度分别达到142.9和119.1au/km2。白云区、番禺区、花都区和从化市的养殖密度也较高。主要是由于距离中心城区近，具有发展养殖业的区位优势。 3.2广州市畜禽养殖污染物空间分布 根据表3估算
10、结果，初步估算畜禽养殖场化学需氧量产生量约为工业cod的2.8倍，是生活源cod产生量的1/5。畜禽养殖场氨氮产生量约为工业氨氮的3.7倍，是生活源的1/10。广州畜禽养殖场污染物的产生量巨大，畜禽粪便和水污染物的流失是广州市水污染物重要来源之一。从对水环境影响较大的化学需氧量和氨氮产生量空间分布来看，与养殖密度空间分布相似，呈明显的层次分布（图2）。中心城区污染物产生量较小，近郊区县是畜禽养殖污染物产生的重点区域。除天河区的珠吉街道、五山街道和凤凰街道污染物产生量较高，中心城区基本无污染物产生。增城市和萝岗区畜禽养殖场cod和氨氮产生量较高，分别达到1.8万吨和1.4万吨，其中萝岗区九龙镇和
11、增城市石滩镇污染物密度最高，分别达到76.6和35.9吨/km2。白云区、萝岗区、花都区和番禺区等近郊区县是污染物产生量的分布重心，从产生量密度图中呈现环绕中心城区明显的圆环。城市外围和城乡结合地区是畜禽养殖业分布的重点地区。这些地区具有交通优势和一定的环境容量，为畜禽养殖业发展带来便利条件，但同时也加重了城市和城乡结合地区水体污染负荷。除养殖场外，农户散养畜禽仍然占有一定比重，主要分布在增城市和从化市等远郊地区。散养畜禽分布较分散，大部分粪尿直接外排，未经处理的畜禽粪便被随意堆放，导致大量的污染物流失到环境水体中，给农村地区生态环境带来较大影响。畜禽养殖业的水体污染已不是一个局部的环境污染问
12、题，而是影响大流域环境的问题，增加了河口、近海海域的富营养化程度。城乡结合部和远郊的畜禽养殖业大部分分布在水系上游，给位于珠江三角洲河网下游的城市地区带来较大压力。 3.3广州市畜禽养殖业污染物对水环境影响 广州市畜禽养殖场粪便和尿液流失量较大，根据估算结果，畜禽养殖场流失到环境水体中的化学需氧量和氨氮达到1.6万吨和739吨。受纳畜禽养殖场污染物流失量较高的是流溪河、东江和增江，其次是珠江西航道和潖江，珠江三角洲河网地区受纳污染物相对较少（表4）。其中流溪河受纳的污染物量最高，化学需氧量和氨氮负荷达到5791吨和227吨，占总流失量的35.5%和30.7%。流溪河是广州市母亲河，是广州市北部
13、重要水源地。流溪河流经的白云区、花都区和从化市等区县流域上下游农业仍占较大比重，分布着较多畜禽养殖场。流溪河流域内的畜禽养殖污染物流失以及其它面源污染对其水质影响较大。东江和增江分别受纳化学需氧量3296吨和2021吨，总计占总流失量的32.7%。潖江受纳化学需氧量达1001吨。增城市和花都区农业经济比重也较高，畜禽养殖污染物的流失对其水体环境有一定影响。相对而言，除珠江西航道外珠江广州航道和南部三角洲河网地区受纳污染物流失量较少。流溪河、东江、增江等水系上游和沿岸除分布有较多的规模化畜禽养殖场外，还存在散养畜禽情况，由此产生的污染物养分流失风险较高14。流域中的农业区非点源氮素是水体富营养化
14、的重要原因15，16，散养畜禽产生的过境水的氮素污染程度严重程度更甚于规模化养殖场污染。因此，急切需要采取环境管理措施，切实保障饮用水源地环境安全。 4对策和建议（policiesandproposals） 4.1合理规划畜禽养殖业空间布 广州市于2021年颁布了广州市生猪养殖管理办法，将饮用水源保护区、居民区等环境敏感区划定为生猪禁养区域，为保障畜禽养殖区环境安全提供依据。但目前广州市畜禽养殖业布局仍不合理，畜禽养殖场和散养畜禽分布仍较分散，规模化养殖场大多数集中在城郊地区，这里耕地资源有限，存在畜禽粪便还田无法就地有效消纳的问题6。流溪河、东江、西航道等重点流域畜禽养殖业缺乏合理布局规划。
15、需要对广州市畜禽养殖场布局进行总体规划，加强畜禽养殖污染物排放量估算研究和污染控制区划17。重点加强东西部饮用水源地养殖业管理，引导畜禽养殖业向消纳土地相对充足的增城、花都和从化等地区转移。在人口稠密和环境敏感区、主要江河干流两岸1公里范围内、大中型水库和水源保护区严格限制发展畜禽场，对已有的养殖场应加强污染治理，并按计划逐步搬迁或取缔。 4.2引导畜禽养殖场规模化和规范化发展 养殖场和养殖小区在广州市畜禽养殖所占比例较高，其中生猪养殖量超过50%。但养殖场规模化和标准化建设水平不高，许多小规模养殖场无力进行治理设施投入。目前农户分散养殖仍占有相当比例，给养殖业环境管理带来较多困难。规模化养殖
16、具有良好的经济效益和环境效益，但养殖规模也不宜过大，过度集中易造成污染物大量集中排放18。应充分考虑自然地理条件和环境容量，采取合理规划和适度养殖规模19。引导畜禽养殖场规模化集约化发展，重点支持建设一批现代化、环保型的畜禽养殖场。逐步控制农户分散畜禽养殖量，以便于粪尿污染物排放的统一监管和资源化利用。环保部和广东省相继颁布了畜禽养殖业排放标准和技术规范，需要引导规模化养殖场加强规范化、标准化建设，积极改进养殖方式，推广沼气发酵、粪便饲料化等生态畜禽养殖技术。 4.3加强畜禽养殖污染减排和环境风险防范 由于对畜禽养殖污染的严重性和污染治理的必要性认识不足，很长一段时间没有把畜禽污染治理作为环境保
