湖南农村统计年鉴2019：湖南省2018年各市州县粮食作物播种面积和产量统计(二)

农村经济情况统计表一、农业生产情况1、耕地面积总耕地面积：＿____亩水田面积：＿____亩旱地面积：＿____亩2、农作物种植粮食作物：水稻种植面积：＿____亩，产量：＿____吨小麦种植面积：＿____亩，产量：＿____吨玉米种植面积：＿____亩，产量：＿____吨经济作物：棉花种植面积：＿____亩，产量：＿____吨油菜种植面积：＿____亩，产量：＿____吨蔬菜种植面积：＿____亩，产量：＿____吨3、畜牧业生猪存栏量：＿____头牛存栏量：＿____头羊存栏量：＿____只家禽存栏量：＿____只肉类总产量：＿____吨蛋类总产量：＿____吨奶类总产量：＿____吨4、渔业养殖水面面积：＿____亩水产品总产量：＿____吨二、农村产业发展1、乡镇企业企业数量：＿____个从业人员数量：＿____人总产值：＿____万元2、农村电商网店数量：＿____个销售额：＿____万元3、特色农业产业产业名称：＿____种植/养殖规模：＿____产值：＿____万元三、农村居民收入情况1、总收入工资性收入：＿____元经营性收入：＿____元财产性收入：＿____元转移性收入：＿____元2、人均可支配收入数值：＿____元3、收入来源构成务农收入占比：＿____%务工收入占比：＿____%其他收入占比：＿____%四、农村消费情况1、生活消费支出食品支出：＿____元衣着支出：＿____元居住支出：＿____元交通通信支出：＿____元教育文化娱乐支出：＿____元医疗保健支出：＿____元2、生产性消费支出购买农资支出：＿____元购置农业机械支出：＿____元五、农村基础设施建设1、道路交通硬化道路里程：＿____公里通村公路覆盖率：＿____% 2、水利设施灌溉渠道长度：＿____公里有效灌溉面积：＿____亩3、电力通信通电率：＿____%网络覆盖率：＿____%六、农村金融服务1、金融机构网点数量：＿____个2、农户贷款余额：＿____万元3、农业保险覆盖面积：＿____亩七、农村劳动力情况1、总人口：＿____人2、劳动力总数：＿____人3、外出务工劳动力数量：＿____人4、本地就业劳动力数量：＿____人八、农村土地流转情况1、流转总面积：＿____亩2、流转方式（转包、出租、互换等）及面积：转包：＿____亩出租：＿____亩互换：＿____亩九、农村扶贫情况1、贫困人口数量：＿____人2、脱贫人口数量：＿____人3、扶贫项目数量及成效：项目名称：＿____投入资金：＿____万元受益人口：＿____人通过对以上各项农村经济指标的统计和分析，可以较为全面地了解农村经济的发展状况。

第35卷 第10期2021年10月Vol.35 No.10Oct.,2021中国土地科学China Land Science doi: 10.11994/zgtdkx.20210916.155106中国耕地多功能评价及分区管控熊昌盛1，张永蕾1，王雅娟2，栾乔林1，刘 学3（1.海南大学公共管理学院，海南 海口 570100；2.四川大学公共管理学院，四川 成都 610065；3.华东师范大学地理科学学院，上海 220241）摘要：研究目的：揭示全国市级尺度上耕地生产、生活与生态功能的空间分布特征，开展分区保护划定，协调耕地多功能性以服务国家耕地保护战略。

研究方法：综合评价法、空间自相关分析与三角坐标图分析。

研究结果：（1）2017年全国耕地多功能存在显著空间差异，生产功能呈“东高西低、北高南低”的分布特点，生活功能呈“两头高、中间低，内陆高、沿海低”的分布特征，而生态功能沿胡焕庸线呈“东低西高”的分布格局；（2）全国耕地生产、生活和生态功能均呈空间聚集性分布特点，据此基于空间聚集性及全国农业区划提出耕地多功能分区方案；（3）全国各市耕地多功能之间的协调度存在显著差异，高值区以生态主导型和协调型为主，低值区以协调型为主，据此提出基于空间协调度的耕地多功能分区方案。

研究结论：全国耕地多功能呈明显空间分异规律，相应分区方案可为宏观层面耕地保护的精准施策及空间管控提供决策支持。

关键词：土地资源；耕地多功能；空间自相关分析；空间聚集性；空间协调度；分区管控中图分类号：F301.21文献标志码：A文章编号：1001-8158（2021）10-0104-11收稿日期：2021-07-17；修稿日期：2021-08-14基金项目：教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目（20JZD013）；国家自然科学基金项目（72004049）；教育部人文社会科学基金项目（20XJCZH009）；海南省自然科学基金项目（2019RC025，2019RC122，720QN241）。

苗 洁我国粮食主产区耕地“非粮化”的比较分析摘 要：我国13个粮食主产区担负着保障国家粮食安全的重任，其耕地“非粮化”程度直接关系到粮食生产安全问题，应当引起高度重视。

虽然粮食主产区整体的“非粮化”率低于全国平均水平，但通过对13个省份“非粮化”现状、趋势及流转耕地“非粮化”情况的比较，可以看出各省之间存在严重分化。

对总体“非粮化”程度较高、“非粮化”呈逐年上升趋势及流转耕地“非粮化”倾向明显的省份，需要给予高度关注，从解决种粮经济效益过低的核心问题着手，变“非粮化”为“趋粮化”。

关键词：粮食主产区；非粮化；耕地一、引 言随着城镇化、工业化快速发展以及种粮比较收益下降、工商资本下乡、土地流转规模扩大等多重因素的叠加，近年我国部分地区耕地“非粮化”倾向明显，如果任其发展，将影响国家粮食安全。

尤其是2020年新冠肺炎疫情暴发，加上极端气候灾害频发，我国粮食安全形势的不确定性和复杂性进一步加剧，自2020年11月开始，从中央到地方都先后对防止耕地“非粮化”提出了明确要求和实施意见。

河南、黑龙江、山东、江苏、安徽等13省份作为全国粮食主产区，大约贡献了全国农作物播种面积的70%、粮食播种面积的75%和粮食总产量的80%，担负着保障国家粮食安全的重任，其“非粮化”状况更应引起重视。

目前学术界关于“非粮化”的研究多是针对某个省、市或者县的“非粮化”趋势展开，对于粮食主产区的研究也主要以某个省或者市为例进行分析，对粮食主产区各省份“非粮化”情况的比较研究不多。

我国粮食主产区耕地“非粮化”的现状和趋势以及耕地流转过程中各省份“非粮化”的情况都是迫切需要关注的问题。

二、粮食主产区耕地“非粮化”的比较分析由于数据可得性的限制，本文主要使用“非粮食播种面积占农作物播种面积的比例”来反映“非粮化”水平。

（一）粮食主产区耕地“非粮化”现状的比较分析2019年，我国耕地非粮作物种植面积为49867千公顷，占农作物播种面积的比重为30.1%。

湖南省农业资源环境发展的影响因素分析湖南省农业资源环境问题的原因是多方面的。

从自然因素看，自然灾害会造成农业生态问题。

从人为因素分析，农业生产方式粗放、经济结构的制约、产业结构限制，以及人们的环保意识、国家法律法规对生态环境的忽视，这些都是造成农业生态环境的破坏原因。

但更为直接地分析其污染源，可以从源头上把握其影响因素。

（一）农业内部污染源对农业生态环境的影响1.化肥的使用及流失对生态环境的影响化肥又称无机肥，是利用化学方法制造出来或用矿石加工而成的肥料。

在农业生产中，施肥能够提供作物在生长中需要的营养元素、增强土壤的肥力，对于提高农作物的产量有重要的意义。

有专家在施肥量与粮食产出关系的实证分析后认为，我国粮食作物产量在施肥后能增加50%左右。

为了追求高产的农作物产量，许多生产者不顾各自土壤特性、气候条件、农作物营养吸收性的前提下，不合理或长期过量使用化肥，造成了一系列污染，不利于农业生产的发展和人类健康。

首先，土壤受到影响。

在化肥使用中，氮肥的使用量居于首位。

过量地施用氮肥，不仅会造成肥效的降低，而且使农作物生长环境变差，病虫害、倒伏减产的概率增加。

另外，会阻碍农作物吸收钙镁钾等养分，造成土壤酸化，其他养分流失。

钾肥施用过量会破坏土壤结构、土壤板结。

由于磷肥中含有重金属、氟、放射性物质，施用不当或过量，会加重土壤污染。

其次，对水体的污染。

当化肥中主要营养元素氮、磷由于土壤未吸收流失于地下水和地表水时，会造成水体富营养化，成为地下水氮素污染的主要来源。

水体中，硝酸盐、亚硝酸盐等致癌物质增加，威胁农作物的品质及人类的健康。

第三，影响大气环境。

以2013年为例，湖南省化肥总施用量673.7万吨，占总施用量的10.83%。

2002—2013年间，每公顷耕地平均使用量791.79公斤，远远超过国际公认225公斤/公顷的化肥施用安全上限。

最后，化肥流失严重。

由于施肥方式、结构、比例的粗放不合理等因素的影响，化肥的实际利用率很低，氮、磷、钾分别仅为30%—35%、10%—20%、35%—50%。

第44卷第1期2024年2月水土保持通报B u l l e t i no f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .44,N o .1F e b .,2024收稿日期:2023-06-07 修回日期:2023-08-06资助项目:湖南省自然资源厅项目 湖南省矿产资源有偿使用权益框架构建及责权分配研究 (2020-05);农业部长江中游平原农业环境重点实验室开放资助项目 水稻土旱化种植过程中镉迁移特征研究 (531220-1291) 第一作者:李丽(1997 ),女(汉族),湖南省郴州市人,硕士研究生,研究方向为国土资源利用与管理㊂E m a i l :l i l y z m f @163.c o m ㊂ 通信作者:夏卫生(1966 ),男(汉族),湖南省安化县人,博士,教授,主要从事土地资源管理方面研究㊂E m a i l :x w s @h u n n u .e d u .c n㊂湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价李丽,夏卫生,周浩(湖南师范大学地理科学学院,湖南长沙410081)摘 要:[目的]测算和分析畜禽养殖粪污耕地负荷和土地承载力,为防治农业面源污染,促进农牧协调发展提供科学依据㊂[方法]根据湖南省畜禽养殖㊁作物产量等数据资料,在考虑粪污综合利用率的前提下,采用产排污系数法㊁养分平衡法分别计算2020年各地市州畜禽养殖耕地污染负荷和土地承载力,分析畜禽养殖空间布局以及粪污消纳分配㊂[结果]湖南省2020年共养殖猪当量4.27ˑ107头,各区域养殖量差异很大;畜禽粪便和T N ,T P 耕地负荷分别为19.04t /h m 2,94.85,24.99k g /h m 2,耕地负荷警报级别均在Ⅱ级以上,对耕地环境稍有威胁,其中永州市㊁娄底市㊁怀化市㊁郴州市至少有两项耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级及以上,耕地环境风险较高;畜禽养殖土地最大承载量为1.23ˑ108头猪当量,已养殖猪当量仅占其37.18%㊂各地市州的可增加养殖量也非常可观,常德市㊁益阳市㊁岳阳市㊁邵阳市㊁长沙市㊁永州市㊁衡阳市7个市的可养殖猪当量在5.00ˑ106头以上㊂在确认区域内畜禽养殖未超载的基础上,永州市㊁娄底市㊁怀化市㊁郴州市要鼓励林地㊁园地的作物管理者增加有机肥的施用比例,加大粪污消纳量,才能降低耕地环境污染风险㊂[结论]湖南省畜禽养殖耕地环境风险整体上较低,畜禽养殖业发展空间很大,但是部分地市州存在耕地污染风险,必须调整粪污消纳去向,才能缓解耕地的粪污消纳压力,推动农业可持续发展㊂关键词:畜禽养殖;耕地负荷;土地承载力;湖南省文献标识码:B 0文章编号:1000-288X (2024)01-0118-09中图分类号:S 811.5文献参数:李丽,夏卫生,周浩.湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价[J ].水土保持通报,2024,44(1):118-126.D O I :10.13961/j .c n k i .s t b c t b .2024.01.013;L i L i ,X i aW e i s h e n g,Z h o uH a o .E v a l u a t i o no f f a r m l a n d l o a d a n d l a n d c a r r y i n g c a p a c i t y o f l i v e s t o c ka n d p o u l t r y m a n u r e i nH u n a nP r o v i n c e [J ].B u l l e t i no f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,2024,44(1):118-126.E v a l u a t i o no fF a r m l a n dL o a da n dL a n dC a r r y i n g C a p a c i t y o f L i v e s t o c ka n dP o u l t r y Ma n u r e i nH u n a nP r o v i n c e L i L i ,X i a W e i s h e n g,Z h o uH a o (C o l l e g e o f G e o g r a p h i c a lS c i e n c e s ,H u n a nN o r m a lU n i v e r s i t y ,C h a n gs h a ,H u n a n 410081,C h i n a )A b s t r a c t :[O b j e c t i v e ]T h e p u r p o s e so f t h i s s t u d y we r e t o p r o v i d eas c i e n t if i c f o u n d a t i o nf o r t h e p r e v e n t i o n a n dc o n t r o lo fag r i c u l t u r a ln o n -p o i n ts o u r c e p o l l u t i o n ,a n dt o p r o m o t ec o o r d i n a t e dd e v e l o pm e n tb e t w e e n a g r i c u l t u r ea n da n i m a lh u s b a n d r y b y c a l c u l a t i n g a n da n a l y z i n g li v e s t o c k m a n u r e l o a do f f a r m l a n da n d l a n d c a r r y i n g c a p a c i t y .[M e t h o d s ]W ec o n s i d e r e dt h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o nr a t eo fl i v e s t o c ka n d p o u l t r y w a s t e ,a n de m p l o y e d t h em e t h o do f t h e p o l l u t i o n g e n e r a t i o na n dd i s c h a r ge c o ef f i c i e n t a n d t h em e t h o do f t h e n u t r i e n t -b a l a n c e t os e p a r a t e l y c a l c u l a t el i v e s t o c k m a n u r el o a do ff a r m l a n da n dl a n dc a r r y i ng c a p a c i t y in d i f f e r e n t r e g i o n so fH u n a nP r o v i n c e i n2020.T h es p a t i a l l a y o u to f l i v e s t o c ka n d p o u l t r y b r e e d i n g a n dt h e d i s t r i b u t i o no fm a n u r e p o l l u t i o nw e r e a n a l y z e db y u t i l i z i n g d a t a r e g a r d i n g l i v e s t o c km a n u r e a n d c r o py i e l d i n H u n a nP r o v i n c e .[R e s u l t s ]At o t a l o f 4.27ˑ107p i g sw e r eb r e d i n H u n a nP r o v i n c e i n2020,w i t hs i gn i f i c a n t v a r i a t i o na c r o s s r e g i o n s .T h e l o a d so f l i v e s t o c ka n d p o u l t r y ma n u r e ,T N ,a n d T Po nf a r m l a n di n H u n a n P r o v i n c ew e r e 19.04t /h m 2,94.85k g /h m 2,a n d24.99k g /h m 2,r e s p e c t i v e l y,a n dt h ec u l t i v a t e dl a n dl o a d a l e r t l e v e l s a l l e x c e e d e d l e v e lⅡ,p o s i n g a s l i gh t t h r e a t t o t h e f a r m l a n de n v i r o n m e n t .A t l e a s t t w o f a r m l a n dl o a dw a r n i n g l e v e l s i nY o n g z h o u,L o u d i,H u a i h u a,a n dC h e n z h o uC i t y r e a c h e d l e v e lⅢo r a b o v e,i n d i c a t i n g ah e i g h t e n e d e n v i r o n m e n t a l r i s k.T h em a x i m u ml a n d c a r r y i n g c a p a c i t y o f l i v e s t o c k a n d p o u l t r y b r e e d i n g l a n d w a s1.23ˑ108p i g e q u i v a l e n t s,b u t t h ec u r r e n t l y r a i s e d p i g e q u i v a l e n t so n l y a c c o u n t e df o r37.18%o f t h i s v a l u e.T h i s r e s u l t i n d i c a t e d t h a t t h e r ew a s s i g n i f i c a n t p o t e n t i a l f o r i n c r e a s i n g t h e l i v e s t o c kb r e e d i n g c a p a c i t y i nv a r i o u sc i t i e s,w i t hs e v e nc i t i e s(C h a n g d e,Y i y a n g,Y u e y a n g,S h a o y a n g,C h a n g s h a,Y o n g z h o u,a n d H e n g y a n g C i t y)c a p a b l eo fb r e e d i n g m o r et h a n5.00ˑ106p i g e q u i v a l e n t s.G i v e nt h ea b s e n c eo fb r e e d i n g o v e r l o a dw i t h i n t h e s e r e g i o n s,c r o p m a n a g e r s i nw o o d l a n d a n do r c h a r d s i nY o n g z h o u,L o u d i,H u a i h u a,a n d C h e n z h o uC i t y w e r e e n c o u r a g e d t o i n c r e a s e t h e i r a p p l i c a t i o no fo r g a n i c f e r t i l i z e r sa n d m a n u r ea b s o r p t i o nt o l o w e r t h e r i s ko f f a r m l a n d p o l l u t i o n.[C o n c l u s i o n]O v e r a l l,t h e r i s k p o s e db y l i v e s t o c ka n d p o u l t r y b r e e d i n g t o t h e f a r m l a n d e n v i r o n m e n t i n H u n a nP r o v i n c e r e m a i n s r e l a t i v e l y l o w,s u g g e s t i n g s u b s t a n t i a l p o t e n t i a l f o r f u t u r e i n d u s t r y e x p a n s i o n.H o w e v e r,c e r t a i n r e g i o n s a r e f a c i n g f a r m l a n d p o l l u t i o n r i s k s,t h u s n e c e s s i t a t i n g a r e d i r e c t i o n i nm a n u r ed i s p o s a l t o l e s s e n t h e p r e s s u r eo fm a n u r e a b s o r p t i o no n f a r m l a n d,t h e r e b yp r o m o t i n g s u s t a i n a b l e a g r i c u l t u r a l d e v e l o p m e n t.K e y w o r d s:l i v e s t o c ka n d p o u l t r y m a n u r e;f a r m l a n d l o a d;l a n d c a r r y i n g c a p a c i t y;H u n a nP r o v i n c e农业面源污染防治是生态环境保护的重要内容,事关国家粮食安全和农业绿色发展,而畜禽养殖是农业面源污染的主要污染源[1]㊂2020年公布的‘湖南省第二次全国污染源普查公报“显示,畜禽养殖业的水污染物排放量中生化需氧量(C O D)㊁总氮(T N)㊁总磷(T P)3项主要污染物分别占农业源的95.09%, 38.71%和61.81%㊂畜禽养殖尤其是规模性畜禽养殖粪污排放量大且集中,若处理不当会造成严重的水体㊁土壤和气体等环境污染[2]㊂近年来,湖南省不仅大力推进畜禽粪污资源化利用,而且极其重视各地畜禽养殖总量控制,以免超过当地土地承载能力,造成农作物减产㊁生态环境破坏㊂中国的畜禽养殖污染问题早已引起相关学者的关注㊂红霞[3]的研究发现畜牧业发达的内蒙古因种养结合不紧密㊁粪污资源供求失衡㊁政策法规缺乏可操作性等造成了畜禽养殖污染㊂为加强各地畜禽养殖数量管控㊁优化农牧产业空间布局,学者们主要从耕地负荷预警与环境承载力两个方面估算研究区域各地的畜禽养殖粪污消纳能力㊂部分学者先通过产排污系数法[4-6]或者粪便养分含量系数[7-9]计算畜禽养殖粪便及氮㊁磷产生总量,然后用欧盟氮磷养分施用标准计算畜禽粪污耕地负荷以判断各地耕地是否超负荷而存在环境风险㊂其中,宋江燕等[10]在考虑粪污综合利用率的前提下,较精准地对惠州市各区㊁县耕地承载负荷值进行了估算,而周芳等[11]㊁郝守宁等[12]㊁张晓莉等[13]在此之前还估算并分析了畜禽养殖粪污产排的时空演变特征,为制定畜牧业发展规划提供了可靠的理论依据㊂但是中国的耕作制度㊁作物类型等与欧盟差异较大,仅用欧盟氮磷养分施用标准计算畜禽粪污耕地负荷,其结果可能存在一定误差[14]㊂而根据区域内农作物生长对氮(磷)养分的吸收量与单位猪当量粪肥供给量计算各地区畜禽养殖土地承载力,更符合各地的实际情况[15-17]㊂于是,郜兴亮等[18]通过估算农田畜禽粪便养分负荷量和畜禽养殖承载力研究新疆畜牧业发展空间;陈广银等[19]还测算了畜禽养殖环境风险指数以及畜禽发展潜力,并据此提出了黄淮海地区畜禽养殖优化发展布局㊂学术界对畜禽养殖粪污消纳研究得愈加深入,有助于推动农牧业的可持续发展㊂湖南省是全国闻名的养殖大省,2020年生猪出栏量居全国第二位,但是其庞大的养殖量产生的粪污也对生态环境造成了威胁㊂刘诚[20]通过计算湖南省2015年单位面积耕地畜禽粪污年负荷量,分析各地级市畜禽粪便对环境的影响;杜红梅等[21]基于2016 2018年的相关数据估算了畜禽养殖土地承载力,并为各区域畜禽养殖制定了差异化策略㊂但是这些研究只关注了畜禽养殖粪污是否超过耕地负荷㊁畜禽养殖量是否超载,并未对养殖量不超载时如何通过引导粪污消纳去向分配来化解耕地环境风险进行研究㊂本文将在考虑畜禽粪污综合利用率的前提下,计算并分析各市㊁州畜禽粪污耕地负荷值及土地承载能力,以此作为规划畜禽养殖量和调整粪污消纳去向的依据,旨在推进湖南省农业面源污染防治及耕地保护工作㊂1研究区概况与材料方法1.1研究区概况湖南省位于中国中部㊁长江中游,下辖长沙㊁株洲㊁湘潭等13个地级市以及湘西土家族苗族自治州㊂湖南属亚热带季风湿润气候,四季分明㊁降水丰沛,地形以山地㊁丘陵为主,河网密布㊁水系发达,给种植业和畜禽养殖业提供了绝佳的发展环境㊂2020年,湖911第1期李丽等:湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价南省全年粮食种植面积4.76ˑ106h m2,总产量达3.07ˑ107t,养殖猪当量4.57ˑ107头,猪㊁牛㊁羊㊁禽肉类总产量达5.60ˑ106t,农林牧渔业总产值为7.66ˑ1011元㊂农业作为湖南省的基础产业,种养规模必将进一步扩大㊂然而,2022年发布的‘湖南省畜禽规模养殖污染防治规定“提出畜禽养殖品种㊁规模及总量的确定必须考虑环境承载力,并与经济社会发展规划㊁生态环境保护规划等相衔接㊂因此,保证畜禽养殖产生的粪污被种植业消纳㊁减少农业面源污染是湖南省必须解决的问题㊂1.2数据来源以湖南省辖区内的生猪㊁肉牛㊁羊㊁蛋鸡㊁肉鸡养殖为研究对象,根据其出栏量或存栏量计算并分析各市耕地畜禽养殖粪污负荷以及土地承载力㊂养殖数量考虑畜禽饲养周期,生猪㊁肉鸡的养殖量以当年出栏量计,蛋鸡㊁牛㊁羊以存栏量计㊂由于牛㊁羊的妊娠期较长,本文2020年的牛㊁羊养殖量排除了当年出生的幼崽,以2019年的年末存栏量为准㊂湖南省各地生猪㊁牛㊁羊养殖数量以及作物产量来自2020 2021年‘湖南农村统计年鉴“,蛋鸡㊁肉鸡的养殖量来自于彭紫薇等[22]收集的数据;耕地面积来源于湖南省公布的第三次国土调查主要数据成果公报㊂1.3计算方法1.3.1畜禽粪便㊁T N,T P产生量和排放量估算(1)畜禽粪便产生量㊁排放量估算㊂依据湖南省畜禽年存栏量㊁粪便排泄系数计算畜禽粪便产生量及排放量㊂不同文献采用的畜禽粪便排泄系数不同,经过筛选,生猪㊁肉牛㊁蛋鸡和肉鸡的粪便排泄系数参照周天墨等[23]对2002 2010年湖南省的产污量计算结果,而羊粪便排泄系数参照王方浩等[24]的取值㊂畜禽粪便产生量计算公式为:Q=ðN iˑP i(1)式中:Q为区域内畜禽粪便产生总量(t);N i为湖南省主要养殖的各种畜禽年存栏量(头或羽);P i为各种畜禽的粪便排泄系数{t/ 头(羽)㊃a }(见表1)㊂实际生产过程中,部分畜禽粪污未被资源化利用经处理设施消减或未经处理利用而直接排放到环境中,不计入耕地负荷范围内㊂湖南省农业农村厅公布的数据显示,湖南省2017年畜禽粪污资源化利用率为67.87%,2022年达到83.00%,用插值法算出2020年湖南省的畜禽粪污资源化利用率约为77.00%㊂畜禽粪便排放量计算公式为:E=Qˑ(1-77.00%)(2)式中:E为区域内畜禽粪便排放总量(t)㊂表1各类畜禽粪便排泄系数及T N,T P产排系数T a b l e1E x c r e t i o n c o e f f i c i e n t a n dT N,T P p r o d u c t i o n c o e f f i c i e n t o f v a r i o u s l i v e s t o c ka n d p o u l t r y f e c e s t/ 头(羽)㊃a 养殖种类生猪肉牛蛋鸡肉鸡羊粪便排泄系数1.606010.01410.04380.02190.8687T N产生系数4.161633.69380.47230.08741.6646T P产生系数1.19757.45280.10630.01750.4790T N排放系数0.67665.56940.07750.01340.2706T P排放系数0.16400.77440.01660.00270.06561.3.2畜禽养殖T N,T P产生量和排放量估算依据畜禽年存栏量㊁畜禽养殖T N,T P产排系数计算T N,T P产生量及排放量㊂由于‘农业污染源产排污系数手册“中将畜禽饲养期主要污染物(C O D C r, N H3-N,T N,T P)产排污系数分为规模化和非规模化,因此所采用的畜禽养殖T N,T P产排系数分别根据湖南省畜禽规模化与非规模化养殖量占比进行折算㊂从‘湖南省畜禽养殖污染防治规划(2021 2025年)“(湘环发﹝2022﹞21号)中可知,2020年畜禽规模化养殖占比为63.00%,则非规模化养殖占比为37.00%㊂另外,羊的产排污系数按照100头猪等于250只羊的比例折算㊂畜禽养殖T N,T P产生量和排放量估算公式为:W g=ðN iˑC g i(3)W d=ðN iˑC d i(4)式中:W g为区域内畜禽养殖T N,T P的产生总量(k g); W d为区域内畜禽养殖T N,T P的排放总量(k g);C g i为湖南省主要养殖的各种畜禽的T N或T P的产生系数(表1){k g/ 头(羽)㊃a };C d i为各种畜禽的T N或T P排放系数(表1){k g/ 头(羽)㊃a }㊂1.3.3畜禽养殖粪污耕地负荷评价为了科学评估湖南省畜禽养殖粪污对耕地环境造成的影响,本研究估算了2020年湖南省各市州畜禽粪便㊁T N,T P的耕地负荷,估算公式为:L=Q-ES或L=W g-W dS(5)式中:L为畜禽粪便,T N,T P的耕地负荷(t/h m2或k g/h m2);S为耕地面积(h m2)㊂021水土保持通报第44卷采用畜禽养殖污染负荷警报值评估研究区域内畜禽养殖粪污对环境的威胁性以及潜在环境风险,估算公式为:R=L/M m a x(6)式中:R为耕地负荷警报值,分级方法参考文献[25],具体见表2;M m a x为各类畜禽养殖污染最大理论承载量,参考文献[24],本研究以30,170,35k g/h m2作为畜禽养殖粪便,T N,T P在耕地上的最大施用限度㊂表2畜禽粪便及氮(磷)耕地负荷警报值分级T a b l e2c l a s s i f i c a t i o no fw a r n i n g v a l u e s f o r l i v e s t o c ka n d p o u l t r y m a n u r e a n dn i t r o g e n(p h o s p h o r u s)f a r m l a n d l o a d 负荷预警值(0,0.4](0.4,0.7](0.7,1.0](1.0,1.5](1.5,2.5](2.5,﹢ɕ)负荷预警级别ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ对环境的威胁性无稍有有较严重严重很严重潜在环境风险评价无低中等较高高极高1.3.4区域畜禽粪便土地承载力测算参照‘畜禽粪便土地承载力测算方法“(N Y/T3877 2021)中的计算方法和系数,从‘湖南农村统计年鉴“中选取2020年稻谷㊁玉米㊁小麦㊁大豆㊁薯类㊁花生㊁油菜籽㊁棉花㊁麻类㊁甘蔗㊁烟叶㊁蔬菜㊁西瓜㊁茶叶㊁柑橘㊁桃子㊁梨㊁葡萄等18类主要作物的产量来测算各地市州作物氮(磷)养分需求量,进而计算区域作物粪便养分可施用量㊂为使计算结果更加接近实际情况,单位猪当量粪便养分可供给量用表3中生猪产排污系数之差乘以生猪年出栏批次代替,最后计算出区域畜禽粪便土地承载力㊂区域作物粪便养分可施用量计算公式为:M=ð(Yˑαˑβˑγˑ10)θ(7)式中:M为区域作物粪便养分可施用量(k g/a);Y为边界内作物总产量(t/a);α为边界内各种作物形成100k g产量所需要吸收的氮(磷)养分量的数值(k g/100k g);β为作物总养分需求中施肥供给养分所占比例(%),氮㊁磷施肥供给养分占比分别取50%,40%[21];γ为给作物施肥时,粪肥占施肥总量的比例(%),取50%[26];θ为粪便当季利用率(%),粪肥中氮素当季利用率取30%,磷素当季利用率取35%[27];10为换算系数,将作物形成100k g产量所需吸收的氮(磷)养分量的数值换算为以k g/t为单位㊂区域畜禽粪便土地承载力计算公式为:R=M(C g1-C d1)ˑ2(8)式中:R为区域畜禽粪便土地承载力(猪当量);C g1为生猪粪污中氮㊁磷的产生系数(k g/头或k g/羽);C d1为生猪粪污中氮㊁磷的排放系数(k g/头或k g/羽); 2为生猪年出栏批次㊂2结果与分析2.1畜禽养殖数量及空间分布特征湖南省畜禽养殖主要种类为生猪㊁肉牛㊁蛋鸡㊁肉鸡㊁羊,养殖总量庞大㊂根据统计数据(表3)可知, 2020年全省年出栏生猪4.67ˑ107头,年出栏肉鸡3.17ˑ108羽,年存栏肉牛4.10ˑ106头,年存栏蛋鸡8.37ˑ107羽,年存栏羊7.12ˑ106头㊂通过换算,湖南省2020年共养殖猪当量4.27ˑ107头,各种畜禽的贡献率有所不同,生猪的贡献率最大㊁肉牛次之,两者的贡献率分别为50.97%,29.93%㊂湖南省畜禽养殖量空间分布不均匀,与各地自然资源禀赋㊁经济发展方向密切相关㊂其中,永州市㊁常德市㊁衡阳市㊁邵阳市的平原㊁丘陵㊁盆地3种海拔较低的地形所占面积较大,水资源丰富,并且重视农业的发展,其养殖猪当量在4.00ˑ106头以上,永州市养殖猪当量最大,达6.30ˑ106头;怀化市㊁郴州市㊁娄底市海拔较高㊁多山地,畜禽养殖条件略差,而岳阳市㊁益阳市辖区内含洞庭湖水域,为防止水体污染,湖滨地区畜禽养殖规模受到严格控制,长沙市的发展重点为二㊁三产业,上述6个地级市养殖猪当量范围为2.00ˑ106~4.00ˑ106头;株洲市㊁湘潭市㊁湘西州㊁张家界市的养殖量在2.00ˑ106头以下,株洲市㊁湘潭市作为长沙市的发展 搭档 ,大力发展高新技术产业,湘西自治州㊁张家界市山地所占面积均超过75%,尤其是张家界市属于砂岩地貌,不利于发展农业,其养殖量最小,为9.27ˑ105头㊂2.2畜禽养殖粪污耕地负荷评价根据估算结果,湖南省2020年畜禽粪便和T N, T P的产生量分别为8.97ˑ107,4.11ˑ105,1.04ˑ105t,各市粪便产生量差异大(表4)㊂其中永州市㊁常德市㊁衡阳市㊁邵阳市的粪便排放总量较大,湘西州㊁湘潭市㊁张家界市的粪便排放总量较小㊂由此可知,控制畜禽养殖总量是防治畜禽养殖粪污环境污染的重要途径㊂根据湖南省畜禽粪便,T N,T P的单位耕地负荷测算结果,可知全省以及各市州畜禽养殖产生的粪污是否对耕地环境造成威胁㊂2020年,全省畜禽粪便121第1期李丽等:湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价耕地负荷为19.04t/h m2,警报级别为Ⅱ级,对环境稍有威胁,潜在环境风险低;T N的耕地负荷值为94.85 k g/h m2,属于Ⅱ级,对环境稍有威胁,潜在环境风险低;T P的耕地负荷值为24.99k g/h m2,属于Ⅲ级,对周围环境有威胁,有中等的潜在环境风险㊂从各个地级市来看,永州市的畜禽养殖量最大㊁粪便产生量也最大,粪便,T N,T P的警报级别都处于Ⅲ级及以上;娄底市耕地面积有限,而5个县(市㊁区)中有4个是生猪调出大县,粪便,T N,T P的耕地负荷警报级别皆达到了Ⅲ级;与养殖量更大的常德市㊁衡阳市㊁邵阳市相比,怀化市与郴州市的耕地面积偏小,导致粪便,T P 的耕地负荷警报值偏高;湘潭市㊁衡阳市仅T P的耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级;其余各市州粪便㊁T N,T P的耕地负荷值较低,但是仍有轻微的环境风险㊂表32020年湖南省畜禽养殖量及耕地面积T a b l e3L i v e s t o c ka n d p o u l t r yp r o d u c t i o n i nH u n a nP r o v i n c e a n d c u l t i v a t e da r e a i n2020市州生猪出栏量/104头肉鸡出栏量/104羽牛存栏量/104头羊存栏量/104头蛋鸡存栏量/104羽猪当量/104头耕地面积/104h m2长沙市275.34921.8611.0048.10261.43235.4120.24株洲市241.21916.4510.1049.00423.44198.1417.32湘潭市235.171544.196.0014.10265.34166.1912.90衡阳市526.547331.7927.6054.401587.13499.1735.46邵阳市523.73937.4351.4056.50188.07470.8239.70岳阳市351.462076.3027.1042.20578.91322.7134.89常德市384.795639.9840.40129.601967.57502.7243.52张家界73.12247.2512.8020.4082.6192.6710.33益阳市294.21655.5118.5039.201250.44279.7127.49郴州市431.941394.4630.1040.60308.38356.0324.37永州市602.422947.0672.9070.80852.81630.2233.55怀化市307.481683.1549.7058.60293.34368.0528.56娄底市305.632135.7130.3045.30233.89298.3816.84湘西州105.86232.0422.5043.4076.64150.2117.71总计4658.9031663.18410.40712.208370.014570.44362.88注:根据‘排污许可证申请与核发技术规范畜禽养殖行业“(H J1029 2019),按年出栏2头猪等于常年存栏1头猪,年出栏5羽肉鸡等于常年存栏1羽肉鸡比例将以出栏量统计的畜种折算成存栏量;根据‘畜禽粪污土地承载力测算指南“(农办牧 2018 1号),按存栏量折算猪当量:100头猪相当于15头奶牛,30头肉牛,2500羽家禽㊂表42020年湖南省各市州畜禽养殖粪污产生量及耕地负荷情况T a b l e4P r o d u c t i o no f l i v e s t o c ka n d p o u l t r y f a r m i n g m a n u r e a n d f a r m l a n d l o a d i nv a r i o u s c i t i e s a n d p r e f e c t u r e s o fH u n a nP r o v i n c e i n2020市州粪便产生量/104t耕地负荷/(t㊃h m-2)耕地负荷警报级别T N产生量/104t耕地负荷/(k g㊃h m-2)耕地负荷警报级别T P产生量/104t耕地负荷/(k g㊃h m-2)耕地负荷警报级别长沙市401.6715.28Ⅱ2.0685.44Ⅱ0.5322.70Ⅱ株洲市359.9616.00Ⅱ1.7182.46Ⅱ0.4522.44Ⅱ湘潭市279.5616.69Ⅱ1.4695.15Ⅱ0.3926.03Ⅲ衡阳市848.0918.41Ⅱ4.60108.74Ⅱ1.1628.25Ⅲ邵阳市996.7119.33Ⅱ4.1887.98Ⅱ1.0723.64Ⅱ岳阳市624.7213.79Ⅱ2.9069.59Ⅱ0.7418.47Ⅱ常德市937.0216.58Ⅱ4.6088.50Ⅱ1.1322.54Ⅱ张家界209.3215.61Ⅱ0.8367.22Ⅰ0.2117.48Ⅱ益阳市513.2114.37Ⅱ2.5677.93Ⅱ0.6520.58Ⅱ郴州市703.1622.22Ⅲ3.15108.06Ⅱ0.8229.24Ⅲ永州市1325.5430.42Ⅳ5.74143.14Ⅲ1.4437.52Ⅳ怀化市815.7421.99Ⅲ3.3497.74Ⅱ0.8325.39Ⅲ娄底市607.8027.79Ⅲ2.67132.47Ⅲ0.6835.01Ⅲ湘西州352.4015.32Ⅱ1.3362.66Ⅰ0.3316.26Ⅱ湖南省8974.8819.04Ⅱ41.1294.85Ⅱ10.4224.99Ⅲ221水土保持通报第44卷在中国,农田氮素利用效率偏低,多余的氮会残留在土壤中或流失在环境中,引发水体污染㊁土壤酸化㊁生物多样性下降等典型环境问题[28];而磷含量超过土壤的保持能力,也会通过地表径流和地下淋溶造成水体污染[29]㊂湖南省2020年畜禽粪便,T N,T P 的产生量较大,畜禽粪便,T N,T P的耕地负荷值较高,有潜在的环境风险;尤其是永州市㊁娄底市㊁郴州市㊁怀化市耕地负荷警报级别整体较高,农业氮磷面源污染加重的可能性较大㊂‘湖南省 十四五 长江经济带农业面源污染综合治理实施方案“中提出探索建立粪肥运输㊁使用激励机制,鼓励第三方企业㊁社会化服务组织对养殖场(户)无法就地消纳的畜禽粪污进行集中处理㊂因此,对于湖南省内粪便,T N,T P耕地负荷值偏高的永州㊁娄底等地级市,可将粪肥制成有机肥外销,给有需要的耕地㊁园地㊁林地培肥,提高产量㊂2.3畜禽养殖粪污土地承载力评价随着种植业的多元化发展,湖南省的园地㊁林地消纳粪污的能力在不断增强,单位面积耕地畜禽粪便最大适宜承载量㊁氮(磷)养分施用限量的经验值或理论值已经不能作为判断区域内畜禽养殖粪污土地承载能力的标准㊂从种养结合的角度,根据种植的作物需要的氮(磷)养分需求量㊁土壤氮(磷)养分等级以及单位猪当量粪污资源化利用的氮(磷)养分量计算畜禽粪污土地承载力,能够更加准确地估算涵盖耕地㊁园地㊁林地等多种土地利用类型的综合性畜禽粪污消纳能力㊂为了降低污染环境的风险,取基于氮㊁磷养分计算结果中较小的氮养分土地最大承载量作为区域适宜发展畜禽养殖的最大理论规模㊂因此,2020年湖南省畜禽养殖土地最大承载量为1.23ˑ108头猪当量,已养殖猪当量仅占其37.18%,还可养殖猪当量7.77ˑ107头,全省的畜禽养殖业还有很大的发展空间㊂从图1a可以看出,常德市㊁永州市㊁邵阳市㊁衡阳市㊁岳阳市㊁益阳市的养分需求量较大,土地最大承载量超过了1.00ˑ107头猪当量㊂并且,各市州的畜禽养殖量都没有超过土地最大承载量,但是娄底市㊁永州市㊁怀化市㊁衡阳市㊁郴州市㊁湘西州已有养殖量占最大承载量比例超过40.00%,其中永州市㊁娄底市所占比例分别为47.28%和53.06%,为避免引起环境风险,在增加养殖量的同时需扩大作物种植面积,强化种养结合㊂而岳阳市㊁益阳市㊁长沙市已有养殖量占最大承载量比例在30.00%以下,环境剩余容量较大,可在适养区内适当地扩大养殖规模㊂从图1b来看,常德市㊁益阳市㊁岳阳市㊁邵阳市㊁长沙市㊁永州市㊁衡阳市等7个市的可养殖猪当量在5.00ˑ106头以上,而湘潭市㊁娄底市㊁湘西州㊁张家界市的可养殖猪当量在3.00ˑ106头以下,必须在严格控制畜禽养殖量㊁监督畜禽粪污去向的基础上,新增或者扩建有机肥加工厂,避免造成农业面源污染㊂总之,湖南省畜禽养殖业的发展潜力主要集中在自然条件占优势的湘南和湘北地区,而湘西和湘中地区畜禽养殖业要积极探索畜禽粪污多元化利用途径,才能突破区域壁垒㊂图1湖南省各市州畜禽养殖最大理论承载量、可增加养殖量分布F i g.1D i s t r i b u t i o no fm a x i m u mt h e o r e t i c a l c a r r y i n g c a p a c i t y a n d i n c r e a s e db r e e d i n g c a p a c i t y o fl i v e s t o c ka n d p o u l t r y f a r m i n g i nv a r i o u s c i t i e s o fH u n a nP r o v i n c e 321第1期李丽等:湖南省畜禽养殖粪污的耕地负荷与土地承载力评价3讨论(1)在计算粪便产生量时,大多数学者们的注意力都在畜禽粪便排泄系数上㊂畜禽粪便排泄系数取决于畜禽品种㊁个体大小㊁饲料成分㊁气候环境和管理水平等诸多因素,至今尚未有统一的标准,因此研究结果与实际情况难免会有差异㊂然而只有部分学者[10]考虑到了粪污留存率或者综合利用率,导致许多研究成果[11,30]中的耕地粪便负荷值偏高㊂(2)现有研究中,畜禽养殖T N,T P产生量有2种计算方式㊂①是以新鲜粪便样品的养分含量系数计算畜禽粪便中的T N,T P产生量㊂但是,就目前的畜禽粪污处理方式㊁技术以及设备而言,粪污资源化利用率远远达不到100%,以粪便中养分含量系数计算出来的N,P产生量除以耕地面积得出的耕地负荷值明显偏大㊂②直接采用‘农业污染源产排污系数手册“中与研究区域㊁研究对象相对应的产排污系数计算畜禽粪污中T N,T P的产排量,既考虑了畜禽养殖的区域性差异,又排除了畜禽产生的原始污染物未资源化利用的部分经处理设施消减或未经处理利用而直接排放到环境中的污染物量,其结果更具科学性,因此,耕地T N,T P负荷值会比肖琴等[14]㊁刘诚[20]的研究结果小㊂同理,在区域畜禽粪污土地承载力的计算中,本研究以‘农业污染源产排污系数手册“中湖南省生猪的产排系数之差乘以年出栏数得出单位猪当量粪便氮(磷)养分年可供给量,由此计算出来的湖南省畜禽粪污土地最大承载量为1.23ˑ108头存栏猪当量,高于杜红梅[21]折算后约为9.63ˑ107头存栏猪当量的最大承载量,更符合湖南省的实际情况㊂(3)结合畜禽养殖粪污耕地负荷及土地承载力评价结果可知,湖南省2020年畜禽养殖耕地潜在环境风险较低,并且省内园地㊁林地等种植的作物对畜禽粪污氮(磷)养分的需求量较高,全省畜禽养殖量还有很大的增长空间㊂永州市的粪便㊁T N,T P耕地负荷警报级别都达到了Ⅲ级以上,存在较严重的耕地潜在环境风险,但是其园地㊁林地等其他土地利用类型可消纳的粪污量比较大,所以永州市还可增加7.02ˑ106头养殖量㊂娄底市㊁怀化市㊁郴州市亦是如此,今后增加的畜禽养殖量产生的粪污主要由耕地以外种植的作物消纳㊂其余地级市的粪便㊁T N,T P耕地负荷警报级别普遍为在Ⅱ级,说明在一定时间内耕地尚有充足的粪污消纳能力㊂(4)不容忽视的是,此研究结果是在假设湖南省各地市的耕地污染负荷与畜禽粪便土地承载力是均匀分布的基础上得出的㊂而湖南省各地市区域面积很大,区域内部畜禽养殖空间分布不均衡,不排除畜禽粪便在局部地区已经造成严重环境风险的情况㊂因此,管理者应该在掌握区域整体情况的前提下,结合各地实际,调整畜禽养殖粪污去向,优化种养布局㊂4结论(1)湖南省以养殖生猪为主,2020年共养殖猪当量4.27ˑ107头㊂因各市州的自然资源禀赋㊁经济发展方向差异较大,省内畜禽养殖量空间分布不均匀,其中永州市㊁常德市㊁衡阳市等地级市的养殖量较大,湘潭市㊁湘西州㊁张家界市的养殖量较小㊂(2)2020年湖南省畜禽粪便和T N,T P的产生量分别为8.97ˑ107t,4.11ˑ105t,1.04ˑ105t,耕地负荷值分别为19.04t/h m2,94.85k g/h m2,24.99k g/h m2,耕地负荷警报级别分别为Ⅱ级㊁Ⅱ级㊁Ⅲ级,对耕地环境稍有威胁㊂在各地市州中,怀化市㊁郴州市有两项耕地负荷警报级别达到了Ⅲ级,永州市㊁娄底市各项耕地负荷警报值均达到了Ⅲ级甚至Ⅲ级以上,耕地环境风险较高㊂(3)根据种植的作物产量需要的氮㊁磷养分总量以及单位猪当量粪污资源化利用的氮㊁磷养分量计算,2020年湖南省畜禽养殖土地最大承载量为1.23ˑ108头猪当量,还可养殖猪当量7.77ˑ107头,湖南省的畜禽养殖业还有很大的增长空间㊂各地市州中,常德市㊁益阳市㊁岳阳市㊁邵阳市㊁长沙市㊁永州市㊁衡阳市7个市的可养殖猪当量在5.00ˑ106头以上㊂(4)湖南省目前畜禽养殖耕地潜在环境风险较低,可增加养殖量较大,除了永州市㊁娄底市㊁怀化市㊁郴州市需要增加林地㊁园地等土地利用类型的粪污消纳量,其余地级市的耕地在一定时间内尚有充足的粪污消纳能力㊂[参考文献][1]王建华,钭露露,王缘.环境规制政策情境下农业市场化对畜禽养殖废弃物资源化处理行为的影响分析[J].中国农村经济,2022(1):93-111.W a n g J i a n h u a,T o uL u l u,W a n g Y u a n.T h e i m p a c to fa g r i c u l t u r a l m a r k e t i z a t i o n o nl i v e s t o c k w a s t er e s o u r c eu t i l i z a t i o ni n t h e c o n t e x t o fe n v i r o n m e n t a lr e g u l a t i o np o l i c y[J].C h i n e s eR u r a l E c o n o m y,2022(1):93-111.[2]高程,王荣,王敏,等.畜禽养殖污染现状与防治措施研究进展[J].家畜生态学报,2022,43(8):8-12.G a oC h e n g,W a n g R o n g,W a n g M i n,e t a l.A d v a n c e s o np o l l u t i o n s t a t u s a n d c o n t r o l m e a s u r e s o f l i v e s t o c ki n d u 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