劉麗麗，張椿林，袁馮偉，李 強(qiáng)，張忠啟，李建國(guó),2

(1.江蘇師范大學(xué) 地理測(cè)繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，江蘇 徐州 221116; 2.薩塞克斯大學(xué)全球研究院地理系，英國(guó) 布萊頓 BN1 9RH)

江蘇濱海地區(qū)是典型的淤長(zhǎng)型海岸，是中國(guó)東部少見(jiàn)的后備土地資源集中區(qū)。該區(qū)域具有灘涂面積廣、灘地寬闊平緩、生態(tài)環(huán)境本底條件優(yōu)良、環(huán)境容量不高等特點(diǎn)[1]。這一區(qū)域一直是中國(guó)灘涂圍墾開(kāi)發(fā)利用的主要區(qū)域。由于這一區(qū)域圍墾土地資源豐富，土地成本低廉使江蘇濱海地區(qū)逐漸成為畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要集聚區(qū)域[2]。近年來(lái)，隨著人民生活水平不斷提高，人們對(duì)于雞魚肉蛋等畜禽產(chǎn)品的需求也在不斷增加，畜禽養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入快速擴(kuò)張期[3-7]。畜禽養(yǎng)殖的圈舍、糞便、尿液、廢水以及病死畜禽是區(qū)域環(huán)境的主要威脅[8-12]。已有的報(bào)道顯示，目前畜禽糞便釋放已經(jīng)占到中國(guó)非點(diǎn)源污染的90%以上[7]。江蘇濱海地區(qū)養(yǎng)殖體量大，但小農(nóng)經(jīng)營(yíng)多、配套設(shè)施不到位、空間分散、加之區(qū)域脆弱的本底環(huán)境與臨海區(qū)位，相比內(nèi)陸傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)更容易產(chǎn)生大范圍的環(huán)境污染[13-15]。

測(cè)算濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載風(fēng)險(xiǎn)、優(yōu)化畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模是緩解其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的首要工作[16]。畜禽養(yǎng)殖污染中，糞便與尿液的處理是關(guān)鍵。畜禽糞尿是農(nóng)業(yè)有機(jī)肥的理想來(lái)源，因此將種植業(yè)與畜禽養(yǎng)殖相結(jié)合，形成種養(yǎng)結(jié)合的互惠發(fā)展模式一直是國(guó)內(nèi)外解決畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展過(guò)程當(dāng)中環(huán)境問(wèn)題的主要思路[17-21]。種養(yǎng)結(jié)合將畜禽養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢棄物引入耕地，根據(jù)區(qū)域耕地的保有量去約束區(qū)域畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展規(guī)模，能夠有效的緩解畜禽養(yǎng)殖帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[22]。灘涂墾區(qū)土壤質(zhì)量普遍低下，尤其氮磷含量偏低，影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量。借助種養(yǎng)平衡的思路可以在有效降低畜禽養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)的基礎(chǔ)上，提升土壤質(zhì)量，達(dá)到共贏的局面。本研究通過(guò)選取2014年江蘇濱海地區(qū)種植業(yè)與養(yǎng)殖業(yè)的主要數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)域土壤主要有效養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，分析江蘇濱海地區(qū)13個(gè)縣(市、區(qū))的畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載能力及其風(fēng)險(xiǎn)，并在此基礎(chǔ)上測(cè)算其畜禽養(yǎng)殖業(yè)的合理規(guī)模，為促進(jìn)江蘇濱海畜禽養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展、降低畜禽養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，為濱海地區(qū)可持續(xù)發(fā)展提供信息參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

江蘇沿海地區(qū)是中國(guó)主要的淤泥粉砂質(zhì)海岸，根據(jù)2003年啟動(dòng)的“908”專項(xiàng)數(shù)據(jù)，江蘇灘涂面積廣闊，達(dá)到9.97×105hm2，占全國(guó)灘涂總面積的1/4強(qiáng)[23]。江蘇濱海地區(qū)海岸線沿西北—東南走向，年降水量在1 000～1 200 mm之間，年平均氣溫介于13～16 ℃，屬于亞熱帶—溫帶海洋性季風(fēng)氣候。人口密集，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)。江蘇灘涂開(kāi)發(fā)歷史較為悠久，11世紀(jì)范公堤的建設(shè)就已經(jīng)拉開(kāi)了當(dāng)時(shí)圍墾開(kāi)發(fā)的序幕。2009年《江蘇省沿海地區(qū)開(kāi)發(fā)規(guī)劃》上升為國(guó)家戰(zhàn)略，計(jì)劃在2020前完成270萬(wàn)畝新灘涂的圍墾開(kāi)發(fā)工作，主要集中于江蘇鹽城的條子泥和南通的如東縣。新時(shí)期，江蘇灘涂圍墾嚴(yán)格按照6:2:2的比例安排土地利用空間，即60%用于農(nóng)業(yè)圍墾、其余各20%用于工業(yè)與生態(tài)利用。本研究選取江蘇省沿海13個(gè)縣、區(qū)、市作為研究區(qū)，分別為贛榆區(qū)、連云港市區(qū)、灌云縣、灌南縣、響水縣、濱?？h、射陽(yáng)縣、大豐區(qū)、東臺(tái)市、如東縣、通州區(qū)、海門市和啟東市。

2.2 方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

區(qū)域畜禽養(yǎng)殖業(yè)合理承載規(guī)模的計(jì)算公式為：

T=S×C

(1)

式中:T為區(qū)域合理畜禽養(yǎng)殖規(guī)模(頭豬當(dāng)量)；S為區(qū)域種植業(yè)用地面積(hm2)，本研究為耕地與園地的面積之和；C為單位面積種植業(yè)用地合理承載規(guī)模(頭豬當(dāng)量/hm2)。

單位面積種植業(yè)用地合理承載規(guī)模C采用如下公式：

(2)

式中:D為區(qū)域種植業(yè)所需養(yǎng)分總量(t)，本研究為氮和磷；E為土壤地力，即區(qū)域土壤能夠提供的氮磷總量(t)；I為一頭豬每年排泄物中的氮磷含量(kg/a)，包括糞便和尿液，根據(jù)《全國(guó)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染情況調(diào)查及防治對(duì)策》確定，豬的排泄物中氮磷含量分別為4.51 kg/a和1.7 kg/a；S位區(qū)域種植業(yè)用地面積。

區(qū)域種植業(yè)所需養(yǎng)分總量D利用如下公式計(jì)算：

(3)

式中:Ai為研究區(qū)主要農(nóng)產(chǎn)品i的總量(t)；Ei為農(nóng)產(chǎn)品i所消耗的土壤氮磷養(yǎng)分(kg/100kg)，數(shù)據(jù)來(lái)源見(jiàn)表1。

區(qū)域土壤能夠提供的氮磷總量E利用如下公式計(jì)算[19]：

(4)

式中:M為研究區(qū)實(shí)測(cè)有效氮磷的含量(mg/kg)，2.25為調(diào)整系數(shù)，將濃度單位換算成密度單位、?為有效養(yǎng)分的校正系數(shù)，本研究采用曹連福等“3414”田間試驗(yàn)獲得的土壤有效氮磷含量與校正系數(shù)之間的線性關(guān)系(公式5～6)[26]。

?N=MN-0.7728×11.831

(5)

?P=MP-0.9563×22.726

(6)

式中:?N、?P分別為有效氮磷的校正系數(shù)；MN、MP分別為有效氮與有效磷的實(shí)測(cè)值，本研究有效氮為銨態(tài)氮與硝態(tài)氮的總和，有效磷為速效磷含量。

本研究需要將不同畜禽種類統(tǒng)一換算成豬，即頭豬當(dāng)量。根據(jù)不同畜禽種類有機(jī)體氮磷含量確定不同畜禽種類與豬的轉(zhuǎn)換系數(shù)[19](表1)。將區(qū)域當(dāng)年統(tǒng)計(jì)的存欄頭數(shù)和養(yǎng)殖數(shù)量除以對(duì)應(yīng)的系數(shù)進(jìn)而獲得當(dāng)年的標(biāo)準(zhǔn)頭豬當(dāng)量(頭)(圖1)。本研究選擇各區(qū)縣市2015年統(tǒng)計(jì)年鑒與農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒，獲得12種主要作物的產(chǎn)量與5種畜禽類型養(yǎng)殖數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)。土壤有效氮磷數(shù)據(jù)來(lái)源于研究區(qū)土壤志與中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)(http://vdb3.soil.csdb.cn/)(表2)。

濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，運(yùn)用公式：

(7)

式中：R為濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖承載風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)；G為區(qū)域?qū)嶋H畜禽養(yǎng)殖規(guī)模(頭豬當(dāng)量)；T為區(qū)域合理畜禽養(yǎng)殖規(guī)模(頭豬當(dāng)量)。

2 結(jié)果與分析

2.1 區(qū)域作物生長(zhǎng)養(yǎng)分需求總量

將研究區(qū)不同區(qū)域土壤氮磷需求總量進(jìn)行加和獲得江蘇濱海地區(qū)氮磷需求總量分別為39.62萬(wàn)t和19.03萬(wàn)t。從圖2和圖3可以看出，江蘇濱海地區(qū)東臺(tái)市作物氮磷的需求量最高，2014年分別達(dá)到39 716.12 t和19 397.48 t。其次是大豐區(qū)，分別為36 007.16t與18 608.2 t。緊隨其后的射陽(yáng)縣與連云港市區(qū)。海門市最低，分別為13 293.77 t與5 993.31 t，僅相當(dāng)于東臺(tái)市的30%左右?？梢钥闯鲈陴B(yǎng)分需求上，種植業(yè)對(duì)N的需求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于P的需求，N的需求約是P的需求的兩倍。從區(qū)域上來(lái)看，江蘇濱海地區(qū)中部的鹽城市N與P需求最高，鹽城濱海地區(qū)三縣一區(qū)一市N、P需求總量分別達(dá)到159 669.19 t和78 863.97 t。其次是連云港市，分別為97 572.21 t和45 972.2 t。南通市最低，濱海地區(qū)種植業(yè)N和P的需求總量分別為83 812.55classt和38 555.95 t。鹽城的東臺(tái)市與大豐區(qū)是N、P需求最高的兩個(gè)區(qū)域，主要是由于這兩個(gè)地區(qū)種植業(yè)產(chǎn)量很高，特別是N、P消耗非常高的小麥、玉米、豆類、油菜籽、瓜類、薯類和水果產(chǎn)量都很高。以東臺(tái)市為例，2014年上述農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量分別達(dá)到323 901 t、323 901 t、19 781 t、68 173 t、401 999 t、12 936 t和81 728 t，分別居江蘇濱海地區(qū)第2、1、3、4、1、1、1位。

表1 研究區(qū)作物養(yǎng)分需求系數(shù)與畜禽當(dāng)量系數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)頭豬當(dāng)量)Table 1 Crop nutrient demand coefficients and livestock and poultry transforming coefficients in study area (standard pigs)

數(shù)據(jù)來(lái)源：養(yǎng)分需求系數(shù)來(lái)自于文獻(xiàn)[24]，瓜類氮磷需求系數(shù)為黃瓜、冬瓜和西瓜的均值；家禽的當(dāng)量轉(zhuǎn)換系數(shù)來(lái)源于文獻(xiàn)[25]。

Data sources: Nutrient demand ratio was from reference[24],of which, Melon's ratio was the mean value of cucumber, melon and watermelon; poultry's ratio was acquired from reference[25]

表2 研究區(qū)土壤有效氮磷含量與耕作面積Table 2 Available nitrogen, phosphorus contents in soil and cropland area in study area

注：耕地與園地面積來(lái)源于文獻(xiàn)[27]。

Notes: The area of cropland and garden plot was obtained from reference[27].

圖1 江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模Fig.1 The scale of livestock and poultry breeding in Jiangsu's coastal areas

2.2 區(qū)域土壤養(yǎng)分供給水平

根據(jù)大量研究的結(jié)果，濱海灘涂區(qū)域土壤氮磷含量較低，而鉀元素較豐富[28]。因此，本研究以氮和磷養(yǎng)分作為衡量區(qū)域土壤地力的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果可以看出(圖2、圖3)，江蘇濱海地區(qū)土壤氮磷供給的水平具有較為一致的規(guī)律性，這是因?yàn)閺墓?4～6)可以看出，土壤養(yǎng)分的供給總量取決于土壤的有效養(yǎng)分含量和種植業(yè)面積，其中種植業(yè)面積占主導(dǎo)地位。因此，種植業(yè)面積大的區(qū)域，土壤氮磷供給總量水平也高(表2、圖2和圖3)。結(jié)果顯示研究區(qū)土壤氮磷的供給總量分別為154 749.52 t和126 496.13 t，氮的供給總量略高于磷，其中鹽城濱海地區(qū)的土壤養(yǎng)分供給總量最高，分別為77 326.76 t和67 258.04 t，其次是連云港，分別為47 731.72 t和36 656.4 t，南通最低。從不同的研究區(qū)來(lái)看，大豐區(qū)最高，氮磷供給總量分別為20 140.04 t和17 903.49 t，其次分別為東臺(tái)市、連云港市區(qū)和射陽(yáng)縣，海門市最低，分別僅為4 573.84 t和3 502.7 t。

圖2 畜禽養(yǎng)殖業(yè)N元素承載D為作物生長(zhǎng)需N量；E為土壤供應(yīng)N總量；CN為區(qū)域氮承載水平；TN為以N為標(biāo)準(zhǔn)的畜禽養(yǎng)殖合理規(guī)模(頭豬當(dāng)量)Fig.2 N element carrying capacity of livestock breeding industryD is the total amount N for crop growth; E is the total amount N supplied by soil; CN is the regional carrying capacity of N;TN is the reasonable scale of livestock breeding based on N (pig equivalent)

圖3 畜禽養(yǎng)殖業(yè)P元素承載D為作物生長(zhǎng)需P量；E為土壤供應(yīng)P總量；CP為區(qū)域磷承載水平；TP為以P為標(biāo)準(zhǔn)的畜禽養(yǎng)殖合理規(guī)模(頭豬當(dāng)量)Fig.3 P element carrying capacity of livestock breeding industry D is the total amount P for crop growth; E is the total amount P supplied by soil; CP is the regional carrying capacity of P; TP is the reasonable scale of livestock breeding based on P(pig equivalent)

可以看出，研究區(qū)耕地面積最大的江蘇濱海中部區(qū)域是種植業(yè)發(fā)展與土壤養(yǎng)分供給能力最好的區(qū)域，這也符合種植業(yè)發(fā)展與土肥資源匹配的一般規(guī)律。

2.3 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖業(yè)合理承載能力與規(guī)模

從N角度來(lái)看，江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的平均承載力水平為21.75頭豬當(dāng)量/hm2(圖2)，合理承載規(guī)?？偭考s為4 131萬(wàn)頭豬當(dāng)量。從不同城市的承載能力來(lái)看，南通市最高，平均約為30.63頭豬當(dāng)量/hm2，連云港市次之，為18.33頭豬當(dāng)量/hm2，鹽城市最低，平均僅約為16頭豬當(dāng)量/hm2。從合理承載規(guī)模來(lái)看，鹽城最高，約為1 825萬(wàn)頭豬當(dāng)量，連云港和南通分別為1 104和1 200萬(wàn)頭豬當(dāng)量。鹽城較高的承載規(guī)模主要是區(qū)域耕地面積較大所致。從不同區(qū)縣的承載能力來(lái)看，如東縣最高，達(dá)到48.08頭豬當(dāng)量/hm2，主要是由于如東縣規(guī)模較大的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和快速淤長(zhǎng)條件下的低土壤肥力造成的。其次分別是海門、啟東和灌云縣，分別約為31、24和23頭豬當(dāng)量/hm2。灌南縣最低，僅約為9頭豬當(dāng)量/hm2。灌南縣較低的畜禽養(yǎng)殖水平主要是由于灌南縣地處淮、沂、沭、泗下游，河流常年沖淤形成肥沃的土壤，土壤肥力較高，在現(xiàn)有種植業(yè)產(chǎn)量的條件下對(duì)畜禽糞便的消納能力較弱。高的承載能力使如東縣的合理畜禽養(yǎng)殖規(guī)模約為492萬(wàn)頭豬當(dāng)量，在江蘇濱海地區(qū)畜禽承載規(guī)模最大。鹽城市的濱?？h和射陽(yáng)縣的畜禽養(yǎng)殖可承載規(guī)模也都比較大，主要是由于灘涂墾區(qū)大面積的可利用耕地。

從P的角度來(lái)看(圖3)，江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的承載能力要低于N，平均約為14頭豬當(dāng)量/hm2，其中南通承載能力最高，平均約為24頭豬當(dāng)量/hm2，連云港次之，約為9頭豬當(dāng)量/hm2，鹽城最低，僅為6頭豬當(dāng)量/hm2。這主要是由于鹽城位于江蘇濱海灘涂淤長(zhǎng)最快的中部區(qū)域，耕地面積大，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量高，農(nóng)業(yè)與土肥匹配較好。從承載規(guī)模上看，江蘇濱海地區(qū)畜禽合理承載規(guī)模約為2 170萬(wàn)頭豬當(dāng)量，其中南通承載規(guī)模較高，達(dá)到940萬(wàn)頭豬當(dāng)量，鹽城次之，為682萬(wàn)頭豬當(dāng)量/hm2，而連云港畜禽養(yǎng)殖承載規(guī)模平均約為548萬(wàn)頭豬當(dāng)量。從不同區(qū)縣的承載能力上看，如東縣也最高，達(dá)到46頭豬當(dāng)量/hm2，是排名第二的海門市的兩倍(約為23頭豬當(dāng)量/hm2)，而大豐區(qū)和灌南縣最低，約為1.5頭豬當(dāng)量/hm2左右。這兩個(gè)區(qū)縣相近的畜禽養(yǎng)殖承載能力原因不盡相同：灌南縣低的承載能力與其較高的土壤肥力有關(guān)，而大豐區(qū)則是由于較為合理的種植業(yè)與土肥資源耦合狀況決定的。從不同區(qū)縣的承載規(guī)模上看，如東縣最高，達(dá)到476萬(wàn)頭豬當(dāng)量，其次是灌云縣，約為257萬(wàn)頭豬當(dāng)量，灌南縣最低，僅約為29萬(wàn)頭豬當(dāng)量。

2.4 區(qū)域畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載風(fēng)險(xiǎn)

借助公式(7)計(jì)算江蘇濱海各個(gè)區(qū)縣的畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)，并導(dǎo)入ArcGIS 10.2軟件采用快速聚類方法出圖(圖4)。高的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)意味著區(qū)域過(guò)大的畜禽養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模和環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。從圖4可以看出，由于江蘇濱海較高的N富集的承載能力(種植業(yè)消耗較大)，所以研究區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)N污染風(fēng)險(xiǎn)不高，最高的為灌南縣和啟東市，僅為0.56，最低的是如東縣，僅為0.05。而研究區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)P污染的風(fēng)險(xiǎn)較高，特別是大豐區(qū)和灌南縣，分別達(dá)到4.07和2.07，這意味著這兩個(gè)地區(qū)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模已經(jīng)嚴(yán)重超出區(qū)域的P承載能力，具有非常嚴(yán)重的P釋放風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)贛榆區(qū)和東臺(tái)市P污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)都超過(guò)了1，分別達(dá)到1.14和1.36，也需要加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的管控。

圖4 江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染風(fēng)險(xiǎn)Fig.4 Pollution risk of livestock breeding industry in Jiangsu's coastal areas

3 討 論

3.1 江蘇沿海地區(qū)畜禽承載能力及其合理規(guī)模

江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載能力約為22頭豬當(dāng)量/hm2(以N計(jì))和14頭豬當(dāng)量/hm2(以P計(jì))，合理承載規(guī)模分別為4 131萬(wàn)頭豬當(dāng)量(以N計(jì))和2 170萬(wàn)頭豬當(dāng)量(以P計(jì))。基于污染物防控的基本原則——“木桶效應(yīng)”，研究區(qū)實(shí)際畜禽承載能力與合理規(guī)模應(yīng)分別為14頭豬當(dāng)量/hm2和2 170萬(wàn)頭豬當(dāng)量，這在中國(guó)東部區(qū)域處于相對(duì)偏低的水平[19-20，29]。邱岳豐等[19]在杭州市的研究表明，杭州市畜禽養(yǎng)殖的承載能力在18頭豬當(dāng)量/hm2左右；而武蘭芳等在山東禹城的研究發(fā)現(xiàn)，禹城的畜禽養(yǎng)殖承載能力也約為14頭豬當(dāng)量/hm2左右[20]。但相比于中國(guó)中西部地區(qū)的畜禽承載能力要高出許多，湖南桃源的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)氐男笄蒺B(yǎng)殖承載能力僅為9頭豬當(dāng)量/hm2左右[19]，主要是由于西部地區(qū)較低的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量降低了區(qū)域糞便承載的上限所致。江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖承載能力比歐盟規(guī)定的閾值47頭豬當(dāng)量/hm2(即80 kg P/(hm2·a)要低很多[30]，顯然這一閾值的設(shè)置不適用于江蘇濱海灘涂區(qū)域。從研究區(qū)不同區(qū)縣的畜禽養(yǎng)殖承載能力來(lái)看，以N和P為標(biāo)準(zhǔn)獲得的較為結(jié)果一致，如東縣、灌云縣和海門市三個(gè)區(qū)域都具有較高的承載能力。雖然研究區(qū)畜禽養(yǎng)殖具有較低的承載能力，但是具有非常大的提升潛力。主要是因?yàn)榻K濱海地區(qū)是中國(guó)主要的淤長(zhǎng)型灘涂的集中區(qū)，每年新增近萬(wàn)畝灘涂，隨著圍墾的進(jìn)一步深入，研究區(qū)逐漸興起的鹽土農(nóng)業(yè)與綠色農(nóng)業(yè)必將促使有機(jī)肥料需求的進(jìn)一步增加，有助于濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載能力的增加。

4.2 江蘇沿海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染風(fēng)險(xiǎn)

江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖的低承載力意味著高的面源污染風(fēng)險(xiǎn)。江蘇濱海地區(qū)是江蘇省畜禽養(yǎng)殖最為集中的區(qū)域[2]。濱海地區(qū)較高的畜禽養(yǎng)殖承載潛力并不意味著未來(lái)要通過(guò)農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)與施肥手段去提高研究區(qū)的畜禽養(yǎng)殖承載能力。相反，江蘇濱海地區(qū)作為低環(huán)境容量、污染物高擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)的海-陸過(guò)渡地帶，是中國(guó)重要的畜禽養(yǎng)殖重點(diǎn)防治區(qū)。按照2012年頒布的《全國(guó)畜禽養(yǎng)殖污染防治“十二五”規(guī)劃》，江蘇屬于全國(guó)16個(gè)禽養(yǎng)殖污染防治重點(diǎn)區(qū)域，而濱海地區(qū)大量存在的養(yǎng)殖專業(yè)戶和畜禽散養(yǎng)密集區(qū)域是需要重點(diǎn)關(guān)注的治理單元。因此，江蘇濱海地區(qū)應(yīng)該通過(guò)規(guī)范養(yǎng)殖方式、約束養(yǎng)殖空間，通過(guò)規(guī)?；I(yè)化與生態(tài)化養(yǎng)殖的方式優(yōu)化養(yǎng)殖規(guī)模，降低養(yǎng)殖的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。目前，研究區(qū)畜禽養(yǎng)殖的P的風(fēng)險(xiǎn)較高，大豐、東臺(tái)、灌南和贛榆都已出現(xiàn)超載的問(wèn)題，應(yīng)該嚴(yán)格控制這些區(qū)域的畜禽養(yǎng)殖規(guī)模。本研究還沒(méi)有將化學(xué)肥料添加的影響進(jìn)行考慮，如果再考慮到濱海地區(qū)農(nóng)戶接近1 500 kg/(hm2·a)的化學(xué)肥料施用量，根據(jù)朱兆良先生建議的150～240 kg/hm2化肥添加的面源污染觸發(fā)閾值[31]，可以預(yù)見(jiàn)，除了以上4個(gè)縣區(qū)之外，其他縣區(qū)也可能有較為嚴(yán)重的畜禽養(yǎng)殖環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。而隨著社會(huì)對(duì)畜禽產(chǎn)品需求的進(jìn)一步增加，這一風(fēng)險(xiǎn)將更加明顯。將研究區(qū)2014年的實(shí)際畜禽承載規(guī)模換算成N、P污染負(fù)荷，分別達(dá)到46.07和44.5 kg/hm2，與全國(guó)的平均水平相比(43.73 kg N/(hm2·a)、9.16 kg P/(hm2·a)[4]，江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖N和P負(fù)荷要高，特別是P。同時(shí)，江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)分污染負(fù)荷也要高于江蘇省的畜禽養(yǎng)殖氮磷負(fù)荷平均水平(40.5 kg N/(hm2·a)和18. 4 kg P/(hm2·a)[32]。江蘇濱海地區(qū)土壤肥力較低(圖5)，這與傳統(tǒng)農(nóng)區(qū)275 kg/hm2左右的供肥能力相比差距很遠(yuǎn)[33]。研究區(qū)當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶多通過(guò)大量的化學(xué)肥料添加來(lái)維持區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，一方面加速土壤發(fā)生酸化、板結(jié)；另一方面導(dǎo)致畜禽糞便利用率不高，面源污染風(fēng)險(xiǎn)高，污染嚴(yán)重。濱海地區(qū)土壤質(zhì)量低下，而有機(jī)肥(畜禽糞便)相比于化學(xué)肥料具有更好的土壤改良效果。中國(guó)計(jì)劃在2020年左右達(dá)到農(nóng)田化肥使用量零增長(zhǎng)，在這一政策驅(qū)使之下，通過(guò)調(diào)整有機(jī)肥(畜禽糞便)與化學(xué)肥料的施用比例，進(jìn)而可以更好的形成種養(yǎng)平衡體系[34-36]，在促進(jìn)濱海地區(qū)土壤質(zhì)量提升的同時(shí)，最大限度的降低畜禽養(yǎng)殖發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

圖5 江蘇濱海地區(qū)土壤單位供肥能力Fig.5 Unit fertilizer supplying capacity of soil in Jiangsu's coastal areas

4 小 結(jié)

(1)江蘇濱海地區(qū)氮磷需求總量分別為39.62萬(wàn)t和19.03萬(wàn)t。其中東臺(tái)市氮磷的需求量最高，海門市最低。

(2)江蘇濱海地區(qū)土壤氮磷的供給總量分別為15.47萬(wàn)t和12.65萬(wàn) t，氮的供給能力略高于磷。大豐區(qū)最高，海門市最低。

(3)江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)承載能力約為22頭豬當(dāng)量/hm2(以N計(jì))和14頭豬當(dāng)量/hm2(以P計(jì))，合理承載規(guī)模分別為4131萬(wàn)頭豬當(dāng)量(以N計(jì))和2170萬(wàn)頭豬當(dāng)量(以P計(jì))。研究區(qū)實(shí)際畜禽承載能力與合理承載鬼母應(yīng)分別約為14頭豬當(dāng)量/hm2和2170萬(wàn)頭豬當(dāng)量，這在全國(guó)處于較低的水平。如東縣、灌云縣和海門市三個(gè)區(qū)域畜禽承載水平較高，灌南縣最低。

(4)江蘇濱海地區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)N污染風(fēng)險(xiǎn)不高，P污染風(fēng)險(xiǎn)很高。大豐區(qū)和灌南縣畜禽養(yǎng)殖規(guī)模已經(jīng)嚴(yán)重超出區(qū)域的P承載能力，具有非常嚴(yán)重的P釋放風(fēng)險(xiǎn)。贛榆區(qū)和東臺(tái)市P污染風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)都超過(guò)了1，也需要加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的管控。