丁尚，付陽，郭浩浩，宋晨陽，李博玲，趙洪偉

（1海南大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院/海南省農(nóng)林環(huán)境過程與生態(tài)調(diào)控重點實驗室/海南省熱帶生態(tài)環(huán)境修復(fù)工程研究中心，?？?70228；2海南大學(xué)動物科技學(xué)院，海口570228；3海南省畜牧技術(shù)推廣站，?？?70100）

0 引言

【研究意義】近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)業(yè)集約化水平的提高，畜禽養(yǎng)殖業(yè)迅猛發(fā)展，在供給人們?nèi)忸惍a(chǎn)品的同時，畜禽廢棄物的管理不當也帶來了嚴重的環(huán)境問題[1]，造成耕地氮磷負荷過高[2]，水生生態(tài)系統(tǒng)富營養(yǎng)化[3-4]，病原微生物污染[5]等一系列問題，聯(lián)合國糧農(nóng)組織已將畜禽養(yǎng)殖列為世界三大環(huán)境污染源之一[6]。因此對畜禽糞污的養(yǎng)分流動進行研究，從資源和環(huán)境角度進行優(yōu)化，對在國家和區(qū)域尺度上制定合理布局和方案至關(guān)重要。【前人研究進展】目前，就畜禽糞尿資源化利用和環(huán)境問題的研究，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者做了大量工作。如MISHIMA等[7-8]通過明確家畜排泄物的去向估算了糞肥的施用量，提出了合理的施肥水平，并就畜禽糞污的資源化利用做了進一步研究；而BASSANINO等[9]則從環(huán)境角度出發(fā)，基于氣候、土壤類型、作物生產(chǎn)力等數(shù)據(jù)，開發(fā)了一種對不同的農(nóng)業(yè)環(huán)境進行空間描述的方法，據(jù)此分析了畜禽糞尿的環(huán)境效應(yīng)。也有學(xué)者[10]引入了畜禽糞尿耕地負荷預(yù)警值來評判畜禽糞尿?qū)ν恋氐沫h(huán)境風(fēng)險。在國家尺度上，王方浩等[11]通過確定估算方法和參數(shù)，估算了2003年我國養(yǎng)殖業(yè)糞尿產(chǎn)生量以及平均耕地負荷。在此基礎(chǔ)上，近年來研究人員就我國畜禽糞尿的能源潛力、還田總量和污染風(fēng)險進行了系統(tǒng)研究[12-14]。在區(qū)域尺度上，易秀等[15]以陜西省為研究對象，估算了2006—2010年的畜禽糞尿排放量及負荷量，并評價了其對環(huán)境的污染壓力；李丹陽等[16]則從空間變化出發(fā)，研究了2016年山西省區(qū)域畜禽糞污產(chǎn)生量、養(yǎng)分負荷量、能源潛力及環(huán)境風(fēng)險。【本研究切入點】有研究指出，海南單位耕地面積養(yǎng)分污染負荷較高，污染情況較嚴重[12,17-18]。而《國家生態(tài)文明試驗區(qū)（海南）實施方案》[19]中對農(nóng)業(yè)的生態(tài)發(fā)展和土壤生態(tài)環(huán)境提出了高標準要求，因此，明確畜禽糞污耕地負荷及其環(huán)境效應(yīng)對促進海南島生態(tài)建設(shè)意義重大。而對于海南省，大多數(shù)學(xué)者[17,20-21]僅從某一年出發(fā)，研究中多探討?zhàn)B殖數(shù)量、耕地負荷情況，鮮有在時空尺度上針對該區(qū)域畜禽糞尿養(yǎng)分流動、耕地負荷及其環(huán)境風(fēng)險的具體研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以海南島為研究對象，核算1988—2018年海南島畜禽糞尿養(yǎng)分產(chǎn)生量以及單位耕地面積氮磷負荷，并通過畜禽糞尿耕地負荷預(yù)警值與環(huán)境風(fēng)險指數(shù)來綜合評價其對環(huán)境產(chǎn)生的影響，以期為區(qū)域畜禽養(yǎng)殖布局和環(huán)境治理提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

海南島是我國第二大島，位于東經(jīng) 108°37′—111°03′，北緯 18°10′—20°10′，面積約 3.39 萬平方千米。島內(nèi)年平均氣溫24—27℃，全年無霜凍期，畜禽飼養(yǎng)周期短，出欄率較高，全島適宜放牧的地區(qū)達30%，對發(fā)展畜牧業(yè)具有較好的潛力。2018年本地有效耕地面積為43.90萬公頃，主要集中在沿海平原地區(qū)，而中部為山地丘陵地區(qū)，耕地面積較小，林地面積相對較大。1988—2018年，海南島畜牧業(yè)快速發(fā)展，截至2018年底，畜牧業(yè)總產(chǎn)值達245.32億元，牲畜年出欄量666萬頭，家禽年出欄量16 011萬只，其中肉蛋奶類總產(chǎn)量達84.71萬噸[22]。

1.2 數(shù)據(jù)及參數(shù)

本研究所需歷年海南島畜禽養(yǎng)殖數(shù)量、耕地面積等數(shù)據(jù)來自1989—2019年《海南省統(tǒng)計年鑒》（通過第三次全國農(nóng)業(yè)普查，統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)有所修正，根據(jù)2019年海南省統(tǒng)計年鑒，畜禽養(yǎng)殖部分 2013—2018年為最新修正數(shù)據(jù)）。考慮到不同時期及不同地區(qū)畜禽飼養(yǎng)周期的差異，選用豬年末出欄量、牛年末存欄量、羊年末存欄量、肉雞及鴨鵝年末出欄量、蛋雞年末存欄量作為養(yǎng)殖量進行計算。

對于不同地區(qū)，畜禽糞尿的排泄系數(shù)和養(yǎng)分含量有所差異，不同文獻給出的數(shù)據(jù)也不盡相同，本文采用農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科教司與第一次全國污染普查領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室于2009年聯(lián)合發(fā)布《第一次全國污染普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊》[23]中南區(qū)域（含海南省）的參數(shù)，并借鑒張建杰等[24]對參數(shù)的修訂原則：豬產(chǎn)排污系數(shù)=1/3保育期產(chǎn)排污系數(shù)+2/3育肥期產(chǎn)排污系數(shù)；奶牛產(chǎn)排污系數(shù)即為產(chǎn)奶階段；役用牛產(chǎn)排污系數(shù)按育成牛階段算；肉牛產(chǎn)排污系數(shù)按育肥期算；蛋雞產(chǎn)排污系數(shù)按產(chǎn)蛋期算；肉禽產(chǎn)排污系數(shù)按肉雞的產(chǎn)排污系數(shù)計算。其他數(shù)據(jù)，如羊的產(chǎn)排污系數(shù)來自耿維等[12]的研究，畜禽鮮重、飼養(yǎng)周期結(jié)合調(diào)研和文獻[24]獲得（表1）。

1.3 計算公式

1.3.1 畜禽糞尿養(yǎng)分產(chǎn)生量

式中，Q為畜禽糞尿養(yǎng)分產(chǎn)生總量；Qi為某一種畜禽糞尿產(chǎn)生量；Fi為飼養(yǎng)總量；Ri為該畜禽飼養(yǎng)周期；Wi為個體鮮重；Ni,N(P)為糞尿中氮或磷養(yǎng)分含量。

1.3.2 單位耕地面積氮磷負荷量LN(P)=QN(P)/A

式中，LN(P)為單位耕地面積氮磷負荷；QN(P)為糞尿氮磷產(chǎn)生量；A為有效耕地面積。

1.3.3 畜禽糞尿耕地負荷預(yù)警值 單位耕地面積氮磷負荷僅反映區(qū)域畜禽糞污是否超標，為判定糞尿排放對環(huán)境產(chǎn)生的威脅程度，還需要進一步劃分污染等級，參考沈根詳?shù)萚10]提出的方法對海南島畜禽糞尿單位耕地面積環(huán)境效應(yīng)進行預(yù)警和分級。

表1 畜禽糞尿排泄系數(shù)及養(yǎng)分含量Table 1 Animal manure parameters and their nutrient contents

式中，R為預(yù)警值，q為畜禽糞尿負荷量。其中，M各類畜禽糞尿量；T為各類畜禽糞尿換算成豬糞當量的換算系數(shù)[10]；p為以豬糞當量計的有機肥最大適宜施用量，根據(jù)沈根祥、刁曉平等[10,25]的研究，此處取45 t·hm-2。

本文的分級參考沈根祥等[10]的研究，將R值分為＜0.4、0.4—0.7、0.7—1.0、1.0—1.5、1.5—2.5和＞2.5共6個級別，預(yù)警級別分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ，對應(yīng)的污染程度分別為無、稍有、有、較嚴重、嚴重和很嚴重。R值越大，說明畜禽糞污對生態(tài)環(huán)境的潛在危害越大。

1.3.4 畜禽糞尿氮磷環(huán)境風(fēng)險評估 利用耕地對氮磷的承載力和單位豬的總氮磷排放量，將其他畜禽折算成豬當量，得出畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境容量與實際養(yǎng)殖總量。

式中，EN/P為耕地總氮磷環(huán)境容量；A為有效耕地面積；SN/P為糞肥年施氮磷限量標準，SN=170 kg·hm-2，SP=35 kg·hm-2[26-27]；LE為畜禽養(yǎng)殖環(huán)境容量；r為單位豬年糞尿總氮磷排放量；CQ為畜禽養(yǎng)殖實際數(shù)量；DN(P)i為第i種畜禽糞尿年總氮磷排放量。

根據(jù)耿維、朱建春等[12,28]的研究，將實際畜禽養(yǎng)殖總量與50%環(huán)境容量比值作為風(fēng)險指數(shù)，對海南島氮磷污染進行風(fēng)險評估。

2 結(jié)果

2.1 海南島畜禽糞尿氮磷養(yǎng)分流動情況

由圖1-A可以看出，1988—2018年海南島畜禽糞尿產(chǎn)生總量大致分為3個階段，1988—2005年呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢，總量由12.05×106t增至17.95×106t，在2006年后出現(xiàn)較大規(guī)模下降，降低至11.32×106t，而2008年后緩慢增長并趨于穩(wěn)定。這與海南省畜禽飼養(yǎng)量變化情況一致，此外，畜禽糞尿的總量也受畜禽排泄系數(shù)和飼養(yǎng)周期等因素影響，由于牛類飼養(yǎng)周期長，排泄系數(shù)大，雖然近30多年牛的養(yǎng)殖不占優(yōu)勢，但其糞尿產(chǎn)生量始終較高，同樣地，受養(yǎng)殖周期和排污系數(shù)影響，禽類排污總量較低，隨著豬的養(yǎng)殖總量增加，其排污占比逐漸升高。

就養(yǎng)分產(chǎn)生量來看（圖 1-B），糞尿氮磷年際間變化趨勢相似，1988—2005年糞尿氮由 5.82×104t增至10.10×104t，到2006年降至6.78×104t，此后緩慢增長，2013年以后，由于系數(shù)修正，養(yǎng)殖總量較2012年以前差距較大，但從總量變化來看，近年趨于穩(wěn)定，保持在 7.00×104t。1988—2005年糞尿磷由0.98×104t增至 1.56×104t，2006 年降至 1.01×104t，2007—2012年保持增長的趨勢，近年來維持在1.00×104t。

2.2 海南島畜禽糞尿單位耕地面積氮磷負荷量

畜禽糞尿單位耕地面積氮磷負荷在一定程度上反映畜禽糞污潛在的環(huán)境風(fēng)險[29]，即假定所有糞尿無損失的進入耕地，將土地作為載體從而衡量整個區(qū)域水平上的畜禽污染。本文選取歐盟給出的數(shù)據(jù)（SN=170 kg·hm-2，SP=35 kg·hm-2[26-27]）作為糞肥施用限值，研究表明，超過此值即帶來氮磷的淋洗損失[27,30]。

1993—2005年、2008—2014年間單位耕地面積總氮負荷超標，2005年最高，為 242.60 kg·hm-2。近年來，氮負荷有所下降，但也接近限量值，總體反映出較嚴重的氮素污染。就單位耕地面積磷元素負荷來看，除2002—2005年超過標準限值，其余年份均未超標，近幾年更是呈現(xiàn)較低的水平，維持在22.00 kg·hm-2左右（圖2）。

從區(qū)域分布來看，2018年單位耕地面積氮磷負荷量區(qū)域差異較大，就氮負荷而言，定安、萬寧和澄邁數(shù)值較大，分別為288.50、277.28和269.52 kg·hm-2。而東方和臨高數(shù)值均低于100 kg·hm-2，分別為61.66和78.30 kg·hm-2，與氮元素相比，大部分市（縣）磷負荷在土壤限值以下，僅萬寧、定安、屯昌、澄邁數(shù)值超標，其中定安磷元素負荷最高，為40.35 kg·hm-2，最低的為東方，僅為8.83 kg·hm-2（圖3）。

2.3 海南島畜禽糞尿耕地負荷預(yù)警值

q和R受糞尿產(chǎn)生量的影響，故總體趨勢與畜禽養(yǎng)殖糞尿產(chǎn)生趨勢一致。但從具體數(shù)值來看（圖4），1988—2018年海南島畜禽糞尿耕地負荷預(yù)警值始終處于較高水平，大多數(shù)年份在 1.0—1.5，分級標準中達到Ⅳ級，對環(huán)境有較嚴重的影響?？梢钥闯龊Ｄ?0多年來畜禽糞尿帶來的污染超過了耕地可承受負荷，對環(huán)境已經(jīng)有較嚴重的威脅。其中 2005年預(yù)警值最高，為1.58，嚴重影響環(huán)境，1990年數(shù)值最低，為0.75，對環(huán)境有一定影響，近年數(shù)值在1.23左右，對環(huán)境有較嚴重的威脅。

圖1 1988—2018年海南島畜禽糞尿排放變化及養(yǎng)分產(chǎn)生量Fig. 1 Changes of manure emissions and nutrient production in Hainan Island from 1988 to 2018

圖2 1988—2018年海南島單位耕地面積總氮和總磷負荷Fig. 2 Loads of total nitrogen and phosphorus in unit cultivated land of Hainan Island from 1988 to 2018

圖3 2018年海南各區(qū)域單位耕地面積總氮和總磷負荷Fig. 3 Loads of total nitrogen and phosphorus in unit cultivated land area in Hainan Island in 2018

圖4 1988—2018年海南島豬糞當量負荷及耕地負荷預(yù)警值Fig. 4 Pig manure equivalent load and alarm value in Hainan Island from 1988 to 2018

空間分布上（表2），通過對各地區(qū)2018年預(yù)警值的計算，僅東方畜禽糞尿耕地負荷量對環(huán)境無威脅，R=0.36，此外，大部分市（縣）畜禽糞污均對環(huán)境帶來不同程度的影響，?？凇⑷齺?、儋州等地對環(huán)境有影響，文昌、保亭影響較嚴重，而瓊海、萬寧、屯昌預(yù)警值已達到Ⅴ級，對環(huán)境產(chǎn)生嚴重威脅，所有地區(qū)中最嚴重的是定安（2.66）和澄邁（4.59），達到Ⅵ級水平。這在一定程度上反映了海南區(qū)域尺度上畜禽糞污總量超過有效耕地可承受范圍，多余的養(yǎng)分或通過徑流、淋溶損失，或不斷積累使土壤板結(jié)肥力下降，引發(fā)較嚴重的環(huán)境問題[2]，并且部分地區(qū)（如澄邁）潛在環(huán)境問題已達到十分嚴峻的地步。

2.4 海南島畜禽糞尿氮磷環(huán)境風(fēng)險

由 1.3.4中公式核算出海南島畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境容量和實際養(yǎng)殖總量，為保持種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的合理發(fā)展，實際養(yǎng)殖量應(yīng)達到或接近50%養(yǎng)殖容量[12]。過高即超過土壤環(huán)境實際容納量，其畜禽糞污有污染環(huán)境的風(fēng)險，利用實際畜禽養(yǎng)殖總量與50%環(huán)境容量比值作為風(fēng)險指數(shù)，對區(qū)域環(huán)境風(fēng)險進行評估。

以氮為基準（圖 5-A），受耕地面積限制，海南島1988—2018年耕地總氮的養(yǎng)殖容量保持在0.055億頭豬當量，實際養(yǎng)殖總量在0.044—0.076億頭豬當量之間；以磷為基準（圖5-B），畜禽養(yǎng)殖容量在0.085億頭豬當量左右，實際養(yǎng)殖總量在0.055—0.096億頭豬當量之間，與耿維、朱建春等[12,28]在全國范圍研究上估算海南的數(shù)值差距較大，原因是在全國尺度上，前人基于《中國統(tǒng)計年鑒》，在核算耕地面積時使用

總耕地面積，而本文作者認為使用有效耕地面積作為畜禽糞污承載場所更符合實際情況。由圖5可以看出，1988—2018年環(huán)境風(fēng)險指數(shù)均高于1.00，即海南島30多年來畜禽養(yǎng)殖均超過農(nóng)地合理的環(huán)境容量，存在環(huán)境風(fēng)險。其中數(shù)值較高的年份為2005年，環(huán)境風(fēng)險指數(shù)為2.85（以氮計）和2.14（以磷計）。近年隨著養(yǎng)殖總量的控制，2018年環(huán)境風(fēng)險指數(shù)下降到1.99（以氮計）和1.32（以磷計）。

表2 2018年海南各地區(qū)豬糞當量負荷及對環(huán)境的威脅分級Table 2 Pig manure equivalent load and the classification of threat to the environment of Hainan in 2018

圖5 1988—2018年海南島畜禽養(yǎng)殖的養(yǎng)殖容量、實際養(yǎng)殖總量及環(huán)境風(fēng)險指數(shù)Fig. 5 Feeding capacity, actual amounts and environmental risk index of livestock and poultry in Hainan Island from 1988 to 2018

在空間分布上（表3），以氮為基準，2018年各地區(qū)僅有東方和臨高畜禽養(yǎng)殖未超過當?shù)?0%的養(yǎng)殖容量（即環(huán)境風(fēng)險指數(shù)在1.00以下），?？凇⑽牟?個地區(qū)環(huán)境污染指數(shù)介于1.00—2.00，有較高的環(huán)境風(fēng)險，三亞、五指山、定安等9個地區(qū)環(huán)境風(fēng)險指數(shù)高于2.00，有嚴重的環(huán)境風(fēng)險，其中定安在區(qū)域范圍內(nèi)風(fēng)險值最高，為3.39。以磷為基準，2018年東方、臨高和昌江環(huán)境風(fēng)險指數(shù)在1.00以下，可認為畜禽糞污對環(huán)境影響較小。?？?、三亞、文昌等11個地區(qū)環(huán)境風(fēng)險指數(shù)介于 1.00—2.00，有較高的環(huán)境風(fēng)險，萬寧、定安等4個地區(qū)環(huán)境風(fēng)險指數(shù)高于2.00，有嚴重的環(huán)境風(fēng)險，定安數(shù)值最高，為2.31。

表3 2018年各地區(qū)畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境容量、實際養(yǎng)殖總量及污染風(fēng)險指數(shù)Table 3 Feeding capacity, actual amounts and environmental risk index of livestock and poultry of different areas in 2018

3 討論

3.1 海南島畜禽糞尿氮磷產(chǎn)生變化分析

畜禽養(yǎng)殖規(guī)模和養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)在一定程度上影響了畜禽糞污總量。在不同歷史時期，畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)模不同，人們對蛋白質(zhì)的需求成為刺激畜牧業(yè)發(fā)展最重要的因素[31]，近年來畜牧業(yè)集約化水平的提高也促進了養(yǎng)殖規(guī)模的進一步擴大。而在2007年后，畜牧業(yè)發(fā)展被賦予資源高效性和環(huán)境友好型等要求，單純追求量的突破已經(jīng)不適應(yīng)新的發(fā)展需求[32]。且在 2006年后，受疫病和臺風(fēng)等自然條件的影響，畜禽產(chǎn)量出現(xiàn)了較大幅度下降[18]，畜禽糞污含量隨之減少。此外由于養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)的不同，區(qū)域污染物排放也會有所差異，牛和豬的產(chǎn)排污系數(shù)較高，家禽的產(chǎn)排污系數(shù)較低，盡管近年家禽的養(yǎng)殖總量有較大增長，但氮磷排放量較前期未有明顯變化。正如YUAN等[33]研究表明，針對動物飲食結(jié)構(gòu)的調(diào)整可較好地控制畜禽糞污總量。

3.2 海南畜禽養(yǎng)殖的耕地負荷分析

研究表明，海南島30多年來耕地畜禽糞便氮負荷較高，有潛在的環(huán)境風(fēng)險，而磷負荷在合理范圍內(nèi)，這與武淑霞等[34]基于2015年全國尺度的研究相近（海南單位耕地面積氮負荷超過150 kg·hm-2，磷負荷低于30 kg·hm-2），而與劉越等[20]基于2011年對海南研究中的磷負荷有一定差異，原因是基于不同標準，劉越等采用的磷排污系數(shù)相對較高，這也反映出在不同的標準下研究結(jié)果會有所差異。就耕地負荷的風(fēng)險來講，耿維、朱建春等[12,28]研究也表明海南在全國范圍處于較嚴重水平。由于海南地區(qū)耕地面積較小，30多年來有效耕地面積維持在40萬公頃左右，而畜禽養(yǎng)殖過程中氮排污系數(shù)較高，隨著養(yǎng)殖總量的增加，其對耕地的壓力越來越大。就磷元素來講，則主要由于動物糞便中磷的排放系數(shù)較低使得耕地磷負荷量較小。在空間上，為優(yōu)化資源配置，海南劃分“西部優(yōu)勢畜牧業(yè)產(chǎn)區(qū)，中部生態(tài)畜牧區(qū)，東部畜牧適度發(fā)展區(qū)”[35]，因而澄邁（西部）畜牧業(yè)規(guī)模較大，畜禽糞污耕地負荷較高，而定安、萬寧等地雖在中東部，但由于耕地面積較小，氮磷負荷也保持在較高水平，故仍需進一步控制當?shù)匦笄蒺B(yǎng)殖規(guī)模，東方、臨高等地（西部）由于耕地面積較大，對畜禽糞污有較好的承載能力，氮磷負荷較低，為滿足生產(chǎn)需求，可進一步擴大養(yǎng)殖規(guī)模。

3.3 海南畜禽養(yǎng)殖的環(huán)境效應(yīng)分析

值得指出的是，為得出畜禽糞尿耕地負荷預(yù)警值和環(huán)境風(fēng)險指數(shù)，在計算過程中，使用的是畜禽糞污產(chǎn)生的總量，但在實際情況下，由于揮發(fā)、淋溶以及在運輸過程中的損失，畜禽糞尿無法全部進入耕地中，則基于公式得出的數(shù)值無法真正反映出其對環(huán)境的實際污染，但區(qū)域內(nèi)污染物總量保持不變，故以耕地作為載體，據(jù)此可以反映區(qū)域內(nèi)畜禽糞污總體的負荷量，進而判斷對環(huán)境是否具有威脅。關(guān)于海南畜禽養(yǎng)殖的耕地負荷預(yù)警值，周祖光、劉越等[17,20]曾進行相關(guān)研究，由于選擇的排污系數(shù)不同，結(jié)果與本文在對應(yīng)的年份數(shù)值不完全一致，但差異不大。在全國尺度上，前人就海南耕地負荷預(yù)警值和環(huán)境風(fēng)險指數(shù)也有研究[12,28,36]，不同年份的研究結(jié)果均顯示海南有較高的環(huán)境威脅，而本文研究結(jié)果顯示污染風(fēng)險更高。原因是基于不同年鑒，所得到的耕地面積不同（前人統(tǒng)計了總耕地面積，本文采用有效耕地面積），前人研究時，針對海南有較多的土地去承受畜禽糞污，故預(yù)警值和風(fēng)險值均較小。但從結(jié)果上，所有研究均指出海南地區(qū)耕地氮磷負荷量較高，環(huán)境威脅嚴重，因而有必要采取總量控制、污染預(yù)防和資源化利用等手段。在區(qū)域研究中，東部市（縣）的環(huán)境威脅要高于西部市（縣），這主要與區(qū)域耕地面積和養(yǎng)殖規(guī)模有關(guān)，而海南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃（2016—2020）中對東部地區(qū)作出了適度發(fā)展畜牧業(yè)的要求[35]，故在今后發(fā)展中應(yīng)進一步通過總量控制和污染防治減輕其對環(huán)境的威脅。其中定安、澄邁等地數(shù)值更是處于較高水平，環(huán)境風(fēng)險較大，今后應(yīng)加強針對這兩個區(qū)域的污染預(yù)防。

3.4 關(guān)于海南島畜禽糞污控制的對策

由畜禽業(yè)快速發(fā)展產(chǎn)生的大量畜禽糞污已經(jīng)成為大多數(shù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境污染的直接或間接因素[37]，針對畜禽糞污帶來的問題，GARRETT等[38]認為應(yīng)綜合作物-畜禽系統(tǒng)的發(fā)展，提高農(nóng)業(yè)的可持續(xù)性；馬林等[39]建議考慮生產(chǎn)布局并加強區(qū)域間協(xié)同發(fā)展。本文綜合前人研究和本地發(fā)展實際，認為應(yīng)從管理和技術(shù)兩大方面出發(fā)，具體如下：（1）管理上首先統(tǒng)籌區(qū)域布局，不僅僅按照西部、中部和東部這種較寬泛的養(yǎng)殖區(qū)劃分，而是充分考慮耕地面積，以及中部林地面積對發(fā)展林下畜牧業(yè)的可能性，同時因地制宜推廣種養(yǎng)結(jié)合模式；其次是從立法和管理條例角度[40]，政府對集約化養(yǎng)殖場進行結(jié)構(gòu)調(diào)整、管理和排污限度劃分；此外，推進畜禽糞污資源化、能源化途徑，如沼氣工程和有機肥廠建設(shè)。（2）針對一定規(guī)模的畜禽養(yǎng)殖場可以考慮精細畜牧養(yǎng)殖模式（PLF），即采用相關(guān)電子設(shè)備監(jiān)控場內(nèi)環(huán)境（包括微環(huán)境和氣體排放）以達到及時處理的效果[41]，另外，按照“廢棄物+清潔能源+有機肥”三位一體技術(shù)路線，改造完善規(guī)模畜禽場基礎(chǔ)條件，對糞污進行固液分離、厭氧消化和好氧生物處理[42]，同時推廣多原料全混式發(fā)酵、全自動高溫好氧發(fā)酵等技術(shù)。與此同時，基于循環(huán)利用的原則，開發(fā)畜禽糞污作為水產(chǎn)養(yǎng)殖飼料的利用方式和處理技術(shù)，以及大力開發(fā)和推廣蚯蚓轉(zhuǎn)化畜禽糞便和秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物的蚯蚓糞肥技術(shù)。

4 結(jié)論

受養(yǎng)殖規(guī)模、飼養(yǎng)周期和排污系數(shù)等影響，1988—2018年海南島畜禽糞尿總量和氮磷養(yǎng)分產(chǎn)生量大致經(jīng)歷了上升、下降和穩(wěn)定3個發(fā)展階段。當前海南島單位耕地面積氮負荷較嚴重，接近施用限值，區(qū)域間差異較大，呈現(xiàn)東高西低的特點，大多數(shù)市（縣）氮負荷超標，而磷負荷總體在合理范圍內(nèi)。就環(huán)境風(fēng)險來看，畜禽糞尿耕地負荷預(yù)警值和環(huán)境風(fēng)險指數(shù)均反映出30多年來海南畜禽糞污潛在環(huán)境影響嚴重，東部地區(qū)對環(huán)境的威脅要高于中西部地區(qū)。

產(chǎn)生這一系列變化的原因與當前畜禽養(yǎng)殖規(guī)模、有效耕地面積和區(qū)域養(yǎng)殖布局有關(guān)，當前較為粗放式的畜禽養(yǎng)殖和管理方式已難以適用于海南島農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展要求，為減少畜禽糞污帶來的環(huán)境問題，應(yīng)著力于提升技術(shù)和管理水平，通過集中處置、循環(huán)利用等手段降低畜禽糞污向環(huán)境的排放量，推廣種養(yǎng)結(jié)合模式加快對糞肥的處理，以及針對區(qū)域發(fā)展合理布局養(yǎng)殖規(guī)模，保證土地對畜禽糞污的有效消納。