基于物质流方法的中国畜牧业氨排放估算及区域比较研究

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大气中的氨对酸沉降、能见度、温室效应、水体富营养化等各个圈层的诸多问题都有直接或间接的影响。据估算,全球大气中氨的排放量已经大大超过其去除量,人为源氨排放主要来自农业,而农业氨排放中贡献率最大的是畜牧业,由于畜牧业多分布在农村或城市近郊,畜牧业的氨排放以及其他农业污染源与城市中工业源、生活源排放的污染物共同作用,会对区域大气环境质量产生影响。所以研究畜牧业的氨排放有重要意义。本研究以物质流方法为指导,从分析氮元素在畜牧业生产中的转化迁移过程入手,根据我国家畜粪便学、家畜环境卫生学和植物营养学等相关研究的大量基础数据,核定了符合我国畜牧生产实践的畜禽氮排泄量;然后利用粪、尿进入粪肥管理过程(圈养、放牧、储存、还田四个阶段)后的不同氮挥发率,修正了畜禽的氨排放因子(以NH3-N计);以畜牧和农村统计数据作为活动水平的输入参数,编制了2005年全国、广东省、珠三角地区不同空间精度的氨排放清单,并估算了19982006年中国畜牧业氨排放变化情况。2005年中国畜牧业氨排放量为820.40万吨NH3-N,主要动物的贡献率为:黄牛25.6%,肉猪19%,山羊9.9%,绵羊8.9%,蛋鸡8%,主要排放源的地区构成与畜禽的产业带分布高度吻合。河南省的排放贡献率最大,占9.73%,其次是山东、河北、四川等省。单位国土面积的氨排放密度为0.855t NH3-N /km2,其中天津市的排放密度最大,达5.308 t NH3-N /km2,其次是山东、河南、河北、上海、北京等省市,集中在我国中东部地区。19982006年中国畜牧业氨排放的平均增长率为3.41%,并且在20002005年增加比较明显,主要排放源没有发生变化,依然是黄牛、肉猪、蛋鸡、山羊、绵羊。各种畜禽的贡献率年际变化主要与畜牧业结构调整政策实施有关。广东省畜牧业氨排放清单中根据畜牧实践调整了活动水平划分,2005年广东氨排放量为23.60万吨NH3-N,按同一口径计算,占全国的2.38%。排放量空间分布体现出“西多东少、山多海少”的趋势。茂名、湛江、肇庆是全省排放量最大的城市,共占全省排放总量的34%。全省氨平均排放密度1.32 t NH3-N /km2,空间分布主要呈“西高东低、南高北低”的趋势。排放密度最大的城市是佛山,3.21t NH3-N/km2。生猪是广东省饲养规模最大的牲畜,其排放贡献率达38.97%;黄牛、肉鸡的排放也占比例较大,分别占15.17%、14.16%。各种主要排放畜禽的养殖地区也集中在粤西,尤其是茂名、湛江。2005年珠三角地区畜牧业的氨排放量为7.13万吨NH3-N,占广东省当年氨排放量的30.2%,占全国氨排放的0.86%。东莞的氨排放量最大,达0.61万吨NH3-N,其次是四会、高要。珠三角地区氨排放密度为1.71t NH3-N/km2,高于广东省的平均排放密度。排放密度明显呈现出“西高东低”,且向西北方向加强的分布。惠城区的氨排放密度高居珠三角第一,达9.73t NH3-N/km2,其次为鼎湖区、端州区。按珠三角地区的三个层级划分,“内缘”地带除东莞外其他行政区的氨负荷较小,第二层级排放比较集中,“外缘”地带的氨负荷有加强趋势。肉猪、肉鸡、鹅三种畜禽的氨排放占据了珠三角总排放量的73.2%。与同类经济区相比,珠三角的氨排放密度与台湾水平相当,高于长三角,而低于京津冀;珠三角两个核心城市中,广州的氨排放密度低于除重庆外的所有直辖市,而深圳低于所有直辖市。结合粪肥管理不同阶段的排放因子贡献率,本研究提出了养殖场(户)尺度氨减排的具体措施建议;根据对全国、广东省、珠三角清单中的区域比较和排放源比较,提出了政策层面的减排建议。
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