海南岛1988-2018年畜禽粪尿氮磷负荷量及环境效应

摘要

[目的]揭示海南畜禽养殖业发展过程中粪尿氮磷养分流动情况及其对环境的影响,为区域农业发展规划和畜禽养殖结构调整提供参考.[方法]基于统计资料和文献数据,定量估算1988-2018年海南岛畜禽粪尿养分产生量、单位耕地面积养分承载量,并利用畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数深入分析其对环境的影响,当畜禽粪尿耕地负荷预警值＜0.4时,可认为对环境无威胁,而当环境风险指数在1.00以下时,对环境的风险可忽略,在安全数值以上即会对环境产生不同程度的影响.[结果]1988-2018年间,海南岛畜禽粪尿产生量变化经历了3个阶段,1988-2005年整体上升,2006-2008年下降较多,此后缓慢发展并趋于稳定,到2018年畜禽粪尿产生量为10.50×106t,就养分产生量来看,粪尿氮磷年际间变化趋势相似,2005年产生量最多,2006年出现较大幅度下降,到2018年粪尿氮产生量为7.41 ×104 t,粪尿磷产生量为1.01×104 t.单位耕地面积氮磷负荷量也经历了先增加后稳定的过程,到2 018年耕地氮负荷168.80 kg·hm-2,耕地磷负荷为23.05kg·hm-2.2018年区域间差异较大,东部和北部地区单位耕地面积氮磷负荷量较高,西部和中部地区偏低,其中氮和磷负荷最高的是定安(分别为288.50和40.35 kg·hm-2),最低的是东方(分别为61.66和8.83 kg·hm-2).就环境效应来看,1988-2018年海南岛畜禽粪尿耕地负荷预警值始终处于较高水平,大多数年份在1.0-1.5,分级标准中达到Ⅳ级,对环境有较严重的威胁.2018年,定安和澄迈等地预警值分别为2.66和4.59,预警分级达Ⅵ级,对环境有很严重的威胁,仅东方处于安全水平,数值为0.36,为Ⅰ级.就环境风险评价结果来看,海南岛耕地上畜禽粪污环境风险较高,近年随着养殖总量的控制有所降低,2018年环境风险指数下降到1.99(以氮计)和1.32(以磷计).在区域水平上,就氮素的环境污染风险,201 8年定安环境风险指数最高,为3.39,东方最低,为0.73;对于磷素的环境污染风险,东方环境风险指数最低,为0.50,可认为磷素对环境潜在威胁较低,对环境有严重影响的是定安,风险值高达2.31.总的来说,畜禽粪尿耕地负荷预警值和环境风险指数均表明海南岛畜禽粪污潜在环境风险大,从空间分布看,定安、万宁等东部市(县)环境风险要高于临高、东方等西部地区,并且大多数市(县)对环境均有较高程度的威胁.[结论]受养殖规模和耕地面积影响,海南岛单位耕地面积氮负荷较高,区域潜在环境风险不容忽视.因此,未来海南岛畜禽养殖发展规划更应着眼于污染物的控制以及区域优化布局和管理上,并通过减少畜禽粪尿环境排放和循环利用模式以实现海南岛畜禽粪污的资源化利用和绿色发展.