基于NUFER模型的生猪养殖氮磷利用效率及排放时空变化.pdf

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1、第32卷第13期1902016年7月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．13Jul．2016基于NUFER模型的生猪养殖氮磷利用效率及排放时空变化魏莎1，一，马林2※，江荣风1，柏兆海2，吴迪梅3，夏立江1(1．中国农业大学资源与环境学院，北京100083；2．中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心，中科院农业水资源重点实验室，河北省节水农业重点实验室，石家庄050021；3．北京市畜牧业环境监测站，北京100083)摘要：城市郊区集约化畜禽生产系统

2、的快速发展在满足日益增长的畜产品需求的同时也带来了严重的环境问题。该研究利用北京生猪养殖场调研数据和养分流动模型NUFER分析了1980年到2013年北京城郊生猪生产体系氮、磷养分利用效率和环境损失时空变化，并利用情景分析提出了5种饲料和粪尿优化管理措施。从1980年到2013年，育肥猪个体尺度(仅包括育肥猪)氮利用效率从17．8％增加到19．0％，磷利用效率从32．096增加到35．8％；群体尺度(包括育肥猪、母猪等)氮利用效率从16．0％士曾加到16．7％，磷利用效率从29．5％降低到23．4％；系统尺度(土壤一饲料一生猪)氮利用效率从18．5％降低到11．4

3、％，磷利用效率从41．麟降低到17．1％。2013年，总氮损失和总磷损失分别为4．22和0．65万t，较1980年分别增加了56．9％和97．00／6。产生这一变化的原因是生猪养殖模式从家庭和传统养殖模式向集约化模式转变，家庭副产品作为饲料利用的比例迅速降低，养分循环链条中断，从而导致系统养分利用效率不断降低。但就育肥猪个体尺度和群体尺度而言，集约化生产模式优化了饲料精准喂养和粪尿管理。与此同时，2000年后国家提出了大量有关畜禽养殖的政策、法规、标准和规范，使得1980年至2013年问养分利用效率出现先减后增和环境损失出现先增后减的趋势。空间分布变化结果显示，北

4、京城区和近郊区域由生猪养殖导致的环境损失迅速减少，而远郊区域的环境损失快速增加，这主要归因于城市发展规划。关键词：粪便；氮；磷；养分利用效率；NUFER模型doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．13．027中图分类号：X713文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一13—0190—07魏莎，马林，江荣风，柏兆海，吴迪梅，夏立江．基于NUFER模型的生猪养殖氮磷利用效率及排放时空变化⋯．农业工程学报，2016，32(13)：190—196．doi：10．119751i．issn．1002—6819．2016．13．02

5、7http：／／www．tcsae．orgWeiSha，MaLin，JiangRongfeng，BaiZhaohai，WuDimei，XiaLijiang．Useefficiencyandemissionspatial—temporalvariabilityofnitrogenandphosphorusforpigproductioninBeijing[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofagriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(13)：190-196．(inC

6、hinesewithEnglishabstract)doi：10．11975，j．issn．1002--6819．2016．13．027http：／／www．tcsae．org0引言随着畜牧业规模化的快速发展，其粪尿污染已成为世界关注的焦点㈣。畜禽粪尿中氮磷养分通过氨(NH，)、氧化亚氮(N：0)挥发排放到空气或通过淋洗、径流和土壤侵蚀等方式流失到水体M，成为重要的面源污染源。与此同时，排放量较高的区域主要集中在大城市周边嗍。因此，定量城郊畜禽养殖的养分环境特征，探索减排策略极其重要。物质流分析(materialfloWanalysis，MFA)是指根据质量守恒定

7、律，在一定时空范围内对特定系统的物质流动和贮存进行系统性分析的方法。它为资源、废弃物和环境管理提供了方法学上的决策支持【91。养分作为一种资源，对养分资源的管理不能只局限于静态研究，需要通过物收稿Et期：2015—11—02修订日期：2016—04—26基金项目：国家自然科学基金面上项目(31572210)，中国科学院重点部署项目“京津冀环境多介质复合污染消减与控制”和中国科学院“百人计划”项目作者简介：魏莎，女，陕西人，博士生。研究方向：养分管理和环境可持续性研究。北京，中国农业大学资源与环境学院，100083。Email：weisha_666@126．com※

8、通信作者：