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内容简介

《中国畜禽养殖业产生的环境问题与对策》对中国畜禽养殖业产生的环境问题与对策进行了系统、全面的论述。内容涵盖了我国畜禽养殖业的发展现状与趋势、畜禽粪便排放状况及污染重心转移轨迹、畜禽粪便的化学组成与变化特点、畜禽粪肥农用对土壤产生的环境问题、畜禽养殖业环境问题的经济分析与管理对策等,以期为解决我国畜禽养殖业发展产生的环境问题、保障畜禽养殖废弃物资源化安全利用、促进我国畜禽养殖业快速健康发展提供参考依据。

目录

前言
第一章绪论1
第一节中国畜禽养殖业发展概况1
第二节畜禽养殖业发展的生态环境问题2
第三节结语4
参考文献4
第二章中国畜禽养殖业发展现状与趋势分析6
第一节中国畜禽养殖业的发展状况6
第二节中国规模化畜禽养殖状况18
第三节中国畜禽养殖业发展趋势预测20
参考文献25
第三章中国畜禽养殖业粪便污染特征26
第一节中国畜禽养殖粪尿污染物与气体排放26
第二节中国规模化养殖污染特征35
参考文献43
第四章中国畜禽养殖业粪便污染负荷及重心转移轨迹45
第一节中国畜禽养殖污染结构与负荷分析45
第二节中国畜禽养殖污染重心转移轨迹分析50
第三节未来中国畜禽养殖业污染负荷预测55
参考文献56
第五章畜禽粪便养分特征与环境效应57
第一节畜禽粪便有机C含量57
第二节畜禽粪便N含量61
第三节畜禽粪便P含量70
第四节畜禽粪便K含量78
第五节畜禽粪便中微量元素含量81
参考文献84
第六章粪肥等有机物料在土壤中的转化与生物效应87
第一节粪肥等有机物料在土壤中的分解转化特征87
第二节施用粪肥等有机物料对土壤有机质积累和生化性状的影响95
第三节含高量Cu？Zn粪肥对土壤有机C矿化和微生物生物量影响103
参考文献108
第七章畜禽粪便长期施用对稻田土壤性状的影响111
第一节畜禽粪便长期施用对稻田土壤物理性质的影响111
第二节畜禽粪便长期施用对稻田土壤化学性质的影响118
第三节畜禽粪便长期施用对稻田土壤微生物性状的影响119
参考文献127
第八章畜禽粪便长期施用稻田土壤养分累积和淋失特征129
第一节畜禽粪便长期施用稻田土壤养分累积特征129
第二节畜禽粪便长期施用稻田土壤N？P淋失特征142
参考文献149
第九章畜禽粪便中重金属残留状况150
第一节畜禽粪便中重金属总体残留状况及评价150
第二节不同种类畜禽粪便重金属残留状况156
第三节畜禽粪便重金属含量的季节性变化165
参考文献172
第十章畜禽粪便重金属在土壤作物系统中的迁移转化174
第一节畜禽粪便重金属对作物生长和重金属吸收累积的影响174
第二节外加Cu？Zn的畜禽粪便对菜园土淋洗的影响183
第三节外加Cu？Zn的畜禽粪便对土壤化学性质的影响190
参考文献192
第十一章畜禽粪便施用对土壤重金属累积影响及风险预测197
第一节畜禽粪便长期施用农田土壤重金属累积状况197
第二节畜禽粪便农用对土壤重金属污染累积预测200
参考文献214
第十二章畜禽粪便抗生素残留特征与风险评估215
第一节畜禽粪便中抗生素残留特征215
第二节粪便中抗生素残留的区域特征220
第三节畜禽种类对粪便中抗生素残留的影响231
第四节畜禽粪便中抗生素残留的环境风险评估239
参考文献241
第十三章畜禽粪便抗生素抗性菌及其生态风险244
第一节畜禽粪便中的抗生素与耐药性扩散244
第二节粪源性抗生素抗性菌和抗性基因在环境中的扩散及其机制249
第三节粪肥施用后农田土壤中四环素抗性细菌的动态变化254
参考文献261
第十四章畜禽粪便中病原微生物及其生态风险264
第一节畜禽粪便中的病原微生物组成及其公共健康风险264
第二节粪源性病原菌在环境中的存留及其生态风险267
第三节施用粪肥的农田土壤中病原菌的动态变化和分布特征273
参考文献283
第十五章畜禽粪便盐分含量及其对农田土壤次生盐渍化的潜在影响286
第一节畜禽粪便盐分含量特征286
第二节畜禽粪便农用对土壤次生盐渍化的潜在影响292
参考文献299
第十六章畜禽养殖业产生的环境问题经济分析与管理政策300
第一节畜禽养殖业排污的经济损失分析300
第二节畜禽养殖业污染物资源价值分析304
第三节畜禽养殖业污染治理替代的技术经济分析306
第四节畜禽养殖业污染治理的政策？法规分析310
第五节畜禽养殖业可持续发展途径分析318
参考文献321

精彩书摘

第一章绪论第一章绪论
随着人口的增长和社会经济的发展，城市人口不断增多，人们生活水平不断提高，对畜禽产品的需求也急剧增加，全球畜牧业正在迅速发展，尤其是在发展中国家发展迅猛？
畜牧业的繁荣为人们提供了丰盛的畜禽产品，同时不可避免地产生了大量的畜禽养殖废弃物，包括畜禽粪尿？垫料？死畜禽？加工及禽孵化产生的废物？畜禽场的废水等，对生态环境造成了严重的威胁？
第一节中国畜禽养殖业发展概况
中国是世界上最早开展畜禽养殖的国家之一？改革开放以来，农村各项方针政策的落实，极大地调动了农民发展畜禽养殖业的积极性，畜禽养殖规模和产值均发生了巨大变化？肉类产量以每年10%以上速度递增，奶类和禽蛋递增率也在10%以上？1986年我国的禽蛋产量首次超过美国，1991年肉类产量首次超过美国，以后连续几年保持世界第一(李庆康，2000)？根据中华人民共和国农业部《全国农业和农村经济发展第十二个五年规划》，畜牧业和渔业产值占农业总产值的比重将分别达到36%和10%？
规模化或集约化畜禽养殖业是集现代家畜的遗传育种？饲养？疾病防治以及环境控制于一体的养殖形式，它与传统的畜禽养殖形式相比，体现出生产密集？劳动密集？资金密集？技术密集等特点，畜禽养殖的高度规模化不仅使得家畜的良种普及？技术改进以及产品的专业化？系列化？规模化成为可能，而且大幅度提高了企业的技术效率和经济效率？
随着我国畜禽养殖业的快速发展，畜禽养殖业的特点也发生了显著变化，主要表现为由过去的分散经营？饲养头数少？主要分布在农区等转变为现在的集中经营？饲养头数多？主要分布在城市郊区或新城区等特点，尤其是规模化畜禽养殖业得到了快速发展？目前，我国畜禽养殖场平均规模是:猪养殖数量为650头，家禽养殖数量为22000羽，其中中小型畜禽养殖场的养殖数量占全国规模养殖总量的70%以上？全国约80%大？中型畜禽养殖场位于我国东部？南部人口密集地区，或坐落在一些大城市如北京？上海的周边地区？上海市生猪？肉鸡的规模化饲养比重由1998年的60.63%？59.31%，分别提高到2007年的88.37%？71.32%;北京市规模化畜禽养殖达到80%以上的水平;广东省规模化猪场的饲养量已占全省生猪总量的90%以上;江苏？山东？河北？浙江？广西？新疆等省份规模化畜禽养殖的比例也很高(张绪美等，2007)？根据《全国农业和农村经济发展第十二个五年规划》，农业产业化组织带动农户数达到1.3亿户，存栏100头以上奶牛规模化养殖比重超过38%，出栏500头以上生猪规模化养殖比重达到50%？
第二节畜禽养殖业发展的生态环境问题
畜禽养殖业的快速发展不仅给人民群众生活提供了丰富的农畜产品，同时还带来了一系列的生态环境问题？畜禽养殖业对生态环境的危害主要来源于畜禽排泄物，表现为畜禽养殖场排放的污水？粪渣及恶臭气体对大气？水体？土壤？动物与人体健康以及生态系统所造成的直接或间接的影响？畜禽粪便长期堆置或排放到附近水沟，堵塞了河道，污染了水体和空气，造成蚊蝇滋生？而含有大量有机物和N？P营养元素的污水进入河流和湖泊，造成水体富营养化;渗入地下，使地下水中NO-3-N？硬度和细菌总数超标？
一？对大气的影响
粪便及其分解产物进入空气中，引起空气原有正常组分和性状发生改变，超过空气的自净能力，对人体和动物的健康产生不良影响和危害？养殖场臭气的产生，主要来源于两类物质，即碳水化合物和含N有机物，在有氧的条件下这两类物质分别分解为二氧化碳？水和无机盐类，不会有臭气产生;当这些物质在厌氧的环境条件下，通过厌氧发酵从而产生臭气(如NH3？H2S？胺等)？
畜牧业生产已经成为大气最主要的NH3排放来源，约占全球NH3排放量的一半以上，在畜牧生产高度规模化的地区如欧洲甚至达到了70%？1993年荷兰20.8万t的NH3排放中，约18.1万t的NH3来自于畜禽粪便，畜禽废物也是美国最大的NH3源，1995年美国畜禽废物产生的NH3大约300万t(柳建国，2009)？NH3挥发的一个重要危害是造成大气的酸沉降，大气NH3污染对酸雨形成有重要作用？NH3挥发提高了雨水的pH，使更多的SO2溶于雨水，形成硫化铵，从而使得酸沉降量增加了2~5倍？硫化铵在土壤中被氧化，释放HNO3和H2SO4，增加土壤酸度？据估计，由畜牧业生产所产生的酸沉降大约占到55%，在畜禽饲养密度高的地方，如荷兰部分地区，每年沉降100kgN/hm2是很常见的(吴军伟，2009)？
畜禽养殖过程中向大气排放大量的温室气体，如甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)？据美国环境保护署(USEPA，2006)报告显示，中国粪便产生的CH4排放居全球第三，而美国？印度分别位居全球第一？第二？
N2O也是重要的温室气体之一？FAO在《畜禽养殖业的负面影响:环境问题与选择》的报告中指出，牲畜产生的温室气体已经超过了汽车，农业活动产生的N2O大约有30%与畜禽养殖业有关(FAO，2006)？
二？对水体的影响
畜禽粪便会对水体产生污染？当排入水体的粪便总量超过水体自净能力时，就会改变水体的物理？化学和生物学性状，使得水体原有功能受到影响，给人体和动物的健康带来威胁？畜禽粪便污染水体的类型比较复杂，归结起来主要有:富营养化？有机物污染与生物病原菌污染三类？
富营养化是一种N？P等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象？研究表明，随着粪肥的施用，区域内地下水中的NO-3-N会增加？美国加利福尼亚州大约10万平方英里地下水遭受NO-3污染，其来源主要是养牛场及其他农业污染;在俄克拉何马州，沿海养猪场排放的NO-3造成饮用水的污染(Cherneyetal.，1998)？P在土壤中比较稳定，但是粪肥长期大量的施用，P过饱和后同样也可能发生淋失，导致水体的富营养化(Pierreetal.，2005)？Edwards等(1998)试验表明，表施鸡粪有2.2%~7.3%的P通过径流流失，其中80%~90%是可溶性P？
畜禽粪便中有机物的含量往往很高，据全国农业技术推广服务中心(1999)资料，干猪粪中有机物含量能达到714g/kg？含有猪粪的污水中COD浓度达13000~20000mg/L，BOD浓度达6500~10000mg/L，冲洗猪粪的污水COD？BOD浓度分别达6000~10200mg/L与3500~6000mg/L(王凯军等，2004)？
三？对土壤的影响
进入土壤的粪便及其分解产物所携带的污染物质，超过土壤本身的自净能力时，便会引起土壤的组成和性状发生改变，并破坏其原有的基本功能，给人和动物的生活与健康造成危害？据北京市农业局资料，京郊15家有机肥厂和十几处能源环保示范点年处理粪便为22万t左右，不到总量的3%，堆粪造成堆粪场(池)附近数千公顷农田由于粪水的直接污染失去了作物生产价值？由于规模化养殖的畜禽粪便产生量大，而且相对集中，局部地区的粪便数量远远超出当地土地的消纳容量，对土壤的威胁程度更大？根据土地适宜的养分需求量进行土地粪便负荷警报等级分析，上海？北京部分区县乡的粪便警报等级数已经达到较严重甚至严重的污染程度(沈根祥等，1994;刘永菊，1999)？
当前人们对粪便农用污染关注的焦点多集中在过量N和P成为潜在的污染源，而对包括重金属等中微量元素？激素？农药？兽药？病原生物及其他可能对环境造成危害的粪便污染物质还没有引起足够的重视？矿物质元素一方面是动物营养所必需的，如Ca？Mg？Cu？Fe？Zn？Mn等，在饲料调制时必须添加，然而另一方面家畜对这些元素的吸收利用率却很低，余下的绝大部分都将直接排出体外？长年过量施用粪肥的土壤，可能导致重金属的累积，直接危及土壤的功能？降低作物的品质，进而危及到人类的身体健康？
四？对人体健康和畜牧业发展的影响
畜禽粪便含有大量的病原微生物？寄生虫卵及滋生的蚊蝇，会使环境中病原生物种类增多？数量增大，出现病原菌和寄生虫的大量繁殖，造成人？畜传染病的蔓延？据世界卫生组织和FAO报道，全世界共有人畜共患疾病约250种，中国大约有120种，其中由猪传染的约有25种，由禽类传染的约有24种，由牛传染的约有26种，这些人畜共患病的载体主要是畜禽粪尿排泄物(孙振钧，2000)？同时，畜禽粪便释放的臭气如NH3和H2S也对人畜健康产生危害，可引起人？畜呼吸系统疾病，造成人？畜死亡，如鸡舍NH3浓度为20~50μL/L时，会出现鸡呼吸道感染？生长速度减缓？死亡率提高等状况？
五？对生物多样性的影响
畜牧业生产增加了对外部饲料原料的依赖性，致使土地利用结构必须做出相应的调整？随着作物生产的集约化程度提高，土地的利用强度也随之加大？尤其是饲料作物单一品种大面积种植常导致生境破坏，生态系统功能下降;规模化畜牧生产致使局部地区粪便大量堆积，造成水体的富营养化和生态环境的破坏，导致水体生物多样性发生变化;NH3挥发的酸沉降效应也是导致生物多样性下降的一个重要原因;由于管理和追求高产高效的原因，规模化畜牧生产推崇畜禽品种的一致性和良种化，长此以往，那些具有潜在经济和社会价值的遗传资源将面临着灭绝和丢失的危险？沈长江(1996)按照联合国粮农组织(FAO)提供的资料分析发现，我国处于将灭绝和濒危状态的畜禽品种已经占到了地方品种总数的10.4%，已灭绝的占到了3%，其中马？黄牛？猪？鸡的品种处境最为严峻，黄牛？猪？鸡品种受威胁的主要原因即是外来高产品种引进杂交使得原有的地方品种的群体有效数量下降？无法维持种群延续的结果？
第三节结语
近二十年来，畜禽养殖业在我国发展迅猛，已经成为中国农村经济活动中最活跃的增长点和主要的支柱产业，且将进一步快速发展？目前，全国畜禽粪便排放量近30亿t，且每年仍可能以10%以上的速度增长，如此大量的畜禽粪便造成越来越大的环境压力，必须进行合理的处置与利用？与传统畜禽粪便相比，由于饲料添加剂及药物的使用，规模化养殖场的畜禽粪便化学组成与性质发生了质的变化？由于环境污染以及集约化农业的发展，大量污染物质进入畜禽粪便，导致有毒有害物质(重金属？有机污染物？病原菌等)不断积累，其长期使用也将对土壤？水体和农产品质量安全带来威胁？
作为发展中国家，我国的畜禽养殖业经历了一段高速发展时期，给人民生活带来质的改善的同时，也给资源与环境带来了巨大的承受压力？因此，无论是对环境压力的挑战，还是对饲料？土地等资源供求战略的影响，都迫切要求在分析当前我国畜禽养殖业的发展状况基础上，对未来我国畜禽养殖业的发展水平进行预测，评估目前畜禽养殖对生态环境造成的影响，从而采取相应措施，保障我国畜禽养殖业能够健康？持续地发展？
参考文献
李庆康，吴雷，刘海琴，等.2000.我国集约化畜禽养殖场粪便处理利用现状及展望.农业环境保护，19(4):251-254.
刘永菊.1999.北京市畜禽废弃物对环境影响的评价及对策.北京:中国农业大学.
柳建国.2009.畜禽粪便污染的农业系统控制模拟及系统防控对策.南京:南京农业大学.
全国农业技术推广服务中心.1999.中国有机肥料养分数据集.北京:中国科学技术出版社.
沈长江.2004.北京郊区集约化畜牧业发展的生态环境影响及其对策研究.北京:中国农业大学.
沈根祥，汪雅谷，袁大伟.1994.上海市郊大中型畜禽场数量分布及粪尿处理利用现状.上海农业学报，10(增刊):12-16.
沈根祥，汪雅谷，袁大伟.1994.上海市效农田畜禽粪尿负荷量及其警报与分级.上海农业学报，10(增刊):6-11.
孙振钧.2000.我国畜牧业环境污染问题亟待解决.饲料工业，21(4):4-5.
王凯军，金冬霞，赵淑霞，等.2004.畜禽养殖污染防治技术与政策.北京:化学工业出版社.
吴军伟.2009.畜禽粪便固液分离技术研究.南京:南京农业大学.
张绪美，董元华，王辉，等.2007.中国畜禽养殖结构及其粪便N污染负荷特征分析.环境科学，(6):1311-1318.
第二章中国畜禽养殖业发展现状与趋势分析
第一节中国畜禽养殖业的发展状况
一？畜禽养殖量的变化
从20世纪80年代开始，中国畜禽养殖业得到了迅猛发展，各种畜禽饲养量大幅上升(图2-1)？2009年，牛？猪？

前言/序言

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