内容简介
近年来,我国畜牧业持续稳定发展,规模化养殖水平显著提高,保障了肉、蛋、奶供给,但大量养殖废弃物没有得到有效处理和利用,成为环境治理的一大难题。习近平在2016年12月21日主持召开的中央财经领导小组第十四次会议上明确指出,“加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化,关系6亿多农村居民生产生活环境,关系农村能源革命,关系能不能不断改善土壤地力、治理好农业面源污染,是一件利国利民利长远的大好事。”
为深入贯彻落实习近平重要讲话精神,落实《畜禽规模养殖污染防治条例》和国务院有关重要文件精神,加快构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局,做好源头减量、过程控制、末端利用三条治理路径的基础研究和科技支撑工作,有力促进畜禽养殖废弃物处理与资源化利用,国家畜禽养殖废弃物资源化利用科技创新联盟组织国内相关领域的专家编写了《畜禽粪污资源化利用技术丛书》。
本套丛书包括《养殖饲料减排技术指南》《养殖节水减排技术指南》《畜禽粪肥检测技术指南》《微生物应用技术指南》《土地承载力测算技术指南》《碳排放量化评估技术指南》《粪便好氧堆肥技术指南》《粪水资源利用技术指南》《沼气生产利用技术指南》9个分册。
《土地承载力测算技术指南》为《土地承载力测算技术指南》,旨在提供一种科学简单又切实可行的土地承载力计算方法,可用于测算区域或农场土地承载畜禽粪污的大容许数量,以实现土地可长期承载畜禽粪污、满足作物养分需求和发展环境友好农业三者之间的平衡。针对土地承纳畜禽粪污超载或不足的情况,《土地承载力测算技术指南》提供了具体可行的解决方案和计算方法,可为种养结合模式下的粪污还田提供参考。
内页插图
目录
前言
1 典型区域畜禽粪污土地承载力测算方法
1.1 资料收集
1.2 测算步骤
1.3 具体测算方法
2 规模化畜禽养殖场配套土地面积测算方法
2.1 资料收集
2.2 测算步骤
2.3 具体测算方法
3 土地承载力调整对策及相关计算方法
3.1 情景分析
3.2 计算方法
4 案例分析
案例1 典型区域畜禽养殖土地承载力测算
案例2 养殖场配套土地承载力测算
案例3 典型区域畜禽养殖量调整空间计算
案例4 养殖场配套土地调整空间计算
附录
附录1 我国主要作物的100kg收获物需氮(磷)量
附录2 土壤不同氮磷养分水平下施肥供给养分占比推荐值
附录3 有机肥养分替代化肥养分比例的确定
附录4 不同畜禽的日排泄氮(磷)
附录5 不同畜禽粪污收集、处理工艺的氮(磷)收集率
附录6 典型作物土地承载力推荐值
参考文献
前言/序言
近年来,我国畜牧业持续稳定发展,规模化养殖水平显著提高,保障了肉、蛋、奶供给,但大量养殖废弃物没有得到有效处理和利用,成为环境治理的一大难题。习近平总书记在2016年12月21日主持召开的中央财经领导小组第十四次会议上明确指出,“加快推进畜禽养殖废弃物处理和资源化,关系6亿多农村居民生产生活环境,关系农村能源革命,关系能不能不断改善土壤地力、治理好农业面源污染,是一件利国利民利长远的大好事。”
为深入贯彻落实习近平总书记重要讲话精神,落实《畜禽规模养殖污染防治条例》和国务院有关重要文件精神,加快构建种养结合、农牧循环的可持续发展新格局,做好源头减量、过程控制、末端利用三条治理路径的基础研究和科技支撑工作,有力促进畜禽养殖废弃物处理与资源化利用,国家畜禽养殖废弃物资源化利用科技创新联盟组织国内相关领域的专家编写了《畜禽粪污资源化利用技术丛书》。
本套丛书包括《养殖饲料减排技术指南》《养殖节水减排技术指南》《畜禽粪肥检测技术指南》《微生物应用技术指南》《土地承载力测算技术指南》《碳排放量化评估技术指南》《粪便好氧堆肥技术指南》《粪水资源利用技术指南》《沼气生产利用技术指南》9个分册。
本书为《土地承载力测算技术指南》,旨在提供一种科学简单又切实可行的土地承载力计算方法,可用于测算区域或农场土地承载畜禽粪污的最大容许数量,以实现土地可长期承载畜禽粪污、满足作物养分需求和发展环境友好农业三者之间的平衡。针对土地承纳畜禽粪污超载或不足的情况,本书提供了具体可行的解决方案和计算方法,可为种养结合模式下的粪污还田提供参考。
书中不妥之处在所难免,敬请读者批评指正。
《土地承载力测算技术指南》:深入理解土地可持续利用的基石 土地,作为人类生存和发展的基本载体,其承载能力的科学测算与合理评估,关乎着区域生态安全、经济发展模式以及社会福祉的长远未来。本书《土地承载力测算技术指南》,正是基于这一深刻认识,系统地梳理和阐述了当前土地承载力研究的前沿理论、核心方法、关键技术以及应用实践。它并非一本简单的操作手册,而是一部凝聚了多学科知识、融合了多领域经验的学术著作,旨在为土地利用规划者、自然资源管理者、环境工程师、地理信息科学研究者以及相关领域的学生提供一个全面、深入、实用的知识体系。 本书的编写,力求从理论的源头追溯,到实践的应用落地,构建一个逻辑严谨、内容翔实的知识框架。我们深知,土地承载力并非一个孤立的概念,它与人口、经济、社会、环境等多个要素相互交织、协同作用。因此,本书的第一个重要贡献,在于对土地承载力概念的界定与内涵的深度剖析。我们追溯了土地承载力的历史演进,从早期的粗放式理解,到如今强调多维度、动态化、系统性的科学认知。书中详细阐述了土地承载力所包含的几个核心维度:生存承载力(即土地能够支持多少人口的生存,涵盖食物、水、能源等基本需求),发展承载力(即土地在满足基本生存需求的同时,能够支撑多大规模的经济和社会发展活动),以及生态承载力(即土地维持其自身生态系统健康、生物多样性和生态服务功能的能力)。书中强调,这三个维度的承载力并非相互独立,而是相互制约、相互影响的,任何一个维度的过度透支,都将危及整体的土地可持续利用。 理论的深化,必然要回归到方法的创新与完善。本书的第二个核心内容,便是对土地承载力测算技术的系统梳理与方法论的探讨。我们认识到,单一的方法难以全面反映土地承载力的复杂性,因此,本书重点介绍了当前主流的、具有代表性的测算模型与技术路线。 首先,基于食物生产的生存承载力测算是本书的重要章节。详细讲解了如何利用土地适宜性评价、作物产量模型、食物消费结构分析等方法,估算特定区域在现有耕地资源和技术条件下,能够保障的人口数量。这部分内容深入剖析了不同作物的种植限制因子,如光照、水分、土壤养分、地形坡度等,以及如何通过模型量化这些因子对产量的影响。同时,也讨论了食物消费模式的多样性及其对承载力的影响,强调了饮食结构的合理性对减轻土地压力的重要性。 其次,基于水资源承载力的测算是本书的另一大重点。水是生命之源,也是经济社会发展的关键制约。本书详细介绍了如何通过水资源的时空分布特征、耗水产业的用水需求、生态环境用水的保障等,来评估土地的可持续发展对水资源的依赖程度。书中不仅讲解了地表水和地下水的供需平衡模型,还纳入了非传统水源(如再生水、海水淡化)的利用潜力分析,以及水土保持措施对涵养水源的积极作用。 再者,基于生态系统服务功能的承载力测算是本书最具前瞻性的内容之一。传统承载力研究多侧重于物质生产,而忽略了土地在提供生态服务方面的能力。本书引入了生态系统服务功能评估方法,如碳汇能力、水源涵养能力、生物多样性维持能力等,并将其纳入承载力评价体系。这有助于我们理解,即使物质生产能力充足,如果生态系统服务功能退化,土地也难以实现真正意义上的可持续承载。书中详细阐述了如何量化这些生态服务功能的供给与需求,以及如何将其转化为对经济社会发展的“约束”或“潜力”。 此外,本书还深入探讨了综合性承载力评价模型。认识到土地承载力是多因素耦合作用的结果,我们介绍了如何整合不同维度的评价结果,构建多指标、多层次的综合评价模型。这包括了层次分析法(AHP)、主成分分析法(PCA)、模糊综合评价法等常用的多准则决策分析技术在土地承载力研究中的应用。书中通过大量的案例分析,展示了这些模型的具体构建步骤、参数设置以及结果解释,帮助读者理解如何在实际应用中选择和优化模型。 第三个核心部分,本书将视角转向关键技术的支撑与创新。现代土地承载力测算离不开先进的技术手段。本书详细阐述了以下关键技术在承载力测算中的应用: 地理信息系统(GIS)技术:GIS在土地承载力测算中的作用贯穿始终。本书详细讲解了如何利用GIS进行土地覆盖、土地利用类型、土壤属性、高程、坡度等空间数据的采集、处理、分析与可视化。通过GIS的空间叠置分析、缓冲区分析、网络分析等功能,能够有效地将各种承载力因子在空间上进行关联和计算。 遥感(RS)技术:遥感技术为土地承载力研究提供了宏观、动态、连续的监测手段。书中介绍了如何利用遥感影像反演地表覆盖、植被指数(如NDVI)、地表温度、土壤湿度等参数,从而为承载力模型的构建提供关键的驱动因子。特别是多时相遥感数据的应用,使得我们能够动态监测土地承载力的变化趋势。 数理统计与模型仿真技术:承载力的量化计算离不开数理统计方法。本书介绍了回归分析、相关分析、方差分析等统计方法在承载力因子与承载能力之间的关系挖掘中的应用。同时,也深入阐述了基于Agent的建模(ABM)、系统动力学(SD)等模型仿真技术,如何模拟土地利用变化、人口增长、经济发展等过程对土地承载力的动态影响,从而进行情景预测与规划。 大数据与人工智能(AI)技术:随着大数据时代的到来,海量的土地利用、环境监测、社会经济数据为承载力研究提供了前所未有的机遇。本书探讨了如何利用大数据挖掘技术,发现隐藏在数据中的规律,优化承载力模型的参数。同时,也初步介绍了人工智能技术(如机器学习、深度学习)在土地适宜性评价、产量预测、生态系统服务功能评估等方面的潜力,为未来承载力研究提供了新的思路。 第四个重要组成部分,本书聚焦于土地承载力测算的实践应用与案例分析。理论与技术的最终价值体现在实践中。本书选取了不同区域、不同尺度的典型案例,系统展示了土地承载力测算结果在实际规划与管理中的应用。 区域国土空间规划应用:本书详细阐述了土地承载力评估如何为区域国土空间规划提供科学依据。这包括了对区域开发强度的限制、产业布局的优化、人口承载能力的调控、生态环境保护重点区域的划定等方面。书中通过实例,说明了如何将承载力评价结果转化为具体的规划指标和管控措施。 资源环境保护与可持续发展:土地承载力是衡量一个区域资源环境是否可持续的重要指标。本书通过案例,展示了如何利用承载力评估来识别资源环境的瓶颈,预测环境风险,并为制定相应的环境保护对策提供支持。例如,在水资源短缺地区,如何通过承载力评估来限制高耗水产业的发展;在生态脆弱区,如何通过承载力评估来划定生态保护红线。 农业与粮食安全保障:作为生存承载力的重要组成部分,本书通过案例分析,阐述了如何利用土地承载力测算来优化农业结构,提高耕地利用效率,保障区域粮食安全。这包括了对适宜种植区域的识别、对化肥农药施用量的科学指导,以及对农业可持续发展模式的探索。 城乡一体化发展与人口迁移模拟:在城乡一体化进程加速的背景下,土地承载力对于指导人口流动和城市发展至关重要。本书通过案例,探讨了如何利用承载力评估来预测不同区域的人口承载能力,辅助制定人口迁移政策,以及引导城乡资源的合理配置。 本书的最后一个部分,着眼于土地承载力研究的未来展望与挑战。我们认为,土地承载力研究是一个不断发展和完善的领域,仍然面临诸多挑战,但也充满着新的机遇。 数据的获取与共享:高质量、多尺度的土地承载力相关数据仍然是制约研究深化的瓶颈。如何建立更完善的数据共享机制,提升数据质量,是未来的重要课题。 模型的精度与不确定性:现有模型在描述复杂地带性、区域性以及社会经济因素对承载力的影响时,仍然存在一定的局限性。如何提高模型的精度,量化和减小模型的不确定性,是持续努力的方向。 动态性与适应性研究:土地承载力是动态变化的,受气候变化、技术进步、社会经济发展等多重因素影响。未来需要加强对土地承载力动态变化过程的研究,并建立能够适应变化的评估与预警机制。 跨学科的融合与协同:土地承载力研究涉及地理学、生态学、农学、经济学、社会学等多个学科。如何加强跨学科的交流与合作,构建更加集成化的研究框架,是提升研究水平的关键。 政策导向与应用落地:最终,土地承载力研究的价值体现在其能否有效地指导实践,推动可持续发展。如何更好地将研究成果转化为可操作的政策建议,并促进其在规划、管理中的落地,是所有研究者都应关注的重点。 总而言之,《土地承载力测算技术指南》力求提供一套全面、系统、深入的土地承载力研究知识体系。它不仅梳理了理论基础,详解了技术方法,更结合了前沿技术,展示了实践应用,并对未来研究方向进行了前瞻性探讨。我们相信,本书的出版,将为推动我国土地资源的可持续利用,实现经济社会与生态环境的协调发展,贡献一份宝贵的力量。本书适用于高等院校相关专业师生、科研机构研究人员、政府部门从事土地利用规划与管理工作的专业技术人员,以及对土地资源可持续利用感兴趣的社会各界人士。