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新疆畜牧业发展用水研究----基于水足迹的视角

更新时间:2009-03-28

0 引 言

淡水资源的稀缺越来越制约人类社会经济的可持续发展,客观科学地评价水资源利用情况十分必要。最初人们评价水资源的利用情况只关注直接用水量,20世纪90年代,Allan提出“虚拟水”的概念,来解释生产农产品所耗用的总的水资源数量[1]。“虚拟水”是相对于实物水的概念,将生产各环节耗用的所有水的数量虚拟物化到最终产品中,可以更准确地反映产品的直接用水量[2]

我国CCUS技术研究聚焦在高效捕集、安全埋存及高效驱油利用的科学问题,研究低成本捕集技术、驱油/埋存工程方法、埋存安全监控等技术和方法,在不同类型排放源捕集、驱油与埋存、盐水层埋存以及综合利用技术研究方面取得了进展。

2002年,Hoekstra在“虚拟水”的基础上提出水足迹理论,将评价水资源利用情况的视角进一步拓展[3]。水足迹除了包含“虚拟水”所反映的直接用水量,还包括为了解决污染(将污染物稀释到一定标准)所需要的间接用水量,涵盖了生产和消费各环节所消耗的绿水、蓝水和灰水。绿水指没有成为地下水或径流而被植物生长所占用的降水;蓝水指生产活动消耗的地下水和地表水;灰水指生产活动中产生的污水[4]。水足迹理论一经提出便受到学界广泛关注,与之相关的大量研究随之展开。到目前为止,研究主要集中在全球尺度、国家尺度、流域尺度的消费水足迹上,涉及农业(种植业)、工业等用水部门,国内对畜牧业水足迹的研究几乎空白[5-9]。在此背景下,根据水足迹相关理论,本文构建畜牧业用水足迹计算公式来研究新疆畜牧业发展用水情况,为实现畜牧业的可持续发展提供用水数据参考。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

1.1.1 畜牧业总用水足迹计算

畜牧业水足迹计算公式可以表达为:

WF

(1)

式中:i=1,2,3,4,5,分别代表大牲畜(牛、马、驼等,以牛为主)、山羊、绵羊、猪、禽;WF表示畜牧业总用水足迹;WFi表示第i种畜禽活体单位质量的生产用水足迹,m3/kg;Mi表示第i种畜禽的年产肉量,kg;ki表示第i种畜禽的净肉率。

畜禽活体单位质量水足迹指畜禽从出生到出栏整个过程内单位重量所消耗的水量,包括饲料生产消耗水足迹、饮水消耗足迹、清理圈舍消耗水足迹、排除粪便污染消耗水足迹,本文未统计屠宰及其他加工或烹饪环节耗水。因此畜禽活体单位质量水足迹计算公式为:

六是到2015年至少开发和应用两个宏观区域规划,优化粮食安全用水;到2020年开发200个分区域(国家、地区等)可持续农业发展规划。

WFi=WFSL+WFYS+WFQL+WFPW

(2)

式中:WFSL表示饲料耗水足迹,m3/kg;WFYS表示畜禽饮水足迹,m3/kg;WFQL表示清理圈舍消耗水足迹,m3/kg;WFPW表示排除畜禽粪便污染消耗水足迹,m3/kg。

(2)从环保角度看。新疆畜牧业总的灰水足迹为65.99 亿m3,占总用水足迹的35.62%,对环保产生的压力是种植业的3倍,畜牧业污染问题值得警惕;不同种类畜禽对环境造成的污染强度由高到低依次为大牲畜、猪、禽、绵羊、山羊。建议加强对畜禽粪便的管理利用,明确对养殖粪便污染的管理目标,推广对畜禽粪便资源利用的技术,例如开发肥 料、沼气利用等;尝试制定针对养殖户的畜禽粪便污染处理奖惩性政策,例如污染处理达标者可以享受用水价格补贴,不达标者需要多缴纳畜牧业生产用水费用等。

饲料耗水足迹计算公式为:

WFSL=WFSLB+WFSLG+WFSLH

(3)

式中:WFSLB表示饲料的蓝水足迹,即生产单位质量的饲料消耗的灌溉用水量;WFSLG表示饲料的绿水足迹,即生产单位质量的饲料消耗的有效降水量;WFSLH表示饲料的灰水足迹,即生产单位质量的饲料需要稀释污染物(淋失氮)的耗水量。

[5] 田园宏,诸大建,王欢明,臧漫丹.中国主要粮食作物的水足迹值:1978-2010[J].中国人口.资源与环境,2013,23(6):122-128.

孩子抱过来了。他已睡着了,睡得很香。秀容月明在他脸上亲了一口:“老天待我不薄,让我看到了妻子,看到了儿子。”

 

(4)

 

(5)

式中:ETBETB分别表示饲料的蓝水腾发量、绿水腾发量;Y表示饲料单位面积的产量;10为常数,表示深度与面积的单位转换系数[9]

本文中涉及的各畜禽产肉量、主要饲料作物种植面积、谷物及苜蓿产量、施肥量等数据来自2017年《新疆统计年鉴》;涉及的气象数据来自中国气象数据网;涉及的畜禽生长周期、饮水量、清理圈舍用水量、料肉比、净肉率及其他指标数据来自实地调研、专家访问和相关文献资料[11-14]

ETSL=ETB+ETG

(6)

同时,根据彭曼公式整理后可以表示为[10]

 

(7)

式中:Δ表示饱和水汽压与温度曲线的斜率;R表示植株单位面积净辐射量,MJ/m2G表示土壤单位面积热通量,MJ/m2T表示平均温度;V表示地面2 m高处的风速,m/s;e1表示饱和水气压;e2表示实测水气压。

饲料的绿水腾发量公式为:

ETG=min(ETSLQ)

(8)

式中:Q表示饲料作物生长期内有效降水量。

饲料的灰水足迹计算公式为:

 

(9)

式中:α表示淋溶率,在本文中表示进入水体的氮元素总含量与施用化肥总量的比值;AR表示单位面积化肥施用量;Y表示单位面积玉米产量;Cmax表示含氮肥料的最大容许度;Cnat表示污染物的自然本底度。

1.1.3 畜禽饮水足迹清理圈舍消耗水足迹排除粪便污染消耗水足迹计算

畜禽饮水足迹计算公式为:

 

(10)

式中:表示畜禽活体在生长周期内第t天的单位质量饮水足迹。

[1] Hoekstra A Y, Hung P Q.Virtual water trade: a quantification of virtual water flows between nations in relation to international crop trade[R].Value of water research report series NO.11.Delft,The Netherlands:IHE,2002:1-66.

清理圈舍耗水足迹表达式为:

 

(11)

式中:表示畜禽活体在生长周期内第t天单位质量清理圈舍耗水足迹。

排污消耗水足迹表达式为:

 

(12)

式中:表示畜禽生长周期内第t天单位质量活体粪便干处理的耗水足迹表示禽生长周期内第t天单位质量活体粪便湿处理的耗水足迹。其计算公式分别为:

 

(13)

 

(14)

式中;Et表示畜禽活体在生长周期内第t天单位质量所排泄粪便的含氮量;a1表示粪便干处理的比例;a2表示粪便湿处理的比例;b表示畜禽粪尿的流失率。

1.1.4 畜牧业绿水、蓝水、灰水足迹计算

农业地质调查是针对与农业生产密切相关的地质环境要素展开的调查工作,研究岩石、土壤、水、生物等要素的相互作用及规律,是地质科学在农业生产的直接应用,调查成果可以为土壤质量评价提供基础数据。笔者以广西上思县为调查区,对广西上思县土壤状况进行调查,以期为上思县科学合理布局农业生产提供参考,对探索农业地质调查成果的应用具有重要意义。

按照绿水足迹、蓝水足迹、灰水足迹进行划分,畜牧业发展用水足迹可以表达为:

[6] 孙才志,陈 栓,赵良仕.基于ESDA的中国省际水足迹强度的空间关联格局分析[J].自然资源学报,2013,28(4):571-582.

推荐理由:孔子怎么收学费、古人用的“橡皮擦”、传说中的神兽麒麟、两千年前的火锅……本书用50篇文化故事带领小读者领略古代中国的真实生活。书中既有凝聚中华民族伟大智慧的国宝珍品,又有浸润在日常生活中的风俗美德,千余字的小故事配以作者亲自录制的音频,让孩子在亲切又富有趣味的阅读氛围中感受中国传统文化的魅力与温度。

WF=WF绿+WF+WF

(15)

式中:WF绿WFWF分别代表畜牧业发展绿水足迹、蓝水足迹、灰水足迹,其相应的计算公式为:

WF绿=WFSLG

(16)

WF=WFSLB+WFYS+WFQL

(17)

WF=WFSLH+WFPW

(18)

1.2 数据来源

饲料的蓝水腾发量与绿水腾发量之和为饲料的腾发量,用公式表达为:

2 计算结果与分析

2.1 畜禽肉类单位质量水足迹

本文在计算过程中,将畜禽活体单位质量水足迹最终折算为肉类单位质量水足迹,即生产1千克畜禽肉需要消耗的水量。通过计算发现,新疆生产的畜禽肉类中单位质量水足迹最高的是大牲畜,水足迹达到14.15 m3/kg;生产猪肉的用水效率最高,为3.08m3/kg;生产禽肉的用水效率低于猪肉,高于山羊肉和绵羊肉。通过分地区来看,各地区的单位质量水足迹也符合大牲畜>绵羊>山羊>禽>猪的规律;东疆畜禽肉类单位质量水足迹要明显大于南疆和北疆,主要原因可能是,东疆的气候极为干燥,日照时间长,降水稀少,饲料作物的生长需水量相对要大,畜禽需要的饮水也会增加;同样由于气候的原因,南疆畜禽肉类单位质量水足迹高于北疆;在用水效率上,所有畜禽产品的生产均表现出北疆高于南疆,南疆高于东疆的规律,很可能潜在的表明新疆畜牧业生产节水技术应用并不广泛,因而出现用水效率与气候相关的现象。具体数据详见表1。

 

表1 新疆分地区各畜禽单位质量肉生产用水足迹 m3/kg

  

地区大牲畜山羊绵羊猪禽东疆15.376.929.383.484.12北疆13.876.138.633.053.57南疆14.546.28.713.093.88全疆14.156.238.733.083.76

注:本文中东疆指哈密市及吐鲁番市;北疆指乌鲁木齐市、克拉玛依市、昌吉州、博州、伊犁州直属县市、塔城地区及阿勒泰地区;南疆指巴州、阿克苏地区、克州、喀什地区及和田地区。

2.2 绿水、蓝水、灰水的计算

2016年,新疆畜牧业生产总的用水足迹为185.27 亿m3,其中绿水、蓝水、灰水足迹分别为12.42、106.86、65.99 亿m3,灰水足迹的占比为35.62%,相较于种植业的灰水足迹占比10.29%,畜牧业对环保产生的压力远远高于种植业[15]

分地区看,东疆、北疆、南疆的畜牧业生产用水足迹分别为9.8、95.48、79.99 亿m3,其绿水、蓝水、灰水足迹构成分别为:东疆0.57、5.98、3.25 亿m3,北疆6.36、53.15、35.97 亿m3,南疆5.49、47.73、26.77 亿m3

分畜禽种类看,大牲畜总用水足迹为85.79 亿m3,绿水、蓝水、灰水足迹分别为:4.98、42.1、38.71 亿m3;山羊总用水足迹为4.88 亿m3,绿水、蓝水、灰水足迹分别为:0.37、3.26、1.25 亿m3;绵羊总用水足迹为62.88 亿m3,绿水、蓝水、灰水足迹分别为:4.76、42、16.12 亿m3;猪总用水足迹为15.27 亿m3,绿水、蓝水、灰水足迹分别为:1.09、9.29、4.89 亿m3;禽总用水足迹为16.44 亿m3,绿水、蓝水、灰水足迹分别为:1.22、10.22、5 亿m3。耗水量由高到低依次为大牲畜、绵羊、禽、猪、山羊;灰水足迹占总用水足迹的比例由高到低依次为大牲畜(45.13%)、猪(32.05%)、禽(30.44%)、绵羊(25.64%)、山羊(25.62%),大牲畜对环保造成的压力最大,山羊最小。具体数据见表2。

5.“经营素质优、精细管理强”。深化落实全面系统节点管理模式,学习镇海炼化经验,努力实现管理上的一体化、规范化、精细化、操作化、有序化。要对公司现有的成熟管理经验进行系统总结,并上升为简明实用的制度标准,促进管理的标准化和制度化建设。

 

表2 新疆分地区畜禽肉类生产绿水蓝水灰水足迹 亿m3

  

地区畜禽种类绿水足迹蓝水足迹灰水足迹东疆大牲畜0.16031.60151.4768山羊0.02910.32060.1264绵羊0.32023.41301.3246猪0.04940.53060.2645禽0.01070.11700.0586小计0.56975.98283.2510北疆大牲畜3.113825.959323.8834山羊0.15461.29750.5028绵羊1.886415.91626.3202猪0.76546.36373.3842禽0.43513.61291.8796小计6.355353.149535.9702南疆大牲畜1.701814.538213.3573山羊0.18851.64380.6225绵羊2.554322.66548.4784猪0.27642.39281.2463禽0.77146.48863.0672小计5.492647.728726.7718总计12.4176106.861065.9930

3 讨论与建议

(1)从用水效率看。计算结果验证了在用水效率上“大畜不如小畜,小畜不如禽类”的说法,值得注意的是,猪产品生产用水效率最高(3.08 m3/kg),其余依次是禽(3.76 m3/kg)、山羊(6.23 m3/kg)、绵羊(8.73 m3/kg)、大牲畜(14.15 m3/kg)。从畜牧业发展节约用水的角度考虑,建议引导人们适当改变对畜产品的消费结构,引导全社会适当减少对大牲畜产品的消费,相对增加对用水效率高的畜禽产品的消费。

1.1.2 饲料耗水足迹计算

参考文献

确定的显著性水平为0.05。如表2所示,x5与x35的p值大于0.05,说明在0.05的显著性水平下,x5与x35这两个指标与y不存在显著性,即有95%以上的把握认为这两个指标无法解释或预测个人信用状况,故剔除这两个指标。

[2] 贺志文,向平安.水足迹研究述评[J].节水灌溉,2017,(9):101-105.

[3] 马 晶,彭 建.水足迹研究进展[J].生态学报,2013,33(18):5 458-5 466.

当下,在我国农业生产资源不足、生态环境保护形势严峻以及农业减肥增效目标的驱动下,以水溶肥为代表的新型肥料有着广阔的市场前景。国家在政策层面也对水肥一体化技术的发展给予了大力支持。“选择和设计合理的灌溉模式”“根据作物来制定不同的施肥方案”“合理地利用水溶肥料”等水肥一体化技术越来越受到重视。

[4] 吴兆丹,赵 敏,Upmanu Lall等.关于中国水足迹研究综述[J].中国人口.资源与环境,2013,23(11):73-80.

饲料的蓝水足迹、绿水足迹计算公式为:

新生儿气胸常并发新生儿湿肺、新生儿肺炎、新生儿吸入综合征,严重影响新生儿生活质量。因此,及时诊断并治疗新生儿气胸对改善其预后有着较为重要的作用[3-4]。

[7] 王晓萌,黄 凯,杨顺顺,等.中国产业部门水足迹演变及其影响因素分析[J].自然资源学报,2014,29(12):2 114-2 126.

政府、家族、民间组织和个人都是孤儿救助服务的提供者,在世界社会福利服务发展越来越多元化的趋势下,政府和传统家族孤儿救助服务远远不能满足孤儿的需求,民间组织和个人介入其中是一个必然的社会选择。随着社会的发展和国家经济实力的提高,以及公民、企业、团体等社会责任意识的增强,国家通过在政策体制环境上对孤儿救助体系进行整合,形成个人、政府和社会的支持合力,从而能够真正实现儿童福利事业的多元参与的理念。

[8] 刘明胜,刘青山.基于水足迹视角下的水资源利用与经济协调发展脱钩分析----以贵州省为例[J].中国农村水利水电,2017,(8):86-91.

运用AR增强现实技术,可以让游客与景区实现实时互动,让景区信息更方便获取、游程安排更个性化。利用AR增强现实技术和高速的移动互联网,游客可以随时随地进行导航定位、信息浏览、旅游规划、在线预订等,大大提高了旅游的便利性、自主性与舒适度。目前,AR旅游常见的有广告营销、导览、导航、导游、导购这五个应用场景[4]。

[9] 侯希明.吉林省畜牧业生产水足迹及其影响因素研究[D].东北师范大学,2016.

[10] 刘 钰,蔡林根.参照腾发量的新定义及计算方法对比[J].水利学报,1997,(6):28-34.

[11] 松 梅,斯琴高娃,高雅代.放牧家畜采食量测定方法的研究[J].内蒙古草业,2003,(4):29-31.

在监控过程中,为了方便企业其他部门监控机床和机床生产厂家进行远程故障诊断,此处进行了服务器和各个客户端之间的数据同步,主要思路如下:在服务器的数据库SQL server 2008 内的数据库中设置事务发布,即可实现当服务器的数据发生更新时,服务器上的SQL server 2008主动将数据对各个客户机上的数据库进行更新,而后客户机进行显示。

[12] 王 勇,田可川,侯广田,等.放牧羊采食量测定方法及影响因素分析[J].新疆畜牧业,2015,(9):40-42.

把容易的问题安排给后进生答,这样可以激发后进生的学习积极性,启发和培养他们的思维能力。而对于成绩比较优秀的学生,教师要给他们提供一些稍微有些难度的问题,让他们通过努力思考可以得出答案。同时,老师在提出问题后,还要相机点拨,为学生的思考“架桥”,降低问题的坡度,以利于学生逐步接近“目标”,达到预期的教学效果。从学生的实际出发,面向全体,让每个学生都成为课堂的主人、学习的主体,使得班内各层次的学生都得到发展。

[13] 何 闪,张 涛,Michael Kohls.为当今的肉鸡提供正确的饮水量[J].国外畜牧学(猪与禽),2014,34(9):10-11.

[14] 张小刚,曹子薇,张宝利,等.畜禽粪便对环境的影响及防治对策[J].家畜生态学报,2014,35(11):77-80.

[15] 轩俊伟,郑江华,刘志辉.新疆主要农作物生产水足迹计算分析[J].干旱地区农业研究,2014,32(6):195-200,235.

 
黄登迎,杨红
《节水灌溉》 2018年第04期
《节水灌溉》2018年第04期文献

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