北方四位一体生态农业模式的环境影响

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由于在四位一体的温室中猪饲料中可混合少量沼液， 另外 部分从净菜上剥下的菜叶也可作为饲料，故可节约饲料的支 每年该村将新 出。以安定村新增 ’## 个带有沼气的温室计算， 增经济效益 ="11## 元。
污染因子 冲洗污水 * ( 4 * - )
污水中 567 * ( 8, * 9 ) $#### < $&### 污水中 :67 * ( 8, * 9 ) 污水中 ;; * ( 8, * 9 ) 污水中氨氮 * ( 8, * 9 ) 污水中总氮 * ( 8, * 9 ) 粪便排放量 * ( 4 * - ) 粪便中大肠菌群 粪便恶臭 0### < =### 3### < $’### $"# < "## 1## < 0## ’$ 多 重
表! 使用物质 化肥 ( 氮肥 ) * ( +, * - ) 液面肥与植物生长 调节剂 * ( +, * - ) 农药 * ( +, * - ) 12 & /% & $% & ’% & 0/ 0/ 有无沼气温室化肥农药使用量对比 无沼气温室 $### 有沼气温室 "## 减少量 ( . ) /#
参考文献 $2 全国生态农业县建设领导小组办公室 % 中国生态农业 % 中国农业 科技出版社， $==0 ’2 王革华等 % 农村能源信息收集与分析 % 中国农业出版社， $==3 "2 中国农业环境保护技术政策编写组 % 中国农业环境保护技术政策 % 中国农业出版社， $==1 !
表" 四位一体模式经济效益分析 # 元 $ 无沼气的温室 蔬菜产值 燃煤用电 有机肥料投入 化肥投入 农药投入 饲料投入 总计 &3## $1# "&# 有沼气的温室 3### 增产或节约 ’’## $1# "&# ’0# ’## $&## 10/#
( 猪每日水冲清粪用水平均 ’&#9 ) 。粪便不经发酵处理直接施 于土壤，许多有害病菌和寄生虫将对土壤和作物造成污染危 害； 污水排入地面水， 将造成水体污染和富营养化， 并污染土壤 和地下水。将猪圈与温室和沼气池结合起来， 将粪便转化为沼 气、 沼液和沼渣， 作为能源和肥料使用， 可大大减少粪便和冲洗 污水对土壤、 作物和水体的污染。此外， 猪粪便经过厌氧发酵， 还减轻了对周围空气的恶臭污染。
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增加土壤有机质的含量， 提高土壤肥力， 改善土壤质量， 提高蔬 菜品质。
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四位一体模式的经济效益分析
采用四位一体模式进行农业生产， 由于充分利用了能量和
物料， 减少了化肥和农药的投入， 提高了蔬菜的产量和质量， 因 而获得了良好的经济效益。以安定村的农户调查结果为例， 一 个有沼气的日光温室与无沼气的日光温室相比， 每年增加的经 济效益为 10/# 元， 详见表 " 。
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环境评价
北方四位一体生态农业模式的环境影响评价
—— — 以山西交城县安定村为例
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典型模式的生产工艺及能流物流分析
典型模式的生产工艺 安定村现有的典型模式为日光温室 ! 猪圈 ! 沼气池 ! 蔬
菜生产模式。温室一般长 (+$， 宽 ’$， 温室外建一 )$- 左右的 可同时养猪 %+ 0 %( 头， 猪圈 管理间， 温室内猪圈面积约 -+$- ， 下建有沼气池， 沼气通过管道通往农户厨房的沼气灶和温室内
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结论与建议
( $ ) 通过对山西省交城县安定村的典型分析， 采用四位一
体模式进行生产， 将养猪、 蔬菜生产和农村能源建设结合起来， 使能流和物流实现良性循环， 可以节约煤等燃料， 减少大气污染， 对养猪产生的粪便后污水进行了就地处理， 使其转化为沼气、 沼 液、 沼渣， 充分利用了农业废弃物， 具有良好的环境效益。 ( ’ ) 四位一体生产模式是一种对环境友好的生态农业生产 模式， 大大减少了化肥和农药的作用量， 降低了化肥、 农药对土 壤、 水体和作物的危害， 提高了作物的品质， 有利于绿色食品和 有机食品的发展， 有利于消费者生活质量的提高。 ( " ) 四位一体模式具有明显的经济效益， 技术已基本成熟， 易于掌握， 受到广大农民欢迎。 ( 1 ) 采用这一模式进行生产， 初期建设要有一定数量的投 资， 有关部门应因地制宜， 积极帮助农民疏通资金渠道， 并对农 民进行技术指导和培训，使农民尽快掌握这一模式的生产技 术， 获得良好的效益。
安定村全村 ’## 个有沼气的温室每年可少施化肥 $1#4， 农
环境保护 !""#・$
! !" !
张
从
! 中国农业大学生态环境系， 北京 "###$% &
摘
要Leabharlann Baidu
四位一体模式将蔬菜生产、 养猪与农村能源建设结合起来， 有效地利用太阳能和生物质能， 减少有害气体和牲畜粪 便的排放， 减少化肥和农药的使用量， 具有良好的经济效益和生态环境效益。 本文以山西交城县安定村为例， 对这一 模式的环境影响进行了评价。
"’ " 使用沼液沼渣的环境影响 将沼气残余物沼液、 沼渣施用于农田， 可作为肥料使蔬菜 增产， 减少化肥的用量， 并有防治病虫害的作用， 可减少农药的 用量， 从而减少了化肥的流失， 减轻了对土壤和地下水的污染， 减少了农药在土壤和作物中的残留， 有利于人体健康。根据对 安定村的调查估算， 有沼气温室与无沼气温室的化肥和农药使 用量对比见表 ’ 。
环境保护 !""#・$
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环境评价
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药 $4， 液面肥与植物生长调节剂 #2 04。 此外， 使用沼液沼渣还可
" 典型模式的环境影响评价
"’ % 沼气替代燃料煤的环境影响 安定村每个温室每年产生沼气平均 1##8" ， 由于沼气灶的 燃烧热效率高于燃煤灶， $8" 沼气可替代 ’+, 煤， 1##8" 沼气可 替代 3##+, 燃料煤，当地煤的含硫量平均 #2 3. ，灰分平均 可推算出使用沼气替代煤每个沼气池可减少二氧化硫排 ’#. ， 放 $#2 ’+,，减少烟尘排放 #2 /+,，全村 ’## 个温室每年可减排 二氧化硫 ’2 #14， 烟尘 $1#+,。 "’ ! 牲畜粪便用于生产沼气的环境影响 猪圈如果不建在温室中与沼气池相结合，以存栏 $& 头的 猪圈为例，全年将产生粪便 ’$4，还产生水冲清粪污水 ’/#8
的沼气灯。 温室内的菜地面积约半亩 1 ,,+$- 2 。 该模式的生产工 艺流程见图 % 。
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四位一体典型模式工艺流程图
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安定村基本情况
安定村位于山西省交城县城西 "#$ 处，据 %&&& 年统计，
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典型模式的能流分析 在这一模式中，外界的太阳能一方面为温室内提供热量，
使温室内一年四季保持一定的温度 1 %+ 0 ,+3 2 ， 保证蔬菜、 猪 的正常生长和沼气池物料的发酵产气； 另一方面， 在阳光的作 用下， 温室内的作物进行光合作用， 保证自身的生长。 在沼气池 内， 猪的粪便等物料在微生物的作用下经过厌氧发酵， 转变为 生物质能， 产生沼气。沼气燃烧后转变为热能和光能供农户炊 事和照明用。 据该村调查统计， 根据养猪数量， 一个温室内的沼气池每 年可产沼气 ,++ 0 (++$, ， 沼气热值为 -+&++#4 5 $, ， 即每个沼气 池每年可产生生物质能 )-’+++ 0 %+")*+++#4。 ?@ A 典型模式的物流分析 每头猪平均每天产粪便 "#6，该村每个温室猪圈中常年存 栏 %+ 0 %( 头猪，全年产粪便 %" 0 -%/，经在沼气池中厌氧发酵 产生沼液、 沼渣 %+ 0 %($,， 除少量沼 后， 产生沼气 ,++ 0 (++$,， 液 1 约 ,7 0 (7 2 混入饲料中喂猪外， 其余沼液、 沼渣全部作为 肥料施于温室内菜地。部分沼气通过沼气灯燃烧后释放出二氧 化碳，猪的呼吸也排放二氧化碳，有利于蔬菜作物的光合作 用。建有沼气池的温室 1 菜地半亩 2 全年可生产蔬菜 (+++#6， 比 无沼气的温室增产 -+7 0 ,+7 ， 每年还可出栏生猪 ,+ 0 "(头。
全村共有 %’(% 户，)(*% 人，其中农业人口 )(+( 人，劳动力 耕地 ,(&& 亩， 全部为水浇地。 全村有大牲畜 "- 头， 猪 %&"* 人， 羊 %+++ 只。 农民 ,’+ 头， %&&& 年农村经济总收入 ")&(. * 万元， 所得 %+*,. , 万元， 农民人均纯收入 %)(+ 元， 全村粮食总产量 其中夏粮 &++/、 秋粮 ’+. (/。 &’+. (/， 该村 %&&- 年起开始修建蔬菜日光温室， 现有温室 ,(+ 个， 主要种植黄瓜、 番茄、 西葫芦等， 其中有 %%+ 个建有沼气池， 今 年计划新建和改造四位一体日光温室 -++ 个。 交通便利， 居住区和农田均在道路南 该村临近 ,+* 国道， 侧， 环境状况较好。
表% 有无沼气的猪舍对环境的影响比较 # 存栏猪 %& 头 $ 无沼气猪舍 ’/# 有沼气猪舍 减少量 * ( 4 * - ) 不排放 不排放 不排放 不排放 不排放 不排放 不排放 少 轻 ’/# ’2 / < "2 0 $2 0’ < ’2 1" ’2 $0 < "2 ’1 #2 #"& < #2 #3$ #2 $ < #2 ’1 ’$
关键词
沼气
温室
生态农业
环境影响评价
在生态农业建设中， 我国北方农业工作者创建并推广使用 了一种将日光温室、 猪圈、 厕所和沼气池结合在一起的生产模 式， 简称为四位一体模式。 这一模式将蔬菜生产、 养猪与农村能 源建设有机地结合起来， 有效地利用太阳能和生物质能， 减少 有害气体和牲畜粪便的排放， 减少化肥和农药的使用量， 提高 了蔬菜和生猪的产量与质量， 具有良好的经济效益和生态环境 效益。本文以山西交城县安定村为例， 对这一模式进行了简要 的分析， 并对其预期的环境影响进行了评价。