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为探究畜牧业氨（NH?）排放对 PM?.?形成的影响，研究人员分析京津冀地区 2000–2019 年 NH?排放时空格局，发现排放先升后降，2015 年达 511 kt 峰值，优化情景可减少排放。研究为环境管理提供路径参考。
研究背景与意义
在蓝天白云与城市扩张的博弈中，隐藏着一个看不见的污染推手 —— 畜牧业氨（NH?）排放。作为 PM?.?形成的重要前体物，NH?不仅加剧土壤酸化、水体富营养化，还通过复杂的大气化学反应威胁人类健康。京津冀地区作为中国政治经济核心区，过去二十年因城市化加速导致畜牧业高度集中，城郊区域畜禽粪污处理与耕地养分需求失衡，形成 “养殖污染集中、资源利用低效” 的恶性循环。例如，2000–2018 年该区域畜牧业 NH?排放激增 93%，高排放区与人口密集区高度重叠，加剧了 PM?.?污染的健康风险。
为破解 “畜牧业发展与生态保护” 的困局，河北农业大学等机构的研究团队聚焦京津冀地区，开展了一项长达 20 年的畜牧业 NH?排放动态研究。这项发表在《Agricultural Systems》的成果，首次系统揭示了产业结构调整对氨排放的调控机制，为区域农业绿色转型提供了关键科学依据。
研究方法与数据
研究采用NUFER 模型（养分流动模型）量化畜牧业全链条 NH?排放，结合面板数据分析畜禽养殖空间分布的驱动因素，并设计两种优化情景模拟减排路径：
- 情景 S1（种养结合）：通过作物 - 畜禽系统耦合提升粪污氮循环利用率；
- 情景 S2（空间规划）：基于功能分区引导养殖产能转移。
数据覆盖京津冀 11 个地级市、2000–2019 年县级畜禽存栏量、城市化率、GDP 等指标，构建了高时空分辨率的排放清单。
研究结果
3.1 畜禽数量与氨排放时空演变
- 时间趋势：2000–2015 年畜禽存栏量波动上升，2015 年 NH?排放达峰值 511 kt（千吨），随后因 “城市扩张区” 和 “生态保护区” 禁限养政策，存栏量下降至 2019 年的 2860 万头，排放同步降至 401 kt。
- 空间分布：排放热点集中在京津冀东北部，与养殖密度呈正相关。城市化率和 GDP 增长显著驱动养殖产能向非功能区（非城市扩张与生态保护区域）转移，形成 “污染区位重置” 现象。
3.2 产业结构调整的环境效应
功能分区政策实施后，城市扩张区和生态保护区畜禽存栏量下降，非功能区存栏量上升。这一调整虽未改变区域总排放量，但使 NH?排放从人口密集的城郊向低密度区域转移，降低了人群暴露风险。同时，非功能区通过种养结合模式，粪污氮循环利用率从基准情景的 38% 提升至优化情景的 51%（S1）和 52%（S2），对应减排 200 kt 和 240 kt NH?。
3.3 情景模拟与优化路径
对比两种优化情景发现，空间规划（S2）较种养结合（S1）减排效果更显著，表明合理的养殖布局调整可同时实现污染空间再分配与资源高效利用。研究强调，通过 “产能转移 + 粪污还田” 双轨策略，可破解城郊畜牧业 “污染 - 资源” 失衡困局。
结论与讨论
本研究证实，京津冀畜牧业 NH?排放呈现 “先增长后转型” 的演变轨迹，产业结构调整通过空间规划和种养耦合机制显著降低污染风险。关键结论包括：
- 功能分区政策有效引导养殖产能退出敏感区域，但需配套粪污资源化技术以避免非功能区污染累积；
- 种养结合模式可将粪污氮利用率提升至 50% 以上，减少化学肥料依赖，助力农业碳中和；
- 区域协同管理需平衡经济发展与生态保护，建立跨行政区的养殖 - 耕地匹配数据库。
研究的创新点在于整合了 “空间经济学 - 环境科学” 双视角，揭示了城市化进程中畜牧业污染的时空响应机制。对政策制定者而言，该研究提供了 “情景模拟 - 路径优化” 的决策工具包，为中国其他城市群（如长三角、珠三角）的农业绿色转型提供了可复制的研究范式。未来研究可进一步拓展至全生命周期碳排放评估，构建 “氨减排 - 碳固存” 协同的城郊农业可持续发展模型。
