规模化畜禽养殖场粪便养分数据空间化表征方法

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1、2014年11月农业机械学报第45卷第11期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．11．024*规模化畜禽养殖场粪便养分数据空间化表征方法12阎波杰潘瑜春(1．闽江学院地理科学系，福州350108;2．国家农业信息化工程技术研究中心，北京100097)摘要:针对目前进行规模化养殖场粪便养分分配，主要以行政单元为单位将规模化养殖统计数据总量按农田面积简单分配，认为所有的农用地之间都是均匀的，而忽视了农用地块之间存在差异性的问题，利用GIS空间分析技术，结合农用地地块间的空间差异性以及规模养殖畜禽粪便作为肥料施用的特殊性，构建了规模化畜禽养殖统

2、计数据空间化算法，并结合农用地最大养分负荷，实现从规模畜禽养殖统计数据到区域畜禽粪便养分供给的空间化转换，最后以福州市闽侯县上街镇为例进行了算法的实际应用。结果表明研究区农用地氮、磷最大养分负荷分别22为169.994kg/hm和34.973kg/hm。无论是畜禽养殖粪便氮养分还是磷养分，都未超过算法设定的阈值。关键词:规模化养殖场粪便养分空间差异性养分负荷空间化中图分类号:P208;S181文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)11-0154-05决从规模化畜禽养殖到区域畜禽粪便养分供给的空引言间化转换。畜禽养殖业的快速发展，产生了大量的畜禽养1规模化

3、畜禽养殖统计数据空间化算法殖粪便，尤其是规模化养殖场，产生的畜禽养殖粪便量更多，这些畜禽养殖粪便处理得当可成为有用的根据规模养殖畜禽养殖粪便作为肥料施用到农［13］有机肥料返田使用，若处理不当就可能成为环境污用地的影响因素，并参考作者前期研究成果，进［1－2］行了模型的重新构建，主要利用德尔菲法确定规模染的重要源头。目前，规模养殖的相关问题引起了研究者的高度重视，开展了一系列以规模畜禽化畜禽养殖场与农用地的最短实际自然距离、农用养殖粪便统计数据为基础的相关研究［3－11］，这些研地面积、农用地类型、农用地坡度和规模化畜禽养殖究主要集中在大尺度上以行政单元为单位将规模化场

4、到农用地的运输经济性作为影响规模化养殖畜禽养殖统计数据总量按农田面积简单分配，该分配方粪便养分空间化的主要因素，并利用层次分析法确法认为一个区域的规模化养殖是均匀分布的，若在定各影响因素的权重。其构建的规模化畜禽养殖统小尺度上分析，其结果必然与实际会有较大的差异，计数据空间化算法为m无法体现区域内部的差异性。基于区域的规模化养λ1λ2si［12］Q=∑Pm(n+n+λ3ei+殖分布不均匀的思维，阎波杰等利用空间插值方i=11oi∑∑si法对畜禽养殖数据进行了空间化的探索。但由于地i=1oii=1块间的空间差异性以及畜禽粪便的特殊性，肥料施λ4fi+λ5gi)(1)用不满

5、足地理学第一定律(Tobler'sfirstlaw)，空间自相关性弱，因此，现有的空间插值方法无法准确地为防止养分分配过量导致环境污染，农用地最大养将畜禽粪便养分向农用地养分转化。分负荷不能超过一定的阈值，由于国内还未有这样本文利用GIS空间分析技术，结合农用地地块的标准，本文参考欧盟的标准(单位面积农用地氮2［14－15］间的空间差异性及规模养殖畜禽养殖粪便作为肥料负荷和磷负荷分别为170、35kg/hm)，具体的施用的特殊性，构建规模化畜禽养殖统计数据空间计算公式为2化算法，并利用SuperMapGIS软件和C#编程语言Q35kg/hm(磷)S≤fmax={2)(2

6、)实现将畜禽养殖规模数据分摊到农用地地块中，解170kg/hm(氮收稿日期:2013-12-05修回日期:2013-12-31*国家自然科学基金资助项目(41271232)、福建省青年科技人才创新资助项目(2011J05115)、福建省中青年教师教育资助项目(JA13259)、福州市科技资助项目(2013-S-109)和闽江学院育苗资助项目(YKY1105)作者简介:阎波杰，副教授，博士，主要从事地理信息系统应用和农业信息化研究，E-mail:yanbj_2008@163．com第11期阎波杰等:规模化畜禽养殖场粪便养分数据空间化表征方法155式中Q———某农用地从规模

7、化畜禽养殖场得到的①初始化:起点a设置为:ta=0，pa=null;其他养分总量点i:ti=+∞，pi=null;标记起点k=a，其他所有点S———农用地面积设为未标记。②距离计算:计算从所有已标记的点Pm———某规模化畜禽养殖场养分k到与其直接连接的所有其他未标记的点i的距离oi———某规模化畜禽养殖场与其最经济运输tki，并令距离范围内某农用地之间的最短实际ti=min［ti，tk+tki］(4)自然距离③选取下一点:从上述结点集中，选取ti最小所对应si———某农用地面积的点为最短路径中的下一结点j，并作标记。④找到ei———某农用