21世纪以来,我国出现多例因农田土壤重金属污染导致农作物重金属含量超标的事件,农田土壤重金属污染严重威胁人体健康,受到科研学者的广泛关注。20世纪至今受工业重金属污染的教训,我国开始关注养殖业禽畜粪便重金属的排放,目前,许多国家存在禽畜粪便产量与农田容纳能力失衡的现象,禽畜粪便还田将导致农田土壤重金属超标问题。本文给出了我国禽畜养殖业(包括牛、猪和鸡)粪便的重金属Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Cd、Hg、As排放清单,阐明了我国养殖业发展现状及重金属排放的时空演化特征,揭示了影响养殖业重金属排放的影响因素及其影响机制,探讨了禽畜粪便还田造成农田污染的具体情况,研究范围包括我国除港澳台外31个省市。结论如下:(1)养殖业规模化推动我国禽畜粪便产量持续稳定增长,禽畜粪便重金属含量总体不存在时空差异。我国不同省市重金属排放量跨度大,四川、山东以及河南三省重金属排放总量占全国的25%以上,上海、青海、西藏以及宁夏的重金属排放总量仅占全国的1%-4%。(2)影响我国重金属排放的主要因素包括GDP、人口总量、城市化水平以及产业结构,欠发达城市的重金属排放与GDP、产业结构呈正相关,其中Cu、Zn以及As的排放还与城市化水平呈负相关。发达城市的重金属排放与GDP呈负相关、与城市化水平呈正相关,其中Cu、Zn以及As的排放还与人口总量呈正相关,各影响因素对不同发展水平城市的作用机制存在显著差异。(3)禽畜粪便替代无机肥的情景分析需要考虑农田肥力以及农田施氮量,研究表明,农田施用牛粪便将在29年后造成土壤重金属含量超标,最容易超标的重金属是Cd,施用猪粪便将在13年后超标,最容易超标的重金属是Cu,施用鸡粪便将在50年后超标,最容易超标的重金属是Cd。(4)在全国范围内,若禽畜粪便还田率较高,Cu、Cd排放量分别将在60年、72年后超过我国农田土壤容纳能力,为保障农田土壤重金属Cu含量处于安全水平,需要禽畜粪便Cu元素的排放量实现负增长。在省域范围内,若考虑禽畜粪便排放总量,我国仅有半数省市的农田耕地对当地产生的禽畜粪便有足够的容纳能力,最主要的污染元素为Cu、Zn以及Cd,西藏与青海省施用禽畜粪便仅21年便将导致农田土壤Cd含量超标。若各省市禽畜粪便还田率达到60%,我国将有8个省市出现农田土壤重金属污染问题。