規(guī)模化養(yǎng)殖對中國生豬糞便污染的影響研究*

周 晶 青 平

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070)

規(guī)?；B(yǎng)殖對中國生豬糞便污染的影響研究*

周 晶 青 平

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，湖北 武漢 430070)

規(guī)?；B(yǎng)殖引起糞便污染，甚至威脅農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。利用統(tǒng)計數(shù)據(jù)，基于規(guī)?；綍r空差異，對生豬糞便污染量進(jìn)行了測算，并進(jìn)一步分析規(guī)?；B(yǎng)殖對糞便污染量增長的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：1998—2012年，中國生豬糞便污染量從4.50×107t增加到1.26×108t；生豬糞便耕地污染負(fù)荷從0.34t/hm2增加到1.04t/hm2；生豬糞便耕地污染負(fù)荷高值區(qū)集中分布在長江以南區(qū)域，以東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份為主；規(guī)模化養(yǎng)殖對生豬糞污染量增長的貢獻(xiàn)率達(dá)到87.65%，對生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長的貢獻(xiàn)率達(dá)到84.29%，規(guī)?；B(yǎng)殖是造成生豬糞便污染增加的主要原因。

生豬養(yǎng)殖 規(guī)模化養(yǎng)殖 糞便污染 影響

Abstract: Scaled breeding of livestock induced manure pollution,and even threatened China’s agriculture sustainable development.Under the background of production intensification spatial-temporal disparities,the magnitude of pig manure pollution in China was estimated by using public statistical data,and thus the contribution of scaled breeding to manure pollution growth was analyzed.The result showed that the amount of pig manure pollution increased from 4.50×107t to 1.26×108t, while pig manure pollution increased from 0.34 t/hm2to 1.04 t/hm2.The south of the Yangtze regions, especially economically developed eastern provinces were exposed to the highest pig manure pollution pressure.Further calculation results showed that 87.65% of pig manure pollution quantity growth and 84.29% of pig manure cropland pollution load increase were due to production intensification respectively,indicating that production intensification was the main cause of pollution growth.

Keywords: pig breeding; scaled breeding; manure pollution; impact

改革開放以來，我國畜禽生產(chǎn)快速發(fā)展，排放的大量糞便對農(nóng)村環(huán)境造成重大壓力。據(jù)估計，20世紀(jì)80年代以來，我國畜禽糞便排放量增長了3.3倍[1]?！兜谝淮稳珖廴驹雌詹楣珗蟆凤@示，畜禽養(yǎng)殖已經(jīng)成為我國最主要的農(nóng)業(yè)面源污染源。

20世紀(jì)90年代中期開始，我國畜禽養(yǎng)殖方式逐漸從散養(yǎng)向規(guī)?；B(yǎng)殖轉(zhuǎn)變[2]。21世紀(jì)以來，規(guī)?；娇焖偬岣遊3-4]，2012年全國生豬、蛋雞規(guī)?；B(yǎng)殖占比分別達(dá)到了66.8%、78.8%[5]，規(guī)模化養(yǎng)殖糞便污染成為畜牧業(yè)糞便污染的關(guān)鍵所在[6]，一定程度上影響了農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。2014年，我國開始實施《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》，正式通過立法形式加強(qiáng)對規(guī)模養(yǎng)殖場糞便排放和處理的監(jiān)管。

目前，國內(nèi)已經(jīng)有大量文獻(xiàn)對畜禽糞便排放的總量、畜禽品種結(jié)構(gòu)特征和地區(qū)分布特征進(jìn)行了研究[7-15]，也有少量研究測算了規(guī)?；B(yǎng)殖場糞便排放量[16-18]。仇煥廣等[19]將糞便分為排放量和污染量分別測算，并利用實地調(diào)查中獲得的散養(yǎng)和規(guī)?；B(yǎng)殖糞便污染系數(shù)，對2010年全國及各省畜禽糞便污染量進(jìn)行了估算。然而，上述研究均未考慮規(guī)模化水平動態(tài)變化及各地區(qū)規(guī)?；B(yǎng)殖發(fā)展存在的差異。本研究在規(guī)?；綍r空差異背景下，通過收集各地區(qū)不同養(yǎng)殖模式的生豬出欄量、生長周期等數(shù)據(jù)，估算全國及各地區(qū)(香港、澳門、臺灣及南海諸島未涉及)生豬糞便污染量，分析1998—2012年生豬糞便污染量的動態(tài)演變及空間分布特征，并計算規(guī)?；B(yǎng)殖對糞便污染量增長的貢獻(xiàn)，以期為糞便污染控制提供參考。

1 研究方法和數(shù)據(jù)

1.1 生豬糞便排放量計算方法

參考《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》(2003)，將生豬年出欄量<30、30～100、>100～1 000、>1 000頭分別劃分為散養(yǎng)、小規(guī)模養(yǎng)殖、中規(guī)模養(yǎng)殖和大規(guī)模養(yǎng)殖。生豬糞便排放量計算公式如下：

PMt,r,i=Qt,r,i×Tt,r,i×e

(1)

式中：PMt,r,i為t時期r地區(qū)第i種養(yǎng)殖模式的生豬糞便排放量，t；t為年份；r為地區(qū)；i為養(yǎng)殖模式，i取1、2、3、4分別對應(yīng)散養(yǎng)、小規(guī)模養(yǎng)殖、中規(guī)模養(yǎng)殖和大規(guī)模養(yǎng)殖；Qt,r,i為t時期r地區(qū)第i種養(yǎng)殖模式的生豬出欄量，頭；Tt,r,i為t時期r地區(qū)第i種養(yǎng)殖模式的生豬生長周期，d；e為生豬糞便排放系數(shù)，t/(d·頭)。

1998—2012年各地區(qū)不同養(yǎng)殖模式的生豬出欄量數(shù)據(jù)來源于《中國畜牧業(yè)年鑒》(1999—2013)。根據(jù)《全國農(nóng)產(chǎn)品成本收益資料匯編》(2000—2013)公布的飼養(yǎng)天數(shù)和仔豬質(zhì)量計算生豬生長周期。其中，飼養(yǎng)天數(shù)僅僅是指生豬從仔豬購入到出售的時間，未包括仔豬從出生到購入的生長時間。綜合文獻(xiàn)[7]、[11]、[19]，將生豬糞便(包括尿液)排放系數(shù)定為5.2×10-3t/(d·頭)。

1.2 生豬糞便污染量計算方法

生豬糞便污染量計算公式如下：

PMPt,r,i=PMt,r,i×pi

(2)

式中：PMPt,r,i為t時期r地區(qū)第i種養(yǎng)殖模式的生豬糞便污染量，t；pi為第i種養(yǎng)殖模式的生豬糞便污染系數(shù)，取值參考文獻(xiàn)[19]，為簡化計算，將小規(guī)模養(yǎng)殖、中規(guī)模養(yǎng)殖和大規(guī)模養(yǎng)殖的生豬糞便污染系數(shù)定為0.253，而散養(yǎng)的生豬糞便污染系數(shù)定為0.035。

將不同養(yǎng)殖模式的PMPt,r,i加和得到t時期r地區(qū)的生豬糞便污染量(PMPt,r，t)。為了反映耕地承擔(dān)的生豬糞便污染量，本研究還估算了t時期r地區(qū)的生豬糞便耕地污染負(fù)荷(PMPLt,r，t/hm2)。

1.3 規(guī)?；B(yǎng)殖對生豬糞便污染量增長的影響測算

以1998年為基期，保持散養(yǎng)、小規(guī)模養(yǎng)殖、中規(guī)模養(yǎng)殖和大規(guī)模養(yǎng)殖的生豬出欄量占比不變，而生豬總出欄量則按實際水平變動，可計算得到控制規(guī)?；降纳i糞便污染量，計算公式如下：

PMPCt,r,i=Qt,r×sr,i×Tt,r,i×e×pi

(3)

式中：PMPCt,r,i為控制規(guī)模化水平后t時期r地區(qū)第i種養(yǎng)殖模式的生豬糞便污染量，t；Qt,r為t時期r地區(qū)的生豬總出欄量，頭；sr,i為1998年r地區(qū)第i種養(yǎng)殖模式的生豬出欄量占比，%。

將不同養(yǎng)殖模式的PMPCt,r,i加和得到控制規(guī)?；胶髏時期r地區(qū)的生豬糞便污染量(PMPCt,r，t)。與基期相比，t時期r地區(qū)的生豬糞便污染增長量(ΔPMPt,r，t)可進(jìn)行以下分解：

ΔPMPt,r=PMPt,r-PMP1998,r=(PMPCt,r-PMP1998,r)+(PMPt,r-PMPCt,r)

(4)

式中：PMPCt,r-PMP1998,r為出欄量增長引起的生豬糞便污染增長量；PMPt,r-PMPCt,r為規(guī)?；阶儎右鸬纳i糞便污染增長量。

2 生豬糞便排放與污染情況

2.1 全國生豬糞便排放量、污染量和耕地污染負(fù)荷

1998—2012年全國生豬糞便排放量、污染量和耕地污染負(fù)荷變動情況見圖1。從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，生豬糞便排放量呈兩階段波動上升趨勢：第1階段為1998—2006年，生豬糞便排放量從6.29×108t逐漸上升到7.41×108t；第2階段為2007—2012年，由于生豬出欄量在2007年大幅度下降，2007年生豬糞便排放量相比2006年大幅度下降，但2008年后生豬糞便排放量快速恢復(fù)，并于2012年達(dá)到7.19×108t。生豬糞便污染量呈兩階段波動增長趨勢，從1998年的4.50×107t增加到2012年的1.26×108t，年均增長7.63%。生豬糞便耕地污染負(fù)荷從1998年的0.34 t/hm2增加到2012年的1.04 t/hm2，年均增長8.31%?？梢?，全國耕地生豬糞便污染負(fù)荷不斷加重。

2.2 全國不同養(yǎng)殖模式的生豬糞便污染量構(gòu)成

1998—2012年全國不同養(yǎng)殖模式的生豬糞便污染量分布如表1所示。從表1可以看出，早在1998年規(guī)?；B(yǎng)殖就已成為生豬糞便污染的排放主體，小規(guī)模養(yǎng)殖、中規(guī)模養(yǎng)殖和大規(guī)模養(yǎng)殖的生豬糞便污染量占總污染量的比例達(dá)到58.93%；但是，1998年散養(yǎng)的生豬糞便污染量仍占較大比例，達(dá)41.07%。1998年后，散養(yǎng)的生豬糞便污染量比例快速下降，規(guī)模化養(yǎng)殖(尤其是中規(guī)模養(yǎng)殖和大規(guī)模養(yǎng)殖)的生豬糞便污染量比例迅速上升。2012年，散養(yǎng)的生豬糞便污染量比例已降至7.03%，規(guī)模化養(yǎng)殖的生豬糞便污染量比例達(dá)到92.97%，其中大中規(guī)模養(yǎng)殖污染量比例達(dá)到76.15%。近十多年來，規(guī)?；B(yǎng)殖已經(jīng)成為生豬糞便污染的排放主體，且大規(guī)模養(yǎng)殖和中規(guī)模養(yǎng)殖是主要的污染排放源。

圖1 1998—2012年全國生豬糞便排放量、污染量和耕地污染負(fù)荷Fig.1 Excretion and pollution amounts and cropland pollution load of pig manure in China during 1998-2012

年份散養(yǎng)污染量/(104t)比例/%小規(guī)模養(yǎng)殖污染量/(104t)比例/%中規(guī)模養(yǎng)殖污染量/(104t)比例/%大規(guī)模養(yǎng)殖污染量/(104t)比例/%19981837.6941.071052.1323.511114.4324.90470.6210.5220001785.4438.251064.3422.801289.8827.63528.1411.3120021707.0030.651254.4222.521876.2733.69732.2413.1520041671.1623.501720.2224.192838.1739.91881.8912.4020061440.8214.752777.9728.444317.8744.211229.6112.5920081072.9411.431907.2020.313601.4638.352808.6229.912010899.987.802048.2717.744601.5839.863993.2034.592012889.467.032129.1316.824963.3139.224672.9836.93

注：1)由于相鄰年份變化較小，所以表中的年份間隔定為2 a，表2同。

2.3 生豬糞便耕地污染負(fù)荷空間分布

1998年、2006年和2012年的生豬糞便耕地污染負(fù)荷如圖2所示。從圖2可以發(fā)現(xiàn)，生豬糞便耕地污染負(fù)荷空間分布呈現(xiàn)以下3方面的特征：

(1) 耕地污染負(fù)荷較重的省份范圍不斷擴(kuò)大。1998年，耕地污染負(fù)荷超過0.6 t/hm2的省份只有7個，其中超過1.2 t/hm2的省份只有2個；2006年，耕地污染負(fù)荷超過0.6 t/hm2的省份向北方擴(kuò)散，增加到15個，超過1.2 t/hm2的省份達(dá)到6個；2012年，耕地污染負(fù)荷超過1.2 t/hm2的省份增加到10個。

(2) 耕地污染負(fù)荷高值區(qū)(耕地污染負(fù)荷超過1.8 t/hm2)集中，連片分布在長江以南地區(qū)。2006年，除北京外，處于耕地污染負(fù)荷高值區(qū)的省份只有1個；2012年，除北京外，耕地污染負(fù)荷高值區(qū)包括湖南、江西、浙江、福建、廣東和上海。可見，東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)面臨較大的生豬糞便污染風(fēng)險。

(3) 多個省份生豬糞便耕地污染負(fù)荷明顯加重。1998—2012年，四川的耕地污染負(fù)荷從低于0.6 t/hm2上升至超過1.2 t/hm2；湖北、江蘇、廣西、海南的耕地污染負(fù)荷從低于0.6 t/hm2上升至超過0.6 t/hm2；湖南、江西、福建、浙江、廣東的耕地污染負(fù)荷從低于1.2 t/hm2上升至超過1.8 t/hm2。

3 規(guī)?；B(yǎng)殖對糞便污染增長的貢獻(xiàn)

1998—2012年以來全國規(guī)?；B(yǎng)殖對糞便污染增長的貢獻(xiàn)如表2所示。從表2可以看出，控制規(guī)?；胶螅i糞便污染量和耕地污染負(fù)荷增長均緩慢，2012年相比1998年，生豬糞便污染量增長22.22%，耕地污染負(fù)荷增長32.35%。實際水平下，生豬糞便污染量和耕地污染負(fù)荷分別增長1.80、2.06倍?？梢?，1998年以來生豬糞便污染量和耕地污染負(fù)荷增長主要由規(guī)模化養(yǎng)殖造成。2012年，規(guī)?；B(yǎng)殖對生豬糞便污染量和耕地污染負(fù)荷增長的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到87.65%、84.29%?？梢?，規(guī)?；B(yǎng)殖是造成生豬糞便污染增加的主要原因。

不同地區(qū)規(guī)模化養(yǎng)殖引起的生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長量存在顯著差異。福建、江西、四川、廣東、湖南規(guī)?；B(yǎng)殖引起的生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長量最高，均超過1.2 t/hm2。北京、浙江、湖北、河南、江蘇、海南、重慶、山東、廣西規(guī)?；B(yǎng)殖引起的生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長量為0.6～1.2 t/hm2。安徽、河北、遼寧、陜西、吉林、云南規(guī)模化養(yǎng)殖引起的生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長量為0.2～0.6 t/hm2，貴州、上海、青海、天津、山西、寧夏、黑龍江、內(nèi)蒙古、甘肅、新疆和西藏規(guī)?；B(yǎng)殖引起的生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長量低于0.2 t/hm2。

注：研究范圍未涉及香港、澳門、臺灣及南海諸島。圖2 生豬糞便耕地污染負(fù)荷空間分布Fig.2 Spatial distribution of cropland pollution load of pig manure

年份污染量實際水平/(108t)控制規(guī)模化水平/(108t)規(guī)?；B(yǎng)殖引起的增長量/(108t)規(guī)?；B(yǎng)殖貢獻(xiàn)率/%耕地污染負(fù)荷實際水平/(108t)控制規(guī)?；?(108t)規(guī)模化養(yǎng)殖引起的增長量/(108t)規(guī)?；B(yǎng)殖貢獻(xiàn)率/%19980.450.45000.340.340020000.460.450.01100.000.360.340.02100.0020020.560.460.1090.910.430.360.0777.7820040.710.510.2076.920.550.390.1676.1920060.980.550.4381.130.750.420.3380.4920080.940.480.4693.880.770.390.3888.3720101.150.520.6390.000.950.430.5285.2520121.260.550.7187.651.040.450.5984.29

從規(guī)?；B(yǎng)殖對耕地污染負(fù)荷增長的貢獻(xiàn)率來看，約一半省份的規(guī)模化養(yǎng)殖對生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長的貢獻(xiàn)率為80%～95%。當(dāng)然，重慶、內(nèi)蒙古、寧夏等省份的規(guī)模化養(yǎng)殖對生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長的貢獻(xiàn)率超過了100%，其原因為在技術(shù)進(jìn)步的影響下，生豬生長周期大幅度縮短，在控制規(guī)模化水平不變的情況下，糞便污染量低于基期。上海和西藏等省份的規(guī)?；B(yǎng)殖對糞便污染增長的貢獻(xiàn)率為負(fù)值，這主要是因為生豬出欄量下降，生豬糞便污染量出現(xiàn)負(fù)增長。其余省份的規(guī)?；B(yǎng)殖對耕地污染負(fù)荷增長的貢獻(xiàn)率為50%～80%。對于多數(shù)地區(qū)而言，規(guī)?；B(yǎng)殖是生豬糞便污染量增長的主要原因。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié) 論

(1) 全國生豬糞便污染量增長迅速，耕地污染負(fù)荷不斷加大，規(guī)模化養(yǎng)殖逐漸成為生豬糞便污染的排放主體。1998—2012年，全國生豬糞便污染量從4.50×107t增加到1.27×108t；生豬糞便耕地污染負(fù)荷從0.34 t/hm2增加到1.04 t/hm2；規(guī)?；B(yǎng)殖的生豬糞便污染量比例從58.93%迅速增加到92.97%，其中大中規(guī)模養(yǎng)殖的生豬糞便污染量比例達(dá)到76.15%。

(2) 生豬糞便耕地污染負(fù)荷高值區(qū)集中連片分布在長江以南地區(qū)，且以東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)為主。

(3) 1998—2012年，規(guī)?；B(yǎng)殖水平快速提高是生豬糞便污染量持續(xù)、快速增長的主要原因。2012年，規(guī)模化養(yǎng)殖對生豬糞便污染量增長的貢獻(xiàn)率達(dá)到87.65%，對生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長的貢獻(xiàn)率達(dá)到84.29%。但是，規(guī)?；B(yǎng)殖引起的生豬糞便耕地污染負(fù)荷增長量存在地區(qū)差異。

4.2 建 議

(1) 東部地區(qū)限制大中規(guī)模養(yǎng)殖場進(jìn)入，調(diào)整規(guī)模化養(yǎng)殖區(qū)域布局，達(dá)到生豬糞便減量化排放。政府部門一方面要嚴(yán)格限制新的規(guī)?；B(yǎng)殖場尤其是大中規(guī)模養(yǎng)殖場進(jìn)入，避免規(guī)?；B(yǎng)殖繼續(xù)擴(kuò)張加大生豬糞便耕地污染負(fù)荷；另一方面要鼓勵和引導(dǎo)本地大中規(guī)模養(yǎng)殖場向欠發(fā)達(dá)省份遷移，逐步調(diào)整不合理的規(guī)?；B(yǎng)殖區(qū)域布局。

(2) 全國范圍內(nèi)嚴(yán)格養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)督執(zhí)法，以環(huán)保審批和環(huán)境影響評估程序為依托，確保規(guī)?；B(yǎng)殖糞便無害化處理。嚴(yán)格執(zhí)行《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》中提出的重點措施，即對新建和改擴(kuò)建規(guī)模養(yǎng)殖場進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)境審批和環(huán)境影響評估，對運(yùn)營中的規(guī)模養(yǎng)殖場定期展開環(huán)境影響評估，對于環(huán)境影響評估未達(dá)標(biāo)的規(guī)模養(yǎng)殖場按照條例規(guī)定進(jìn)行處罰管理。

(3) 鼓勵、支持多樣化途徑消化生豬糞便，以糞便有機(jī)肥料市場化產(chǎn)供銷為著力點，實現(xiàn)糞便資源化利用。政府應(yīng)在資金和人才方面鼓勵和支持相關(guān)機(jī)構(gòu)研究糞便生產(chǎn)有機(jī)肥料，扶持糞便有機(jī)肥產(chǎn)供銷及技術(shù)推廣體系建設(shè)，培育各環(huán)節(jié)利益相關(guān)主體發(fā)育?？梢栽陂L江以南地區(qū)進(jìn)行試點，利用生豬糞便生產(chǎn)有機(jī)肥作為水稻生產(chǎn)中化學(xué)肥料的補(bǔ)充肥料或者替代肥料，不斷摸索糞便有機(jī)肥技術(shù)研究、有機(jī)肥產(chǎn)品使用和推廣方面的經(jīng)驗。

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StudyonimpactofscaledbreedingonpigmanurepollutioninChina

ZHOUJing,QINGPing.

(SchoolofEconomicsandManagement,HuazhongAgriculturalUniversity,WuhanHubei430070)

2016-05-07)

周 晶，男，1987年生，博士，講師，主要從事農(nóng)戶生豬養(yǎng)殖污染研究。

*湖北省軟科學(xué)研究重點項目(No.2014BDF005)；教育部人文社會科學(xué)研究青年基金資助項目(No.16YJC790152)；湖北省社會科學(xué)基金資助一般項目(No.2016159)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項資金項目(No.2662015QD017)。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.08.022

作者:張繼鋼，男，1977年生，博士，副教授，主要從事環(huán)境犯罪研究。