中國肉牛養殖業化學需氧量排放的時空變化研究

李方敏

摘 要： 運用中國奶業年鑒、全國農產品成本收益資料匯編及第一次全國污染源普查等數據的數據，測算了我國肉牛養殖業2002-2017年的化學需氧量排放情況以及排放強度，在此基礎上分析了各省市肉牛養殖業化學需氧量排放的時空變化情況。結果顯示，自2002年到2017年，我國肉牛養殖業的化學需氧量排放量治理取得了顯著成效，排放強度的降低是排放總量減少的主要原因。隨著時間的推移，我國肉牛養殖化學需氧量的高排放地區向呈現出向西南偏移的跡象。

關鍵詞： 肉牛養殖 農業污染源 排放 時空變化

肉牛養殖業是我國畜牧養殖和農業的重要組成部分，隨著人民生活水平的提高，城鎮居民和農村人口對牛肉的偏好都將會增加 ，牛肉將越來越受到人們的喜愛 。經濟社會發展的進程中，規模化養殖業逐漸成為了禽畜養殖的主要方式。肉牛養殖業在市場和政策的影響下，也朝著規模化養殖的方式轉變 。養殖規模的變化給養殖區帶來了一系列環境問題 ，特別是化學需氧量排放造成的水體污染成為了肉牛養殖業需要面對的最重要的環境問題 。很多學者對生豬養殖帶來的環境問題及其影響進行了各種角度的分析 ，但是很少研究者關注肉牛養殖這個僅次于生豬養殖的排放大戶的污染排放問題。因此，本文采用排放系數法對我國31個省份2002-2017肉牛養殖業化學需氧量排放進行測算并對其時空變化進行了分析。

一、研究方法及數據

本文采用在國內外污染物排放研究中十分常用的排放系數法來測算肉牛養殖業的化學需氧量排放值。其中排放系數來自《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》中肉牛養殖的化學需氧量排放系數。肉牛養殖的化學需氧量排放等于單體肉牛的排放系數與養殖時間及該地區年末肉牛出欄數的乘積。Ei=θi×Di×Ni其中Ei表示i省肉牛養殖業的化學需氧量排放總量，θi是該省的肉牛養殖業化學需氧量排放系數，Di是該省肉牛養殖的平均天數，Ni為該省年末肉牛出欄數。IEi=θi×Di，表示該省份肉牛養殖業化學需氧量的排放強度。

《第一次全國污染源普查畜禽養殖業源產排污系數手冊》將肉牛養殖化學需氧量的排放系數按照不同的養殖規模分開進行統計，其中肉牛出欄規模大于200頭的為規模化養殖場。肉牛出欄規模大于10頭且小于200頭的為畜禽養殖專業戶。根據現有文獻的常用做法，我們用養殖專業戶的肉牛化學需氧量排放系數替代養殖頭數小于10頭養殖點的排放系數，然后根據不同規模養殖點的年末肉牛出欄頭數對各省各年度的肉牛養殖化學需氧量排放總量進行測算。各省肉牛平均養殖天數來源于《全國農產品成本收益資料匯編》，各省年末肉牛出欄數來源于《中國畜牧獸醫年鑒》和《中國農業年鑒》。

二、結果與分析

（一）肉牛養殖化學需氧量排放總量分析

2002年至2017年我國肉牛養殖業的化學需氧量排放呈M型變化，2002年至2004年排放總量從248萬噸增長到346萬噸，2004年到2009年排放量大幅下降，由346萬噸下降至164萬噸，降幅超過110%。2009-2016肉牛養殖的化學需氧量排放經歷了相對平緩的上升過程，排放總量的增長幅度為14.1%，而在2017年排放總量下降較快，基本回到2009年的排放水平（具體見圖1）。

（二）排放強度變化

從圖2的虛線趨勢線上可以看出，2002年至2017年我國肉牛養殖業化學需氧量排放強度總體上呈下降趨勢，排放強度從2002年的每頭牛平均528千克下降至2017年的平均每頭371千克，下降幅度達到42.3%。這說明經過16年，我國在肉牛養殖的化學需氧量排放治理方面取得了較為顯著的成果。然而，具體來看，減排效果主要來自2004-2009年，從2004年至2009年肉牛養殖的排放系數下降非常迅速，降幅達到84.5%。自2009到2017年，排放系數反而有非常平緩的小幅上升。這與近十年來我國肉牛單產有所提高有較大關系。

將肉牛化學需氧量的排放總量變化和排放強度變化進行對比分析，我們可以發現，兩者從大趨勢上看有一定的相似性，都向下傾斜，而且都在2004達到峰值，在2009出現低谷。但是一些年份的變化以及跨年度之間的變化幅度有所不同，這說明我國肉牛養殖業化學需氧量排放總量的變化主要是由排放強度變化造成的，而肉牛產出的影響相對較小。

（三）各省份肉牛養殖業化學需氧量排放的時空變化分析

從我國肉牛養殖業化學需氧量排放的空間分布來看，我國牛類養殖業化學需氧量排放主要集中在東北、華北及西北地區，東部沿海地區的排放較少。2002年高排放地區有黑龍江、吉林遼寧、內蒙古、新疆、河北、山東、河南及安徽，低排放地區有甘肅、青海、重慶、貴州、江蘇、浙江及福建，其余地區為中等排放地區。到2017年，我國肉牛養殖化學需氧量排放高排放地區向西南偏移（見圖3）。安徽和西藏由高排放地區轉變為中排放地區，陜西、山西和廣州由中排放地區轉變為低排放地區，而云南、湖南及甘肅由重污染地區進入高污染行列，青海和貴州則從低污染地區變化為中污染地區。

我國肉牛養殖化學需氧量排放的空間變化與各省份肉牛養殖排放系數的變化密切相關。圖4為2002年與2017年我國各省份肉牛養殖的排放強度情況，結果顯示2002到2017年間，我國各省份的肉牛養殖業化學需氧量排放強度存在差異。大多數省份的化學需氧量排放強度有不同程度的下降，其中吉林、山東和山西的排放強度下降幅度居前，吉林的排放強度從2002年的980.71千克/頭下降至2017年的424.64%，降幅達130.95%。相對的，四川、重慶、云南、青海等省份的肉牛養殖業化學需氧量排放情況不降反升，同期，這些省份的排放總量均由較低排放區域變化為高排放區域，說明排放強度的上升是這些省份肉牛養殖化學需氧量排放總量從低污染區域向高污染區域轉變的重要因素。

三、結論與建議

本文利用排放系數法測算了全國31個省份肉牛養殖業化學需氧量的排放總量和排放強度，并對其時空變化情況進行了分析。主要研究結論如下：

（1）肉牛養殖是畜牧業化學需氧量排放中僅次于生豬養殖排放的第二大排放源，肉牛養殖業的化學需氧量排放占畜牧養殖化學需氧量排放的16.1%。（2）2002-2017年，我國肉牛養殖化學需氧量排放量及排放強度均呈下降趨勢，總排放量降幅76.4%，排放強度下降42.3%。（3）從肉牛養殖化學需氧量排放的空間分布來看，北部省份的排放量普遍大于中部和南部，而東部沿海地區的污染物排放是最低的。2002-2017年，我國肉牛養殖業化學需氧量的高排放區域向西南遷移，但這種遷移并非由排放強度的變化引起，而是由肉牛養殖業向西南地區集聚引起的。

隨著我國人均可支配收入的增加，對牛肉的消費需求將有較大幅度增加。為了實現可持續發展的目標，肉牛養殖業的污染排放問題也須被重視，特別是肉牛養殖業相對集中的東北，華北及部分西南地區，應加大對肉牛養殖的基礎設施建設，增加對肉牛養殖相關清潔設備的投入，提升產業設備配備程度。加強管理，引進肉牛養殖相關高新技術，充分發揮養殖場的技術優勢。采用科學喂養方式，改善飼養流程，減量化使用獸用抗菌藥等對環境可能造成影響的飼料和藥物，減少飼養過程中的污染排放。根據地域特征調整肉牛養殖規模，積極探索肉牛養殖的分級指導和管理的方式，逐步分化養殖規模，形成區域內大、中、小規模養殖的合理布局，持續推動肉牛養殖的規模化發展，全面提升肉牛養殖的整體效率。增加對肉牛排放物的環保清潔能力。以污染物（主要 是糞便）的無害化處理和資源化利用為重點，推廣生肉牛殖過程中污染物處理的新方法，利用環保稅政策和技術手段，引導養殖戶降低生豬糞尿和污水排放量。