家畜养殖生产的环境效应研究

姚文捷+王学渊

摘要：利用浙江省67个县市的农业经济截面数据，以环境负荷量为因变量，以肉产量和耕地面积为自变量构建模型，对家畜养殖生产的环境效应进行研究。结果表明，2013年绍兴市区、衢州市区、龙游县和江山县的环境负荷量超过警戒值，金华市区、德清县和淳安县的环境负荷量超过适宜值；家畜养殖生产存在着环境负效应，并受到耕地资源的约束，其环境负荷量与肉产量正相关，与耕地面积负相关。

关键词：家畜养殖；环境效应；肉产量；耕地面积；浙江省

中图分类号：F326.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）20-5403-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.20.059

Abstract： Using the agricultural economic cross-section data of 67 counties throughout Zhejiang province， the thesis builds a model in which 5 kinds of environmental capacity are regarded as the dependent variables while meat production and agricultural acreage as the independent variables， in order to study the environmental effect from livestock farming production. The results indicate that environmental capacity of Shaoxing city， Quzhou city， Longyou county and Jiangshan county were all beyond the corresponding alert values in 2013， Jinhua city， Deqing county and Chunan county were all beyond the corresponding good values； there is environment negative effect existing in livestock farming production which subject to the cultivated land resources，that is，a positive correlation between environmental capacity and meat production is existed with a negative correlation between environmental capacity and agricultural acreage.

Key words： livestock breeding； environmental effect； meat production； agricultural acreage； Zhejiang province

随着家畜养殖业成为农业经济的支柱产业，家畜养殖污染也成了农业面源污染的主要来源。21世纪以来，中国家畜养殖业早已改变了传统的分散养殖生产格局，正朝着规模化养殖生产迅速演进[1，2]。然而，由于农田作为家畜废弃物主要消纳场所的环境格局并未得到跟进式的改观，不断萎缩的耕地资源与持续增大的养殖密度相比显得极不配套，农牧脱节更使得大量过剩的家畜废弃物难以得到有效的资源化利用。环境容量不足引起的环境急剧恶化已成为中国家畜养殖业可持续发展进程中不可忽视的瓶颈问题。

一般认为，当生产偏离了生态化组织路径，可持续发展能力就会显得不足[3]，生产便存在着环境负效应[4-9]。近年来，一些研究也指出，生产存在着环境正效应[10-13]，表现为技术效应和收入效应对环境状况的改善。然而，与工业点源污染相比，农业面源污染毕竟有所不同，它具有很大的随机性、复杂性和不稳定性。家畜养殖生产对环境造成污染是显而易见的，但已有的文献并未通过定量分析来确定生产的环境效应方向和程度，而仅仅对其现状、原因以及相应的措施作了一些定性的说明[14-17]。为此，本研究利用浙江省67个县市的农业经济截面数据，以环境负荷量为因变量，肉产量和耕地面积为自变量构建模型，对家畜养殖生产的环境效应进行研究，旨在確定该产业在环境约束下的生产边界。

1 研究方法

1.1 构建家畜养殖生产的环境效应模型

本研究认为，家畜养殖生产的环境负荷量与肉产量密切相关，且受到耕地面积的约束。由此，家畜养殖生产的环境效应模型可表示如下：

Eik=β0+β1Mi+β2Ai+ε （1）

式（1）中，Eik为第i个地区某年家畜养殖生产的猪粪当量环境负荷量与各类污染物环境负荷量，Mi和Ai分别为第i个地区某年的肉产量与耕地面积，β1和β2为相应的回归系数，β0为常数项，ε为随机误差。

若β1>0，家畜养殖生产存在着环境负效应；若β1≤0，家畜养殖生产不存在环境负效应。若β2<0，家畜养殖生产受到耕地面积的约束；若β2≥0，家畜养殖生产不受耕地面积的约束。

1.2 计算家畜养殖生产的环境负荷量

本研究测算牛、羊、生猪3种主要家畜养殖生产的环境负荷量，涉及猪粪当量、5日生化需氧量（BOD5）、化学需氧量（CODCr）、氨氮（NH3-N）、总磷（TP）和总氮（TN）的当年产生量。牛、羊饲养周期较长，年末出栏量很少，可采用年末存栏量来计算；生猪饲养周期一般为180 d，可将其年末出栏量和增补量相抵消，从而把年末存栏量看作是稳定的饲养量。因此，牛、羊、生猪3种主要家畜的粪尿及其各类污染物当年产生量计算方法为：年末存栏量×粪尿或其各类污染物年排泄系数。根据表1中国家环保总局推荐的家畜养殖粪尿及其各类污染物年排泄系数[18]、表2中以含氮量为标准的各类家畜粪尿猪粪当量换算系数[19]以及《浙江统计年鉴（2014）》中的相关数据，测算2013年浙江省67个县市家畜养殖生产的猪粪当量、BOD5、CODCr、NH3-N、TP和TN产生量。家畜养殖生产的环境负荷量即为单位耕地面积猪粪当量、BOD5、CODCr、NH3-N、TP和TN产生量。鉴于近年来相关数据未有更新，仅根据《浙江统计年鉴（2008）》中2007年年末各县市实有耕地面积，计算2013年浙江省67个县市家畜养殖生产的环境负荷量（表3）。

1.3 确定家畜养殖生产的环境负荷量适宜值和警戒值

根据上海市农业科学研究院提出的家畜粪便负荷警报值分级标准，当猪粪当量环境负荷量同当地耕地以猪粪当量计算的有机肥理论最大适宜施肥量的比值在0.4以下时，该地区粪便可完全被农田消纳和承受，对环境不构成污染威胁[20]，而每公顷耕地面积能够负荷的家畜粪便一般认为在30～45 t左右[21]，由此可计算家畜养殖生产的猪粪当量环境负荷量。依据国家环保总局提出的标准，家畜养殖生产的BOD5、CODCr、NH3-N、TP和TN环境负荷量适宜值和警戒值分别以每公顷耕地面积15 t、25 t猪粪当量进行核算。家畜养殖生产的环境负荷量适宜值和警戒值计算结果如表4所示。

2 实证结果分析

从2013年浙江省67个县市家畜养殖生产的环境负荷量来看，均低于适宜值的县市有53个，均超过警戒值的县市从高到低依次为绍兴市区、衢州市区、龙游县和江山县；均超过适宜值的县市从高到低依次为金华市区（除TP外均超过警戒值）、德清县（猪粪当量超过警戒值）和淳安县；此外，青田县的猪粪当量、NH3-N与TN均超过适宜值，永嘉县、天台县和景宁畲族自治县各自的猪粪当量与TN均超过适宜值，海宁县和海盐县各自的猪粪当量超过适宜值，武义县的TN超过适宜值。

使用STATA 11统计软件对家畜养殖生产的环境效应模型回归参数进行估计，初始回归经White检验存在异方差性，采用加权最小二乘法（WLS）进行二次估计。回归结果（表5）表明，家畜养殖生产存在着环境负效应，并受到耕地资源的约束。由于家畜养殖生产的环境负荷量与肉产量呈现出正相关的关系，而与耕地面积呈现出负相关的关系，且在肉产量和耕地面积均为0时也不可避免，这就意味着，要使家畜养殖生产的环境负效应不随产量的扩张而深化，必须有足够的耕地资源作为保障。根据单位耕地面积家畜养殖生产环境负荷量的适宜值和警戒值，可以确定猪粪当量、BOD5、CODCr、NH3-N、TP和TN所对应的肉产量适宜值依次为18 179.76、28 322.68、25 591.51、22 454.45、27 567.63与20 128.02 t/hm2，警戒值依次为44 108.89、63 814.48、62 143.71、59 819.07、61 164.47与58 675.03 t/hm2；其中，猪粪当量所对应的肉产量适宜值和警戒值均为最低，因此，取18 179.76 t/hm2与44 108.89 t/hm2分别作为环境约束下单位耕地面积肉产量的适宜值和警戒值。

3 结论与政策建议

本研究利用浙江省67个县市的截面数据，以环境负荷量为因变量，肉产量和耕地面积为自变量构建模型，对家畜养殖生产的环境效应进行研究。实证结果表明：①2013年绍兴市区、衢州市区、龙游县和江山县的环境负荷量超过警戒值，金华市区、德清县和淳安县的环境负荷量超过适宜值；②家畜养殖生产存在着环境负效应，并受到耕地资源的约束，其环境负荷量与肉产量正相关，与耕地面积负相关。

显然，要使家畜养殖生产的环境负效应不随产量的扩张而深化，必须要有足够的耕地资源作为保障。事实上，家畜养殖业已成为浙江省农业的支柱产业，耕地资源也随着城镇化的推进而不断缩减，在环境约束下，强制性的规模控制必然损害农业经济的发展。因此，改变家畜废弃物还田处理的传统方式，特别是进一步提高资源化利用水平，已然是不二选择。对政府而言，应积极探索以家畜养殖户为主体的粪肥脱水加工、出售和出口的市场化模式，并致力于投入与各类养殖规模相适应的沼气工程建设。

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