中国肉牛养殖业化学需氧量排放的时空变化研究

李方敏

摘 要： 运用中国奶业年鉴、全国农产品成本收益资料汇编及第一次全国污染源普查等数据的数据，测算了我国肉牛养殖业2002-2017年的化学需氧量排放情况以及排放强度，在此基础上分析了各省市肉牛养殖业化学需氧量排放的时空变化情况。结果显示，自2002年到2017年，我国肉牛养殖业的化学需氧量排放量治理取得了显著成效，排放强度的降低是排放总量减少的主要原因。随着时间的推移，我国肉牛养殖化学需氧量的高排放地区向呈现出向西南偏移的迹象。

关键词： 肉牛养殖 农业污染源 排放 时空变化

肉牛养殖业是我国畜牧养殖和农业的重要组成部分，随着人民生活水平的提高，城镇居民和农村人口对牛肉的偏好都将会增加 ，牛肉将越来越受到人们的喜爱 。经济社会发展的进程中，规模化养殖业逐渐成为了禽畜养殖的主要方式。肉牛养殖业在市场和政策的影响下，也朝着规模化养殖的方式转变 。养殖规模的变化给养殖区带来了一系列环境问题 ，特别是化学需氧量排放造成的水体污染成为了肉牛养殖业需要面对的最重要的环境问题 。很多学者对生猪养殖带来的环境问题及其影响进行了各种角度的分析 ，但是很少研究者关注肉牛养殖这个仅次于生猪养殖的排放大户的污染排放问题。因此，本文采用排放系数法对我国31个省份2002-2017肉牛养殖业化学需氧量排放进行测算并对其时空变化进行了分析。

一、研究方法及数据

本文采用在国内外污染物排放研究中十分常用的排放系数法来测算肉牛养殖业的化学需氧量排放值。其中排放系数来自《第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册》中肉牛养殖的化学需氧量排放系数。肉牛养殖的化学需氧量排放等于单体肉牛的排放系数与养殖时间及该地区年末肉牛出栏数的乘积。Ei=θi×Di×Ni其中Ei表示i省肉牛养殖业的化学需氧量排放总量，θi是该省的肉牛养殖业化学需氧量排放系数，Di是该省肉牛养殖的平均天数，Ni为该省年末肉牛出栏数。IEi=θi×Di，表示该省份肉牛养殖业化学需氧量的排放强度。

《第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册》将肉牛养殖化学需氧量的排放系数按照不同的养殖规模分开进行统计，其中肉牛出栏规模大于200头的为规模化养殖场。肉牛出栏规模大于10头且小于200头的为畜禽养殖专业户。根据现有文献的常用做法，我们用养殖专业户的肉牛化学需氧量排放系数替代养殖头数小于10头养殖点的排放系数，然后根据不同规模养殖点的年末肉牛出栏头数对各省各年度的肉牛养殖化学需氧量排放总量进行测算。各省肉牛平均养殖天数来源于《全国农产品成本收益资料汇编》，各省年末肉牛出栏数来源于《中国畜牧兽医年鉴》和《中国农业年鉴》。

二、结果与分析

（一）肉牛养殖化学需氧量排放总量分析

2002年至2017年我国肉牛养殖业的化学需氧量排放呈M型变化，2002年至2004年排放总量从248万吨增长到346万吨，2004年到2009年排放量大幅下降，由346万吨下降至164万吨，降幅超过110%。2009-2016肉牛养殖的化学需氧量排放经历了相对平缓的上升过程，排放总量的增长幅度为14.1%，而在2017年排放总量下降较快，基本回到2009年的排放水平（具体见图1）。

（二）排放强度变化

从图2的虚线趋势线上可以看出，2002年至2017年我国肉牛养殖业化学需氧量排放强度总体上呈下降趋势，排放强度从2002年的每头牛平均528千克下降至2017年的平均每头371千克，下降幅度达到42.3%。这说明经过16年，我国在肉牛养殖的化学需氧量排放治理方面取得了较为显著的成果。然而，具体来看，减排效果主要来自2004-2009年，从2004年至2009年肉牛养殖的排放系数下降非常迅速，降幅达到84.5%。自2009到2017年，排放系數反而有非常平缓的小幅上升。这与近十年来我国肉牛单产有所提高有较大关系。

将肉牛化学需氧量的排放总量变化和排放强度变化进行对比分析，我们可以发现，两者从大趋势上看有一定的相似性，都向下倾斜，而且都在2004达到峰值，在2009出现低谷。但是一些年份的变化以及跨年度之间的变化幅度有所不同，这说明我国肉牛养殖业化学需氧量排放总量的变化主要是由排放强度变化造成的，而肉牛产出的影响相对较小。

（三）各省份肉牛养殖业化学需氧量排放的时空变化分析

从我国肉牛养殖业化学需氧量排放的空间分布来看，我国牛类养殖业化学需氧量排放主要集中在东北、华北及西北地区，东部沿海地区的排放较少。2002年高排放地区有黑龙江、吉林辽宁、内蒙古、新疆、河北、山东、河南及安徽，低排放地区有甘肃、青海、重庆、贵州、江苏、浙江及福建，其余地区为中等排放地区。到2017年，我国肉牛养殖化学需氧量排放高排放地区向西南偏移（见图3）。安徽和西藏由高排放地区转变为中排放地区，陕西、山西和广州由中排放地区转变为低排放地区，而云南、湖南及甘肃由重污染地区进入高污染行列，青海和贵州则从低污染地区变化为中污染地区。

我国肉牛养殖化学需氧量排放的空间变化与各省份肉牛养殖排放系数的变化密切相关。图4为2002年与2017年我国各省份肉牛养殖的排放强度情况，结果显示2002到2017年间，我国各省份的肉牛养殖业化学需氧量排放强度存在差异。大多数省份的化学需氧量排放强度有不同程度的下降，其中吉林、山东和山西的排放强度下降幅度居前，吉林的排放强度从2002年的980.71千克/头下降至2017年的424.64%，降幅达130.95%。相对的，四川、重庆、云南、青海等省份的肉牛养殖业化学需氧量排放情况不降反升，同期，这些省份的排放总量均由较低排放区域变化为高排放区域，说明排放强度的上升是这些省份肉牛养殖化学需氧量排放总量从低污染区域向高污染区域转变的重要因素。

三、结论与建议

本文利用排放系数法测算了全国31个省份肉牛养殖业化学需氧量的排放总量和排放强度，并对其时空变化情况进行了分析。主要研究结论如下：

（1）肉牛养殖是畜牧业化学需氧量排放中仅次于生猪养殖排放的第二大排放源，肉牛养殖业的化学需氧量排放占畜牧养殖化学需氧量排放的16.1%。（2）2002-2017年，我国肉牛养殖化学需氧量排放量及排放强度均呈下降趋势，总排放量降幅76.4%，排放强度下降42.3%。（3）从肉牛养殖化学需氧量排放的空间分布来看，北部省份的排放量普遍大于中部和南部，而东部沿海地区的污染物排放是最低的。2002-2017年，我国肉牛养殖业化学需氧量的高排放区域向西南迁移，但这种迁移并非由排放强度的变化引起，而是由肉牛养殖业向西南地区集聚引起的。

随着我国人均可支配收入的增加，对牛肉的消费需求将有较大幅度增加。为了实现可持续发展的目标，肉牛养殖业的污染排放问题也须被重视，特别是肉牛养殖业相对集中的东北，华北及部分西南地区，应加大对肉牛养殖的基础设施建设，增加对肉牛养殖相关清洁设备的投入，提升产业设备配备程度。加强管理，引进肉牛养殖相关高新技术，充分发挥养殖场的技术优势。采用科学喂养方式，改善饲养流程，减量化使用兽用抗菌药等对环境可能造成影响的饲料和药物，减少饲养过程中的污染排放。根据地域特征调整肉牛养殖规模，积极探索肉牛养殖的分级指导和管理的方式，逐步分化养殖规模，形成区域内大、中、小规模养殖的合理布局，持续推动肉牛养殖的规模化发展，全面提升肉牛养殖的整体效率。增加对肉牛排放物的环保清洁能力。以污染物（主要 是粪便）的无害化处理和资源化利用为重点，推广生肉牛殖过程中污染物处理的新方法，利用环保税政策和技术手段，引导养殖户降低生猪粪尿和污水排放量。