規模化養殖對中國生豬糞便污染的影響研究*

周 晶 青 平

(華中農業大學經濟管理學院，湖北 武漢 430070)

規模化養殖對中國生豬糞便污染的影響研究*

周 晶 青 平

(華中農業大學經濟管理學院，湖北 武漢 430070)

規模化養殖引起糞便污染，甚至威脅農業可持續發展。利用統計數據，基于規模化水平時空差異，對生豬糞便污染量進行了測算，并進一步分析規模化養殖對糞便污染量增長的貢獻。結果表明：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荷從0.34t/hm2增加到1.04t/hm2；生豬糞便耕地污染負荷高值區集中分布在長江以南區域，以東部經濟發達省份為主；規模化養殖對生豬糞污染量增長的貢獻率達到87.65%，對生豬糞便耕地污染負荷增長的貢獻率達到84.29%，規模化養殖是造成生豬糞便污染增加的主要原因。

生豬養殖 規模化養殖 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，我國畜禽生產快速發展，排放的大量糞便對農村環境造成重大壓力。據估計，20世紀80年代以來，我國畜禽糞便排放量增長了3.3倍[1]。《第一次全國污染源普查公報》顯示，畜禽養殖已經成為我國最主要的農業面源污染源。

20世紀90年代中期開始，我國畜禽養殖方式逐漸從散養向規模化養殖轉變[2]。21世紀以來，規模化水平快速提高[3-4]，2012年全國生豬、蛋雞規模化養殖占比分別達到了66.8%、78.8%[5]，規模化養殖糞便污染成為畜牧業糞便污染的關鍵所在[6]，一定程度上影響了農業可持續發展。2014年，我國開始實施《畜禽規模養殖污染防治條例》，正式通過立法形式加強對規模養殖場糞便排放和處理的監管。

目前，國內已經有大量文獻對畜禽糞便排放的總量、畜禽品種結構特征和地區分布特征進行了研究[7-15]，也有少量研究測算了規模化養殖場糞便排放量[16-18]。仇煥廣等[19]將糞便分為排放量和污染量分別測算，并利用實地調查中獲得的散養和規模化養殖糞便污染系數，對2010年全國及各省畜禽糞便污染量進行了估算。然而，上述研究均未考慮規模化水平動態變化及各地區規模化養殖發展存在的差異。本研究在規模化水平時空差異背景下，通過收集各地區不同養殖模式的生豬出欄量、生長周期等數據，估算全國及各地區(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演變及空間分布特征，并計算規模化養殖對糞便污染量增長的貢獻，以期為糞便污染控制提供參考。

1 研究方法和數據

1.1 生豬糞便排放量計算方法

參考《全國農產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、小規模養殖、中規模養殖和大規模養殖。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地區第i種養殖模式的生豬糞便排放量，t；t為年份；r為地區；i為養殖模式，i取1、2、3、4分別對應散養、小規模養殖、中規模養殖和大規模養殖；Qt,r,i為t時期r地區第i種養殖模式的生豬出欄量，頭；Tt,r,i為t時期r地區第i種養殖模式的生豬生長周期，d；e為生豬糞便排放系數，t/(d·頭)。

1998—2012年各地區不同養殖模式的生豬出欄量數據來源于《中國畜牧業年鑒》(1999—2013)。根據《全國農產品成本收益資料匯編》(2000—2013)公布的飼養天數和仔豬質量計算生豬生長周期。其中，飼養天數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[7]、[11]、[19]，將生豬糞便(包括尿液)排放系數定為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地區第i種養殖模式的生豬糞便污染量，t；pi為第i種養殖模式的生豬糞便污染系數，取值參考文獻[19]，為簡化計算，將小規模養殖、中規模養殖和大規模養殖的生豬糞便污染系數定為0.253，而散養的生豬糞便污染系數定為0.035。

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

1.3 規模化養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、小規模養殖、中規模養殖和大規模養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，可計算得到控制規模化水平的生豬糞便污染量，計算公式如下：

PMPCt,r,i=Qt,r×sr,i×Tt,r,i×e×pi

(3)

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

將不同養殖模式的PMPCt,r,i加和得到控制規模化水平后t時期r地區的生豬糞便污染量(PMPCt,r，t)。與基期相比，t時期r地區的生豬糞便污染增長量(ΔPMPt,r，t)可進行以下分解：

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為規模化水平變動引起的生豬糞便污染增長量。

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荷

1998—2012年全國生豬糞便排放量、污染量和耕地污染負荷變動情況見圖1。從圖1中可以發現，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，并于2012年達到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%。可見，全國耕地生豬糞便污染負荷不斷加重。

2.2 全國不同養殖模式的生豬糞便污染量構成

1998—2012年全國不同養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年規模化養殖就已成為生豬糞便污染的排放主體，小規模養殖、中規模養殖和大規模養殖的生豬糞便污染量占總污染量的比例達到58.93%；但是，1998年散養的生豬糞便污染量仍占較大比例，達41.07%。1998年后，散養的生豬糞便污染量比例快速下降，規模化養殖(尤其是中規模養殖和大規模養殖)的生豬糞便污染量比例迅速上升。2012年，散養的生豬糞便污染量比例已降至7.03%，規模化養殖的生豬糞便污染量比例達到92.97%，其中大中規模養殖污染量比例達到76.15%。近十多年來，規模化養殖已經成為生豬糞便污染的排放主體，且大規模養殖和中規模養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荷Fig.1 Excretion and pollution amounts and cropland pollution load of pig manure in China during 1998-2012

年份散養污染量/(104t)比例/%小規模養殖污染量/(104t)比例/%中規模養殖污染量/(104t)比例/%大規模養殖污染量/(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荷空間分布

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

(1) 耕地污染負荷較重的省份范圍不斷擴大。1998年，耕地污染負荷超過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，耕地污染負荷超過0.6 t/hm2的省份向北方擴散，增加到15個，超過1.2 t/hm2的省份達到6個；2012年，耕地污染負荷超過1.2 t/hm2的省份增加到10個。

(2) 耕地污染負荷高值區(耕地污染負荷超過1.8 t/hm2)集中，連片分布在長江以南地區。2006年，除北京外，處于耕地污染負荷高值區的省份只有1個；2012年，除北京外，耕地污染負荷高值區包括湖南、江西、浙江、福建、廣東和上海。可見，東部經濟發達地區面臨較大的生豬糞便污染風險。

(3) 多個省份生豬糞便耕地污染負荷明顯加重。1998—2012年，四川的耕地污染負荷從低于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、廣東的耕地污染負荷從低于1.2 t/hm2上升至超過1.8 t/hm2。

3 規模化養殖對糞便污染增長的貢獻

1998—2012年以來全國規模化養殖對糞便污染增長的貢獻如表2所示。從表2可以看出，控制規模化水平后，生豬糞便污染量和耕地污染負荷增長均緩慢，2012年相比1998年，生豬糞便污染量增長22.22%，耕地污染負荷增長32.35%。實際水平下，生豬糞便污染量和耕地污染負荷分別增長1.80、2.06倍。可見，1998年以來生豬糞便污染量和耕地污染負荷增長主要由規模化養殖造成。2012年，規模化養殖對生豬糞便污染量和耕地污染負荷增長的貢獻率分別達到87.65%、84.29%。可見，規模化養殖是造成生豬糞便污染增加的主要原因。

不同地區規模化養殖引起的生豬糞便耕地污染負荷增長量存在顯著差異。福建、江西、四川、廣東、湖南規模化養殖引起的生豬糞便耕地污染負荷增長量最高，均超過1.2 t/hm2。北京、浙江、湖北、河南、江蘇、海南、重慶、山東、廣西規模化養殖引起的生豬糞便耕地污染負荷增長量為0.6～1.2 t/hm2。安徽、河北、遼寧、陜西、吉林、云南規模化養殖引起的生豬糞便耕地污染負荷增長量為0.2～0.6 t/hm2，貴州、上海、青海、天津、山西、寧夏、黑龍江、內蒙古、甘肅、新疆和西藏規模化養殖引起的生豬糞便耕地污染負荷增長量低于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)控制規模化水平/(108t)規模化養殖引起的增長量/(108t)規模化養殖貢獻率/%耕地污染負荷實際水平/(108t)控制規模化水平/(108t)規模化養殖引起的增長量/(108t)規模化養殖貢獻率/%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

從規模化養殖對耕地污染負荷增長的貢獻率來看，約一半省份的規模化養殖對生豬糞便耕地污染負荷增長的貢獻率為80%～95%。當然，重慶、內蒙古、寧夏等省份的規模化養殖對生豬糞便耕地污染負荷增長的貢獻率超過了100%，其原因為在技術進步的影響下，生豬生長周期大幅度縮短，在控制規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模化養殖對糞便污染增長的貢獻率為負值，這主要是因為生豬出欄量下降，生豬糞便污染量出現負增長。其余省份的規模化養殖對耕地污染負荷增長的貢獻率為50%～80%。對于多數地區而言，規模化養殖是生豬糞便污染量增長的主要原因。

4 結論與建議

4.1 結 論

(1) 全國生豬糞便污染量增長迅速，耕地污染負荷不斷加大，規模化養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荷從0.34 t/hm2增加到1.04 t/hm2；規模化養殖的生豬糞便污染量比例從58.93%迅速增加到92.97%，其中大中規模養殖的生豬糞便污染量比例達到76.15%。

(2) 生豬糞便耕地污染負荷高值區集中連片分布在長江以南地區，且以東部經濟發達地區為主。

(3) 1998—2012年，規模化養殖水平快速提高是生豬糞便污染量持續、快速增長的主要原因。2012年，規模化養殖對生豬糞便污染量增長的貢獻率達到87.65%，對生豬糞便耕地污染負荷增長的貢獻率達到84.29%。但是，規模化養殖引起的生豬糞便耕地污染負荷增長量存在地區差異。

4.2 建 議

(1) 東部地區限制大中規模養殖場進入，調整規模化養殖區域布局，達到生豬糞便減量化排放。政府部門一方面要嚴格限制新的規模化養殖場尤其是大中規模養殖場進入，避免規模化養殖繼續擴張加大生豬糞便耕地污染負荷；另一方面要鼓勵和引導本地大中規模養殖場向欠發達省份遷移，逐步調整不合理的規模化養殖區域布局。

(2) 全國范圍內嚴格養殖環境監督執法，以環保審批和環境影響評估程序為依托，確保規模化養殖糞便無害化處理。嚴格執行《畜禽規模養殖污染防治條例》中提出的重點措施，即對新建和改擴建規模養殖場進行嚴格的環境審批和環境影響評估，對運營中的規模養殖場定期展開環境影響評估，對于環境影響評估未達標的規模養殖場按照條例規定進行處罰管理。

(3) 鼓勵、支持多樣化途徑消化生豬糞便，以糞便有機肥料市場化產供銷為著力點，實現糞便資源化利用。政府應在資金和人才方面鼓勵和支持相關機構研究糞便生產有機肥料，扶持糞便有機肥產供銷及技術推廣體系建設，培育各環節利益相關主體發育。可以在長江以南地區進行試點，利用生豬糞便生產有機肥作為水稻生產中化學肥料的補充肥料或者替代肥料，不斷摸索糞便有機肥技術研究、有機肥產品使用和推廣方面的經驗。

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StudyonimpactofscaledbreedingonpigmanurepollutioninChina

ZHOUJing,QINGPing.

(SchoolofEconomicsandManagement,HuazhongAgriculturalUniversity,WuhanHubei430070)

2016-05-07)

周 晶，男，1987年生，博士，講師，主要從事農戶生豬養殖污染研究。

*湖北省軟科學研究重點項目(No.2014BDF005)；教育部人文社會科學研究青年基金資助項目(No.16YJC790152)；湖北省社會科學基金資助一般項目(No.2016159)；中央高校基本科研業務費專項資金項目(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，主要從事環境犯罪研究。