十堰市畜牧業碳源碳匯測算及低碳發展的技術路徑和生態策略

張榮兵 曹鐘鑫 葉苗 羅煜 尹雙雙 李璇

摘要：以十堰市畜牧業生產全過程中碳源和碳匯為研究對象，在參考國內外相關文獻資料的基礎上，對十堰市畜牧業生產全生命周期開展分析研究，選擇直接生產和輔助生產作為系統邊界，確定畜牧生產全過程CO2、CH4和N2O共3種主要溫室氣體的排放源，利用IPCC清單估算法和LCA模型對2011—2021年十堰市畜牧業生產碳排量、碳庫量進行測算。結果顯示， 2011—2021年十堰市畜牧業全生命周期每年碳排放總量為11.24萬～19.84萬t，草地碳庫總量為83.86萬～148.93萬t，全生命周期每年碳凈排放總量為-132.48萬～-64.08萬t。另外，對實現畜牧業低碳發展的技術路徑和生態策略進行了研究，以期為更好地推動十堰市畜牧業低碳化和生態化發展，更好地實施節能減排和畜禽養殖廢棄物資源化利用提供依據。

關鍵詞：畜牧業；碳源碳匯；低碳發展；技術路徑；生態策略；十堰市

中圖分類號：X321 ? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）11-0034-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.007 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Calculation of carbon sources and carbon sinks for animal husbandry in Shiyan City， and its technology path and ecological strategy for low-carbon development

ZHANG Rong-bing1， CAO Zhong-xin2， YE Miao3， LUO Yu1， YIN Shuang-shuang1， LI Xuan1

（1.Shiyan Animal Husbandry Technology Extension Station， Shiyan ?442000， Hubei， China； 2.Shiyan Animal Husbandry and Veterinary Service Center， Shiyan ?442000， Hubei， China； 3. Shiyan Animal Health Supervision Institute， Shiyan ?442000， Hubei， China）

Abstract： Taking the carbon source and carbon sink in the whole process of animal husbandry production in Shiyan City as the research object， and based on reference to relevant domestic and foreign literature， analysis and research on the whole life cycle of animal husbandry production in Shiyan City were conducted. Direct production and auxiliary production were selected as the system boundaries to determine the emission sources of the three main greenhouse gases （CO2， CH4 and N2O） in the whole process of livestock production， and the carbon emissions and carbon pools of animal husbandry production in Shiyan City from 2011 to 2021 were measured using IPCC inventory estimation method and the LCA model. The results showed that from 2011 to 2021， the total annual carbon emissions during the entire life cycle of animal husbandry in Shiyan City were 112 400 to 198 400 tons， the total grassland carbon pool was 838 600 to ? 1 489 300 tons， and the total annual net carbon emissions during the entire life cycle were -1 324 800 to -640 800 tons. In addition， the research on the technological path and ecological strategies for achieving low-carbon development of animal husbandry in Shiyan City was conducted， with the aim of providing a basis for better promoting low-carbon and ecological development of animal husbandry， and implementing energy conservation， emission reduction， and resource utilization of livestock and poultry waste.

Key words： animal husbandry； carbon sources and carbon sinks； low-carbon development； technology paths； ecological strategy； Shiyan City

溫室氣體的大量排放導致全球氣候變暖，因此，發展低碳經濟、向低碳經濟轉型正成為世界各國應對氣候變化的共識和經濟發展的大趨勢。畜牧業作為國民經濟的基礎產業，是溫室氣體的一個重要來源。在應對氣候變化的背景下，如何降低畜牧業碳排放、增強草牧業碳匯是畜牧業發展面臨的重要課題。本研究以十堰市畜牧業生產全過程中二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亞氮（N2O）3種主要溫室氣體排放以及草地生物量碳庫、草地土壤碳庫為重點內容，測算分析2011—2021年十堰市畜牧業碳排放和碳匯集產生、消長、中和規律，并運用動物營養學、動物育種學、動物繁殖學等畜牧學科基本原理以及生態學、生態經濟學基本原理研究探討十堰市畜牧業低碳發展的技術路徑和生態策略。

1 碳源碳匯測算

基于生命周期評價（LCA）和過程評價理論，把十堰市畜牧業碳源分為直接碳源和間接碳源兩部分，直接碳源碳排放為畜禽呼吸系統CO2排放、畜禽消化系統CH4排放、畜禽糞尿管理環節CH4和N2O排放、畜禽飼養環節能源燃燒CO2排放，間接碳源碳排放為畜禽飼養環節電力消耗CO2排放，共6個系統邊界；把十堰市畜牧業碳匯分為草地牧草生物量碳匯和草地土壤碳匯2個系統邊界。參考IPCC（2006年）［1］推薦算法和姚成勝等［2］、孟祥海等［3］、胡向東等［4］的研究確定碳排放系數，再利用相關公式測算分析十堰市畜牧業碳源排碳量和碳匯固碳量。

1.1 測算方法

1.1.1 畜禽飼養量測算 十堰市畜禽飼養品種主要是生豬、肉牛、山羊、蛋雞、肉雜雞。其中，生豬、肉雜雞飼養周期分別為180、65 d，其余品種飼養期為 ? ? 1年及以上。為真實記錄畜禽飼養過程的碳足跡，區域內畜禽年飼養量參照IPCC［1］推薦方法并結合十堰市畜禽養殖實際，采用當年年末存欄量、當年累計出欄量、當年病死畜禽量之和計算而得。

[AAPi=i=1n（Bi+Si+Di）] （1）

式中，AAPi為第i類畜禽年飼養量；Bi為第i類畜禽當年年末存欄量；Si為第i類畜禽當年累計出欄量；Di為第i類畜禽當年病死量；單位均為萬頭或萬只。

1.1.2 碳源排碳量測算

1）畜禽呼吸系統CO2排放。畜禽呼吸是機體不斷從外界環境吸入O2，并向外界環境排出CO2的過程。由于種畜禽體重相對穩定，為便于測算，把畜禽呼吸系統CO2排放分為種畜禽呼吸系統排放和仔畜禽呼吸系統排放兩部分，種畜禽主要有生豬、肉牛、山羊，仔畜禽主要有生豬、肉牛、山羊、蛋雞、肉雜雞。

種畜禽呼吸系統CO2氣體排放：

[TCrs1=i=1nAAPi×MWi×（Ti×24）×（efi1109×44）×10-3] ?（2）

式中，TCrs1為種畜禽呼吸系統CO2排放量，單位為萬t；i為畜禽種類；MWi為第i類種畜禽成熟體重，單位為kg（表1）；Ti為第i類種畜禽測算周期（種豬、種牛、種羊均為365 d，蛋雞為259 d）；efi1為第i類畜禽標態安靜狀態下每千克體重每小時CO2排放量（表2）。

仔畜禽呼吸系統CO2排放量：根據仔畜禽初生重、平均日增重、飼養周期（表1），利用等差數列可推導建立如下公式。

[TCrs2=i=1n{AAPi×[FCi×BWi+2+FCi2×FCi×WGi]×24）×（efi1109×44）}×H-1i×10-3] ?（3）

式中，TCrs2為仔畜禽呼吸CO2排放量，單位為萬t；FCi為第i類仔畜禽飼養周期，單位為d；BWi為第i類仔畜禽初生體重，單位為kg；WGi為第i類仔畜禽平均日增重，單位為kg；Hi為第i類仔畜禽飼養周期調節系數（若FCi≤365 d，則Hi=1；若FCi＞365 d，則Hi=FCi/365）。

2）畜禽消化系統CH4排放。畜禽胃腸發酵產生氣體主要為CH4，并通過噯氣、腸氣等形式排出體外，反芻家畜瘤胃產生的CH4占所有家畜胃腸產生CH4總量的80%以上，非反芻家畜（馬、騾、驢、豬等）胃腸產生CH4相對較少，禽類胃腸發酵產生CH4極少，不予考慮。

[TCsw=i=1nAAPi×Hi×efi2×10-3] （4）

式中，TCsw為畜禽消化系統產生CH4排放量，單位為萬t；efi2為第i類畜禽胃腸發酵CH4排放系數（表2）。

3）畜禽糞尿管理環節CH4和N2O排放。畜禽糞尿在厭氧條件下主要產生CH4，在有氧條件下主要產生N2O，因此將畜禽糞尿管理環節碳排放分兩部分計算。

糞尿管理環節CH4排放：

[TCmc=i=1nAAPi×Hi×efi3×10-3] （5）

式中，TCmc為糞尿管理環節中CH4排放量，單位為萬t；efi3為糞尿管理中第i類畜禽CH4排放系數（表2）。

糞尿管理環節N2O排放：

[TCmd=i=1nAAPi×Hi×efi4×10-3] （6）

式中，TCmd為糞尿管理環節中N2O排放量，單位為萬t；efi4為糞尿管理中第i類畜禽N2O 排放系數（表2）。

4）畜禽飼養環節能源燃燒和電力消耗CO2排放。畜禽飼養環節能耗主要包括燃煤和耗電。燃煤是為了增加圈舍溫度，其碳排放為畜牧生產輔助系統CO2直接排放；耗電是為了照明、通風、輔助加熱、飼料飼草加工等用電，其碳排放為畜牧生產輔助系統CO2間接排放。

[TCsc=i=1nHi×efi5×i=1nMi×efi6×10-6] （7）

式中，TCsc為畜禽飼養環節能耗CO2排放量，單位為萬t；Ni、Mi分別為第i年畜牧生產中燃煤量和耗電量，單位分別為萬t、kW·h；efi5為燃煤排放CO2系數，為1.98 t/t；efi6為耗電排放CO2系數，為0.97 t/（MW·h）。

5）碳源排碳總量公式（C總排）。

C總排=TCrs1＋TCrs2＋TCsw＋TCmc＋TCmd＋TCsc （8）

1.1.3 碳匯固碳量測算

1）草地牧草生物量碳庫量。根據IPCC（2006年）［1］推薦算法，參考米微等［5］、方精云等［6］的研究，十堰市草地地下部分生物量與地上部分生物量比例確定為4.0，牧草生物量干物質轉換比確定為0.45，牧草生物量與碳量之間轉換比例確定為0.45。天然草地牧草產量采用《湖北草山草坡資源調查報告》（2019年）數據［7］，地上生物量鮮重取1.71 kg/m2。

[Ch=A×V×DM×（1+R）×CF×10-4] （9）

式中，Ch為保持相對類別土地上牧草生物量總碳量，單位為萬t；A為保持相對類別草地面積，單位為hm2；V為牧草單位面積產量，單位為t/hm2；DM為牧草生物量干物質轉換比例；R為地下部生物量與地上部生物量比值；CF為牧草生物量與碳量之間的轉換比例。

2） 草地土壤碳庫量。

[Ct=A×Sd×10-3] （10）

式中，Ct為保持相對類別土地碳貯總量，單位為萬t；Sd為保持相對類別土地土壤有機碳密度，單位為kg/m2。

十堰市天然草地土地覆類型被認定為有林草地，人工草地土地覆類型被認定為草地，計算土壤有機碳密度時參考李克讓等［8］的研究，天然草地土壤有機碳密度取12.76 kg/m2，人工草地土壤有機碳密度取9.99 kg/m2。

3）碳匯固碳總量公式（C總匯）。

C總匯=Ch＋Ct ? ? （11）

1.1.4 碳凈排放公式 碳凈排放計算式如下。

C凈排=C總排－C總匯 （12）

1.2 數據來源及處理

畜禽（生豬、肉牛、山羊、家禽）年末存欄量和當年出欄量數據來源于《十堰統計年鑒》，蛋雞、肉雜雞年末存欄量和當年出欄量數據來源于畜牧部門直聯直報統計系統，病死畜禽量數據來源于動物疫病預防控制中心統計年報。草地數據2016—2021年來源于農業農村部《畜牧業綜合信息平臺草業子平臺》，統計多年生人工牧草留床面積、一年生牧草種植面積、天然草地利用面積和牧草產量4個指標；2011—2015年來源于畜牧部門專業統計年報。燃煤和電力消耗主要集中在肉雜雞規模場、蛋雞育雛場、生豬繁育場，其消耗量數據通過實地調查統計和結合專業統計年報推算獲取。

所有數據按相關公式統一計量單位后用Microsoft Excel軟件處理。

1.3 測算結果

1.3.1 碳源排放量 2011—2021年十堰市畜牧業生產全過程中CO2、CH4和N2O這3種主要溫室氣體排放總量見表3。由表3可知，2011—2021年十堰市畜牧業全生命周期每年碳排放總量為11.24萬～19.84萬t，2020年最低，為11.24萬t，2015年最高，為19.84萬t。畜禽呼吸系統CO2排放占總排放量的43%～49%；能源燃燒CO2排放占總排放量的17%～29%；家畜消化系統CH4排放占總排放量的18%～24%，其中黃牛消化系統CH4排放占豬牛羊消化系統CH4總排放量的53%～67%；糞尿管理CH4和N2O排放分別占總排放量的7%～9%和2%～3%；電力消耗間接排放CO2占比很小，可忽略不計。

1.3.2 碳匯碳庫量 2011—2021年十堰市畜牧業生產全過程中草地牧草生物量碳庫量和草地土壤碳庫量見表4。由表4可知，2011—2021年十堰市畜牧業每年草地碳庫總量為83.86萬～148.93萬t，2014年最低，為83.86萬t，2017年最高，為148.93萬t。

由碳源排碳量式（2）至式（6）可知，畜禽碳排放量與飼養周期、飼養量呈線性正相關，飼養周期越長、飼養量越大，碳排放量越大，因此商品仔畜禽達到標準出欄體重時應及時出欄，既可提高飼料報酬率，亦可減少溫室氣體排放量。

1.4 不確定性分析

1.4.1 測算方法帶來的不確定性

1）種畜禽呼吸CO2排放量的測算沒有細分種公畜、空懷母畜和妊娠母畜，由于種母畜不同時期體重的變化會帶來呼吸CO2排放量的不同，由此測算結果存在不確定性。

2）CH4、N2O的排放采用IPCC推薦的排放因子測算法，由于畜禽個體、養殖場管理水平、糞尿管理方式等的差異會帶來飼料消化吸收率、飼料消耗量、有害氣體排放量的不同，用單一排放因子測算存在不確定性。

1.4.2 測算數據和參數帶來的不確定性

1）碳源排碳量和碳匯固碳量的測算中，相關參數、系數的設定多數參考IPCC推薦或相關研究文獻數據，由于地域的差異帶來測算參數可能有一定偏差，測算結果存在不確定性。

2）碳匯固碳量的測算中，人工牧草沒有細分品種，只簡單分為多年生和一年生2類，且牧草產量取類總量、天然草地單位牧草產量通過省內臨近地區調研文獻獲取，對牧草生物量碳庫的測算存在不確定性。

2 低碳發展的技術路徑和生態策略

畜禽有機體以C、H、O、N、P、S等多種化學元素構成，其中C、H、O、N、P含量最多，占總量的97%以上。根據質量守恒理論，畜禽在采食飼料攝取營養物質來保證機體生長、維持和生產的生命活動過程中，物質C、N保持守恒，采食的C、N總量等于沉積的C、N量與排放的C、N量之和。C、N的沉積包括合成自身機體組織和生產畜禽產品（幼畜、蛋、奶、毛）；C、N的排放包括營養物質在體內氧化分解產生的CO2、被消化分解的飼料在胃腸道發酵產生的CH4和CO2、飼料未被吸收部分及機體代謝產物產生的糞尿以糞C、糞N、尿酸、尿素形式排出體外以及體表脫落的細胞、體毛。即：

畜禽攝入飼料C=沉積C（機體組織、體外畜禽產品）＋排放C（呼吸道排放、消化泌尿道排泄、體表細胞體毛脫落）

畜禽攝入飼料N=沉積N（機體組織、體外畜禽產品）＋排放N（消化泌尿道排泄、體表細胞體毛脫落）

基于此，攝入一定量飼料C、N，實現畜禽沉積C、N最大化和排放C、N最小化，是實現畜牧業高效發展、低碳排放的根本思路。

2.1 動物營養學路徑

動物營養學是研究動物的營養需要以及營養物質與動物生命活動之間關系的學科。動物營養是動物攝取、消化、吸收、利用營養物質一系列化學、物理及生理變化過程的總稱。畜牧業要實現低碳乃至零碳產業，動物營養必須控制到從飼料到糞尿的全過程，在滿足動物維持、生長和生產需要的同時，盡量降低對環境的影響。

2.1.1 測定基本營養需要，按需供給 營養物質供給過剩是導致排泄量增加的直接原因。根據動物不同生理階段代謝特點測定其營養需要，采用分階段飼養、精準飼喂技術，既能保證足夠的營養供給又不造成營養物質浪費和排泄量的增加。據袁森泉等［9］報道，動物日糧的蛋白質和氨基酸含量在逐漸增高，而且大多數飼料的蛋白質含量都大大超過動物的需要量，但只有小部分可沉積在動物體內，而大部分都會被排泄出來，在一個綜合性豬場這一部分高達70%以上（按每產1 kg豬肉耗料4 kg計算）。

2.1.2 科學配比飼料組分，提高消化吸收率 試驗研究表明，利用理想蛋白質、以可消化氨基酸配制日糧、添加酶制劑、添加微生態制劑、降低飼糧蛋白質水平等飼料配制技術可大幅提高氮的沉積量，減少氮的排出量［9，10］。

王文君等［10］的研究表明，使用工業合成純氨基酸添加劑可以配制出氨基酸比例最佳且蛋白質含量較低的新型日糧，同時日糧氮利用率升高，氮排出比傳統法降低50%。袁森泉等［9］的研究表明，肥育料中賴氨酸含量遠高于1%，蛋白質含量遠高于20%。然而，假如日糧中蛋白質飼料的消化率很高，則僅需1%賴氨酸和16%蛋白質就已足夠。蛋白質總量中約1/6是氮，故降低飼料中的蛋白質含量就可較大程度地減少氮的排泄量（表5）。

將日糧中的蛋白質含量從18%降低到16%，可以使肥育豬的氮排泄量減少15%，而將日糧蛋白質含量從18%增加至24%，則氮排泄量可增加47%（表5）。李平化等［11］的研究表明，日糧干物質的消化率從85%提高到90%，隨糞便排出的干物質就可減少1/3。同樣也可算出日糧成分中被看作環境污染物（如氮和磷）的有關數據。

歐洲飼料聯合會（DLG，1995）指出，通過改進畜牧生產可減少動物氮排出量，以養豬生產為例，具體措施和成效見表6。

2.2 動物育種學路徑

動物育種學是應用有關遺傳理論和選育技術來控制、改造動物遺傳種性的一門學科，目的是提高動物生產性能（包括繁殖力、生長速度等），提高動物抗病力，提高肉質及營養價值等。動物生產性能越高、生產效率越高，每單位產品產生的碳排放越少。

IPCC調查報告顯示，提高家畜生產力可以減少動物腸道CH4排放總量的10%～30%。汪開英等［12］的研究表明，美國2007年的奶牛頭數、飼料飼喂量和土地使用量分別只有1944年的21%、23%和10%，而奶牛單產是1944年的4.43倍。2007年奶牛的CO2排放當量比1944年增加了近2倍，但由于奶牛頭數的大幅減少，奶牛單產的提高以及相應的在飼料、水、土地等資源的使用上使得糞便產生的溫室氣體排放量只有1944年的36%，可見提高動物生產力是減少動物CH4排放的有效措施。

王晶晶等［13］的研究表明，全球豬肉生產的總體趨勢是培育具有更高生產效率和更高瘦肉率的種豬，育種重點仍然是提高豬的瘦肉率和生產效率，并給出了最近50年中豬遺傳改良變化趨勢，日增重幾乎翻了一倍，生產1 kg豬肉所需的飼料量從3.20 kg下降到2.15 kg。

目前育種工作的重點是投資回報率的最大化和生產效率提升最大化。這樣的遺傳改良方案在提高養豬生產效率的同時，降低了每生產1 kg豬肉對環境的影響。傳統的遺傳改良方案建立在最佳線性無偏預測（Best linear unbiased prediction，BLUP）方法得到的預測育種值上，通過這個方法，養豬生產效率得到持續的改良。但隨著新的育種技術的出現，例如基因組選擇，改良的速度會進一步提高。王晶晶等［13］的研究表明，應用基因組選擇進行遺傳改良，豬肉生產過程中的環境影響將會在未來50年內得到極大的降低。應用基因組選擇技術后，總計會減少高達27%的溫室氣體排放量、44%的酸性氣體排放量和58%的富營養物排放量。

2.3 動物繁殖學路徑

動物繁殖學是研究動物生殖活動及其調控規律和調控技術的學科，是加強畜禽品種改良、保證畜牧業優質高效發展的重要手段。在畜牧生產中，提高種畜禽繁殖力是擴大畜禽數量、降低生產成本的基本手段，也是降低單位畜禽碳排放的有效措施。

畜禽繁殖力的高低體現在多方面，在實際生產中母畜禽年繁殖力可以認為是1年的產仔成活數，即：

畜禽年繁殖力（X）=（365 d/繁殖周期）×產仔成活數

繁殖周期=妊娠期+空懷期

則商品仔畜禽飼養成本為：

Y=Ym/Xm+Yz

式中，Y為商品仔畜禽飼養成本；Ym為母畜禽飼養成本；Yz為商品仔畜禽的直接飼養成本；Xm為母畜禽的年繁殖力［14］。

同理商品仔畜禽碳排放為：

Yi=Yim/Xi+Yiz

式中，Yi為第i類商品仔畜禽碳排放；Yim為第i類母畜禽碳排放；Yiz為第i類商品仔畜禽的直接碳排放；Xi為第i類母畜禽的年繁殖力。

由上式可知，商品仔畜禽的碳排放與母畜禽年繁殖力呈線性負相關，母畜禽的年繁殖力越高，商品仔畜禽年碳排放越低，而母畜禽年繁殖力與繁殖周期呈線性負相關，與產仔成活數呈線性正相關，因此，縮短繁殖周期、提高產仔成活數可降低商品仔畜禽碳排放量。在畜牧生產中通過提高良種覆蓋率、優化配種方式、縮短空懷期、采用超數排卵技術、提高受胎率和產仔成活率、提高育成率、淘汰不合格種畜禽等手段提高畜禽繁殖力、繁殖效率和生產性能，降低單位畜禽的碳排放量。

2.4 畜牧業清潔生產策略

清潔生產是指將綜合預防的環境保護策略持續應用于生產過程和產品中，以期降低其危害人類健康和環境安全的風險。其實質是一種物料和能耗最少的人類生產活動的規劃和管理，將廢物減量化、資源化和無害化，同時充分滿足人類需要，使社會經濟效益最大化的一種生產模式。

畜牧業清潔生產是對畜牧業生產實行產前、產中全過程控制以減少廢棄物、污染物的生成和排放，降低畜牧生產活動對環境的影響［15］。其包括3個方面內容：一是創造一個適宜畜禽生長、生產的微環境，提升動物福利，提高養殖效益；二是合理管控養殖投入，科學管理養殖廢棄物，減少畜牧生產對環境的影響；三是生產安全、營養的畜禽產品。

2.4.1 正確選址，合理布局，科學設計 污染的環境不僅危害畜禽生長發育，阻礙繁殖，使生產力下降，并誘發各種疾病以致其死亡，而且污染物質在動物體內蓄積帶入畜禽產品可直接危害人的健康。因此，場址選擇要符合《畜牧法》《動物防疫法》等法律法規要求，同時避開廢水、廢氣、廢渣等污染源，既不讓畜禽養殖場成為環境的污染源，也不讓畜禽養殖場受環境的污染；場房功能分區合理，布局協調統一，便于生產管理和疫病防控；圈舍空間符合標準，結構牢固，設計符合動物環境衛生學要求，能滿足畜禽生長、發育、生產的最佳環境條件；場區綠化，改善場區小氣候，凈化場區微環境，在畜禽養殖場四周、道路兩旁栽植灰木蓮、馬尾松、厚莢相思等優良碳匯樹種形成隔離帶，不僅能減少場內臭味外逸，吸附空氣中的微粒和微生物，減輕外界噪音，還能發揮生物量碳匯作用。

養殖場建造要做到場房設施、防疫設施、廢棄物處理設施、循環利用設施、場區綠化同時設計、同時施工、同時投入使用。

2.4.2 精準飼喂，安全投入，科學管理 按畜禽不同生理階段的營養需要實施分階段飼喂，飼料品質安全可控、科學營養、無毒無抗，疫病防控遵規守章，養殖廢棄物收集處理科學無害等，達到節能減排、清潔生產、低碳發展的目的。

2.5 畜牧業生態循環策略

生態循環是指生態系統中生物同環境以及不同種群生物之間不斷進行物質交換和能量流動的過程。畜禽養殖場屬人工生態系統，畜禽作為消費者通過牧草、飼料獲得營養物質和能量完成個體生長及生產，并向環境排泄糞、尿等有機質廢棄物，根據生態學基本原理，對畜禽糞尿等有機質廢棄物的分解利用是完成生態循環的必要環節，是維護生態系統完整和平衡的必要過程。因此，對畜禽養殖廢棄物的管控、處理和利用是維持畜禽養殖場生態系統乃至生物圈這個地球最大生態系統保持生態平衡的重要舉措，只有發展生態循環農業才是實現這一舉措的有效策略。

生態循環農業是運用生態學、經濟學基本原理和現代農業技術，調整和優化農業系統內部結構及產業結構，提高農業系統物質和能量的多級循環利用，最大限度降低對環境影響的一種農業生產模式。循環農業通過對農業生態經濟系統的優化設計與綜合管理，實現農業系統投入資源和可再生資源的高效利用，最大程度地減少污染物的排放，是農業應對節能減排和促進低碳農業發展的重要途徑［16］。Liu等［17］為研究畜禽糞肥在生態循環農業中對農田固碳潛力和糧食產量的影響，在中國東部溫帶農村設計了一個生態循環農場，用玉米秸稈飼養肉牛，將腐熟后的牛糞施入冬小麥-夏玉米輪作農田中，結果表明，用有機肥替代化肥可顯著減少溫帶農田溫室氣體排放量，同時施用有機肥還增加了土壤肥力，進而提高了小麥和玉米產量。十堰市2021年畜禽糞肥產生量為8 068.96萬t，耕地面積為21.93萬hm2，若糞肥替代全部化肥返田可減少碳排放192.98萬t；2021年十堰市有7.19萬m3沼氣工程，年產沼氣647.1萬m3，按0.714 kg標準煤/m3沼氣和70%使用率折算，相當于減少0.32萬t標準煤使用量，可減少0.86萬t碳排放量。

目前生態循環農業模式眾多，在實際生產中不宜生搬硬套，應遵循“整體、協調、循環、再生”的原則，必須和當地資源相結合，因地制宜，按照畜禽排泄物產生量和環境容納量相匹配的原則，以《畜禽糞便還田技術規范》（GB/T25246—2010）、《肥料合理使用準則 有機肥料》（NY/T1868—2021）為指南，科學合理確定糞肥施用的數量、時間和方法，就近高效消納畜禽養殖產生的糞污。基于十堰市山林面積大、耕地面積少、人口居住集中、畜禽養殖規模不大等特點，適宜對“農、林、牧、草、園”進行有機組合、科學布局，形成多種群、多層次、多產業、多效益的人工復合生態系統，在生態循環農業、多產融合農業、旅游觀光農業、優質精致農業等方面打造典范。

參考文獻：

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