胡中應(yīng)， 汪夢(mèng)穎

(皖西學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽六安 237012)

?

安徽省畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化研究

——基于環(huán)境承載力視角

胡中應(yīng)， 汪夢(mèng)穎*

(皖西學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，安徽六安 237012)

在對(duì)安徽省畜牧業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，利用養(yǎng)分平衡理論，對(duì)2000～2013年安徽省各地級(jí)市畜禽養(yǎng)殖污染情況進(jìn)行測(cè)度，用單位耕地面積畜禽糞便當(dāng)量負(fù)荷和警報(bào)值來判斷不同地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展是否超過其環(huán)境承載能力, 并從區(qū)域合理化和種類多元化兩方面提出了政策建議。

畜禽廢棄物；環(huán)境承載力；產(chǎn)業(yè)布局；養(yǎng)分平衡；警報(bào)機(jī)制

隨著人們生活水平的提高，居民對(duì)畜禽產(chǎn)品的需求量增加。2004～2013年安徽省畜禽養(yǎng)殖總數(shù)增加，其中豬飼養(yǎng)數(shù)量上升10%，家禽飼養(yǎng)數(shù)量增加69.72萬只。畜禽數(shù)量的增加直接導(dǎo)致糞便的排放量的增加，到2013年末，安徽省畜禽糞便總量達(dá)7 765.87萬t，耕地面積僅為418.81萬hm2，而單位耕地面積在一定時(shí)期內(nèi)對(duì)畜禽糞便消納吸收能力是確定的，超負(fù)荷承載只會(huì)造成土壤氮污染?？刂菩笄蒿曫B(yǎng)規(guī)模、合理布局畜牧業(yè)生產(chǎn)成為安徽省畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要議題。

國外學(xué)者很早就開始關(guān)注畜牧業(yè)的發(fā)展帶來的環(huán)境污染問題，如Mallin等[1]認(rèn)為畜禽糞便是氮和磷污染的主要來源[1]。同時(shí)，學(xué)者們也注意到畜禽糞尿等作為肥料使用具有兩重性，即一方面與化肥相比，畜禽糞便所含養(yǎng)分較全，肥效穩(wěn)而長，能提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，并且可以減少化肥單獨(dú)施用所產(chǎn)生的某些副作用[2]；另一方面，在一定時(shí)間內(nèi)單位耕地面積對(duì)畜禽糞便吸收能力是有限的，超過這個(gè)限度，多余的氮磷等元素將會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，營養(yǎng)盈余問題就會(huì)顯現(xiàn)[3]。因此，某地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)模應(yīng)與承載畜禽糞尿等廢棄物的耕地面積相聯(lián)系，飼養(yǎng)密度應(yīng)不超過該地區(qū)耕地的最大承載能力，畜牧業(yè)發(fā)展應(yīng)受到環(huán)境的制約[4]。

就國內(nèi)研究而言，王方浩等[5]評(píng)價(jià)了畜禽糞便產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)，認(rèn)為我國很多省份都存在著畜禽糞便導(dǎo)致的氮、磷污染問題。楊飛等[6]研究表明，2020年全國畜禽養(yǎng)殖量較2009年將成倍增長，許多省區(qū)的耕地將達(dá)到最大氮消化能力，其土壤和水環(huán)境將面臨來源于畜禽養(yǎng)殖的嚴(yán)重超負(fù)荷氮承載。在區(qū)域畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)布局上，胡浩等[7]對(duì)江蘇省的畜牧業(yè)布局與地區(qū)環(huán)境承載力之間的關(guān)系做了實(shí)證研究。

綜上，目前從環(huán)境承載能力出發(fā)來研究畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)布局的研究成果較少，省域畜牧業(yè)生產(chǎn)布局研究幾乎空白。鑒于此，筆者以安徽省畜牧業(yè)發(fā)展為特定研究對(duì)象，從環(huán)境承載的角度對(duì)各地區(qū)的污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)并建立預(yù)警機(jī)制，以期為地方畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展提供參考建議。

1　研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1研究方法

1.1.1產(chǎn)業(yè)集中度。畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度是用來衡量各市畜牧業(yè)在安徽省畜牧業(yè)中的貢獻(xiàn)率，集中度越高競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)。該研究采用區(qū)位商法計(jì)算安徽省各市畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度。區(qū)位商又稱專業(yè)轉(zhuǎn)化率，是衡量地區(qū)專業(yè)化的重要指標(biāo)。該研究選用生產(chǎn)總值為區(qū)位商計(jì)算指標(biāo)，計(jì)算公式為：

(1)

式中，LQ為安徽省各市畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度；La為各市畜牧業(yè)總產(chǎn)值；Lb為各市農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值；LA為安徽省畜牧業(yè)總產(chǎn)值，LB為安徽省農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值。LQ越大，說明集中度越高。LQ>1，說明該市的畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度超過全省平均水平；LQ=1，意味著該市畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度處于全省平均水平；當(dāng)LQ<1時(shí)，表明該市畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度低于全省平均水平。

1.1.2畜牧業(yè)承載能力測(cè)度。根據(jù)養(yǎng)分平衡理論，自然界中的氮元素總量是固定不變的，它總是以這樣或那樣的形式儲(chǔ)存在其他物質(zhì)內(nèi)。假設(shè)區(qū)域內(nèi)種植作物只有水稻和小麥2種，農(nóng)民的施肥方式也只有化肥和糞肥2種，則區(qū)域內(nèi)氮的輸出只有水稻和小麥，氮的輸入只有化肥和糞肥。根據(jù)養(yǎng)分平衡理論可以得到：氮輸入=氮輸出+氮損失(農(nóng)作物沒有吸收完的盈余)，即化肥氮輸入+糞肥氮輸入=水稻氮輸出+小麥氮輸出+氮損失，并且二者長期處于平衡狀態(tài)，若輸入氮總量大于輸出氮總量， 則表明農(nóng)田系統(tǒng)氮處于“盈余”狀態(tài)，其盈余量越大損失量就可能越大， 對(duì)環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)就越大;若氮輸入總量小于輸出總量， 此時(shí)土壤中沒有氮累積， 則表明農(nóng)田系統(tǒng)的氮為“虧缺”狀態(tài)，環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)較低，但長期中不利于農(nóng)作物生長。經(jīng)過簡單的轉(zhuǎn)換，原式可化為：化肥氮輸入+糞肥氮輸入-農(nóng)作物氮輸出=氮損失。

畜禽糞便跨區(qū)域運(yùn)輸成本高，難度大的特性決定了當(dāng)區(qū)域內(nèi)畜禽養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大，單位耕地面積畜禽糞便承載力增大，即糞肥氮輸入增加。但是由于單位耕地面積內(nèi)的農(nóng)作物產(chǎn)量是一定的，所以水稻和小麥對(duì)氮的吸收是不變的，即氮的輸出量一定的。那么當(dāng)?shù)妮斎攵说妮斎肓吭黾訒r(shí)，由于輸出量固定，則只有氮損失的量增加才能保證等式兩邊保持平衡。但是氮損失越高，對(duì)環(huán)境潛在的污染風(fēng)險(xiǎn)就越高，反之若貯存或損失養(yǎng)分接近于零，此時(shí)估算出的糞肥輸入養(yǎng)分量以及以此為根據(jù)推算的單位耕地面積畜禽飼養(yǎng)量，就是某地區(qū)環(huán)境適宜的承載數(shù)量。

根據(jù)以上思路，安徽省畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)布局分析以養(yǎng)分平衡為基礎(chǔ)，把不同種類的畜禽產(chǎn)生的、不可比較的排泄物轉(zhuǎn)換成用同一標(biāo)準(zhǔn)的豬糞當(dāng)量來衡量和分析，以評(píng)價(jià)單位耕地面積在一定時(shí)期內(nèi)對(duì)畜禽糞便的吸收消納能力，從而建立警報(bào)值機(jī)制，確定各個(gè)城市與環(huán)境承載力相適應(yīng)的最大畜禽養(yǎng)殖數(shù)量，對(duì)安徽省目前的養(yǎng)殖模式進(jìn)行評(píng)價(jià)，促進(jìn)符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的畜牧業(yè)發(fā)展。

1.1.2.1畜禽糞便量的估算。不同畜禽產(chǎn)生的糞便量可以依據(jù)畜禽生長周期(飼養(yǎng)周期)和日排泄系數(shù)計(jì)算得出，計(jì)算公式為：

(2)

式中，Q為畜禽產(chǎn)生的糞便總量(kg)；m為各市畜禽飼養(yǎng)數(shù)量(只)；d為牲畜生長周期(d)，P為牲的日排泄系數(shù)。畜禽糞便在耕地存儲(chǔ)的過程中由于自然、人為等因素會(huì)有流失,把施入土地的畜禽糞便按計(jì)算結(jié)果的80%計(jì)算。其中家禽由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不全，且差別較小，均按蛋雞計(jì)算。

1.1.2.2畜禽糞便豬糞當(dāng)量總量。即把各種牲畜產(chǎn)生的糞便量均轉(zhuǎn)化成豬糞來比較，計(jì)算公式為：

(3)

式中，T為畜禽糞便豬糞當(dāng)量總量(kg)；Q為畜禽糞便量總量；γ為豬糞當(dāng)量換算系數(shù)。

1.1.2.3單位面積畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷值。這是畜禽飼養(yǎng)密度的判斷標(biāo)準(zhǔn)，主要由畜禽糞便豬糞當(dāng)量總量和耕地面積2個(gè)因素衡量，計(jì)算公式為：

(4)式中，K為單位面積畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷值[t/(hm2·a)];T為畜禽糞便豬糞當(dāng)量總量(萬t·a);S為耕地面積(萬hm2)。1.1.2.4畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)值。畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)值是衡量施入土地的畜禽糞便是否過量的重要指標(biāo)。計(jì)算公式為：

(5)

式中，R為豬糞當(dāng)量負(fù)荷警報(bào)值；K為單位面積畜禽糞便豬糞當(dāng)量負(fù)荷值；ρ是單位耕地以豬糞當(dāng)量計(jì)算的畜禽糞便最大施入量，結(jié)合安徽省實(shí)際情況，計(jì)算出該值為13。以上下微調(diào)1/3為限度，結(jié)合社會(huì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益，最終確定安徽省豬糞當(dāng)量最高施用量為28 t/(hm2·a)。按照最終計(jì)算的R值大小，制定4級(jí)畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)值，從對(duì)環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)程度由小到大分別分為：0～0.5無污染，0.5～0.7稍有污染，0.7～1.0有污染，大于1.0嚴(yán)重污染。

1.2數(shù)據(jù)來源該研究飼養(yǎng)數(shù)量數(shù)據(jù)、耕地面積數(shù)據(jù)來源為安徽省統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)；飼養(yǎng)周期和日排泄系數(shù)來源于國家環(huán)境總局自然生態(tài)司調(diào)查(1994)并結(jié)合各類養(yǎng)殖場(chǎng)實(shí)際情況做出相應(yīng)調(diào)整。

2　結(jié)果與分析

2.1安徽省畜牧業(yè)布局現(xiàn)狀根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，利用公式(1)，計(jì)算得到2000～2013年安徽省各市畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度(表1)。

由表1可知，安徽省畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)分布地區(qū)不合理，皖中地區(qū)(包括合肥、巢湖、滁州、六安)以及皖北地區(qū)(包括蚌埠、阜陽、宿州、淮北、淮南、亳州)由于面積廣大、氣候干燥，疫情不易大面積傳播等自然因素以及人口密集需求量大等市場(chǎng)因素，畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度高于全省平均水平；而馬鞍山、蕪湖、宣城、銅陵、池州等皖南地區(qū)由于丘陵地形，不適合大規(guī)模養(yǎng)殖，且人口相對(duì)分散，難以形成較大的集聚市場(chǎng)而集中度低于全省平均水平。其中，合肥和六安是2個(gè)連續(xù)14年畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度都大于1的城市；黃山是皖南地區(qū)中唯一的畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度大于1的城市。亳州、淮南的畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度呈下降趨勢(shì)，淮北、滁州則呈增長趨勢(shì)。

2.2安徽省各地區(qū)畜牧業(yè)承載能力測(cè)度根據(jù)“1.1.2”中的理論和方法，該研究用衡量施入土地的畜禽糞便量是否超過土地負(fù)荷的畜禽糞便警報(bào)值來建立畜禽養(yǎng)殖數(shù)量與生態(tài)環(huán)境承載力相適應(yīng)的警報(bào)機(jī)制。安徽省各市畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)值見表2。

由表2可知，皖中地區(qū)污染最為嚴(yán)重，絕大部分畜禽糞便警報(bào)值集中在0.5～0.7區(qū)間(稍有污染)，其中合肥市污染指數(shù)明顯高于巢湖、滁州、六安3市，14年間畜禽糞便對(duì)土壤的污染程度R值上升了45%，2011～2013年4市污染指數(shù)均呈緩慢上升趨勢(shì)；皖南地區(qū)除黃山市和宣城市以外的其他各市畜禽糞便警報(bào)值集中于0.5左右(對(duì)土壤不構(gòu)成污染或污染較小)。2001～2013年黃山市均為嚴(yán)重污染，其耕地面積為安徽省最少，單位耕地面積畜禽糞便負(fù)荷量較大，已經(jīng)嚴(yán)重超出土壤消納吸收能力，對(duì)農(nóng)田、河流造成一定程度的污染。宣城2003年以前畜禽糞便沒有對(duì)環(huán)境造成污染，2004～2007年稍有污染，2007～2013年有污染，是一個(gè)典型的飼養(yǎng)數(shù)量漸進(jìn)增加的城市。馬鞍山市是2000～2013年全省唯一不受畜禽糞便污染的城市(警報(bào)值R均小于0.5)；皖北地區(qū)2000～2007年R值迅速下降，從有污染和嚴(yán)重污染下降到稍有污染，2008年以后相對(duì)保持在0.5～0.7。

總體而言，安徽省畜禽糞便警報(bào)值R值成正態(tài)分布規(guī)律，且成遞減規(guī)律。2000～2005年安徽省畜禽糞便警報(bào)值為0.7～1.0，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了污染，2006～2013年下降到0.5～0.7，全省畜牧業(yè)對(duì)環(huán)境的污染程度在降低，畜禽飼養(yǎng)環(huán)境在改善。

表1　2000～2013年安徽省各市畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度

表2　安徽省各市畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)值

3　結(jié)論與建議

3.1結(jié)論該研究測(cè)算了安徽省各地區(qū)產(chǎn)業(yè)集中度和單位耕地面積畜禽糞便負(fù)荷警報(bào)值，從宏觀角度明晰了各市畜牧業(yè)飼養(yǎng)情況，并從養(yǎng)分平衡的角度解讀了畜牧業(yè)發(fā)展與各地區(qū)環(huán)境適宜承載量之間的關(guān)系，從理論的角度為決策者制定地區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)，有助于從源頭上減少因畜牧業(yè)布局不合理而引起的空氣污染、水污染和耕地污染。

安徽省畜禽飼養(yǎng)情況主要集中在合肥、安慶、滁州、六安等皖中地區(qū)和蚌埠、阜陽、宿州、淮北、淮南等皖北地區(qū)，皖南地區(qū)分布相對(duì)較少。畜牧業(yè)集中地區(qū)飼養(yǎng)數(shù)量相對(duì)飽和，土地等自然資源達(dá)到環(huán)境承載力最大值，繼續(xù)增加飼養(yǎng)數(shù)量只會(huì)給環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的破壞；飼養(yǎng)種類不均衡，牛、羊飼養(yǎng)數(shù)量急劇下降，而豬、家禽的飼養(yǎng)數(shù)量則迅速增加。一個(gè)地區(qū)的環(huán)境承載力取決于短板效應(yīng)，單一的飼養(yǎng)模式只會(huì)促進(jìn)環(huán)境以最快的速度達(dá)到飽和值。

安徽省飼養(yǎng)環(huán)境在逐步改善。2000～2006年安徽省畜禽飼養(yǎng)數(shù)量持續(xù)增加，尤其是皖中、皖北地區(qū)，單位土地飼養(yǎng)壓力不斷增加，環(huán)境承載力即將達(dá)到最大負(fù)荷。2006年以后，警報(bào)值R明顯減小，以皖北地區(qū)變化最為典型，以亳州市為代表，全省警報(bào)值R也下降到0.5～0.7，對(duì)環(huán)境的污染程度明顯小于2006年以前，畜牧業(yè)養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境在改善。

3.2安徽省畜牧業(yè)布局優(yōu)化對(duì)策從環(huán)境承載報(bào)警值來看，建議合肥、宿州、蚌埠、六安、宣城、安慶、黃山等地區(qū)要限制畜牧業(yè)飼養(yǎng)數(shù)量，從源頭上減少對(duì)土地、水體等的污染，而亳州、阜陽、馬鞍山、蕪湖等地區(qū)還可繼續(xù)增加養(yǎng)殖數(shù)量。對(duì)大型養(yǎng)殖場(chǎng)和農(nóng)村小規(guī)模家庭養(yǎng)殖戶分別制定適宜自身發(fā)展情況的多元化的治理措施，采用綜合利用為主、多邊治理為輔的方式；在城市近郊建立冷庫，完善城市冷鏈物流運(yùn)輸系統(tǒng)，緩解區(qū)域供給不平衡的矛盾；同時(shí)也要完善畜牧業(yè)環(huán)保法規(guī)，擬定畜禽排放量的衡量標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格執(zhí)行；對(duì)皖南等畜禽養(yǎng)殖數(shù)量還可繼續(xù)增加的地區(qū)，加快現(xiàn)代的大規(guī)模集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的建設(shè)，鼓勵(lì)畜牧業(yè)發(fā)展。同時(shí)鼓勵(lì)飼養(yǎng)品種多元化，緩解因單一飼養(yǎng)模式而給環(huán)境造成的壓力；建立特色畜

產(chǎn)品飼養(yǎng)基地，提高畜禽飼養(yǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] MALLIN M A, CAHOON L B. Industrialized animal production-A major source of nutrient and microbial pollution to aquatic ecosystems[J]. Population & environment,2003,24:369-385.

[2] BROUWER F.Nitrogen balances at farm level as a tool to monitor effects of agri-environmental policy[J].Nutrient cycling in agroecosystems, 1998,52(2):303-308.

[3] TEIRA-ESMATGES M R, FLOTATS X.A method for livestock waste management planning in NE Spain[J].Waste management, 2003, 23(10):917-932.

[4] TAMMINGA S.Pollution due to nutrient losses and its control in European animal production[J].Livestock production science, 2003,84(2):101-111.

[5] 王方浩，馬文奇，竇爭(zhēng)霞，等.中國畜禽糞便產(chǎn)生量估算及環(huán)境效應(yīng)[J].中國環(huán)境科學(xué)，2006(5)：614-617.

[6] 楊飛，楊世琪，諸云強(qiáng)，等.中國近30年畜禽養(yǎng)殖量及其耕地氮污染負(fù)荷分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013(5)：1-11

[7] 胡浩，郭利京.農(nóng)區(qū)畜牧業(yè)發(fā)展的環(huán)境制約及評(píng)價(jià)：基于江蘇省的實(shí)證分析[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2011(6):36-42.

Study on the Optimization of the Animal Husbandry Industry Layout in Anhui Province—Based on the Perspective of Environmental Carrying Capacity

HU Zhong-ying, WANG Meng-ying*

(School of Economy and Management, West Anhui University, Lu’an, Anhui 237012)

Based on analyzing the animal husbandry industry production status in Anhui Province, using the theory of nutrient balance, livestock and poultry breeding pollution in each city in Anhui Province during 2000-2013 was measured. The excrement of livestock in unit of cultivated land area and alarm value were used to tell whether development of livestock husbandry exceeds the environment carrying capacity in different areas and some policy suggestions were proposed from two aspects of regional rationalization and diversification.

Livestock waste; Environment carrying capacity; Industrial distribution; Nutrient balance; Warning mechanism

安徽省軟科學(xué)項(xiàng)目(1502052049)；安徽省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)項(xiàng)目(AHSKY2015D40)；安徽省高校優(yōu)秀青年人才支持計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(gxyqZD2016237)；國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(20141037601)。

胡中應(yīng)(1981-)，男，安徽六安人，副教授，在讀博士，從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理研究。*通訊作者，本科生，專業(yè)：國際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易。

2016-04-18

S-9

A

0517-6611(2016)18-238-03