陳 瑤， 薛晶晶

(南京工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，江蘇南京 211816)

中國(guó)是生豬生產(chǎn)、消費(fèi)和貿(mào)易大國(guó)，生豬飼養(yǎng)量和豬肉產(chǎn)量均占世界總量的50%左右，多年來生豬出欄量均保持在6億頭以上。但同時(shí)我國(guó)生豬養(yǎng)殖也面臨巨大挑戰(zhàn)：一是生豬發(fā)展方式落后。我國(guó)生豬年出欄50頭以下的散戶約97%的豬場(chǎng)數(shù)的生豬出欄量?jī)H約占總出欄量的50%；二是豬肉價(jià)格波動(dòng)加劇。由于生豬養(yǎng)殖集約化程度較低及生豬市場(chǎng)供求等因素的影響，豬肉價(jià)格一直處于波動(dòng)態(tài)勢(shì)。中國(guó)生豬小戶散養(yǎng)方式帶來的生產(chǎn)粗放、信息不靈、防疫條件差、標(biāo)準(zhǔn)化程度低、良種化程度不高等問題嚴(yán)重制約了產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。王俊能等認(rèn)為，集約化養(yǎng)殖是畜牧業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是產(chǎn)業(yè)集中所釋放的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益和未來發(fā)展的重要推動(dòng)力[1]。另外，隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)集約化程度不斷提高，生豬廢棄物帶來的污染越來越嚴(yán)重。由于畜禽養(yǎng)殖污染處理成本偏高，部分畜禽養(yǎng)殖者糞污處理意識(shí)薄弱，大部分集約化養(yǎng)殖場(chǎng)未能對(duì)生豬廢棄物進(jìn)行有效處理和利用，專業(yè)化特征導(dǎo)致養(yǎng)殖業(yè)與傳統(tǒng)種植業(yè)日益分離，生豬糞便作為農(nóng)田有機(jī)肥的比例大幅度下降，給生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重影響，養(yǎng)殖廢棄物污染也成為制約現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)展的瓶頸。黃季焜等認(rèn)為，隨著畜禽養(yǎng)殖集約化程度的提高，畜禽糞便的利用率逐漸下降，畜禽糞便對(duì)環(huán)境的污染有日益加重的趨勢(shì)[2-3]。由于飼料添加劑的廣泛使用，一些典型集約化養(yǎng)殖場(chǎng)附近存在潛在的空氣污染和水體污染[4-5])，而表層土壤中均存在重金屬污染[6]。散養(yǎng)方式下，農(nóng)戶將畜禽養(yǎng)殖和種植業(yè)相結(jié)合，畜禽糞便的還田率較高；而當(dāng)畜禽養(yǎng)殖業(yè)集約化程度不斷提高時(shí)，種、養(yǎng)分離成為普遍趨勢(shì)，加上近年來建設(shè)的專業(yè)養(yǎng)殖場(chǎng)主要分布在我國(guó)東部和城市郊區(qū)，這些都導(dǎo)致缺乏足夠的配套耕地循環(huán)利用集約化養(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的畜禽糞便[7]。據(jù)2010年《全國(guó)第一次污染源普查公報(bào)》顯示，畜禽養(yǎng)殖業(yè)主要水污染物排放量中化學(xué)需氧量、總氮含量、總磷含量分別為 1 268.26 萬、102.48萬、16.04萬t，分別占排放總量的 41.87%、21.67%、37.9%[8]。Fischer等預(yù)測(cè)，2020年中國(guó)畜禽糞便排放量將會(huì)比2007年增加37%[9]。

1 文獻(xiàn)述評(píng)

1.1 環(huán)境成本的度量及環(huán)境成本內(nèi)部化

國(guó)外很多學(xué)者從生豬廢棄物處理成本的角度分析生豬養(yǎng)殖的環(huán)境成本認(rèn)為，加入環(huán)境成本的集約化養(yǎng)殖場(chǎng)(CAFOs)的生產(chǎn)成本高于小規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)，并測(cè)算出每頭生豬的環(huán)境成本為10.19元(1.49美元)[10-11]。McBride等測(cè)算的環(huán)境治污費(fèi)為0.55元/kg(0.08美元/kg)[12]，Ribaudo等認(rèn)為大型規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)環(huán)境處理成本比不處理增加4%～5.5%[13]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)生豬養(yǎng)殖環(huán)境成本的評(píng)估差異較大，李樺認(rèn)為環(huán)境成本占生豬總成本的比例不足1%[14]；但武深樹測(cè)出2006年湖南省洞庭湖地區(qū)生豬養(yǎng)殖的環(huán)境成本為25.60億元，相當(dāng)于該區(qū)域當(dāng)年畜牧業(yè)生產(chǎn)總值的14.07%[15]。環(huán)境成本內(nèi)部化的核心是污染者付費(fèi)原則，即污染者(包括生產(chǎn)者和消費(fèi)者)應(yīng)為他們的行為支付全部成本，這樣可以確保產(chǎn)品的價(jià)格反映出與其生產(chǎn)和消費(fèi)相關(guān)的環(huán)境損害程度[16]。環(huán)境成本內(nèi)部化的實(shí)現(xiàn)機(jī)制普遍接受的是種養(yǎng)結(jié)合，即對(duì)集約化養(yǎng)殖場(chǎng)按環(huán)境承載能力配套一定面積的種植業(yè)土地，利用種植業(yè)消納集約化養(yǎng)殖場(chǎng)排放的N、P等可能對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅的營(yíng)養(yǎng)元素。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境成本內(nèi)部化就是使畜禽養(yǎng)殖者將治理污染的成本或因排放污染物而產(chǎn)生的稅費(fèi)記入企業(yè)的總成本中?；谶@樣的情境，王會(huì)等構(gòu)建了一個(gè)基于耕地氮磷承載力和運(yùn)輸成本的數(shù)理模型[17]。模型將環(huán)境成本分為兩部分，一是生豬糞便處理成本，即固液分離、沼氣等處理的凈成本；二是處理剩余物的處置成本，設(shè)定有2種處理方式：一種為直接排放并向環(huán)境行政管理部門繳納排污費(fèi)，另一種為自行運(yùn)到農(nóng)田中作還田處置。王會(huì)等認(rèn)為，運(yùn)輸成本是限制養(yǎng)殖規(guī)模的重要因素[17]，但該模型主要是理論分析，并沒有考慮到有機(jī)肥與化肥相比在施用環(huán)節(jié)需要很多的勞動(dòng)力，而這正是當(dāng)下制約有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展和動(dòng)物糞便資源化利用的重要因素。

1.2 集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的適度規(guī)模

適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)的研究實(shí)質(zhì)是面對(duì)有限的農(nóng)業(yè)要素資源條件和可供選擇的生產(chǎn)技術(shù)狀況，對(duì)農(nóng)業(yè)各生產(chǎn)要素進(jìn)行合理配置，使自己的經(jīng)營(yíng)規(guī)模達(dá)到最優(yōu)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出量最大化[18]。適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)可以促進(jìn)科技進(jìn)步在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用、促進(jìn)資金的投入、提高土地產(chǎn)出率、勞動(dòng)產(chǎn)出率和經(jīng)營(yíng)效益。黃延廷認(rèn)為，適度規(guī)模是一個(gè)動(dòng)態(tài)、變化的數(shù)值，由多種因素決定，包括科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，資本的不可分性，農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)者的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)能力，土地面積、勞動(dòng)、資本等要素之間的稀缺性差異等[19]。不同生產(chǎn)要素具有一定的替代效應(yīng)，農(nóng)戶可以根據(jù)要素相對(duì)價(jià)格和資源優(yōu)勢(shì)合理選擇投入的要素水平，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的“稀缺性”，不同生產(chǎn)要素存在最佳配置。本研究對(duì)于集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的最適規(guī)模探討主要從利潤(rùn)最大化指標(biāo)考慮，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素的約束主要考慮資本、土地面積和勞動(dòng)力數(shù)量因素。生豬生產(chǎn)發(fā)展受地理、科技、經(jīng)濟(jì)等多因素制約，而生豬生產(chǎn)規(guī)模化的適度性和科學(xué)性也直接由規(guī)模效益的有效性決定[20]。學(xué)者對(duì)不同區(qū)域畜禽糞便的農(nóng)田作物承載量開展了部分研究，以氮元素為基準(zhǔn)，江蘇省所有農(nóng)用地全部種植農(nóng)田作物畜禽承載力為8 635萬豬當(dāng)量值，全部種植蔬菜作物畜禽承載力為15 949萬豬當(dāng)量值，其中南通市和徐州市畜禽實(shí)際承載量已超過耕地的承載[21]。而盛婧等通過研究糞污直接厭氧發(fā)酵處理模式下規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)農(nóng)牧結(jié)合適度規(guī)模配置，以沼渣和沼液全部在配套農(nóng)田消解為目標(biāo)，認(rèn)為萬頭豬場(chǎng)須要配置的最少農(nóng)田為糧油作物地272.5～285.4 hm2，或茄果類蔬菜149.4～188.2 hm2，或果樹苗木地599.4～1 248.8 hm2；該模式下糧油作物地、茄果類蔬菜地、果樹苗木地分別可承載35～37、53～67、8～17頭/hm2生豬排放糞便的沼渣和沼液[22]。

2 研究思路及模型構(gòu)建

2.1 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)

模型建立是以集約化養(yǎng)殖場(chǎng)為核心，配套相應(yīng)規(guī)模的有機(jī)肥廠及消解有機(jī)肥的種植業(yè)基地，形成種養(yǎng)結(jié)合的農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。過量的沼液、沼渣在農(nóng)田施用將會(huì)引起N、P流失二次污染環(huán)境，因此，研究規(guī)模養(yǎng)殖場(chǎng)必須匹配周邊農(nóng)田面積及農(nóng)田對(duì)沼液、沼渣的適宜承載量至關(guān)重要[23]。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中耕地氮磷承載量與生豬養(yǎng)殖糞便中氮磷的總量處于適度均衡狀態(tài)。農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)原理是集約化養(yǎng)殖場(chǎng)糞污處理技術(shù)的產(chǎn)物糞便、沼渣及墊料進(jìn)入有機(jī)肥廠生產(chǎn)有機(jī)肥，沼液則作為種植業(yè)的液肥用于灌溉；產(chǎn)品中有機(jī)肥料提供給農(nóng)戶作為種植業(yè)的肥料；種植業(yè)的秸稈作為有機(jī)肥原料由有機(jī)肥廠回收，種植的谷物和大豆則作為飼料產(chǎn)品提供給生豬養(yǎng)殖業(yè)(圖1)。

2.2 模型的構(gòu)建

本研究的適度規(guī)模主要以模型建立的系統(tǒng)收益最大化為基礎(chǔ)，抵消有機(jī)肥廠的成本收益，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的收益為生豬銷售收入和種植業(yè)收入的總和減去相關(guān)的成本費(fèi)用。以集約化養(yǎng)殖場(chǎng)、有機(jī)肥廠和種植業(yè)結(jié)合的農(nóng)業(yè)種養(yǎng)生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)模收益在不同時(shí)間和空間上受到資金投入量、土地面積、勞動(dòng)力數(shù)量的相應(yīng)約束，在不同的生豬養(yǎng)殖規(guī)模水平上會(huì)產(chǎn)生不同的收益，通過設(shè)定不同的約束條件也會(huì)產(chǎn)生不同的適度規(guī)模結(jié)果。

建立適度規(guī)模的整數(shù)規(guī)劃模型，利用WinQSB軟件計(jì)算整數(shù)規(guī)劃。對(duì)于規(guī)模選擇問題中的“是-否”或“有-無”問題，可借助整數(shù)規(guī)劃中的0-1整數(shù)變量[24]。0-1變量也被稱為二進(jìn)制變量、決策變量或邏輯變量，一般表示為：

(1)

只能選擇1種適度規(guī)模的含義就是多種決策方案中選1個(gè)方案，即

x1+x2+x3≤1。

(2)

表示規(guī)模選擇的2個(gè)決策變量相互排斥，稱類似的2個(gè)或多個(gè)互斥決策變量為互斥變量。若這些變量要求必須選擇1個(gè)時(shí)，則變量之和就等于1。

令Q為生豬出欄量，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的凈收益(TR)=(不同規(guī)模水平下生豬銷售收入+種植業(yè)收入)-(養(yǎng)殖場(chǎng)總成本+有機(jī)肥料成本+種植業(yè)成本)；資金投入需求A為集約化養(yǎng)殖場(chǎng)與有機(jī)肥廠的資本投入之和；耕地需求S為規(guī)模生豬廢棄物氮磷養(yǎng)分的最大耕地承載量；勞動(dòng)力需求L為農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)殖場(chǎng)、有機(jī)肥廠及種植業(yè)所需要的勞動(dòng)力總和。

同時(shí)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)凈收益最大化的限制條件還有投入資金、耕地面積和勞動(dòng)力數(shù)量，建立規(guī)模決策的整數(shù)規(guī)劃模型：

(3)

考慮環(huán)境因素下的生豬總成本由生產(chǎn)成本和環(huán)境成本組成，不同集約化養(yǎng)殖廢棄物處理方式下的環(huán)境成本也不一樣。本研究養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理主要采用沼氣方式和發(fā)酵床處理方式，對(duì)于養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理方式的探討主要分為2類：一類為產(chǎn)生污水并以沼氣工程為前提的廢棄物處理方式，另一類為污水零排放的發(fā)酵床處理方式。沼氣工程廢棄物處理主要以產(chǎn)生沼氣為主，沼氣工程涉及的廢棄物處理工藝主要包括固液機(jī)械分離、厭氧處理、好氧處理(堆肥)、氧化塘等[25-27]。發(fā)酵床養(yǎng)豬是一種環(huán)保型生態(tài)養(yǎng)豬實(shí)用技術(shù)，原理是通過發(fā)酵床有機(jī)墊料的物理吸收以及有益菌對(duì)豬糞尿廢棄物的降解、消化，豬舍無污水外排，實(shí)現(xiàn)生豬廢棄物的資源化利用[28-29]。其中，沼氣方式主要以干清糞為主，糞水和污水通過廢水處理系統(tǒng)產(chǎn)生沼氣，固體糞便和沼渣用于堆肥，其環(huán)境成本主要包括糞污處理凈成本、職能部門檢測(cè)成本和排污費(fèi)；發(fā)酵床養(yǎng)殖方式的環(huán)境成本主要為發(fā)酵床的投入成本、墊料的翻耙和清理成本。假設(shè)系統(tǒng)中配套的有機(jī)肥廠的有機(jī)肥主要銷售給種植業(yè)農(nóng)戶，總成本主要為有機(jī)肥生產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)成本、肥料還田的運(yùn)輸成本；農(nóng)戶的收入主要為種植業(yè)收入和秸稈的收入，種植成本主要為有機(jī)肥購(gòu)入成本；種植業(yè)耕地是以有機(jī)肥廠為中心的圓盤形，且有機(jī)肥料均勻分布在耕地上。因此對(duì)于TR進(jìn)一步分解：

(4)

3 集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的適度規(guī)模分析

3.1 沼氣方式下的適度規(guī)模

根據(jù)模型(3)和模型(4)，當(dāng)j=1時(shí)，利用WinQSB軟件對(duì)資金投入量(A)、土地面積(S)、勞動(dòng)力數(shù)量(L)約束條件測(cè)算，得出農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)收益最大化的適度規(guī)模(表1)。

表1 沼氣方式處理下農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生豬養(yǎng)殖適度規(guī)模單位

由表1構(gòu)成的3個(gè)約束條件資金投入量、土地面積、勞動(dòng)力數(shù)量可知，當(dāng)A≤25萬元或S≤3 000 hm2或L≤16人時(shí)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)凈收益最大化的適度規(guī)模為小規(guī)模生豬養(yǎng)殖(x1)。當(dāng)25萬元3 000 hm2且L>16，3 000 hm2150萬元且L>16人時(shí)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)凈收益最大化的適度規(guī)模為中規(guī)模生豬養(yǎng)殖(x2)。當(dāng)A>150萬元、S>30 000 hm2且L>165人時(shí)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)凈收益最大化的適度規(guī)模為大規(guī)模(x3)。不同規(guī)模生豬養(yǎng)殖的凈收益分別為28.96萬、401.70萬、4 340.55萬元。

3.2 發(fā)酵床方式下的適度規(guī)模

當(dāng)j=2時(shí)，利用WinQSB軟件得出農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)收益最大化的適度規(guī)模(表2)。

由表2可知，當(dāng)A≤23.78萬元或S≤3 000 hm2或L≤8人時(shí)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)凈收益最大化的適度規(guī)模為小規(guī)模生豬養(yǎng)殖(x1)。當(dāng)23.78萬元3 000 hm2且L>18人，3 000600萬元且L>18人時(shí)，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)凈收益最大化的適度規(guī)模為中規(guī)模(x2)。當(dāng)A>600萬元、S>3 000 hm2及L>185人時(shí)， 農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)凈收益最大化的適度規(guī)模為大規(guī)模(x3)。不同規(guī)模生豬養(yǎng)殖的凈收益分別為35萬、395.24萬、3 868.95萬元。

表2 發(fā)酵床方式下農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生豬養(yǎng)殖適度規(guī)模

將表1和表2中沼氣方式與發(fā)酵床方式在3種規(guī)模水平下的設(shè)備投入、土地面積、勞動(dòng)力數(shù)量狀況對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，沼氣方式的總體投入和各規(guī)模的凈收益略大于發(fā)酵床處理方式。從農(nóng)業(yè)系統(tǒng)單位凈收益看，沼氣方式不同規(guī)模的單位凈收益分別為579.17萬、803.41萬、868.11萬元；發(fā)酵床方式單位凈收益分別為700.14萬、790.48萬、773.79萬元?？梢?，小規(guī)模水平沼氣方式單位凈收益小于發(fā)酵床方式；中大規(guī)模水平沼氣方式單位凈收益均大于發(fā)酵床方式，且在發(fā)酵床方式系統(tǒng)中規(guī)模水平的單位凈收益最大。

3.3 某集約化養(yǎng)殖場(chǎng)——沼氣方式案例分析

3.3.1 集約化生態(tài)農(nóng)業(yè)公司現(xiàn)狀 集約化生態(tài)農(nóng)業(yè)公司位于江蘇省宜興市徐舍鎮(zhèn)，為首批通過農(nóng)業(yè)部畜禽養(yǎng)殖標(biāo)準(zhǔn)化示范場(chǎng)的省級(jí)驗(yàn)收的畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)，該生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司是一家集生豬生產(chǎn)、加工、豬糞綜合利用于一體的現(xiàn)代生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)企業(yè)，也可看作是種養(yǎng)結(jié)合的農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)。根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)適度規(guī)模的選擇結(jié)果，某集約化養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理技術(shù)選擇運(yùn)用沼氣處理實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)營(yíng)。目前，公司總投資8 000多萬元，總占地面積40 hm2，已形成年出欄商品豬5萬頭、種豬5 000頭的生產(chǎn)規(guī)模。2004年該公司作為農(nóng)業(yè)部首批環(huán)境能源利用項(xiàng)目，總投資150萬元建設(shè)綜合養(yǎng)殖場(chǎng)利用豬糞制取沼氣工程，年節(jié)約能源近20萬元，2006年又投入500萬元新建1套污水處理工程，包括1 500 m3沼氣塔、貯氣罐、日產(chǎn)沼氣500 m3供給200 kW的發(fā)電站，對(duì)生產(chǎn)污水凈化率達(dá)80%以上；2007年第2條年出欄5萬頭生豬的生產(chǎn)線、年產(chǎn)20 000 t的飼料廠以及一套新的污水處理工程投入使用。該集約化大型沼氣工程產(chǎn)生的沼液主要用于企業(yè)內(nèi)部約 66.67 hm2蔬菜種植的液肥灌溉，大部分豬糞干物質(zhì)在園區(qū)內(nèi)部堆放或無償提供給蔬果、園藝種植園，未能完全利用的豬糞干物質(zhì)形成有機(jī)肥，同時(shí)也造成一定的環(huán)境污染；通過養(yǎng)殖場(chǎng)、有機(jī)肥廠、種植業(yè)建立農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，還可以改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)社會(huì)就業(yè)。

3.3.2 集約化農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的最適養(yǎng)殖規(guī)模 根據(jù)徐舍地區(qū)2015年農(nóng)村組織和從業(yè)人員情況統(tǒng)計(jì)表和農(nóng)村實(shí)有從業(yè)人員表(資料來源于《徐舍鎮(zhèn)2016年統(tǒng)計(jì)年鑒》)，年末農(nóng)村勞動(dòng)力資源數(shù)約為12 000人，約70%～80%的勞動(dòng)力外出打工；鎮(zhèn)區(qū)實(shí)際從業(yè)人員為部分外來人口加本地勞動(dòng)力，由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)不同行業(yè)的需要，實(shí)際從事農(nóng)業(yè)的農(nóng)村勞動(dòng)力僅約有6 000人。該公司農(nóng)業(yè)循環(huán)生態(tài)園配套耕地約666.67 hm2，加上養(yǎng)殖場(chǎng)和有機(jī)肥廠，耕地約束約為733.33 hm2。其中規(guī)劃模型中的成本函數(shù)主要參考徐舍地區(qū)實(shí)地考察的代表性養(yǎng)殖場(chǎng)建立的生產(chǎn)成本趨勢(shì)線y=1 769.5x-0.075[30]。

根據(jù)徐舍地區(qū)的勞動(dòng)力數(shù)量、耕地約束及某集約化農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中資金的投入現(xiàn)狀，以該集約化養(yǎng)殖場(chǎng)現(xiàn)有的生產(chǎn)能力為基礎(chǔ)，建立農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的非線性規(guī)劃模型：

maxTR=1 650Q-1 769.5Q-0.075+1 760S-0.000 7S3/2

利用WinQSB軟件計(jì)算得出測(cè)算結(jié)果。

由表3可知，在勞動(dòng)力數(shù)量和土地面積資源約束條件下，以某集約化養(yǎng)殖場(chǎng)為核心的農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中養(yǎng)殖場(chǎng)的最適養(yǎng)殖規(guī)模約為25 115頭，配置耕地面積為666.57 hm2，最大化收益為5 903.635萬元。將生豬規(guī)模和耕地面積對(duì)凈收益作敏感性分析可知，生豬規(guī)模對(duì)凈收益的敏感性大于耕地面積影響(圖2)。生豬規(guī)模和耕地面積變動(dòng)1%對(duì)凈收益的影響分別為0.7%、0.3%，變動(dòng)5%的影響分別為3.51%、1.49%，因此變動(dòng)5%以內(nèi)生豬規(guī)模和耕地面積變動(dòng)對(duì)凈收益的影響敏感性較弱，當(dāng)生豬規(guī)模變動(dòng)15%以上，即增減 3 700 頭以上時(shí)凈收益的變動(dòng)大于10%。因此，在勞動(dòng)力數(shù)量和土地面積資源的約束條件下，根據(jù)某集約化養(yǎng)殖場(chǎng)結(jié)果及其敏感性分析，農(nóng)業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)中養(yǎng)殖場(chǎng)的最適養(yǎng)殖規(guī)模約為25 000頭，配置耕地面積666.67 hm2，最大化收益為 5 903.635萬元，即種養(yǎng)結(jié)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生豬最佳配置為40頭/hm2，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的凈收益可達(dá)9萬元/hm2。

4 小結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高，生豬養(yǎng)殖的集約化程度還將進(jìn)一步提高，由此引起的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展問題已經(jīng)成為全球畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要議題， 從生豬養(yǎng)殖的環(huán)境成本內(nèi)部化視角考慮生豬產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也是解決集約化養(yǎng)殖與環(huán)境保護(hù)的最佳手段。沼氣廢棄物處理剩余物仍然存在廢水和廢氣的排放，發(fā)酵床作為零污染排放的養(yǎng)殖模式則存在固體有機(jī)肥還田的運(yùn)輸成本和施肥成本問題，本研究從循環(huán)農(nóng)業(yè)視角建立種養(yǎng)結(jié)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)構(gòu)建基于生豬集約化養(yǎng)殖技術(shù)選擇、完全成本、適度規(guī)模的生產(chǎn)者決策模型，分析既定廢棄物處理技術(shù)下農(nóng)戶收益最大化時(shí)集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的適度規(guī)模，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的優(yōu)化配置。

表3 WinQSB軟件非線性規(guī)劃測(cè)算結(jié)果

根據(jù)農(nóng)戶決策規(guī)劃模型，利用WinQSB軟件整數(shù)規(guī)劃測(cè)算出資金投入量、勞動(dòng)力數(shù)量、耕地不同限制下生豬養(yǎng)殖的適度規(guī)模。將沼氣方式與發(fā)酵床方式在3種規(guī)模水平下的設(shè)備投入、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)凈收益、系統(tǒng)單位凈收益進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，沼氣方式的總體投入略大于發(fā)酵床處理方式，從農(nóng)業(yè)系統(tǒng)總體收益及單位凈收益看，小規(guī)模水平上沼氣方式小于發(fā)酵床方式；中大規(guī)模水平上，沼氣方式均大于發(fā)酵床模型，且在發(fā)酵床方式系統(tǒng)中規(guī)模水平的單位凈收益最大。然后通過某集約化養(yǎng)殖場(chǎng)的案例分析，利用WinQSB軟件非線性規(guī)劃測(cè)算出在勞動(dòng)力數(shù)量和土地面積資源的約束條件下，種養(yǎng)結(jié)合農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中生豬最佳配置為40頭/hm2，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的凈收益可達(dá)9萬元/hm2。