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省域畜养产污影响因素分析指标体系构建研究

2019-08-30杨红新付强

天津农业科学 2019年8期
关键词:省域河南省指标体系

杨红新 付强

摘    要:在畜养产污机理及影响因素分析的基础上,构建了包括污染物产生量、农业种养、社会经济条件3类27个指标的省域畜养产污分析指标体系。同时,以河南省为实证案例区,搜集了2000—2015年河南省农业种养、社会经济条件的相关指标,借助相关分析方法构建了河南省畜养产污分析指标体系,并借助回归分析方法检验影响因素指标的选取效果。结果表明,本研究构建的河南省畜养产污分析指标体系较为合理,污染物产生量与农业种植和社会经济指标相关性较高,符合养殖业与种植业协同发展、污染集聚态势与经济集聚态势趋同的发展规律。因此,依据畜养产污机理简图选取省域畜养产污影响因素的方法是可行的;能够及时更新的畜养产污量可作为省域畜禽养殖业管理政策制定的数据参考;本研究所构建的省域畜养产污影响因素分析指标体系具有一定的实用价值。

关键词:省域;畜养产污;指标体系;影响因素;河南省

中图分类号:F302.5         文献标识码:A            DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-6500.2019.08.013

Abstract:  Based on the analysis of the livestock and poultry waste generation (LPWG) mechanism and its influencing factors, this paper established a provincial LPWG analysis index system, including 27 indicators of the pollution amount, agricultural planting and breeding, and soci-economic conditions. Meanwhile, this paper also took Henan province as an empirical study for LPWG influencing index system analysis. The Henan province LPWG influencing factors index system was verified by correlation analysis and regression analysis. The results showed that, the provincial LPWG analysis index system of Henan province accordance with the law of the coordinated development of the livestock and poultry breeding industry and planting industry. And it was also accorded with the law of the trend of pollution aggregation was similar to the trend of economic aggregation. Therefore, it was feasible to select the influencing factors of provincial LPWG by the LPWG mechanism; the updatable LPWG quantity could be used as the data reference of the policy formulation for the livestock and poultry breeding industry; the index system of provincial LPWG influencing factors has practical values.

Key words:provincial; livestock and poultry waste generation; index system; influencing factors; Henan province

随着工业源等点源污染控制技术的发展,非点源污染成为全球范围的突出问题[1],且造成水源地污染的主要是农业非点源污染[2]。中国环保部《2016年中国环境状况公报》(2017年6月5日发布)显示全国地表水1 940个国考断面中,IV类、V类、劣V类占32.3%,全国地下水6 124个水质监测点中较差级和极差级的监测点占60.1%,中国水环境污染问题仍然不容乐观。2010年第一次全国污染源普查公报显示,农业非点源污染是中国地表水污染的主要来源,而畜养污染的COD、总氮和总磷分别占农业污染源的96%,38%和56%[3]。因此,农业非点源污染的管理与治理在中国更加重要。

改革开放40年来,我国畜牧业快速发展,总体规模世界第一[4]。不断扩大的养殖规模导致畜养废弃物超出土地消納能力,区域规模化养殖存在着对环境的污染加重、疫病危害程度大、标准化水平不高以及面临生存危机和市场风险加大等问题[5-6]。2015年《水污染防治行动计划》的“水十条”和2016年《土壤防治行动计划》的“土十条”等从国家层面上对畜禽养殖业日益趋严的环保约束也说明了畜养污染在中国的严峻性[4],畜禽养殖业污染的管理与治理是当前中国农业非点源污染治理的关键。

管理者需要根据各地畜养污染的空间差异并及时制定有针对性的管理政策,宏观层面的畜禽养殖及其产排污的空间分布规律的识别是管理政策落地的前提条件,且政策的制定不仅包括畜禽养殖业、种植业等农业行业,还应包括与畜禽养殖业相关的社会经济发展中的其他行业。在实际操作中存在着两种困难,即作为政策依据的污染量的核定和与各地畜禽养殖业污染息息相关的社会经济影响要素的确定。一方面,在中国区域养殖业和种植业严重不平衡的当下,各地的养殖规模、养殖工艺、农业种养模式和减排措施各不相同,需要耗费大量物力人力测算经不同减排措施后的需要处理的污染物排放量,如2007年全国第一次农业污染源普查和2017年的第二次污染源普查工作。而在区域养殖畜种稳定的情况下,各地不同畜种的污染物产生系数相对稳定,利用产污系数法估算畜禽养殖污染物的产生量简便易行,也能够做到及时更新,其作为宏观政策制定的数据参考更为合适。另一方面,国内畜养空间分布研究集中在全国范围和特定区域畜养污染物的时空分布和变化[7]分区治理[8]等方面。近年来,一些学者也开始关注省域畜养污染物的时空分布和耕地污染负荷[9]、环境影响[10]、防治对策[11]等。这些研究多采用统计年鉴中的省级畜养量数据或市级畜养量数据进行污染物基础数据核算,进而分析养殖量或污染量的时空分布特征。但畜禽养殖业同样受到除农业种养条件以外的人口、经济、能源、交通等社会经济发展因素的影响,少有研究涉及这些影响因素。因此,探索一种能够及时更新的畜禽养殖业污染量核算及其影响因素的方法势在必行。

从相关学者在全国范围的研究来看,全国范围内实行畜禽污染防治工作的关键在于对畜禽量聚集程度显著的省份(四川、河南、山东)优先进行相关政策的实施[12]。河南省是农业大省,畜禽养殖业是河南农业经济的重要支柱产业之一,河南部分县的畜养业产值占农业总产值的一半以上。与此同时,河南畜禽养殖业废弃物污染也已成为其环境污染的重要来源,部分地市畜禽养殖业污染已超过农田的消纳和承受能力[11]。鉴于此,本文以河南为案例进行省域畜养产污影响因素分析指标体系构建研究,以期探索识别畜养产污影响因素的方法,为畜禽养殖业区域管理政策的制定提供参考。

1 畜养产污机理及影响因素分析

1.1 畜养产污机理分析

在自然环境、农业种养、社会经济活动等的综合作用下,畜禽养殖业产生的污染物经过减排措施后进入环境形成排放,污染物超过环境可消纳的量时形成污染,这是人类活动与地域环境多因素综合作用的结果。借鉴吴传钧先生[13]的人地关系思想表述这种过程,即是自然环境(天)、农业基础(地)、人类活动(人)三方面相互影响的结果。

从全国角度看,大区域范围内,自然环境孕育了不同地域内差异化的农业基础条件,如中国西部的牧区和东部的农区,北方的旱地和南方的水田,各地也因此形成了不同的农业产业结构。从省域角度看,一个省内部的自然环境和农业基础条件是相似的,但其市、县的社会经济发展却不均衡,进而影响各地的农业种养模式和污染物处理工艺。当农业污染物进入自然环境并超过环境可消纳的量时,形成污染。在这种污染机理过程认识的基础上,可借用压力(P)、状态(S)、响应(R)思想进一步分析畜养污染机理,绘制畜养产污机理简图如图1所示[14]。其中,农业基础和自然条件代表当前阶段的环境状态和环境变化情况(S),产污、减排和排污的形成代表人类的畜禽养殖活动对环境的作用(P),农业种养结构调整和社会经济影响因素的干预代表社会和个人采取行动来减轻、阻止、恢复和预防畜禽养殖活动对环境的负面影响(R)。

1.2 影响因素分析

从机理分析可知,畜禽养殖业污染的影响因素主要涉及自然环境、农业种养、社会经济和减排措施等方面。

自然环境和农业基础是宏观尺度的影响因素,是大空间范围下的同质性要素。自然环境是农业生产的基础,主要涉及地形、土壤、植被、降水、温度、湿度等等要素。地形是污染发生的先决条件,土壤有机质含量和植被覆盖影响着污染的消纳,降水、温度、湿度影响着污染物的处理与流失。农业基础反映农业生产的载体——耕地的基本情况,主要涉及耕地面积和土壤肥力。耕地面积影响着养殖业的饲料来源和有机肥施用去向,土壤肥力反映土壤N、P、K、有机质等的含量情况,影响着土壤对污染的消纳。

农业种养和社会经济条件,是中观尺度的影响因素,在大空间范围下空间差异明显。农业种养指标是农业的产品输出,主要包括种植业的粮食产量和养殖业的存栏与出栏量。粮食产量影响着畜禽养殖业的饲料源,养殖量则与污染物产生直接相关。在对接农业污染源普查工作的基础上,结合河南省相关年鉴的数据可获取性,将畜禽养殖品种确定为猪、牛、鸡,这些数据是分行政区域统计的,其空间尺度分为全省、分市和分县3个级别,是核算畜养污染物产生量的主要依据。社会经济是农业生产活动的社会经济环境,人口、经济、能耗、交通运输等都对农业生产活动有着直接影响。人口反映了各地区的农产品需求,经济和能耗影响着各地区的农产品市场和农业发展水平,交通运输体现着地区间的物资流通能力。

在全国范围进行畜养污染研究时,不仅需要考虑社会经济条件和减排措施情况,还需要考虑不同地区的自然环境条件影响和农业种养习惯。在省域及以下空间尺度进行畜养污染研究时,自然环境条件的影响和农业种养习惯在各自区域内有相似性,省域内部各地区的畜养污染差异主要是农业种养、社会经济条件、减排措施综合作用的结果。因此,如果不考虑减排措施情况,只进行省域畜养产污分析,那么可从农业种养、社会经济条件来确定畜养产污的影响因素。

2 省域畜养产污影响因素分析指标体系构建

2.1 构建原则

基于以上的机理研究,从污染机理的整体出发,设计符合省域畜养产污分析的指标体系。指标体系的构建原则遵循常规区域性分析指标选取的一般原則,即科学性原则、代表性原则、综合性原则、独立性原则。科学性原则,指标选取、权重确定、核算方法均在公认的科学理论指导下;代表性原则,指标概念明确、与畜养产污相关性强(统计学意义上显著);综合性原则,综合反映多种因素,指标体系涵盖农业种养和社会经济各方面;独立性原则,指标相互独立,指标间不存在包含和重叠关系。

2.2 分析指标体系构建

在省域尺度的研究中,农业种养和社会经济是动态变化的,指标体系的实证研究主要针对该部分指标。农业种养核心指标为粮食总产量和猪牛鸡养殖量,考虑到数据分析的实际情况种植指标增加农作物种植面积,养殖量分畜禽养殖品种分别获取生猪、肉牛、肉鸡的出栏量,和能繁母猪、奶牛、蛋鸡的存栏量。

社会经济指标选取代表人口、经济、能源消耗和交通条件的指标。核心指标为城镇和乡村人口、GDP、农村用电量,考虑到数据分析的实际情况,增加乡村从业人员、农林牧渔从业人员、农林牧渔总产值、牧业总产值、农用机械总动力等指标,同时增加公路里程、铁路里程、货运量等反映交通和物流的经济指标。以上农业种养指标和社会经济指标可由各省相关年鉴、调查资料得到。

污染物产生量指标对接第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册,通过手册中日产污系数核算畜养产污量(养殖量×产污系数×养殖周期)作为畜养产污影响因素研究的畜禽养殖业污染参考量。

最终,本研究构建的省域畜养产污影响因素分析指标体系如表1所示。

3 河南省省域畜养产污影响因素分析实证

3.1 数据搜集与整理

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