豆志杰,钟明艳

(长春大学管理学院，长春市，130022)

0 引言

畜禽粪便中的化学需氧量(COD)，总氮(TN)和总磷(TP)是农业非点源污染主要来源[1]，由畜禽养殖污染造成的恶性事件频发[2]。“调整农业生产结构和产业布局，促进经济、社会和农业资源的长久发展”是《“十三五”现代农业发展规划》的重要内容[3]。近年，诸多学者在相关领域进行了有益的探索，董红敏等提出了畜禽养殖业产污系数和排污系数计算方法[4]；谢飞等[5]、王滢等[6]、周媛媛等[7]、郝守宁等[8]分别对江苏省太湖地区、秦皇岛市、重庆市、林芝等地市的畜禽养殖污染进行了分析和测度；李昭阳等[9]、刘梓涵[10]分别利用畜禽养殖污染风险评价方法和层次分析法-熵权法研究了吉林省典型区域和苏州市畜禽养殖空间布局问题。这些研究为我们提供了有益的借鉴。但本文认为，区域畜禽养殖业是一个典型的产业经济生态系统，这个系统中的产业子系统(畜禽养殖)具有空间活动的复杂性，生态子系统具有典型的空间差异性，因此，应该走从空间视角进行产业系统优化的道路。这种产业治理思路要求在尊重现有产业发展基础和空间分布特征的基础上，发挥产业系统的能动性，在生态系统约束下更好地优化产业系统布局，实现区域产业经济生态系统的永续、融合和可持续发展。

为此，本文拟从吉林省区域畜禽养殖业时空分布特征入手，立足于产业发展现状和时空分布特征进行区域单位耕地畜禽产业主要污染物排放强度测算，在尊重区域产业系统历史和现状基础上，关注区域生态系统的吸纳性和包容性，在两者的有效融合和互动下进行区域畜禽产业空间布局的思考和再设计，拟对区域畜禽养殖业进行分区管理，设定不同的发展目标，探索不同的发展道路。

1 吉林省畜禽养殖业时空分布特征

1.1 产值贡献呈下降趋势，但产业地位不容小觑

依据历年《吉林省统计年鉴》做总量分析发现，吉林省畜牧业产值总体呈先上升后下降趋势，2013年是由升转降的拐点，年度波动幅度较大。2017年实现畜牧业总产值982亿元，是2008年的1.3倍。畜禽业产值变化轨迹与畜禽养殖规模和畜禽肉类产量变动情况高度一致。2017年吉林省猪牛羊畜禽养殖为2 203万头，比2009年的2 054万头增加了7%，比2014年的 2 356 万头下降了6.5%；2017年吉林省畜禽肉产量为254万吨，其总产量相比2008—2011年的畜禽肉产量是增加的，相比于2013—2016畜禽肉类产量是减少的；2008—2017年吉林省猪、牛、羊、禽等肉类总产量总体呈现“先急速上升后平稳下降”态势，整体变动轨迹符合经济发展整体走势和“十一五”以来国家节能减排、产业结构优化等宏观经济政策预期。

比重分析可以看出，尽管时有波动，但当前吉林省畜牧业总产值在农业总产值中的占比依然高达48%，接近50%，如图1，农业产值占地区GDP的百分比变动趋势和畜牧业产值占地区GDP的百分比变动趋势大体一致。表明畜牧业依然是吉林省农村经经济的支柱产业，畜禽经济实力不容小觑。但值得注意的是，2008—2017年全省的畜牧业产值在吉林省区域GDP产值占比逐年降低，由12%降到6.6%左右。这是近几年区域经济结构调整，畜禽养殖的年出栏头数逐年下降，养殖规模大小变化的直接结果。

图1 吉林省畜牧业产值在农业产值、地区总产值中占比情况Fig. 1 Proportion of animal husbandry output value in agricultural output value and regional total output value in Jilin Province

1.2 畜禽养殖业发展的区域和时期差异明显

吉林省各市县区数量较多，数据整理分析较困难。本文依据2008—2018年《吉林省统计年鉴》上的统计口径，把吉林省47个区县划分为通化、白城、白山、吉林、长春、辽源、松原、四平、延边等9个行政区分区获取主要畜禽养殖种类和数量的原始数据，其中，通化地区包括通化、柳河、集安、梅河口、辉南；白山地区包括白山、临江、靖宇、抚松、长白；延边地区包括延吉、图门、敦化、安图、珲春、龙井、汪清、和龙；长春地区包括长春、农安、榆树、德惠、九台；吉林地区包括吉林、桦甸、磐石、蛟河、舒兰、永吉；辽源地区包括辽源、东丰、东辽；白城地区包括白城、洮南、镇赉、大安、通榆；松原地区包括松原、乾安、扶余、长岭、前郭；四平地区包括四平、双辽、梨树、伊通、公主岭。并把各类畜禽养殖数量换算为生猪当量对吉林省各区域畜禽养殖业情况进行比较分析，具体折算标准按照GB 18596—2001《畜禽养殖业污染物排放标准》执行(30只蛋鸡折算1头猪，60只肉鸡折算1头猪，1头奶牛折算10头猪，1头肉牛折算5头猪，3只羊折算一头猪)。为了更直观的分析吉林省各区域畜禽养殖产业的时期差异，本文进一步按照地理空间位置把长春地区、吉林地区、辽源地区划分为吉林省中部地区；四平地区、松原地区、白城地区划分为西部地区；通化地区、白山地区、延边地区划分为东部地区。

1.2.1 区域差异

从区域生猪当量空间分布情况来看(图2)，吉林省已经形成了以长春地区、四平地区、吉林地区、松原地区为主体的块状畜禽养殖分布区和由白山地区、延边地区、辽源地区构成的条状畜禽养殖分布区。长春、吉林、四平、松原地区养殖分布集中且规模大，四个地区的累计生猪当量超过全省总量的七成；东部的延边、白山、通化养殖规模较小。

图2 各区生猪当量养殖情况Fig. 2 Pig equivalent breeding in each district

对比分析各区域生猪当量发现，畜禽养殖业的发展与地区的地理位置、气候条件、社会经济发展状况都是紧密相关的。气候适宜，资源丰富的吉林西部区域畜禽养殖产业发展提供条件，产业的规模和数量都有所发展；东部地区经济和产业发展缓慢落后，林业发达、山野产品丰富，但不适合进行畜禽养殖活动，畜禽养殖的数量和规模相对较低。

1.2.2 时期差异

本文选取2008—2017年《吉林省统计年鉴》的面板数据就生猪当量来分析各区畜禽养殖产业的时期差异。如图3所示，受“十一五”规划提出的节能减排政策指标约束影响，2008—2017年吉林省东部地区总体上生猪当量规模呈下降态势，其中2010—2011年出现巨大涨落变化；中部地区2008—2010年出现大幅度下降态势，2011年以后趋于平稳，年度生猪当量数值波动幅度小，趋于稳定状态；以四平、松原、白城为代表的西部地区历年的养殖数量和规模变动曲线与中部类似；东部地区畜禽养殖业发展比较落后，层次较低。总的看来，吉林省中西部地区畜禽养殖产业分布集中，近几年达到饱和，甚至呈现出溢出的状态，生态环境压力大，产业上升空间小。

图3 东中西部地区不同时期生猪当量养殖情况Fig. 3 Pig equivalent breeding in different periods in eastern, central and western regions

1.3 主要畜禽养殖种类的空间集聚特征显著

从畜禽养殖类别来看，吉林省区域范围内畜禽种类繁多，牛、马、驴、骡、猪、养、鹿等在各地区均有普遍饲养，主要饲养品种是猪、牛、羊三大类，其中生猪饲养比重最大，高于50%，饲养规模和养殖密度也最大(见图4)。

图4 吉林省主要畜禽养殖种类Fig. 4 Main livestock and poultry breeding species in Jilin Province

从主要畜禽品种的空间分布上来看(如图5)，中部的长春市生猪养殖规模最大，占全省总规模的16%左右；西部的四平地区、松原地区、白城地区相对于中部地区来说，饲养资源和经济条件较差，养殖规模较小[11]；东部地区(延边、通化、白山)木材、山野产品丰富，但饲养生猪的饲料资源不丰富，生猪饲养的数量和规模最小。吉林、松原、长春、四平地区是牛的主要养殖区，东部地区(延边、通化、白山)牛的饲养规模和数量都次于中西部。东部地区山脉多，林业发达适合养殖山羊；西部平原地形为羊的养殖提供了便利条件，该区域是养的主要养殖区，数量多、规模大且密度分布集中，其中养殖规模最大的是松原和白城地区。

可以发现，吉林省畜禽养殖业存的时间、空间和品种集聚现象显著；而区域生态环境的承载和更新能力是有限的，因此，研究区域畜禽养殖业空间布局必须从区域环境污染强度的测度入手。

图5 吉林省猪、牛、养等主要畜禽种类分布Fig. 5 Distribution of main livestock and poultry species in Jilin Province

2 吉林省畜禽养殖业环境污染强度估算

为了提高估算结果的科学性、标准性和普遍适用性，本文根据国家发布《“十二五”污染物总量减排核算细则》中关于畜禽养殖污染物核算的规定，结合吉林省畜禽养殖的实际情况，确定吉林省区域内各类畜禽污染系数，并估算吉林省各区域畜禽养殖排泄物中污染物的排放量和排放强度，以此来分析吉林省各区域畜禽养殖业污染对环境造成的影响。

2.1 估算方法选择

2.1.1 吉林省畜禽养殖排污系数的确定

畜禽养殖的排污系数指的是单个畜禽在正常条件下，产生的污染物经过设施设备的处理以及未经过处理直接排放到生态环境中的含量[12]。当畜禽产生的粪便直接排泄到环境中的时候，其畜禽产生洗漱和排放系数是相同的。本文采用国家环保总局发布的畜禽养殖污染物含量标准和换算系数(如表1、表2所示)对畜禽养殖污染物排放量进行估算。各类畜禽粪便猪粪当量换算系数如表2所示。

表1 每头(只)畜禽每年排泄粪便中污染物含量Tab. 1 Contents of pollutants in feces of each animal

表2 各类畜禽粪便猪粪当量换算系数Tab. 2 Conversion coefficient of pig manure equivalent

2.1.2 吉林省畜禽养殖污染排放量计算方法

本文采用马国霞等人2012年测算全国农业面源污染的公式对吉林省畜禽养殖污染排放量进行计算[13-14]，具体估算过程中，畜禽养殖品种、生长周期、养殖的数量均要考虑在内。

Gswp,i=Si×Rss,i×Esww,i×(1-Rsl,i)×Lsw,i

(1)

式中:Gswp,i——不同畜禽污染物排放量，kg，本文统一换算为猪粪当量，具体换算系数见表2；

Si——不同畜禽的养殖量，头或只，基础数据来源《吉林省统计年鉴》；

Rss,i——不同畜禽的规模化养殖比例，在数值上等于规模化畜禽养殖年末出栏数与全省畜禽养殖年末出栏数的比值，本文涉及的吉林省规模化畜禽养殖数据来源于《中国经济社会发展统计数据库》；

Esww,i——各类畜禽不同污染物的排泄系数，kg/年，详见表1；

Rsl,i——各类畜禽污染物处理利用率，依据第一次全国污染源普查数据，2007年全国畜禽粪便处理利用率约为36.7%，2008—2018年这部分的统计数据缺失，kg/(头·年)或kg/(只·年)，本文把2007年作为基准年，设定年度畜禽污染物处理利用率增长变动比率为3%;

Lsw,i——各类畜禽污染物的流失系数，i代表畜禽养殖种类，上海农学院(1997)估计的粪便流失率保持在2%～8%，上海市环境保护局(2000)公布的市郊畜禽粪便的流失率为 30%～40%，然而畜禽粪便流失率取决于养殖场与水源距离，综合考虑各类影响因素[15]，本文将吉林省畜禽粪便流失平均系数设为15%。

2.1.3 吉林省畜禽养殖排污物强度计算方法

畜禽养殖污染物强度是衡量单位耕地面积畜禽养殖污染物量多少的重要依据，直接反映单位耕地面积污染物的负荷量[16]，可以更准确反映区域畜禽养殖对生态污染的程度。本文依据式(2)，即吉林省各区域的耕地面积和各区域畜禽养殖环境污染物排放量两者的比值来估算吉林省各区域畜禽养殖环境污染物强度。

(2)

β=∑Gswp,i

式中：Y——畜禽养殖污染强度，kg/hm2；

β——区域污染物排放量，kg；

α——某地实际耕地面积，hm2。

2.2 估算结果分析

根据《吉林省统计年鉴》上的吉林省各市县耕地面积以及吉林省各区域排放的污染物排放量计算结果，本文分别对吉林省的中部、西部、东部的畜禽养殖环境污染情况进行测度，具体估算结果如下。

2.2.1 时间维度上有整体向好态势

如图6所示，2008年以前，吉林省主要畜禽养殖污染物(COD、TP、TND等)排放强度呈上升态势，2008至今，整体呈逐年下降趋势。从污染物类别来看，单位耕地的COD排放强度最高，是主要的污染物来源，2018年有小幅上浮趋势，是未来一段时间内的污染物防治重点。与COD相比，TP和TN的污染强度偏低，但年度间变动轨迹基本一致，且多数年份TN产生强度和TP产生强度均大于欧盟限量标准(单位面积农地TN负荷为170 kg/hm2、单位面积农地TP负荷35 kg/hm2)，特别是TP，耕地污染负荷有8年超过限量标准，说明吉林省畜禽养殖污染水平依然很高，优化产业空间布局，促进产业与生态协同发展的任务艰巨。

图6 吉林省历年主要畜禽污染物产生强度Fig. 6 Production intensity of major livestock and poultry pollutants in Jilin Province

2.2.2 空间维度上污染聚集现象依然严重

从空间维度上看(图7)，吉林省畜禽养殖三种主要污染物排放强度污染强度在空间分布总体呈现“两头小，中间大”。中部地区以长春和吉林为代表，西部地区以四平和松原为代表依旧是畜禽养殖排污浓度最高的聚集地，畜禽养殖污染物已超过土地污染物载荷，畜禽产业的发展和生态环境啮合度不高，区域生态平衡遭到严重破坏；东部地区受经济和地理环境因素影响，整体养殖规模小，污染物排放强度小，生态环境压力小。吉林省畜禽养殖业环境污染负荷情况与产业当前的时空分布状态基本一致，说明区域畜禽养殖产业时空布局是导致区域生态环境污染程度和状态的关键。

(a) 单位农田COD排放强度 (b) 单位农田TP排放强度 (c) 单位农田TN排放强度图7 吉林省各地区禽养殖养殖业主要污染物排放强度Fig. 7 Emission intensity of major pollutants from poultry breeding industry in different areas of Jilin Province

3 吉林省畜禽养殖业空间布局优化及产业政策选择

综上，剔除历史、宏观经济调控和产业政策导引的相关影响，吉林省畜禽养殖业环境污染问题的直接原因是产业时空分布的差异性和养殖种类的空间集聚性。为此，本文主张依据前文关于吉林省各区域畜禽养殖空间分布特点和畜禽养殖污染估算的相关研究结论，对整个省域范围内的畜禽养殖产业进行分区管理，以达到防治畜禽养殖污染，促进产业和生态协调、高质量、可持续发展的目的。具体分区情况详见表3。

表3 吉林省畜禽养殖业空间布局优化结果Tab. 3 Spatial distribution optimization of livestock and poultry industry in Jilin Province

3.1 促养区：重点关注产业可持续发展

促养区内的自然资源、气候条件、经济发展程度以及目前养殖规模均适合进行畜禽养殖活动，以可持续性的产业发展为目标。吉林省的白城和辽源地区分布位于吉林省的西部和中部，由于中西部经济发展速度快、自然资源丰富以及气候条件均适合进行畜禽养殖活动，当前，这两个地区畜禽养殖规模适宜，污染物排放强度比较低，考虑在空间布局优化上划分为促养区，在维持现有的养殖模式、促进产业稳定提升的情况下，做好污染物防控治理的工作，保护生态环境以及提高污染物的处理利用率，促进产业和生态协调和可持续发展[17]。

3.2 禁养区：重点关注生态系统修复

禁养区，由于其区域生态现状、自然资源、经济发展等条件的约束，禁止进行饲养畜禽的活动，加强区域内环境污染防控，加快生态环境系统修复是重中之重。本文认为，吉林东部的白山、延边、通化等地区虽然现有畜禽养殖规模不大，污染物排放强度不高，但受其自然和地理环境不约束，区域内生态环境脆弱，生态系统自主修复能力不高，不宜大力发展畜禽养殖产业，区域内已有的畜禽养殖产业应该逐步撤出，撤出后应着力对其旧址的生态环境进行人工修复，逐步探索可行的生态产业化发展路径。

3.3 限养区：重在限产防污

限养区现有养殖规模、数量以及区域生态环境负荷已经超载，限制养殖规模和数量，转变当前饲养模式，严格控制畜禽养殖污染排放，加强污染物防控治理是其主要目标。吉林省的中西部地区其养殖规模较大以及污染物排放浓度也较高，但综合考虑中西部地区的自然资源、气候条件、社会经济发展程度，把四平、吉林、长春、松原等区域划分为限养区。在未来畜禽养殖产业的发展应该控制其畜禽养殖的规模数量，因地制宜地探索和借鉴“空中菜园”、“蟹岛”等适宜的畜禽养殖模式，严格控制污染物的排放，做到零污染排放，注重生态环境的保护和污染物的防控治理。

4 结论与展望

1) 吉林省畜禽养殖的区域差异和时期差异显著。主要的养殖聚集地是长春、四平、吉林和松原；四个地区的累计生猪当量超过全省总量的70%；白山、延边、辽源地区养殖规模和密度相对较小；2011年是吉林省的中东部地区畜禽养殖变化的拐折点。总的看来，东部地区畜禽养殖总量呈先上升后下降态势，近几年发展缓慢且落后；中西部地区畜禽养殖总量呈缓慢下降趋势，总体呈饱和状态且有溢出现象。

2) 吉林省畜禽养殖业环境污染负荷情况与产业时空分布状态基本一致。近十年，主要污染物排放强度呈逐年下降趋势。从污染物类别来看，单位耕地的COD排放强度最高，是主要的污染物来源，TP和TN的污染强度偏低，其COD污染物排放强度是TN污染强度的4倍多，是TP污染强度的10倍多；但各污染物年度间变动轨迹基本一致；主要污染物排放强度在空间上呈现“两头小，中间大”的格局，中部的长春、吉林，西部地区的四平、松原畜禽养殖排污浓度最高；东部地区受经济和地理环境因素影响，整体养殖规模小，污染物排放强度小，对照TN排放强度和TP排放强度的国际标准仍有较大差距，污染物防治压力巨大。

3) 优化产业空间布局是促进区域畜禽养殖业高质量、可持续发展的关键。综合考虑，建议中部的辽源地区、西部的白城地区设定为以畜禽养殖业可持续发展为目标的促养地区；东部的白山、延边、通化地区受自然、经济和生态环境约束设定为禁养区，旨在推动区域生态系统修复，远期可考虑走生态产业化发展道路；中西部的四平、吉林、长春、松原等区域则考虑划分为限养区，限制畜禽养殖规模和数量，转变当前饲养模式，严控污染物排放，加强污染物防控治理是主要产业发展策略。