碳中和背景下畜牧業種養結合發展路徑研究

孫江琪，崔宏瑜，王君美，崔占峰

（煙臺大學經濟管理學院，山東 煙臺 264005）

我國作為畜禽養殖大國， 每年產生畜禽糞污總量約為40 億t， 整個畜禽養殖業化學需氧量排放高達1 268 萬t，已成為農業面源污染的主要來源之一［1］。 為進一步提高畜禽糞污資源化處理利用效率，國家先后出臺了《國務院辦公廳關于加快推進畜禽養殖廢棄物資源化利用的意見》《畜禽糞污資源化利用行動方案（2017—2020 年）》等政策性文件， 旨在推動畜禽糞污面源污染的實質性解決和“十四五”期間碳減排目標的順利實現。 在此背景下， 種養結合模式成為推動實現畜牧業碳達峰、碳中和目標的重要模式，體現了我國推動構建人類命運共同體的責任擔當。

1 文獻回顧

1.1 低碳畜牧業的發展歷程

畜牧業作為農業的重要組成部分， 在農業碳排放過程中占有相當高的比例。近年來，農業的節能減排技術普及度越來越高， 形成了低碳農業的概念，為了維護生態系統安全，改善地球的氣候條件，通過在農業領域發展“低能耗、低排放、低污染”以及具有新特色的固碳技術，利用生物能源和可再生能源，發展具有多功能的新型農業［2］。 2010年國務院新聞辦發表了《第一次全國污染源普查公報》，首次提到農業污染物排放對水環境的影響明顯大于工業污染［3］，更為突出的農業污染是畜牧業污染，化學需氧量、總氮、總磷分別占農業來源的96%、38%、56%。2020 年發表了《第二次全國污染源普查公報》， 指出2017 年畜禽養殖業水污染物排放量為1 005.3 萬t，由此可以看出，養殖業隨著規?；?、 集約化發展， 導致的污染越來越嚴重，發展低碳畜牧業勢在必行。低碳畜牧業以可持續發展理念為指導，以減少溫室氣體排放為目標，通過制度創新在低碳畜牧業生產、加工、運輸、消費全過程中形成高效的清潔能源結構； 技術創新轉變發展觀念，降低高碳能耗，進一步提高能源利用率，打造低能耗、低排放、低污染，高效、高產、高收入的產業發展新模式。

1.2 畜牧業與碳中和

近年來，養殖業日趨規?；?，畜牧業糞污亂排放導致的溫室氣體排放量進一步增加，如何降低畜牧業碳排放，實現碳中和的目標，成為畜牧業綠色發展的關鍵。 2020 年習近平總書記在第75 屆聯合國大會一般性辯論上提出中國碳達峰、碳中和的時間表， 即二氧化碳的排放量力爭在2030 年前達到峰值，在2060 年前實現碳中和。碳達峰以及碳中和時間表的確立，使得傳統畜牧養殖業向綠色生態型畜牧業轉型成為必然，在突出地方特色基礎上配置優勢產業，形成高效且無污染的運作體系，對減少碳排放、實現資源開發與生態平衡具有積極意義。

1.3 種養結合

種養結合是當前有效利用畜禽糞肥的最優途徑。 種養結合指通過種植飼料作物以及回收作物秸稈，為養殖業提供青貯飼料。畜禽排出的糞便發酵成有機肥料返回田間， 充分轉化和循環動植物物質和能量， 形成物質和能量互補的生態農業系統的主要生產組織方式［4］。種養結合的主要特點是優質、高產、高效、節能，形成緊密相連的產業利益鏈，盡可能實現生態平衡，完成多環節、多層次、多領域的投資增值和增收［5］。 種養結合的實質是實現畜牧業的長遠穩定發展， 在此基礎上建立高效、完整的畜牧業生產體系。 持續研究證明，種養結合有利于促進農作物秸稈和畜禽糞便的資源化利用，進而減少農業面源污染，促進農業綠色發展［6］。

2 畜牧業溫室氣體來源

2.1 生產階段

畜牧業占農業溫室氣體排放的比例較大。 在畜牧業整個產業鏈中，從產前科研、養殖投入到產中禽畜養殖管理，再到產后畜產品，經過加工、儲存、運輸、銷售，最終到達位于產業鏈末端的消費者手中， 整個流通過程伴隨著二氧化碳的產生。 我國畜禽飼養量大，溫室氣體減排形勢嚴峻。目前， 每千克生豬平均的溫室氣體排放量約為2.19 kg CO2e/kg。 其中，腸道甲烷氣體排放量、糞便管理過程中甲烷氣體排放量、 糞便處理過程中一氧化二氮排放量和能源消耗中二氧化碳排放量分別為0.16、0.12、0.97、0.95 kg CO2e/kg 生豬［7］。黃文強［8］對北京市規?；膛稣{研發現，每生產1 kg標準奶（FPCM）的碳足跡為1.34 kg CO2-eq。

2.2 加工和運輸階段

基于畜產品的特殊性， 從加工到運輸難以得到很好的保存。 因此，必定需要適當措施保鮮，而此過程伴隨化石能源的燃燒與大量二氧化碳的排放。 此外，畜禽糞污的發酵也產生大量二氧化碳。堆肥內在微環境調控技術缺乏會導致大量氨氣和溫室氣體排出［9］，造成糞肥營養的流失與堆肥場周邊空氣環境污染。

2.3 消費階段

二氧化碳排放在很大程度上取決于消費者的消費觀念。一方面是消費者的消費方式，網絡購物和物流運輸的便捷性發展， 產品的運輸過程需要消耗大量能源。另一方面，由于低碳意識的缺乏和不成熟的清潔條件， 消費者在消費過程中更傾向使用化石能源而非清潔能源。

3 種養結合的博弈分析

政府和養殖場（戶）從不同方面做出努力推動種養結合。每一項政策的發布實施，需要考慮綠色畜產品需求市場發育程度、 綠色養殖成本以及綠色種養結合配套基礎設施成本、 利用效率等多方面因素。筆者在此分析政府、養殖場（戶）的博弈行為策略， 討論雙方達成合作博弈共同推進種養結合農業的市場條件。

3.1 政府博弈行為

對于每一項促進種養結合農業發展的行為，政府可以采取支持或不支持兩種策略， 養殖場（戶） 可以選擇種養結合或非種養結合兩種方式。如表1 所示， 雙方如果都不采取行動促進種養結合，政府、養殖場（戶）的收益矩陣回報為（10，10）。如果政府不采取支持措施，養殖場（戶）基于市場要素單獨采取行為進行種養結合， 那么矩陣回報為［10+r，10+R（x）-C（x）］，其中r 為養殖場（戶）種養結合產生正的外部效應；R（x）為養殖場（戶）種養結合產生的收益，C（x）為養殖場（戶）種養結合產生的經營成本，x 為種養結合產品數量。 如果政府采取支持行為，則需要付出成本g，即使養殖場（戶）不進行種養結合，由于受益于政府支持行為配套措施，產業額外收益g（x），此時雙方回報為［10-g，10+g（x）］。 如果政府支持，且養殖場（戶）進行種養結合，那么，政府獲得養殖場（戶）種養結合正的外部收益G（x），養殖場（戶）受益于政府配套支持g（x），雙方收益矩陣回報為［10+G（x）-g，10+R（x）+g（x）-C（x）］。

表1 種養結合博弈矩陣

3.2 養殖場（戶）博弈行為

4 畜禽養殖碳減排的建議

4.1 源頭減量

4.1.1 使用低氮低磷日糧技術

通過在日糧中補充畜禽生產必需的氨基酸可適度降低日糧粗蛋白水平， 在不影響畜禽生產性能發揮的同時，減少糞便中氮的排泄。通過低氮低磷日糧技術有效降低飼料中碳的含量， 達到碳排放減量。

4.1.2 改進飼料加工工藝

飼料通過除塵除雜過篩、膨化、制粒、蒸汽壓片等環節處理，減少霉菌、霉菌毒素含量，消除或降低抗營養因子的抗性作用，殺滅部分病原菌，提高飼料效率，降低養分排泄量。 比如青貯收割時，將青貯秸稈粉碎，利于畜禽對飼料的消化吸收，從生理消化角度降低碳的排放量。

4.1.3 優化日糧配方

按照畜禽體重、生產性能、日齡和體況等，進行合理分群，設定生產目標如產蛋、產奶、產肉或繁殖等；根據現有飼料原料養分含量、消化率和適口性等， 設計配制能充分發揮動物生產性能的日糧配方，實現飼料最佳消化利用率，減少飼料過腹排泄，降低糞污量，實現碳排放的減量。

4.1.4 使用“菌酶+”飼喂技術

利用微生態制劑調節動物腸道微生物菌群平衡、維持腸道健康、提高機體免疫力，提高飼料轉化率達到減排目的， 配合使用寡糖等益生元效果更明顯。將部分配合飼料發酵后飼喂，既利于腸道菌群平衡，又可提供改善畜禽消化機能的維生素、有機酸、小分子肽和消化酶等，進而促進動物生產性能的發揮，提高飼料轉化率，降低糞污產生量。通過飼料外源補充非淀粉多糖酶， 降解消化道內容物的纖維素、半纖維素、木聚糖或果膠等物質，消除抗營養因子，降低腸道內容物黏稠度，增加消化酶與飼料養分的接觸，間接提高飼料營養消化率，降低碳的排放量。

4.2 過程控制

4.2.1 精細化飼養管理技術

根據氣候、生理、生產階段和可消化養分需求等供應營養素，提高飼料利用率，減少糞便養分排出，實現碳的減量排放。

4.2.2 畜舍環境控制技術

對畜舍屋頂和墻面保溫處理， 采用濕簾、地暖、風機等設備進行智能環境調控，為動物提供一個溫濕度舒適、空氣質量優良的環境，減少動物應激和發病機會，提高飼料轉化率，減少養分的排泄和糞污產生，間接降低碳的排放量。

4.2.3 畜禽舍基礎設施改造技術通過改造畜禽舍的基礎設施， 創新糞污收集裝置、改造畜舍的發酵床，實現二氧化碳、甲烷等氣體統一收集處理，減量碳排放。

4.3 末端處理

4.3.1 畜禽糞污處理技術

采用不同的糞污處理方式， 如牛糞固液分離、膜堆肥發酵技術、奶牛糞水浮萍凈化處理與循環利用技術、蚯蚓飼養處理牛糞技術、發酵床處理技術等模式減少二氧化碳等溫室氣體，實現碳排放減量。

4.3.2 農牧種養結合技術

養殖企業配套種植用地， 將糞污堆肥處理施用耕地，實現種養結合循環農牧業，植物吸收氣體中的二氧化碳，從而實現碳中和、碳排放減量。

5 畜牧業碳減排路徑

5.1 政府強制與補貼政策相結合

當前低碳畜產品的市場優勢不明顯， 多數企業或個人不愿意參與低碳畜牧業產業鏈。 政府通過采用半強制半鼓勵的政策促進低碳畜牧業的發展，實施多種措施，使部分企業或個人先行參與低碳畜牧業，形成一定規模的完整產業綜合體系，并對其增加補貼，如飼料補貼、養殖補貼等，降低養殖場（戶）低碳綠色生產成本。 綠色農業補貼政策體系為我國農業綠色發展注入強大動力［10］，促使低碳畜牧業的持續發展有效推進。

5.2 建立健全畜牧業碳市場體系

通過加強低碳畜牧業產業鏈各環節的銜接，使得碳市場體系中的生產資料市場有效、 緊密地與商品市場對接［11］，發揮市場體系的作用，建立和完善碳交易市場，充分發揮畜牧業碳匯作用，實施碳交易。雖然已經在一些地區建立了碳交易所，但國內碳交易機制還需要完善。 為了保證市場的正常運行，便利碳市場交易監管，實現交易的公平與公正和有效性， 必須建立完善的畜牧業碳交易市場體系。

5.3 建立健全畜牧業生態補償制度

發達國家大多采用畜牧業碳源補償農業生態的方式， 因為充分發揮農業碳匯的功能通過植樹造林、植被恢復等措施，吸收大氣中的二氧化碳，減少溫室氣體在大氣中的濃度，減少農業碳足跡。建立生態補償反饋機制是有效且有益的方式，一方面要提倡適度耕作，大力推廣生態種養結合，加強耕地質量建設； 另一方面， 通過保護和管理森林、草原濕地資源，提高森林覆蓋率。同時，成立專門機構對畜牧業生態補償機制進行監管， 推動各項制度的落實。

5.4 建立健全低碳畜牧業綜合服務體系

建立健全畜牧業綜合服務體系， 畜牧業發展業態的新變革需要高素質技術技能人才的合理供給［12］。加強低碳畜牧業人才隊伍建設工作，組建專業化科技人才隊伍，普及低碳核心技術，建立配套教育核心體系， 提高企業和個人對低碳畜牧業的認識，解決低碳畜牧業發展過程中遇到的問題。通過一系列政策支持， 建立低碳畜牧業示范推進園區和網絡平臺，為低碳畜牧業的發展提供保障。

6 小結

通過對畜牧業生產、加工、消費過程中溫室氣體來源的分析， 總結歸納畜禽養殖碳排放源頭減量、過程控制、末端處理的解決方案，提出了畜牧業碳減排的發展路徑， 為提高畜禽糞便的資源利用效率，推進畜牧業碳中和做出貢獻。