论文部分内容阅读
摘要畜禽业是关系国计民生的重要产业，在满足居民生活物质需求的同时，其生产过程中所伴随的温室气体排放问题已成为不容忽视的环境问题。本文基于LMDI模型系统分析了1991-2013年中国畜禽温室气体排放时空变化及其因素贡献。结果表明：①从时间维度来看，1991-2013年，中国畜禽温室气体排放经历了先快速上升后稳定上升再波动下降的变化特征，总体呈上升趋势。经济效应对畜禽温室气体排放促进作用最大，而强度效应的抑制作用最大，其次是劳动力效应和结构效应。②期间，经济效应促进作用的累计贡献呈指数增长，而强度效应抑制作用的累计贡献呈倒“U”，劳动力效应和结构效应抑制作用也不断加强。③从空间维度来看，中国畜禽温室气体排放的区域集中度较高，四川、河南、山东、云南和内蒙古等省（区、市）畜禽温室气体排放一直位居全国前列。④省域各效应作用方向和程度差异显著，四川、青海和云南强度效应抑制作用较大，辽宁、吉林和黑龙江抑制作用较小；山东、四川和黑龙江结构效应抑制作用显著，新疆和青海促进作用明显；四川、河南、内蒙古、山东、云南、湖南和河北经济效应促进作用较大，天津、上海、海南和北京促进作用较小；四川、湖北、江苏和山东劳动力效应抑制作用显著，新疆、黑龙江和内蒙古促进作用明显。最后，基于研究结论，为未来中国畜禽温室气体减排空间发展策略提出了几点建议。
关键词畜禽；温室气体；时空变化；LMDI模型
中图分类号S168文献标识码A文章编号1002-2104（2016）07-0093-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.07.012
20世纪90年代以来，全球气候变化成为人类经济社会可持续发展所面临的重大挑战，畜禽温室气体排放日益受到社会各界的关注。联合国粮农组织（FAO）2006年的报告显示，每年由牛、羊、马、骆驼、猪和家禽排放温室气体的CO2当量占全球排放量的18%[1]。而世界观察研究所2009年的报告指出，全球牲畜及其副产品排放温室气体的CO2当量约占全球总排放量的51%[2]，几乎是FAO估算量的3倍。可见，畜禽已成为重要的温室气体排放源，而畜禽温室气体主要源于动物肠道CH4排放、动物粪便处理过程中产生的CH4和N2O[3]，从动物类型来看，反刍动物产生的温室气体排放最多，其次为猪，最少的是鸡[4]。
国内外学者对畜禽温室气体排放量的测算及其影响因素进行了大量研究。在畜禽温室气体排放测算方面，董红敏[5]等采用OECD的测算方法对中国三个时点（1980年、1985年、1990年）的反刍类动物CH4排放量进行了估算；FAO[1]利用IPCC的方法和系数，估算了中国2004年主要畜禽的温室气体排放量；Zhou[6]等测算了中国1949-2003年畜禽的温室气体排放量；胡向东[7]等测算了中国2000-2007年以及各省区2007年畜禽温室气体排放量，结果表明，2000-2007年中国畜禽温室气体排放量总体呈下降趋势，各省区畜禽温室气体排放量呈现区域集中特点；闵继胜[8]等测算了中国1991-2008年以及各省份畜牧业温室气体排放量，结果表明，1991年以来，中国畜牧CH4和N2O排放量均呈先升后降的趋势；尚杰[9]等测算了1993-2011年中国畜禽温室气体排放量，结果表明，中国畜禽的CH4排放量整体呈波动上升趋势，N2O排放量持续增加。在畜禽温室气体排放的影响因素方面，谭秋成[10]研究表明，由于技术进步和技术效率的提高，单位肉类和牛奶排放的温室气体均有大幅度下降；陈瑶[11]等研究表明，经济因素是影响我国畜牧业温室气体排放的最大因素，短期内效率因素是我国畜牧业低碳化发展的最主要诱因，而从长期来看劳动力因素是我国畜牧业低碳化发展的最主要因素；尚杰[9]等研究表明，动物肠道发酵CH4、N2O排放的影响因素主要取决于动物种类、饲料特性、饲养方式和粪便管理方式等。
以上研究取得了有价值的结论，为本文深入研究提供了重要的参考数据和研究方法。但存在以下可以改进之处：一是研究对象大多侧重于国家层面畜禽温室气体排放量的测算，全面把握中国畜禽温室气体排放变化规律，不仅从总体上刻画其演变特征，更要分析区域差异；二是关于畜禽温室气体排放成因研究未及深入展开，考虑到畜禽温室气体排放的区域差异性，有必要对各地区畜禽温室气体排放的影响因素进行分析，以便找到进一步降低畜禽温室气体排放的方向和对策。基于此，本文测算分析了1991-2013年中国畜禽温室气体时空变化规律，并运用LMDI模型从温室气体排放强度、农业产业结构、农业经济水平和农业劳动力等方面进行因素分解，揭示畜禽温室气体排放时空变化的成因。
陈苏等：中国畜禽温室气体排放时空变化及影响因素研究中国人口·资源与环境2016年第7期1研究方法及数据来源
1.1畜禽温室气体排放量的测算方法
畜禽温室气体排放主要包括畜禽胃肠道内发酵的CH4、畜禽粪便处理产生的CH4和N2O和畜禽饲养过程中对化石能源等消耗产生的CO2[12]。鉴于畜禽生产过程中化石能源消耗相关数据的缺乏，本文选取牛、羊、马、骡、驴、骆驼、生猪、家禽和兔等动物作为研究对象，测算中国及各省（区、市）畜禽温室气体排放量，其具体的测算方法如下：
式中，C、CCH4和CN2O分别为畜禽温室气体排放量、CH4和N2O排放量；21和310分别为CH4和N2O转化为CO2当量的转化系数；Ni表示第i种畜禽的平均饲养量；αi和βi表示第i种畜禽的CH4和N2O排放因子。由于畜禽饲养周期不同，需要对畜禽年平均饲养量进行调整，参考胡向东[7]的计算方法。当出栏率大于或等于1时，畜禽年平均饲养量用出栏量除以365再乘以其生命周期，主要有生猪、家禽和兔，生命周期分别为200天[7]、55天[13]和105天[7]；当出栏率小于1时，畜禽年平均饲养量用本年末的存栏量表示，为消除单个时间点的影响，采取畜禽上年年末存栏量和本年末存栏量的平均数表示。借鉴已有研究关于各畜禽的温室气体排放系数，CH4排放系数来源于2006年IPCC国家间温室气体排放指南[14]，N2O排放系数来源于胡向东[7]，具体的排放系数见表1。
关键词畜禽；温室气体；时空变化；LMDI模型
中图分类号S168文献标识码A文章编号1002-2104（2016）07-0093-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.07.012
20世纪90年代以来，全球气候变化成为人类经济社会可持续发展所面临的重大挑战，畜禽温室气体排放日益受到社会各界的关注。联合国粮农组织（FAO）2006年的报告显示，每年由牛、羊、马、骆驼、猪和家禽排放温室气体的CO2当量占全球排放量的18%[1]。而世界观察研究所2009年的报告指出，全球牲畜及其副产品排放温室气体的CO2当量约占全球总排放量的51%[2]，几乎是FAO估算量的3倍。可见，畜禽已成为重要的温室气体排放源，而畜禽温室气体主要源于动物肠道CH4排放、动物粪便处理过程中产生的CH4和N2O[3]，从动物类型来看，反刍动物产生的温室气体排放最多，其次为猪，最少的是鸡[4]。
国内外学者对畜禽温室气体排放量的测算及其影响因素进行了大量研究。在畜禽温室气体排放测算方面，董红敏[5]等采用OECD的测算方法对中国三个时点（1980年、1985年、1990年）的反刍类动物CH4排放量进行了估算；FAO[1]利用IPCC的方法和系数，估算了中国2004年主要畜禽的温室气体排放量；Zhou[6]等测算了中国1949-2003年畜禽的温室气体排放量；胡向东[7]等测算了中国2000-2007年以及各省区2007年畜禽温室气体排放量，结果表明，2000-2007年中国畜禽温室气体排放量总体呈下降趋势，各省区畜禽温室气体排放量呈现区域集中特点；闵继胜[8]等测算了中国1991-2008年以及各省份畜牧业温室气体排放量，结果表明，1991年以来，中国畜牧CH4和N2O排放量均呈先升后降的趋势；尚杰[9]等测算了1993-2011年中国畜禽温室气体排放量，结果表明，中国畜禽的CH4排放量整体呈波动上升趋势，N2O排放量持续增加。在畜禽温室气体排放的影响因素方面，谭秋成[10]研究表明，由于技术进步和技术效率的提高，单位肉类和牛奶排放的温室气体均有大幅度下降；陈瑶[11]等研究表明，经济因素是影响我国畜牧业温室气体排放的最大因素，短期内效率因素是我国畜牧业低碳化发展的最主要诱因，而从长期来看劳动力因素是我国畜牧业低碳化发展的最主要因素；尚杰[9]等研究表明，动物肠道发酵CH4、N2O排放的影响因素主要取决于动物种类、饲料特性、饲养方式和粪便管理方式等。
以上研究取得了有价值的结论，为本文深入研究提供了重要的参考数据和研究方法。但存在以下可以改进之处：一是研究对象大多侧重于国家层面畜禽温室气体排放量的测算，全面把握中国畜禽温室气体排放变化规律，不仅从总体上刻画其演变特征，更要分析区域差异；二是关于畜禽温室气体排放成因研究未及深入展开，考虑到畜禽温室气体排放的区域差异性，有必要对各地区畜禽温室气体排放的影响因素进行分析，以便找到进一步降低畜禽温室气体排放的方向和对策。基于此，本文测算分析了1991-2013年中国畜禽温室气体时空变化规律，并运用LMDI模型从温室气体排放强度、农业产业结构、农业经济水平和农业劳动力等方面进行因素分解，揭示畜禽温室气体排放时空变化的成因。
陈苏等：中国畜禽温室气体排放时空变化及影响因素研究中国人口·资源与环境2016年第7期1研究方法及数据来源
1.1畜禽温室气体排放量的测算方法
畜禽温室气体排放主要包括畜禽胃肠道内发酵的CH4、畜禽粪便处理产生的CH4和N2O和畜禽饲养过程中对化石能源等消耗产生的CO2[12]。鉴于畜禽生产过程中化石能源消耗相关数据的缺乏，本文选取牛、羊、马、骡、驴、骆驼、生猪、家禽和兔等动物作为研究对象，测算中国及各省（区、市）畜禽温室气体排放量，其具体的测算方法如下：
式中，C、CCH4和CN2O分别为畜禽温室气体排放量、CH4和N2O排放量；21和310分别为CH4和N2O转化为CO2当量的转化系数；Ni表示第i种畜禽的平均饲养量；αi和βi表示第i种畜禽的CH4和N2O排放因子。由于畜禽饲养周期不同，需要对畜禽年平均饲养量进行调整，参考胡向东[7]的计算方法。当出栏率大于或等于1时，畜禽年平均饲养量用出栏量除以365再乘以其生命周期，主要有生猪、家禽和兔，生命周期分别为200天[7]、55天[13]和105天[7]；当出栏率小于1时，畜禽年平均饲养量用本年末的存栏量表示，为消除单个时间点的影响，采取畜禽上年年末存栏量和本年末存栏量的平均数表示。借鉴已有研究关于各畜禽的温室气体排放系数，CH4排放系数来源于2006年IPCC国家间温室气体排放指南[14]，N2O排放系数来源于胡向东[7]，具体的排放系数见表1。