畜牧業低碳發展探思

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面對氣候變化這一全球性熱點問題，我國提出了“碳達峰”及“碳中和”，即“雙碳”目標?！疤歼_峰”即二氧化碳在2030年前排放不再增長，達峰值后慢慢回落；“碳中和”即通過節能減排等方式在2060年前抵消自身產生的二氧化碳或溫室氣體排放量，做到相對的“零排放”。據統計，人為溫室氣體排放是碳排放的重要來源，其很大份額來自畜牧業，即畜牧業在應對氣候變化及必要的減排措施中占有很大分量。在“雙碳”目標的驅動下，如何依靠畜牧產業規模擴大確保初級農產品保障安全，并實現行業排放和環境足跡減少的需求變得越來越緊迫，這對推動福建省畜牧業綠色低碳發展和產業轉型升級具有非常重要的研究意義。筆者對畜牧業生產中溫室氣體排放類型及排放途徑進行了簡要介紹，并結合福建省畜牧產業結構分析碳排放情況，提出相應畜禽品種低碳發展路徑，以期為助力福建省綠色畜牧業高質量發展提供參考。

一、畜牧業生產中的溫室氣體

1.主要溫室氣體排放類型。據估算，全球畜牧業生產活動產生的溫室氣體排放占人為溫室氣體排放總量的14.5%。二氧化碳、甲烷和氧化亞氮是畜禽生產過程中的主要溫室氣體。甲烷是畜牧業溫室氣體排放量最多的氣體，氧化亞氮排放位居第二，其次是二氧化碳，分別約占畜牧生產溫室氣體總排放量的44%、29%和27%。其中，作為全球第二大溫室氣體的甲烷，因具有較強的增溫能力和相對較短的生命周期，甲烷的減排成為實現雙碳目標的關鍵。

2.主要畜禽品種排放量。畜牧生產中，畜禽種類不同，其排放量有著顯著差異，牛的排放量超過行業排放量的一半，占整個行業排放量的65%左右，其中肉牛和奶牛的溫室氣體排放量相當。豬、家禽及羊等畜禽的排放量相較牛較低，每個品種類型的排放量在7%～10%不等。

3.主要排放途徑。畜牧業的溫室氣體排放途徑主要來自腸道發酵、糞便管理、飼料生產及能源消耗等四個過程。（1）腸道發酵。動物腸道發酵是主要的排放源，約占總排放量的40%。腸道發酵主要產生甲烷，大部分來自反芻動物的消化過程，單胃動物的結腸和盲腸也具有產生甲烷的能力，但相比反芻動物要低得多。反芻動物的瘤胃中有大量的微生物，在微生物的分解下，飼料有機物能產生氫和含甲基的初級發酵產物，后者在產甲烷菌的作用下轉化為甲烷。動物甲烷排放量受環境溫度、飼料組成成分、飼養管理等多種因素影響，如不易消化的飼糧會導致動物攝入每單位能量時，甲烷排放較高。（2）糞便管理。畜禽糞肥管理過程中主要產生的是氧化亞氮和甲烷，約占行業排放量的10%。畜禽糞污中有機物質含量非常高，有機物質在厭氧條件下分解產生甲烷，這主要發生在糞污以液體形態進行處理時。此外，在固體糞污的貯存和加工的過程中，氮大部分作為氮氣被釋放出來，在有氧及厭氧結合條件下轉化形成氧化亞氮，這主要是發生在糞污堆肥過程中微生物的硝化和反硝化作用。（3）飼料生產。飼料生產、加工和運輸環節主要產生二氧化碳和氧化亞氮。飼料中的二氧化碳來自飼料的生產、加工和運輸。飼料中氧化亞氮的排放主要來自兩個方面：一方面是來自飼料作物施肥和作物殘余的分解。另一方面是糞肥的施用和堆積，主要是對飼料作物和牧草施用糞肥，或直接由動物排泄在牧草上。直接或間接的氧化亞氮排放量會根據溫度和濕度變化呈現差異，其量化具有較大的不確定性。（4）能源消耗。能源消耗的排放主要與飼料生產和肥料生產有關，貫穿了整個畜牧供應鏈。就飼料和肥料生產而言，能源消耗主要與飼料及化肥等生產、管理、收獲、加工和運輸等機械的使用有關。此外，畜禽養殖場內直接的機械作業或間接的設施設備建設也會產生能源消耗。最后，畜產品的加工和運輸也有涉及。

二、福建綠色畜牧業發展現狀

1.發展成效?！笆濉逼陂g，福建省畜牧業克服資源環境約束加劇、動物疫病防控風險與難度增加、新冠肺炎疫情沖擊等不利因素影響，產業規?；藴驶ㄔO加快推進，綠色發展能力進一步提升。一是生產供應能力穩步增強。截至2021年年底，全省畜牧業產值1059.91億元，比增10.5%；肉蛋奶總產量363.38萬噸，比增9.8%。二是產業加快轉型升級。全省畜禽規?；蔬_87%，其中生豬規?；?1.8%，蛋雞規?；?2.6%，肉雞規模化率86.3%，奶牛規?；?1.0%。三是綠色發展取得重大成效。統籌指導全省74個畜牧縣畜禽糞污資源化利用工作，支持畜禽規模養殖場和專業企業建設沼氣工程，推進有機肥替代化肥，推廣生態養殖模式，促進畜牧業減排固碳。福建省在畜禽糞污資源化利用工作上已投入34.616億元，畜禽糞污收集、存儲、運輸、處理和綜合利用全產業鏈年產值超過20億元。2021年福建省畜禽糞污綜合利用率達92%，規模養殖場糞污處理設施裝備配套率達100%。

2.畜禽養殖碳排放分析。（1）碳排放量分析。本文采用的是基于核算的碳排放估算辦法，該方法可粗略對區域的整體情況進行宏觀把控。根據2021年福建省各地區畜禽生產統計數據，參考陳文靜、歐洋婷等的方法，腸道發酵、糞便管理途徑產生的甲烷和氧化亞氮的排放量由畜禽飼養量乘以相應的排放因子來估算，再利用甲烷和氧化亞氮與碳之間的轉換系數進行碳排放量的估算，結果如下圖所示。從碳排放源看，2021年全省來源于畜禽腸道發酵及糞便管理的碳排放量分別占總排放量的9.56%和90.44%，這說明福建省畜禽養殖碳排放源主要來自畜禽糞便管理。從各地區來看，廈門市碳排放量最低，占全省總量的1.17%；南平、龍巖、漳州等3個市碳排放量較高，占全省的比例分別為35.49%、21.76%、13.51%，3個市的排放量達全省總量的70.76%，這與其飼養量較大有關，主要排放源來自糞便管理途徑。從各畜種排放情況看，全省畜禽養殖碳排放量從高到低依次是家禽、生豬、牛和羊，排放量分別占全省總排放量的57.51%、32.93%、6.55%、3%。家禽的養殖碳排放比例超過全市碳排放比例50%的有莆田、漳州、南平等3個市，其中南平市最高，為86.81%。生豬的養殖碳排放比例超過全市碳排放比例50%的有福州、廈門、三明、寧德等4個市。這說明目前福建省減排壓力主要集中在家禽及生豬產業上，而牛、羊等反芻動物排放量不足10%，這與福建省奶畜、肉牛、肉羊等草食畜牧業產業規模較小，自給水平與全國水平及市場消費需要還有較大差距有關，側面反映福建省草食畜牧業產業結構有待進一步優化。（2）碳排強度分析。碳排放強度反映畜禽養殖單位生產總值的碳排放量，能直觀地反映各地區畜牧業碳排放的強弱。碳排放強度根據2021年各地區碳排放量與該地區牧業總產值之比可得。據估算，全省碳排放平均強度為179.16千克/萬元，畜禽養殖總體上呈現出較為低碳的現狀。碳排放強度最高的為南平市，其每萬元畜牧業產值所產生碳排放量為299.92千克，高于全省平均值67.4%，養殖效率還有待進一步提升。福州市最低，其每萬元畜牧業產值所產生的碳排放量為126.56千克。漳州、龍巖碳排放強度低于全省平均水平，而其飼養數量和碳排放總量均位于全省前列，反映漳州、龍巖兩市畜禽養殖效率較高。綜上所述，雖然近年來福建省畜牧業產業素質較高，行業生產質量效益、安全治理水平、綠色發展能力得到進一步提升，但在牛羊產品增產保供上還存在一定壓力，特別是隨著福建省居民的動物源食品消費量的快速增加，未來福建省奶制品及牛羊肉的需求量、消費量一定會進一步增加，溫室氣體排放量亦隨之增高，這將給如期實現“雙碳”目標帶來挑戰。在減排背景下，福建省畜牧業發展面臨的不只是保障畜產品供給和畜牧業減排降碳之間此消彼長的問題，而是畜禽產業發展的結構性優化調整的問題，需要平衡好生產發展帶來的碳排放壓力與城鄉居民消費需求，這就要求推進畜牧業綠色低碳轉型，加快“減碳”步伐。

三、福建省畜牧業低碳發展路徑

隨著“十四五”開局及“后疫情”時代來臨，福建省畜禽產業面臨著“穩產保供”與“增效碳排”的挑戰，未來福建省畜禽產業減排不單純是為了控制溫室氣體排放而制定單一的管理目標，而應綜合優化產業結構、改進生產模式、強化技術開發應用等各方面因素，以便產生更好的協同效應，助力如期實現“碳達峰”“碳中和”的重要目標。

1.堅持降低排放強度為主、控制排放總量為輔的方針。福建省作為全國首個國家生態文明試驗區，碳排放管控水平長期位居全國前列，但仍需保持良好的發展勢頭。總體來看，福建省畜牧業碳排放量減排壓力相對較小，各地已逐步形成各具特色的畜禽主導產業以及與資源稟賦、消費需求相適應的產業布局，規模化、標準化、智能化、信息化水平不斷提高，這有利于降低畜牧業碳排放。大多數減排措施可以使得畜牧業供應鏈的資源效率得到提高，以期降低排放強度，各地要加快推廣和使用提高生產效率的減排技術，縮小各地之間排放強度的差距。在發展畜牧業時，應統籌考慮生態環保要求、市場消費需求和畜禽產業發展資源稟賦等因素，合理調整畜牧業結構，延長產業鏈，提升價值鏈。堅持降低畜禽養殖排放強度為主、控制排放總量為輔的方針，構建畜牧業生態環境補償模式，探索主銷區補償主產區的碳排放利益聯結機制，保護主產區生產積極性，推進畜禽業綠色低碳發展。

2.統籌推進草食畜牧業低碳高質量發展。目前，福建省反芻動物的碳排放量處于較低水平，但未來在政策與資金的雙重驅動下，全省草食畜牧業產業規模將進一步擴大，而牛作為畜禽養殖碳排放的主要貢獻者，必然導致碳排放量快速上升。因此，草食畜牧業的低碳高質量發展要通過提高生產效率、降低碳排放強度、加快現代化生產來實現“穩產保供”和“低碳減排”齊步走。一是加快集約化、規?；F代草食畜牧業發展。統籌考慮種源、草地及用地等制約因素，結合目前產業布局，加快牛、羊、兔等草食動物產業集群建設，培育建設一批產業集中區，大力推進智慧牧場和數字牧場建設，綜合運用機械化、信息化、智能化管理手段，提高牧場生產管理水平，促進產業融合發展。二是提高動物繁殖性能。采用育種手段對低排放的牛進行遺傳選擇，支持引進推廣國外CH4排放量低的優質良種奶牛，提升良種化水平，提高奶牛單產量；采用現代繁育手段，如人工授精和胚胎移植技術減少種公畜的飼養量，增加母畜的受胎率和產仔數，縮短母畜的妊娠間隔，提高母畜的利用效率。加強優勝劣法，及時淘汰低生產性能的種畜禽。三是改善飼料營養水平。通過改善飼料質量、控制日糧精粗比例、添加飼料添加劑等方式減少溫室氣體排放，如在飼料中添加硝酸鹽作為緩釋劑。此外，飼草料在不同區域之間運輸也會導致大量碳排放，因此在保持生態平衡的原則下，可以積極開發天然草山草坡，促進草地資源開發利用，配套發展優質飼草料，就地就近保障青飼料供應。四是做好糞污處理利用。因地制宜推廣種養結合、深度處理、再生墊料循環等糞污處理模式，積極推廣反芻動物腸道甲烷減排、畜禽糞便管理溫室氣體減排、牛糞發酵回用等減排固碳技術。

3.抓好生豬及家禽產業的糞肥管理。生豬與家禽產業是福建省畜牧業的支柱產業，其生產過程中碳排放主要集中于糞便管理，其中，家禽糞便管理產生的N2O轉化的碳排放量較大，成為福建省碳排放量的重要來源之一。因此，糞污處理是推動生豬和家禽產業全面升級發展和生態環境協同保護，助力福建省碳達峰、碳中和目標如期實現的關鍵。一是從“減量化”處著手。加快節約水資源、減少飼料浪費等減量化技術應用推廣，降低廢棄物產量和碳排放量。如在節水方面，嚴控養殖用水總量推行“一禁、二表、三分離”、水禽無水面養殖等模式，從源頭上減少養殖污水產生量。在減少飼料浪費方面，通過精準飼喂等方式，如按年齡分欄飼養，借助智能化管理系統等來提高飼料利用效率。二是從“高效率”上著力。良好的畜禽舍糞污收集、存貯、處理系統，對畜禽低碳養殖至關重要，可直接實現節能減排。要進一步優化畜禽糞污收集、貯存、加工處理、利用、檢測等環節的基礎設施及設備，提升畜禽糞污資源化利用設施化、精準化、自動化、機械化、智能化、信息化水平。此外，要采取高效的飼養管理方式，通過技術手段降低死亡率、提高成活率，提高畜禽生產水平，降低排放強度。三是在“資源化”上用功。畜禽糞污碳排放受養殖場規模、環境狀況、清糞方式、堆體規模、堆肥模式及糞污處理工藝等方面影響。研究表明，采用生物（黑水虻等）預處理堆肥，選擇富含C的輔料與畜禽糞便聯合堆肥，可促進有機物降解，添加稻草或鋸末等輔料有利于減少溫室氣體排放。而在畜禽糞污利用的減排方面，推動畜禽糞污能源化、肥料化利用是實現畜禽低碳養殖的有效手段。各地統籌考慮本地區種養業生產實際、碳排放情況和沼氣、生物天然氣等清潔能源需求，從目前福建省已總結推廣的沼液智能化利用、異位發酵床、雞糞發電并網、糞便基質化利用、沼氣提純精制天然氣等畜禽糞污資源化利用技術中選擇適宜的模式應用推廣，并積極探索畜禽糞污養分平衡管理，促進糞肥還田利用水平的提升，降低環境風險，助力生豬及家禽產業綠色低碳發展。

四、展望

推動福建省畜牧業低碳發展，面臨著產業轉型升級和綠色低碳技術創新，這需要政策調控與市場調節協同發力。未來，政府要加大畜牧業低碳發展的支持力度，探索構建生態補償等調控機制，落實節能節水、資源綜合利用等利于畜牧業綠色發展的稅收優惠政策，引導資本、人才等資源向低碳畜牧業領域匯聚，突破低碳養殖關鍵技術制約，加強現代信息技術與畜牧產業的融合應用，普及低碳養殖知識與政策，提高養殖戶低碳意識，全面推進綠色低碳高效畜牧業發展。

作者:楊敏馨 單位:福建省畜牧總站