河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量关系的实证研究

()文章编号:２０９６４７４９２０１９０３０２９１０６

():态科学,２０１９,３４３２９１２９６．

林　业　与　生　态　科　学

FORESTRYANDECOLOGICALSCIENCES

Vol．３４No．３

Jul．２０１９　

]引文格式:孟靖凯,赵暹,李容榛,高家通,谢建治．河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量关系的实证研究[林业与生J．

:/DOI１０．１３３２０．cnki．hfor．２０１９．００４６jj

,():loicalSciences２０１９,３４３２９１２９６．g

[]betweenthescaleoflivestockandpoultrreedinndpollutantemissionsinHebeirovinceJ．ForestrndEcoＧybgapya

MENGJinkai,ZHAOXian,LIRonzhen,GAOJiatonXIEJianzhi．Anemiricalstudntherelationshiggg,pyop

河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量

关系的实证研究

孟靖凯,赵暹,李容榛,高家通,谢建治

()河北农业大学资源与环境科学学院,河北保定０７１０００

摘要:为解决环境保护与农户畜禽规模化养殖间的协调发展问题,基于EKC理论对河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量之间的关系进行了实证研究.结果表明:河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量之;间的关系呈“倒U型”将此模型中的因变量y(畜禽养殖污染排放量)与其他变量进行相关性检验,规y与x(

２３∗∗

、、模化程度)和x的P均呈显著正相关关系,回归方程xearson相关性分别为０．７４４∗∗、０．５６３０．４１５∗∗,

可以通过F检验,且常数项和各自变量均通过T检验;通过对模型方程求导并计算,得出河北省畜禽养殖场小型规模畜禽养殖场.因此,在制定相关政策时,亟需加强对中、小规模养殖场的监管与补贴,促７８．８％的中、使中、小规模养殖场对养殖污染物进行处理.中图分类号:S１９文献标志码:A

关键词:畜禽养殖规模;污染物排放量;河北省EKC曲线;

最适规模为２．属大型规模.目前,造成河北省畜禽养殖污染物排放的主要来源为占比２万头猪当量以上,

:开放科学(资源服务)标志码(OSID)

Anemiricalstudntherelationshietweenthescaleoflivestockandpyopb

oultrreedinndpollutantemissionsinHebeiprovincepybga

(ColleeoesourcesandEnvironmentalSciences,HebeiAriculturalUniversitgfRgy,

Baodin７１０００,China)g０

MENGJinkai,ZHAOXian,LIRonzhen,GAOJiatonXIEJianzhiggg,

:AbstractInordertorealizethecoordinateddevelomentbetweenenvironmentalprotectionp

,andthedevelomentoflareＧscalelivestockandpoultrarmininHebeirovincetheemＧpgyfgpfarmincaleandpollutantemissionsbasedonEKCtheor．Theresultsindicatedthatthegsyrelationshietweenthescaleoflivestockandpoultrarminndpollutantsdischareinpbyfgag　　　　　　　　　　　

收稿日期:修回日期:２０１９０４０９;２０１９０５２２).基金项目:河北省农村环境现状调查研究(１５０３０２１

iricalstudasconductedtoexloretherelationshietweenthelivestockandpoultrpywppby

,第一作者:孟靖凯(男,河北秦皇岛人,硕士研究生,研究方向为农业环境规划与管理.１９９３)

,通讯作者:谢建治(男,安徽安庆人,教授,研究方向为流域环境综合整治及农村环境保护.１９６９)

２９　２　

)fromlivestockandpoultrfarmininthemodelwastesetedwithothervariables．ThePearＧyg

２３∗∗∗∗∗∗

),,,soncorrelationbetweenyandx(scalexandxwas０．７４４０．５６３and０．４１５reＧ

,HebeiProvinceisinvertedUＧshaedandthedeendentvariabley(ollutantsdischarepppg

林　业　与　生　态　科　学

第３４卷

,w,sectivelhichprovedasinificantpositivecorrelationrelationshi．MoreoverthereＧpygp,ressioneuationwassuccessfullestedbestandtheconstanttermandeachvariablegqytyFtwerealsotestedbest．ItwasconcludedthattheotimumscaleoflivestockandpoultryTtpy

,,tionsbeloninolaresizeofbreedin．Atpresentthepollutantsdischaredfromtheggtggg

farmsinHebeiProvinceismorethan２２,０００pisberivinndcalculatinthemodeleuaＧgydgagqsmallandmediumＧsizedlivestockandpoultrfarminccountfor７８．８％ofthetotalamountyga

,inHebeiProvince．ThereforethegovernmentinHebeiProvinceurentleedstostrenthＧgyngtainabledevelomentofthesmallandmediumＧsizedfarmsinHebei．provincep

,enthesuervisionandsubsidiesforsmallandmediumＧsizedfarmssoastopromotethesusＧp

:;;;KeordslivestockandpoultrreedincaleollutantdischarelevelEKCcurveHebeiybgspgyw

[]１０

“““.分别为“倒U型”正U型”倒N型”正N型”

畜牧业总产值占　　河北省畜禽养殖业发展迅速,

农业GDP的比重由１９７８年的１４．３２％上升到２０１７

[]

年的３４．７３％１.其肉类产品出产量仅次于山东、[２]

.随着畜牧业发展,河南、四川、湖南,居全国第５

１．２　变量选取及模型描述

１．２．１　数据来源　使用４类指标来对畜禽污染排,总氮排放量(以及总磷排放量(所用的数据TN)TP)来自于河北省环境科学研究院«２０１６年河北省规模.畜禽养殖场废弃物产生及处理利用情况»

１．２．２　模型描述　采用EKC模型来对畜禽养殖规模化程度与污染排放量之间的关系进行实证分析.常用的E一为二次多KC模式主要有２种形式:项式形式,二为三次多项式形式.这里主要采用的是二次多项式的简化形式,自变量仅包括养殖规模一项,不考虑其他因素对畜禽养殖污染排放量的影响,模型的表达式为:

２３

α＋x＋x＋x＋ε.１×２×３×y＝βββ式中,为猪、肉牛、奶牛、蛋鸡、肉x为养殖规模,

河北省畜禽养殖业规模化程度越来越高.有资料显示,国内关于畜禽养殖污染现状、治理政策、治理行为及机制等方面的研究丰富,有关河北省畜禽养殖污染治理方面的报道也较多,但对畜禽养殖规模

,放量进行量化,分别是化学需氧量排放总量(TCOD)

化程度与污染物排放量关系的实证研究鲜见报道,

３８]

.基于此,尚未得出河北省最适养殖规模量[以

环境库兹涅茨曲线(理论为基础建立方程模EKC)型,对畜禽养殖污染物排放量与养殖规模化程度进行实证分析,旨在找出河北省畜禽养殖最适规模,提出有针对性的养殖业环境保护政策建议,为河北

９]

.省养殖业环境保护提供一定的理论依据[

１　材料与方法

１．１　环境库兹涅茨曲线理论

环境库兹涅茨曲线理论主要为解释经济发展状况与环境污染程度之间关系的理论,该理论认为在无政策干预下,最开始的时候环境状况会随着经济发展水平提高而恶化,但是经济发展到一定水平之后,环境状况则会随着经济继续发展而得到改

１０]

.善,呈现出的“倒U型”曲线关系[

鸡５种畜禽实际养殖规模Z通ＧScore标准化的值,过不同种类畜禽的日排泄系数和单位粪便中化学需氧量、总氮、总磷的排放量折算出各种类畜禽的

[]１１

).在此研究中０．００２y为畜禽养殖污染排放量,

权重,分别对应是(０．０９９、０．２５４、０．６４２、０．００３、、为化学需氧量排放总量(总氮排放量(以TCOD)TN)及总磷排放量(TP)ZＧScore标准化后的合计值;α为特定的截面效应,即常数项,ε为随机干扰项.在此研究中,不考虑其他因素对畜禽养殖污染排放量的影响,故ε忽略不计.

到目前为止,众多学者基于不同区域和不同变

量指标对该理论进行验证,得出的结论主要为４种,

第３期　

孟靖凯等:河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量关系的实证研究

２　结果与分析

通过历年«河北省农村统计年鉴»的相关数据得出１９８０－２０１７年河北省主要年份畜禽养殖污染物排放量见表１.

２９　３

２．１　河北省畜禽养殖污染现状分析

表１　１９８０－２０１７年河北省主要年份畜禽养殖污染物排放测算

Table１　PollutantemissionsfromlivestockandpoultrreedininthemainyearsofHebeirovincefrom１９８０to２０１７ybgp

年份

粪便/万t５７３０．６８２０４９５．５１１２６９４．１０１３００８．２４１２５９１．４５１１８２１．６５８３１８．３５

Totalemissionsof

Chemicaloxendemandyg

４１９．９２６６０．５６化学需氧量/万t

Totalnitroeng

centent

４２．７５６０．４８总氮/万t

Totalhoshoruspp

content

１０．２９２５．８９１６．３３１６．７９１６．２６１５．３４７．１７总磷/万t

Year１９８０１９９０２０００２０１０２０１５２０１６２０１７

Livestockmanure

２１８７．６０１４１９．９２１３８２．６９１３２０．１７１３６４．９０

１５２．６９０９７．６４１００．５６９７．５８９３．２６

尽管近年来通过政策手段,河　　由表１可以看出,

北省畜禽养殖排放的污染物有所下降,但是相对于当前的污染物排放规模还是十分庞１９８０年来说,大的.

处理利用情况»中９０６家规模畜禽养殖场情况见表２.

«２０１６年河北省规模畜禽养殖场废弃物产生及

表２　９０６家规模畜禽养殖场情况

Table２　Situationof９０６livestockandpoultrarmsyfSmallscale小规模

Mediumscale中规模

大/特大规模/Lareextralarescalegg

Livestockand

oultreciespysp

猪　肉牛奶牛肉鸡蛋鸡总计

畜禽种类

占养殖总户数比/％占养殖总户数比/％占养殖总户数比/％

户数户数

PercentaeoftotalPercentaeoftotalPercentaeoftotalggg

HouseholdsHouseholdsHouseholds

farminouseholdsfarminouseholdsfarminouseholdsghghgh

户数３４０８３０７５３

３．８００．９０．３３．３８．３

２０４３８９１４１５１７

２２．５４２．９１．５１．７１．９

６５１４５０４９１９２１４

７．２１．５５．５５．４２１．２１．５

６３９７０．５

河北省畜禽规模养殖场小、中、大/　　由表２可知,

特大规模的占比分别为８．３％、７０．５％、２１．２％.由此可见,河北省畜禽养殖规模主要是中型规模的养２．２　相关性分析

殖场,其比例占到了７０．５％.

将y分别利用SPSS２０．０与其他变量进行相

２

３

与y呈显著的相关关系,且为正相关关系.故可以对模型进行多元线性回归分析.２．３　回归分析

将y作为因变量,其他变量作为自变量进行多元线性回归分析,在回归分析中应加入不同种类畜禽在污染物排放量各自的权重,见表４.

关性检验见表３.从表３中可以看出x、x和x均

２９　４　

林　业　与　生　态　科　学

表３　y与其他变量相关性分析

Table３　Correlationanalsisbetweenyandothervariablesy

第３４卷

yyPearson相关性显著性(双侧)样本数)N(

x２

x３x∗∗∗∗∗∗

１　０．７４４０．５６３０．４１５

双侧)上显著相关.　　　　　　　　　　　　　注:∗∗表示在０．０１水平(

９０６　９０６　　　９０６　　　９０６　　　

０　　　０　　　０　　　

表４　回归模型汇总

Table４　Summarfreressionmodelsyog

拟合优度

R０．７６９

R２

a

０．７６９

AdustRj０．６３３

２

调整R２

Errorofstandardestimation

０．６３１

标准估计的误差

DurbinWatson

０．５９１

德宾沃森检验

３,２.(,预测变量:常量)　　　　　注:xx,x模型１的拟合优度为０．　　由表４可以看到,７６９,

说明自变量残差项间无相关性,可以进一步进行回归分析.回归方差分析情况见表５.

,

方程的拟合程度好;接近于２,这DW值为１．７６１,

a,b)表５　回归的方差分析表(Anova

ab)Table５　Varianceanalsistableforreression(Anovayg

回归残差总计

Index

指标

Quadraticsum

６６８．７５６６０９．７５２

平方和自由度

df９０２９０５３

Meansuareq２２２．９１９０．６７６

均方联合假设检验显著性

F３２９．７６２

Sig．

c

０

３,２(,加权的最小二乘回归,按权重进行加权;常量)　　　　　　注:a．因变量y;b．c．预测变量:xx,x１２７８．５０８

残差的均方为０．这也说明方　　由表５可知,６７６,程的拟合度好.该回归分析的F值为３对２９．７６２,)应的概率P(值为０,假定显著性水平α为Sig．

则概率P值小于给定的显著性水平α,模型线０．０５,性关系显著,回归方程可以通过F检验,可以建立线性模型,见表６.

表６　回归系数及显著性检验表

Table６　Reressioncoefficientandsinificancetesttablegg

类别

Unstandardizedcoefficients

非标准化系数

Standardizedcoefficients

Trialversion０．８１００．６３３试用版标准系数

参数显著

性检验

显著性

Tesyp(常量)

非标准化系数

B－０．００５０．８９３０．１２０

Standarderror

０．０４８０．１１７０．０５００．００５

标准误差

t－０．０９５７．６５０２．３８６

Sig．０．０２４００．０１７０

x２x３x因变量y.　　　　注:

－０．０２０－０．８１０－４．３６９

模型中常数项和各自变量的T检　　由表６可知,

２３

,验均通过(表明自变量x、和x和常P＜０．０５)x２．４　回归模型方程及模拟曲线响因素回归模型方程如下:

数项应出现在方程中.因标准系数只是用来测度

２３

、的重要性,而系数之间需要用此方程进行x、xx实际预测,故系数应采用非标准化系数.所以常数２３项为－０．自变量x、和x对应的系数分别为００５,x０．８９３、０．１２和－０．０２.

结合表４、表５、表６的数据分析,可写出决策影

２３

.００５＋０．８９３x＋０．１２x－０．０２xy＝－０．

根据规模化程度与污染排放量之间关系的估

计模型,可以对畜禽养殖污染排放与养殖规模化程度之间的曲线关系进行模拟.具体的模拟结果如

第３期

孟靖凯等:河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量关系的实证研究

２９　５

图　

１所示(数据已经标准化,故无单位)

.图１　畜禽养殖污染排放与规模化程度回归方程模拟igure１　Simulatingchartofregressionequationforpollutionmissionandscaledegreeoflivestockandpoultrybreeding

由图模化程度之间模１可以看出,畜禽养殖污染排放与养殖规

拟结果为“倒U型”的曲线.这说明了在“顶点”前期,畜禽养殖污染排放量会随着养殖规模的扩大而增加,但是发展到一定阶段跨过“扩大而减少顶点”之后,.

养殖污染排放量则会随着养殖规模的通过对模型方程求导可得出(１(的原始值－)和(x２．３４２,,y２－(取整１),即污染高风险区的２２个“拐点”x１个端点,分别是,

．１８))分别为和(６．３５４０,０５．头猪当量３８).２个x１(即根据不同、x２对应畜种粪污中的氮磷养分含量,统一确定的不同畜种与猪的折算系数)和指标ZＧScore标准化２．２万头猪当量.而后,

服从标准正态３个污染分布,且５．３８－０|＞|－２．３４－０|,这说明２５．０２万头猪当量养殖规模污染物的排放量要远小于０头猪当量养殖规模污染物的排放量,更适合河北省.

２．２万头猪当量养殖规模通过前约量,其中中９３．４９％０６家规模养殖场统计数据进行估算,目的养殖场养殖规模低于、小规模养殖场约占北省９３．４％养殖场规模已经处７于８．x８２％．２万头猪当.这说明河１只有、x２两点值之间,即污染高风险区,.由此可见,目前河北省要做好将长期６．６％的养殖场度过了污染高风险区处于污染高风险区的准备,同时应尽快鼓励低于．２万头猪当量规模(尤其是中、小规模养殖场)向．２万头猪当量发展,

以尽快度过污染高风险区.由以上得出河北省各类畜禽走出污染高风险　

区的适合的养殖规模,详见表２０１６年,而考虑近几年因政策干预存在养殖场的关７.因为数据统计于

闭问题,所得适合的养殖数量值稍微偏大.

表７　各类畜禽适合的养殖数量

Table７　Suitablenumberoflivestockandpoultrybreeding

pLoiuv畜禽种类

lestockand

适合的养殖数量Suitablebreedi/n万头或万羽

gquantity

肉牛tryspecies奶牛≥≥０．４４

猪蛋鸡≥０≥２．．２２２肉鸡

８５９６

２００１«畜禽养殖业污≥６染１６物３２

排放标准»１．２．２中规定

折算　注:按照.

GB１２．５　政策分析

由高风险区２．,４可知,河北省达到２．９３．４％的养殖场处于污染

养殖规模的建设６．６％,河北省应该继续推进养殖小区２万头猪当量规模及以上的养殖场仅为、大型,畜禽养殖规模应该向当量发展.这也与目前所倡导的集约化２、．２万头猪规模化发展方向一致.并把畜禽粪污治理与多功能生态农

业相结合,实现畜禽粪污更好的资源化利用[

１２]

.政府的政策手段将在这段过渡时期的畜禽污染防治中起到关键作用.

目前,我国畜禽养殖污染防治政策大体有法规、制度等,另一类为财政补贴等经

２类,

一类为法律、济激励型政策[

１３

].河北省亦然.这两[

大于畜禽污染的防治起到了很大的作用１４]

类.政通策过对总结河北省的政策,不难发现,河北省针对环境污染的补贴政策大多倾向于大规模养殖场,而中、小规模的养殖场基本没有补贴.因此,大规模养殖场在补贴政策的鼓励且本身资金充裕的情况下,会主动修建相关污染处理设施,从而治理养殖污染.但中、小规模养殖场在初次设施投入较大且要设备正常运行仍需投入一定费用却没有融资渠道的情况下,会想方设法避开环保管制.

结合畜禽养殖污染２．１和物２排．４中分析可知,

目前造成河北省放的主要来源为占比７８．８％的中、小型规模畜禽养殖场.

Fey|２２２９　６　

林　业　与　生　态　科　学

参考文献:

第３４卷

３　结论

为解决河北省环境保护与农户畜禽规模化养«河北省规模畜禽养殖场废弃物产生及处理利用情况»的各县级相关数据,对河北省畜禽养殖规模化程度与污染物排放量之间的关系进行了实证研究,殖间的协调发展这一实际问题,基于EKC理论和

[]石哲．河北省生猪养殖粪污处理问题与对策研究[保定:河１D]．[]刘珊珊．基于种养结合的河北省农地氮、磷消纳潜力研究[２D]．[]白晓龙．]农村非规模化畜禽污染防治现状调研与分析[黑龙３J．[]金书秦,]韩冬梅．中国畜禽养殖污染防治政策评估[农业经济４J．():江畜牧兽医,２０１６２２８６８８．石家庄:河北经贸大学,２０１７．北农业大学,２０１８．

并计算出河北省适合的养殖规模,提出污染防治建议.研究结果表明,畜禽养殖规模化程度与污染物排放量之间符合“倒的养殖规模应该在前河北省要做好将长期处于污染高风险区的准备２U型”曲线关系;最适合河北省．２万头猪当量规模及以上;目,同时应尽快鼓励９３．４％的养殖场向２．２万头猪当量发展,以尽快度过污染高风险区.河北省在制定畜禽养殖污染防控政策时,应继续对大规模养殖场进行监管与补贴,更应该重视对中、小型规模,尤其是中型规模养殖场的监管、补贴以及资金方面的政策扶持,促使中、小规模养殖场对养殖污染物进行处理,以在短期内减少畜禽养殖污染排放.

因为EKC模型所用数据统计时间为２０１６年,考虑近几年因政策干预存在养殖场的关闭问题,所得适合的养殖数量值会稍有偏差.同样原因,畜禽养殖规模化程度所用的数据会稍微有偏差,因此所作出的实证结果并不能代表畜禽养殖规模化程度与污染排放量之间存在准确的函数关系,方程曲线图只能代表畜禽养殖规模化程度与污染排放量关系的大体趋势.

问题,[５

]潘丹．２０１８(３):１１９１２６．不同规模养殖户畜禽污染治理政策接受意愿分析———基于选择试验方法[J]．中国农业大学学报,２０１７,２２(３):１９７．

１８８

[６

]舒畅．基于经济与生态耦合的畜禽养殖废弃物治理行为及机制研究[[７]白明刚D]．．北京:中国农业大学,２０１７．

河北畜禽养殖污染评价及对策研究[D]．保定:河北农业大学,[８]赵建军．２０１０．

河北畜禽养殖业污染的环境经济分析[J]．环境科学导刊,[９]孔祥才２０１５,．３４(２):８１８５．畜禽养殖污染的经济分析及防控政策研究[D]．长春:吉林农业大学,[１０]孙菠．２０１７．中国环境库兹涅茨曲线的实证研究[D]．长春:吉林大学,[１１]刘俊威２０１６．．

畜禽养殖业规划环境影响评价[D]．金华:浙江师范大学,[１２

]宁国辉２０１３,刘树．庆,周大迈．我国北方城郊型多功能生态农业技术与模式[[１３]张志平．J]．林业与生态科学,２０１８,３３(４):３５１－３５７．河北省畜牧产业结构调整策略研究[D]．天津:天津大学,[１４

]赵娜２０,０冯军会４．

,万宝春．河北省畜禽养殖业污染防治对策建议[J]．中国环境管理干部学院学报,２０１４,２４(６):４７－５０．(编辑　田杰)