卜楚潔,秦 軍*,王 燦
(1.貴州大學(xué) 喀斯特重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州 貴陽 550025;2.清華大學(xué) 環(huán)境學(xué)院,北京 100089)
畜禽糞便管理會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體并導(dǎo)致一系列嚴(yán)重的環(huán)境問題。目前中國養(yǎng)殖著全球近一半的生豬[1],豬糞管理產(chǎn)生的CH4和N2O分別占到全國畜禽糞便管理產(chǎn)生CH4和N2O的76%和32%[2],因此豬糞管理的溫室氣體減排成為當(dāng)前重要問題。
豬糞管理方式主要包括堆肥、沼氣池、散施等。有研究表明,將全國落后的豬糞管理方式全部進(jìn)行改進(jìn)后將產(chǎn)生巨大的溫室氣體減排效益,因此技術(shù)進(jìn)步成為當(dāng)前豬糞管理溫室氣體減排的重要手段[2]。文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果顯示[3,4],不同養(yǎng)殖規(guī)模的養(yǎng)殖戶傾向于選擇不同糞便管理方式,傳統(tǒng)農(nóng)戶散養(yǎng)模式中豬糞基本作為有機(jī)肥還田,而規(guī)模戶大多使用沼氣工程管理豬糞。由于不同規(guī)模養(yǎng)殖戶豬糞管理方式有明顯區(qū)別,而不同豬糞管理方式帶來的溫室氣體排放差異顯著,因此生豬規(guī)模化程度會(huì)直接影響豬糞管理規(guī)模效應(yīng)進(jìn)而影響溫室氣體排放。很多學(xué)者通過構(gòu)建模型,識(shí)別出一系列影響生豬養(yǎng)殖規(guī)?;潭鹊囊蛩?。研究者利用生豬規(guī)模養(yǎng)殖指數(shù)和計(jì)量模型[5]、Logistic模型[6]和基于DEA的Manquist指數(shù)[7]等方法分析影響生豬規(guī)?;蛩?。結(jié)果顯示資源稟賦狀況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、散戶個(gè)體特征、人口增長、技術(shù)進(jìn)步等因素對生豬規(guī)?;胁煌潭鹊挠绊?。然而目前對豬糞管理規(guī)?;厔莸念A(yù)測,以及分析規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步帶來的溫室氣體減排的研究尚不多見。
本文選取湖北省的豬糞管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。湖北省是中國重要的生豬養(yǎng)殖基地,根據(jù)相關(guān)政策要求,該地區(qū)需要加快生豬糞便綜合利用進(jìn)程,盡快推進(jìn)生豬養(yǎng)殖的轉(zhuǎn)型升級,因此分析湖北省規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步對豬糞管理減排效應(yīng)的影響十分重要。在規(guī)模效應(yīng)方面,本文根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)研結(jié)果選取城市化率、農(nóng)村居民高中文化占比、生豬出欄比和環(huán)境規(guī)制系數(shù),并結(jié)合湖北省規(guī)?;i糞管理系數(shù)在全國的具體情況,選用了相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析,預(yù)測了湖北省在2025年豬糞管理規(guī)模化程度。在技術(shù)進(jìn)步方面,本文在現(xiàn)有豬糞管理排放因子的基礎(chǔ)上,將豬糞在豬舍內(nèi)收集過程、運(yùn)輸過程、還田過程和避免過程產(chǎn)生的溫室氣體排放納入考慮,核算了更完善的豬糞管理排放因子。最后,本文通過情景分析來研究豬糞管理的規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步對溫室氣體的影響,以期為湖北省相關(guān)政府部門制定生豬養(yǎng)殖糞便污染治理政策提供理論支持。
由于人口增長與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對豬糞管理規(guī)模有不可忽視的作用,因此本文選取城市化率(a)作為解釋變量,城市化率代表當(dāng)?shù)厝丝谠鲩L與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展指標(biāo)。農(nóng)戶個(gè)人基本特征會(huì)影響生豬養(yǎng)殖規(guī)模進(jìn)而影響規(guī)模化豬糞管理,其中擁有較高文化水平的養(yǎng)殖戶更愿意進(jìn)行規(guī)?;i養(yǎng)殖提高財(cái)富收益[8],因此本文選取農(nóng)村勞動(dòng)力高中文化占比(b)代表當(dāng)?shù)鼐用駛€(gè)體特征。穩(wěn)定的省域生豬產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)對擴(kuò)大生豬養(yǎng)殖規(guī)模有一定的優(yōu)勢,通常生豬出欄比高的地區(qū)具有較成熟飼養(yǎng)體系,本文選取生豬出欄量占比(c)代表當(dāng)?shù)厣i市場及產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)[9]。環(huán)境規(guī)制是影響豬糞管理規(guī)模擴(kuò)大的重要原因,因此本文選取環(huán)境規(guī)制系數(shù)(d)代表當(dāng)?shù)丨h(huán)境規(guī)制強(qiáng)度,環(huán)境規(guī)制系數(shù)參考周建軍等[10]研究方法,計(jì)算公式為:
(1)
式中Enviro為環(huán)境規(guī)制系數(shù);GDP地區(qū)生產(chǎn)總值;area表示地區(qū)面積。
本文借鑒《中國畜牧業(yè)年鑒》的分類方式,將生豬養(yǎng)殖的豬糞管理分為年出欄1~49頭的散戶豬糞管理和年出欄50頭以上的規(guī)模戶豬糞管理。為了表征豬糞管理的規(guī)模變化,本研究將當(dāng)年規(guī)?;i糞管理系數(shù)作為被解釋變量并記為y。計(jì)算公式如下:
(2)
根據(jù)影響因素分析,城市化率(a)、農(nóng)村居民高中文化占比(b)、生豬出欄比(c)和環(huán)境規(guī)制系數(shù)(d)對規(guī)模化豬糞管理系數(shù)(γ)在一定程度上有影響。利用以下模型檢驗(yàn)假設(shè):
lnγ=α+β1lna+β2lnb+β3lnc+β4lnd+ε
(3)
由于湖北省規(guī)?;i糞管理系數(shù)在全國排名較為靠后,在考慮數(shù)據(jù)可得性的情況下,本研究選用了2007~2012年規(guī)?;i糞管理系數(shù)排名后15個(gè)省市的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析,并使用實(shí)證分析結(jié)果構(gòu)建的模型預(yù)測湖北省2006~2016年規(guī)?;i糞管理系數(shù)并與實(shí)際情況進(jìn)行比較,若擬合效果較好,使用該模型預(yù)測湖北省在2017~2025年豬糞管理規(guī)?;潭取?/p>
豬糞管理中的溫室氣體減排潛力用優(yōu)化前后溫室氣體排放量的差值表示:
Ζt=ΖAt-ΖBt
(4)
式中Ζt為t年豬糞管理優(yōu)化帶來的溫室氣體減排量(萬噸/年);ΖAt為t年豬糞管理優(yōu)化前溫室氣體排放量;ΖBt為t年豬糞管理優(yōu)化后溫室氣體排放量,其中:
Ζt=DSt×EFSt+DGt×EFGt
(5)
式中Ζt為豬糞管理溫室氣體排放量(萬噸/年);EFSt為t年散戶豬糞管理溫室氣體排放因子(CO2-eqkg/頭·年),EFGt為t年規(guī)模戶豬糞管理溫室氣體排放因子(CO2-eqkg/頭·年);DSt為t年散戶生豬出欄量(萬頭),DGt為t年規(guī)模戶生豬出欄量(萬頭)。
(6)
(7)
式中Ht為t年生豬養(yǎng)殖戶總數(shù)(戶);IS為t年單個(gè)散戶生豬出欄量(萬頭),IG為t年單個(gè)規(guī)模養(yǎng)殖戶生豬出欄量(萬頭);γ為規(guī)?;i糞管理系數(shù),則有:
Dt=DSt+DGt
(8)
式中Dt為t年生豬出欄數(shù)。
EF=34×EFCH4+298×EFN2O
(9)
式中EF為豬糞管理溫室氣體排放因子(CO2-eqkg/頭·年),EFCH4為豬糞管理甲烷排放因子,EFN2O為生豬糞便管理氧化亞氮排放因子,IG和IS根據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行估計(jì),分別取值為0.027 9和0.000 3。
豬糞管理的規(guī)模效應(yīng)以及技術(shù)進(jìn)步均能降低溫室氣體排放,據(jù)此本文設(shè)定如下四種情景研究規(guī)模效應(yīng)與技術(shù)進(jìn)步對溫室氣體的減排潛力:不考慮豬糞規(guī)模效應(yīng)和養(yǎng)殖戶豬糞技術(shù)進(jìn)步的情景Ⅰ,僅考慮豬糞管理規(guī)模效應(yīng)情景Ⅱ,僅考慮養(yǎng)殖戶豬糞管理技術(shù)進(jìn)步情景Ⅲ,以及綜合考慮豬糞管理規(guī)模效應(yīng)和養(yǎng)殖戶豬糞管理技術(shù)進(jìn)步情景Ⅳ,未來上述四種情景的組合如表1所示。
表1 四種情景組合Tab.1 Four scenario combinations
不同規(guī)模養(yǎng)殖場戶數(shù)及生豬出欄能力數(shù)據(jù)主要來自于《中國畜牧獸醫(yī)年鑒》,地區(qū)生產(chǎn)總值、城市化率數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》,農(nóng)村居民高中及以上文化程度勞動(dòng)力占比數(shù)據(jù)來源于《中國農(nóng)村住戶調(diào)查年鑒》和《湖北農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒》。所有數(shù)據(jù)結(jié)果由統(tǒng)計(jì)軟件Stata15.0分析而成。
由規(guī)?;i糞管理系數(shù)預(yù)測模型估計(jì)結(jié)果可知,社會(huì)發(fā)展方面,城市化率(lna)與生豬養(yǎng)殖規(guī)模化系數(shù)正相關(guān),其每升高10%會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大3.89%;省域環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度方面,環(huán)境規(guī)制系數(shù)(lnd)與生豬養(yǎng)殖規(guī)模化系數(shù)正相關(guān),其每升高10%會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖規(guī)模擴(kuò)大0.23%;生豬出欄占比(lnc)和農(nóng)村勞動(dòng)力高中文化占比(lnb)均與生豬養(yǎng)殖規(guī)?;禂?shù)無明顯相關(guān)性。
本文使用實(shí)證分析結(jié)果構(gòu)建模型,預(yù)測了湖北省2006~2016年規(guī)?;i糞管理系數(shù)并與實(shí)際值進(jìn)行比對分析,結(jié)果如圖1所示,除2015年以外,擬合值與實(shí)際值的相對誤差基本隨著時(shí)間的增長逐漸減少。由于實(shí)證分析預(yù)測值與實(shí)際的歷史數(shù)據(jù)擬合程度較好,因此本文采用該計(jì)量模型預(yù)測2017~2025年湖北省生豬養(yǎng)殖規(guī)?;禂?shù)。
圖1 2007~2016年湖北省規(guī)模化豬糞管理系數(shù)實(shí)際值及擬合值對比Fig.1 Comparison of actual and fitted values of scale pig manure management coefficient in Hubei province from 2007 to 2016
2017~2025年湖北省城市化率采用李善同等[11]設(shè)計(jì)的研究方法進(jìn)行預(yù)測,環(huán)境規(guī)制系數(shù)采用ZHANGl研究結(jié)果[12]進(jìn)行計(jì)算,2017~2025年農(nóng)村勞動(dòng)力高中文化占比則根據(jù)湖北省歷史數(shù)據(jù)趨勢進(jìn)行預(yù)測。本文2017~2025的生豬出欄量占比以湖北省2016年生豬實(shí)際出欄量為基礎(chǔ),運(yùn)用孫振等[13]預(yù)測的全國生豬出欄量進(jìn)行計(jì)算。通過(3)式得出2017~2025年湖北省規(guī)?;i糞管理系數(shù)預(yù)測值后,可計(jì)算出湖北省每年不同規(guī)模養(yǎng)殖戶的生豬出欄量,結(jié)果如圖2所示。
規(guī)模效應(yīng)預(yù)測結(jié)果顯示,到2025年湖北省規(guī)?;i糞管理系數(shù)預(yù)計(jì)達(dá)到0.06左右,此系數(shù)在2016年全國規(guī)?;i糞管理系數(shù)中可排名第17位,這表明到2025年湖北省豬糞管理規(guī)?;M(jìn)程依然具有較大的增長潛力。假設(shè)湖北省規(guī)模效應(yīng)排名每年往前推進(jìn)一位,則湖北省2017~2025年規(guī)?;i糞管理系數(shù)可由全國排名第17位推進(jìn)到第9位,推進(jìn)規(guī)?;?017~2025年湖北省不同規(guī)模養(yǎng)殖戶生豬出欄量變化如圖2所示。
2.2.1常規(guī)豬糞管理現(xiàn)狀及其排放因子核算
2016年湖北省不同規(guī)模豬糞管理方式選用楊璐等[4]調(diào)研結(jié)果,根據(jù)IPCC(2006年)中糞便管理甲烷與氧化亞氮排放因子計(jì)算方法,分別計(jì)算散戶豬糞管理與規(guī)模戶豬糞管理的甲烷及氧化亞氮排放因子,并與《低碳發(fā)展及省級溫室氣體清單編制》[14]的中南地區(qū)豬糞管理甲烷與氧化亞氮排放因子推薦值進(jìn)行比較。比較結(jié)果顯示兩種方法核算出的排放因子差別不大。鑒于使用IPCC方法可以將2016年湖北省豬糞管理實(shí)際情況納入考慮,因此本研究采用IPCC方法對其溫室氣體排放量進(jìn)行估算。結(jié)果顯示,在不考慮豬舍內(nèi)處理、運(yùn)輸、及避免過程的情況下,湖北省2016年豬糞管理產(chǎn)生的溫室氣體排放量在11 776.2萬噸,如表2所示。
圖2 推進(jìn)規(guī)?;昂?017~2025年湖北省不同規(guī)模養(yǎng)殖戶生豬出欄量對比Fig.2 Comparison of pig output from different scale farmers in Hubei province between 2017 to 2025 before and after the promotion of scale
表2 2016年IPCC方法和省級溫室氣體清單方法核算的排放因子及溫室氣體排放Tab.2 Emission factors and greenhouse gas emissions calculated by IPCC method and provincial greenhouse gas inventory method in 2016
2.2.2HTE過程的豬糞管理現(xiàn)狀及其排放因子核算
本文在IPCC核算方法基礎(chǔ)上,將豬舍內(nèi)糞便收集過程、運(yùn)輸過程、避免無機(jī)肥(硝酸銨)使用過程及避免能源(熱能和電能)生產(chǎn)過程納入核算,將這一系列過程簡稱為“HTE”過程(House-to-Energy)納入溫室氣體排放因子的核算。豬舍內(nèi)處理過程分為固液分離和深坑儲(chǔ)存,其中,采用堆肥及固體儲(chǔ)存的養(yǎng)殖戶豬舍內(nèi)處理過程為固液分離,其余養(yǎng)殖戶豬舍內(nèi)處理過程為深坑儲(chǔ)存。本文假設(shè)運(yùn)輸路線為3 km,還田避免的無機(jī)肥量采用無機(jī)肥同效當(dāng)量(MFE)進(jìn)行核算,固態(tài)糞便、沼渣沼液和堆肥的無機(jī)肥同效當(dāng)量分別為65%、75%和45%。能源生產(chǎn)過程產(chǎn)生的環(huán)境效益參考YUAN等[15]研究結(jié)果。本文以1噸豬糞經(jīng)傳統(tǒng)堆放還田產(chǎn)生無機(jī)肥環(huán)境效益作為其他豬糞管理方式產(chǎn)生無機(jī)肥環(huán)境效益的參考,完善其他過程后的2016年湖北省溫室氣體排放因子結(jié)果如表4所示。將HTE過程納入核算后,湖北省2016年豬糞管理產(chǎn)生的溫室氣體排放量為2 517.25萬噸,與不考慮其他過程的豬糞管理溫室氣體排放量相比其排放量增加了1 341.05萬噸。
表3 2016年ETH過程的排放因子及溫室氣體排放Tab.3 Considers emission factors of other processes and greenhouse gas emissions in 2016
2.2.3技術(shù)進(jìn)步前后的豬糞管理及其排放因子核算
隨著規(guī)模戶生豬出欄量在未來逐漸提升,豬糞綜合利用的比例也逐步提高。根據(jù)《發(fā)展規(guī)劃》的相關(guān)要求,本文假設(shè)豬糞管理技術(shù)進(jìn)步前,未來散戶和規(guī)模戶豬糞綜合利用比例在2016年基礎(chǔ)上分別以每年5%和1%的速度增加,預(yù)計(jì)到2023年所有散戶和規(guī)模戶都將實(shí)現(xiàn)100%豬糞綜合利用。
根據(jù)《發(fā)展規(guī)劃》的分類,處于中南地區(qū)的湖北省屬于約束生豬養(yǎng)殖發(fā)展的地區(qū)及南方水網(wǎng)地區(qū),該地具有耕地面積小、環(huán)境負(fù)荷高、生豬養(yǎng)殖規(guī)?;潭雀?、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)等特點(diǎn)?!缎笄菁S污資源化利用行動(dòng)方案(2017~2020年)》對湖北省豬糞管理中的技術(shù)進(jìn)步提出了更高的要求,本文針對技術(shù)進(jìn)步后的規(guī)模戶設(shè)計(jì)了“糞便能源化利用”和“污水肥料化利用” 相結(jié)合的豬糞綜合處理模式。該綜合模式對生豬規(guī)模養(yǎng)殖場糞便集中收集后,通過固液分離、沼氣工程、有機(jī)肥還田和熱電聯(lián)產(chǎn)過程對豬糞進(jìn)行管理。如圖3所示,養(yǎng)殖戶首先將豬舍內(nèi)的糞便收集并固液分離,其中固體糞便采用室外儲(chǔ)存,液態(tài)糞便流入?yún)捬醢l(fā)酵池進(jìn)行反應(yīng)并產(chǎn)生沼氣、沼渣和沼液。通過熱電聯(lián)產(chǎn),沼氣產(chǎn)生的熱能和電能供生豬養(yǎng)殖場日常使用,沼渣和沼液經(jīng)過好氧發(fā)酵后連同固態(tài)糞便可作為有機(jī)肥再次還田利用,本文在YUAN等[15]相關(guān)處理模式研究的基礎(chǔ)上核算其排放因子,并假設(shè)該技術(shù)以每年10%的速度在規(guī)模戶中增長。
結(jié)果顯示,規(guī)模戶豬糞管理技術(shù)進(jìn)步后,考慮其他過程的豬糞管理溫室氣體排放因子可由原來437.6(CO2-eqkg/頭·年)降至122.9(CO2-eqkg/頭·年)。其中N2O排放因子技術(shù)進(jìn)步后明顯上升,主要是由于固態(tài)糞便堆放及大規(guī)模還田導(dǎo)致的,規(guī)模戶豬糞管理CH4排放因子在技術(shù)進(jìn)步后有明顯下降,這是由于技術(shù)進(jìn)步后的糞便管理方式均采用固液分離的方法收集豬舍內(nèi)糞便,而固液分離方式相較于目前大規(guī)模應(yīng)用的深坑儲(chǔ)存方式能顯著降低豬舍內(nèi)CH4排放。此外,避免過程(沼氣產(chǎn)生的熱能和電能以及沼渣沼液的無機(jī)肥同效當(dāng)量)對于豬糞管理排放因子核算有顯著影響。在不考慮避免過程的情況下,規(guī)模戶技術(shù)進(jìn)步后豬糞管理CH4排放因子為42.4(CO2-eqkg/頭·年),N2O排放因子為117.5(CO2-eqkg/頭·年)。而充分考慮避免過程情況下,規(guī)模戶技術(shù)進(jìn)步后豬糞管理CH4排放因子無顯著變化,但是沼渣沼液的還田避免了一部分無機(jī)肥的使用,因此N2O排放因子降為46.3(CO2-eqkg/頭·年)。
在上述核算了常規(guī)豬糞管理以及ETH過程豬糞管理產(chǎn)生的溫室氣體排放基礎(chǔ)上,本文選擇ETH豬糞管理方式產(chǎn)生溫室氣體的結(jié)果,分析2017~2025年間不同情景下湖北省豬糞管理產(chǎn)生的溫室氣體排放量,結(jié)果如圖4~6所示。
表4 2025年ETH過程豬糞管理技術(shù)進(jìn)步前后的排放因子Tab.4 Emission factors before and after the improvement of pig manure management technology in 2025
圖3 規(guī)模戶技術(shù)進(jìn)步后豬糞綜合處理模式(ETH視角)Fig.3 Farming scale comprehensive treatment mode of pig manure after technical progress
圖4 湖北省2016~2025情景Ⅱ豬糞管理溫室氣體排放Fig.4 Greenhouse gas emission management of pig manure in the 2016 to 2025Ⅱscenario in Hubei province
在情景Ⅰ下,未來湖北省生豬糞便管理產(chǎn)生的溫室氣體將從2016年2517.25萬噸CO2-eq減少到2020年1822.78萬噸CO2-eq,并繼續(xù)減少到2025年1 589.91萬噸CO2-eq。相比于情景Ⅰ,2020和2025年在情景Ⅱ中溫室氣體排放分別減少了3.59%和1.04%,未來散戶生豬出欄量逐漸遞減,是溫室氣體排放減少的主要原因,在不改變豬糞管理技術(shù)的
圖5 湖北省2016~2025情景Ⅲ豬糞管理溫室氣體排放Fig.5 Greenhouse gas emissions from pig manure management under the 2016 to 2025 scenario Ⅲ in Hubei province
圖6 湖北省2016~2025情景Ⅳ下豬糞管理溫室氣體相對于情景Ⅰ的減排量Fig.6 Hubei province 2016 to 2025 under the scenario Ⅳ pig to regulate greenhouse gases relative to the scenarioⅠemission reductions
前提下,規(guī)模效應(yīng)對減少溫室氣體排放有正向作用。相比于情景Ⅰ情景,2020年和2025年的情景Ⅲ情景中溫室氣體排放分別減少了23.28%和56.19%,規(guī)模戶豬糞管理改進(jìn)后減排CH4是溫室氣體排放減少的主要原因,技術(shù)進(jìn)步對溫室氣體排放的減少有正向作用。相比于情景Ⅰ情景,2020年和2025年的情景Ⅳ情景中溫室氣體排放分別減少了29.94%和63.79%,規(guī)模戶出欄量的增加以及其豬糞管理的改進(jìn),共同促進(jìn)了溫室氣體的減排。很顯然,規(guī)模效應(yīng)與技術(shù)進(jìn)步的協(xié)同效應(yīng)要優(yōu)于單獨(dú)推行一種政策。
不同溫室氣體減排潛力的構(gòu)成存在差異。情景Ⅰ情景下,基年到2025年CH4占據(jù)了絕大部分溫室氣體排放,但其中散戶的CH4排放在CH4總排放的占比從36.33降到了30.33%,這是由于規(guī)模戶CH4排放因子較小,而規(guī)模效應(yīng)逐漸增大導(dǎo)致的。情景Ⅱ情景下的規(guī)模效應(yīng)增加得更加明顯, 2025年情景Ⅱ情景下散戶CH4排放量在CH4總排放的占比降到了11.02%。在情景Ⅲ情景下,通過規(guī)模戶豬糞管理的技術(shù)進(jìn)步,特別是對豬舍內(nèi)糞便處理的改進(jìn),使2025年規(guī)模戶CH4排放量降到了基年的10.81%。技術(shù)進(jìn)步后的豬糞管理在室外儲(chǔ)存及還田過程在中產(chǎn)生了較多的N2O,導(dǎo)致2025年情景Ⅲ下規(guī)模戶N2O排放量是基年N2O排放量絕對值的6.31倍,但由于規(guī)模戶CH4排放量占其基年溫室氣體排放量遠(yuǎn)大于N2O,因此情景Ⅲ情景下溫室氣體減排效應(yīng)明顯。相比于情景Ⅱ和情景Ⅲ,情景Ⅳ的豬糞管理在規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步的協(xié)同作用下,規(guī)模戶豬糞管理的減排效應(yīng)明顯增大,最終得到了良好的溫室氣體減排效果。
豬糞管理的溫室氣體減排是畜牧業(yè)溫室氣體減排的重要組成部分,其中豬糞規(guī)模效應(yīng)和豬糞管理技術(shù)會(huì)產(chǎn)生極大的影響,本文通過研究發(fā)現(xiàn):
(1)城市化率和環(huán)境規(guī)制系數(shù)的提升對規(guī)模效應(yīng)有正向作用,隨著湖北省城市化的推進(jìn)和環(huán)境規(guī)制的提升,2017~2025年豬糞管理規(guī)?;潭阮A(yù)計(jì)會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大。
(2)豬舍內(nèi)處理過程產(chǎn)生的溫室氣體排放量會(huì)極大地影響豬糞管理排放因子,所以這部分溫室氣體排放量在核算豬糞管理產(chǎn)生的溫室氣體時(shí)不能忽略。避免過程通過避免使用無機(jī)肥和避免生產(chǎn)熱能電能達(dá)到溫室氣體減排的目的,減排效果明顯。以規(guī)模戶技術(shù)進(jìn)步后的豬糞綜合處理模式為例,避免過程的溫室氣體減排量在其溫室氣體排放總量中占比高達(dá)30%,因此在溫室氣體排放核算中必須考慮避免過程對溫室氣體的影響。
(3)湖北省2025年規(guī)模效應(yīng)預(yù)計(jì)能實(shí)現(xiàn)約1.04%的溫室氣體減排,技術(shù)進(jìn)步在2025年預(yù)計(jì)能實(shí)現(xiàn)56.19%的溫室氣體減排,規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步疊后加在2025年預(yù)計(jì)能實(shí)現(xiàn)約63.79%的溫室氣體協(xié)同減排。結(jié)果表明,豬糞管理技術(shù)進(jìn)步的減排效果高于規(guī)模效應(yīng),未來應(yīng)重點(diǎn)改進(jìn)養(yǎng)殖戶的糞便管理技術(shù),特別是在豬舍糞便收集階段,應(yīng)大規(guī)模普及固液分離系統(tǒng)。