規(guī)?；竽琉B(yǎng)殖廢棄物處理的環(huán)境經(jīng)濟(jì)優(yōu)化研究——基于生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型的分析

馬永喜 ，王 穎

近年來(lái)，中國(guó)規(guī)?；竽琉B(yǎng)殖迅速發(fā)展，中國(guó)已成為世界上最大的畜產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó)。2011年，全國(guó)畜牧業(yè)產(chǎn)值25770.7億元，占農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的比重達(dá)到31.7%。與此同時(shí)，畜牧規(guī)模化養(yǎng)殖加快發(fā)展，畜牧養(yǎng)殖業(yè)正經(jīng)歷由傳統(tǒng)散養(yǎng)為主到規(guī)?；B(yǎng)殖為主的轉(zhuǎn)變。與傳統(tǒng)散養(yǎng)方式相比，這種規(guī)?；男竽溜曫B(yǎng)方式在利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)提升生產(chǎn)效益的同時(shí)，也使得養(yǎng)殖產(chǎn)生的糞便及污水等廢棄物大量集中。由于認(rèn)識(shí)、政策、管理和技術(shù)等方面的原因，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)畜牧業(yè)廢棄物未得到合理的處理和有效的資源化利用，給周邊自然環(huán)境帶來(lái)的污染危害日益嚴(yán)重。2011年全國(guó)畜牧糞便總量約有29.43億t，是同期工業(yè)固體廢棄物的0.91倍。全國(guó)畜牧糞便總量所含總氮1255.33萬(wàn)t、總磷339.25萬(wàn)t，分別相當(dāng)于同期施用的氮肥和磷肥中總氮和總磷含量的52.7%和94.8%。預(yù)計(jì)到2020年，我國(guó)畜牧糞便產(chǎn)生量將達(dá)到41億t[2]。目前，在我國(guó)很多農(nóng)村地區(qū)，畜牧糞便污染已經(jīng)超過(guò)工業(yè)和生活的污染水平，成為農(nóng)村面源污染的主要來(lái)源，畜牧業(yè)污染已經(jīng)成為我國(guó)農(nóng)村最為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題之一。

當(dāng)前針對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢棄物處理與利用方式及其采用的技術(shù)多種多樣，既有傳統(tǒng)上的處理與利用方法（例如土地處理和沼氣發(fā)酵等），也有從工業(yè)廢棄物和生活廢棄物處理實(shí)踐中引進(jìn)的處理技術(shù)（例如好氧曝氣處理和厭氧處理等），還有根據(jù)畜禽廢棄物自身特點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的新技術(shù)（例如生物堆肥技術(shù)等）。但總體看來(lái)，目前各國(guó)對(duì)畜禽廢棄物的處理和資源化利用實(shí)踐上沒(méi)有最好的解決辦法，而需要根據(jù)當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)和自然條件選擇合適的處理方法和處理技術(shù)[3-5]。在畜牧業(yè)廢棄物處理利用的環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究方面，目前的研究主要是從技術(shù)經(jīng)濟(jì)或工程經(jīng)濟(jì)的角度對(duì)畜牧業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)（或工程）的某個(gè)流程或?qū)唧w工程進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，以評(píng)估相關(guān)處理技術(shù)（或工程）的經(jīng)濟(jì)可行性。研究者大多認(rèn)為實(shí)施農(nóng)牧結(jié)合是解決養(yǎng)殖污染的有效途徑[6-7]。有學(xué)者研究表明，使用糞肥的費(fèi)用低于使用化肥的費(fèi)用，農(nóng)戶(hù)使用糞肥在經(jīng)濟(jì)上是可行的[8]。但規(guī)?；男竽琉B(yǎng)殖場(chǎng)往往缺乏足夠的耕地來(lái)容納大量且集中的動(dòng)物糞便[9，10]。同時(shí)，也有不少學(xué)者認(rèn)為有機(jī)肥施用雖然是一種環(huán)境有效的養(yǎng)殖廢棄物處理方式，但有機(jī)糞肥施用的額外投入成本較大，其養(yǎng)分含量低，從而造成有機(jī)肥施用的經(jīng)濟(jì)成本大于化肥，很難在經(jīng)濟(jì)上獲利[11，12]。還有些研究認(rèn)為在可供選擇的污染控制技術(shù)中，沼氣利用技術(shù)在經(jīng)濟(jì)與環(huán)境角度上是最有效的技術(shù)[13，14]。有學(xué)者在將環(huán)境效益納入成本收益分析中得出沼氣工程具有可行性的結(jié)論[15，16]。但另一些學(xué)者運(yùn)用投資成本收益分析方法對(duì)沼氣工程處理進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，認(rèn)為養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣工程的市場(chǎng)化能力很弱，基本不具備商業(yè)化推廣的條件[17，18]。目前這些研究大多利用成本效益分析的方法，來(lái)解決畜牧養(yǎng)殖廢棄物處理和利用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性評(píng)估問(wèn)題，但往往忽視了與之伴生的環(huán)境影響；同時(shí)在分析方法上僅對(duì)單項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，而缺乏對(duì)整體性技術(shù)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)，導(dǎo)致研究結(jié)果難以為實(shí)踐應(yīng)用提供科學(xué)而系統(tǒng)的指導(dǎo)依據(jù)。

本文將通過(guò)對(duì)典型案例的分析，在考察規(guī)?；B(yǎng)殖廢棄物處理環(huán)境影響的基礎(chǔ)上，采用國(guó)際學(xué)術(shù)界逐步流行的生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型方法，來(lái)模擬分析如何通過(guò)處理措施與資源化利用模式的選擇和管理方式的優(yōu)化，來(lái)改善規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益，并進(jìn)一步提出解決我國(guó)規(guī)?；竽琉B(yǎng)殖廢棄物污染問(wèn)題的相關(guān)政策建議。

1 案例分析

本研究所選養(yǎng)殖場(chǎng)位于浙江省金華市郊，主要從事生豬規(guī)模化養(yǎng)殖。該養(yǎng)殖場(chǎng)于2006年建成并投入使用，目前已發(fā)展成為擁有七百余頭母豬，年銷(xiāo)售一萬(wàn)余頭育肥豬的大型養(yǎng)殖場(chǎng)。養(yǎng)殖場(chǎng)目前占地3hm2，建筑面積約6000 m2。為對(duì)養(yǎng)殖廢棄物進(jìn)行集中處理和資源化利用，該養(yǎng)殖場(chǎng)建有固液分類(lèi)、沼氣工程和爆氧塘等工程設(shè)施。在廢棄物處理和利用上，養(yǎng)殖場(chǎng)首先對(duì)廢棄物進(jìn)行固液分離，然后部分糞便直接還田，部分糞便和污水則經(jīng)過(guò)混合調(diào)節(jié)后輸入到污泥床反應(yīng)器進(jìn)行厭氧發(fā)酵以生產(chǎn)沼氣，接著對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的沼氣進(jìn)行凈化、收集和利用，同時(shí)對(duì)沼氣工程處理后的沼液進(jìn)行好氧（爆氣）處理，最后爆氧處理過(guò)的沼液注入荷塘作為蓮藕種植的肥料。目前該養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理和利用方式如圖1所示。

圖1 某養(yǎng)豬場(chǎng)現(xiàn)有廢棄物處理和利用模式

經(jīng)過(guò)對(duì)養(yǎng)殖廢棄物處理和利用，該養(yǎng)殖場(chǎng)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在經(jīng)濟(jì)效益上，養(yǎng)殖場(chǎng)年生產(chǎn)沼氣25萬(wàn)m3，可滿足養(yǎng)殖場(chǎng)及周邊200多戶(hù)農(nóng)戶(hù)日常生活用能，沼氣工程處理所產(chǎn)生的沼渣和部分固體糞便作為有機(jī)肥料為周邊8 hm2的荷塘和15 hm2的稻田提供養(yǎng)分，節(jié)約了化肥施用的花費(fèi)。在環(huán)境效益上，通過(guò)廢棄物處理系統(tǒng)的處理，廢水得到凈化處理，糞便得到資源化利用，從而保護(hù)了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。同時(shí)綜合化的廢棄物處理方式還可有效殺滅病菌、病毒和寄生蟲(chóng)卵，減少了人畜病害。

該養(yǎng)殖場(chǎng)在對(duì)廢棄物處理利用上取得了良好的環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，由于多種因素的影響也還存在著一定的問(wèn)題。通過(guò)作者在該養(yǎng)豬場(chǎng)所作的實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前該規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)仍有少量廢水直接向周邊河道排放，給周邊環(huán)境帶來(lái)了一定的污染。沼氣生產(chǎn)量也大大超過(guò)附近農(nóng)戶(hù)生活用能需要，多余的沼氣直接排放到大氣中，增加了溫室氣體的排放。同時(shí)該養(yǎng)殖場(chǎng)對(duì)養(yǎng)殖廢棄物的利用主要是用來(lái)生產(chǎn)沼氣和種養(yǎng)蓮藕，只有養(yǎng)殖場(chǎng)自身所有的荷塘和附近的部分稻田利用了有機(jī)糞肥，養(yǎng)殖場(chǎng)區(qū)外不少農(nóng)民認(rèn)為豬糞肥效不如化肥而不愿使用豬糞還田，大多田塊仍然使用尿素和復(fù)合肥等礦物肥料，增加了不少化肥的花費(fèi)。

由于目前大多數(shù)規(guī)模化養(yǎng)殖場(chǎng)采用綜合性處理方式來(lái)處理養(yǎng)殖廢棄物，因而本研究將假設(shè)該養(yǎng)殖場(chǎng)綜合采用糞肥還田、堆肥處理、厭氧處理、好氧處理、沼氣生活化利用和沼氣發(fā)電等多種處理和利用方式，并試圖對(duì)其養(yǎng)殖和廢棄物處理方式進(jìn)行優(yōu)化，以期達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益?，F(xiàn)假設(shè)對(duì)現(xiàn)有廢棄物處理系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的模擬廢棄物處理和利用模式如圖2所示。在改進(jìn)后的模擬模式中，假設(shè)引入堆肥處理方式，對(duì)固體糞便和厭氧以及好氧處理后殘留的沼渣進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)生物有機(jī)肥；同時(shí)假設(shè)對(duì)沼氣同時(shí)采用生活用能使用和沼氣發(fā)電兩種利用方式。

圖2 某養(yǎng)豬場(chǎng)模擬廢棄物處理和利用模式

2 模型方法和數(shù)據(jù)

近年來(lái)，為解決那些社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾，自然科學(xué)與經(jīng)濟(jì)分析的整合分析研究正逐步增多。隨著技術(shù)方法的不斷改進(jìn)，在國(guó)際學(xué)術(shù)界研究者越來(lái)越多地運(yùn)用模擬和數(shù)學(xué)規(guī)劃技術(shù)來(lái)構(gòu)建生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型，并在模型中引入生產(chǎn)的技術(shù)特征（或?qū)傩裕\(yùn)用系統(tǒng)性的模型來(lái)反映決策目標(biāo)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系，來(lái)研究經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和技術(shù)之間的互動(dòng)問(wèn)題[20，21]。生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型研究方法即一種將經(jīng)濟(jì)學(xué)模型同一個(gè)基于工藝流程的生物物理模型連接起來(lái)的研究方法，在構(gòu)建模型時(shí)它采用一種或多種“連接”技術(shù)，運(yùn)用模擬或數(shù)學(xué)規(guī)劃等技術(shù)來(lái)聯(lián)立“各種描述人們的資源管理行為”的函數(shù)公式與“一定收入（或需求）下可選擇的生產(chǎn)可行性與環(huán)境效應(yīng)關(guān)系”的函數(shù)公式[21]。因而，本文將基于生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型的建模方法，構(gòu)建融合技術(shù)選擇模型的整合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和廢棄物處理環(huán)境影響的生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型，來(lái)考察評(píng)估現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用效果，并從可選的技術(shù)中進(jìn)行優(yōu)化選擇，來(lái)評(píng)估考察技術(shù)改進(jìn)后的效果。

基于生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型的一般結(jié)構(gòu)[22]，以規(guī)?；i飼養(yǎng)生產(chǎn)特征為出發(fā)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)合案例中生豬養(yǎng)殖和廢棄物處理和利用的實(shí)際情況，本文構(gòu)建了“規(guī)模化生豬養(yǎng)殖及廢棄物處理的農(nóng)業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PEEM模型）。該生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型融和基于生產(chǎn)者理性選擇的經(jīng)濟(jì)學(xué)模型、基于廢棄物處理流程的生物物理模型和基于土壤養(yǎng)分平衡的生態(tài)模型于一體，包含“主計(jì)算模塊”、“生豬飼養(yǎng)模塊”和“廢棄物處理利用模塊”?；赑EEM模型，本文模擬分析養(yǎng)殖場(chǎng)如何通過(guò)廢棄物處理與利用方式和管理方式的優(yōu)化選擇和優(yōu)化調(diào)整，來(lái)保證一定環(huán)境效益的同時(shí)達(dá)到最大化的經(jīng)濟(jì)利益。

在PEEM模型中，“主計(jì)算模塊”由4部分組成：（1）目標(biāo)函數(shù)（Max Z），以生豬養(yǎng)殖收益及廢棄物處理收益之和最大化為目標(biāo)。（2）目標(biāo)變量，包含母豬存欄數(shù)等養(yǎng)殖變量和還田糞便量、生產(chǎn)沼氣糞便量和生產(chǎn)有機(jī)肥糞便量等廢棄物處理變量。（3）約束條件，包括大田種植面積和資金投入等資源約束、厭氧消化器容積等技術(shù)約束、氮磷剩余約束、排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)約束等環(huán)境約束和沼氣需求等社會(huì)經(jīng)濟(jì)約束。（4）外生變量，包括飼料、勞動(dòng)力和原材料等各種要素價(jià)格和生豬、有機(jī)肥和沼氣等產(chǎn)品價(jià)格。

其中，Z表示總利潤(rùn)；i表示生豬飼養(yǎng)和廢棄物處理各個(gè)階段；Zi表示i階段利潤(rùn)；

還田約束：Sftf≤Sblztd

其中，Sftf表示糞便還田面積；Sblztd表示作物種植面積；由于糞便運(yùn)輸成本很大，距離其他村莊較遠(yuǎn)，運(yùn)送到其他村莊進(jìn)行還田在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的，因而本文中只考慮糞便在本村土地范圍內(nèi)進(jìn)行還田；

技術(shù)設(shè)計(jì)約束：Vuv≥F（Vflud×αuhrt,Vbgd）

其中，Vuv表示厭氧消化器容積；Vflud表示日處理污水量；αuhrt表示處理時(shí)間；Vbgd表示日產(chǎn)沼氣量；該式表示厭氧消化器容積是日處理污水總量、污水在消化器內(nèi)停留時(shí)間和日產(chǎn)沼氣量的函數(shù)。

環(huán)境約束：Wtfj≤Wmaxtfj

其中，Wtfj表示折合氮和磷可還田糞便量；Wmaxtfj表示折合氮或磷可還田糞便最大值；i表示氮或磷；該式表示還田的糞便和污水中的氮磷含量不能夠超過(guò)土壤的承載量。

“生豬飼養(yǎng)模塊”利用生長(zhǎng)函數(shù)、成本收益函數(shù)及相關(guān)技術(shù)設(shè)計(jì)函數(shù)來(lái)刻畫(huà)生豬生產(chǎn)系統(tǒng)，以反映繁育節(jié)律、物質(zhì)循環(huán)和收支等情況。其中函數(shù)表達(dá)式主要有：

其中，PFyz表示養(yǎng)殖利潤(rùn)；k表示生豬種類(lèi)（出售的育肥豬或仔豬）；Rk表示銷(xiāo)售收入；l表示成本項(xiàng)目；Cl表示養(yǎng)豬成本。

其中，Exik表示氮或磷排泄量；j表示飼料種類(lèi)；Qk表示存欄數(shù)；TFWjk表示飼料采食量；feij表示飼料氮或磷含量；eeik表示氮磷排泄量占采食量的比例。本公式根據(jù)物質(zhì)守恒定律跟蹤氮磷在生豬養(yǎng)殖和廢棄物處理中的流向。

“廢棄物處理利用模塊”描述不同廢棄物處理方式下各階段的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征，并細(xì)分為固液分離、還田、集水池、調(diào)節(jié)池、厭氧處理、凈化脫硫、貯氣柜、好氧處理和堆肥等9個(gè)子模塊。其中函數(shù)表達(dá)式主要有：

其中，INFil表示進(jìn)入土壤的氮或磷數(shù)量；l表示大田中氮或磷循環(huán)路徑；OUFil表示土壤氮或磷流失量；KFil表示土壤氮或磷變化量。根據(jù)氮（N）和磷（P）在種植系統(tǒng)中的生態(tài)循環(huán)路徑，運(yùn)用物質(zhì)平衡理論，來(lái)決定其最佳施用量。

沼氣生產(chǎn)：Wgbd=[Wsbd×(1-βswp)+Wfbd×(1-βfwp)]×βbe

其中Wgbd表示日沼氣產(chǎn)量；Wsbd表示日厭氧處理固體豬糞量；βswp表示豬糞含水率；Wfbd表示日厭氧處理尿液量；βfwp表示尿液含水率；βbe表示沼化效率。

PEEM模型建模所需數(shù)據(jù)主要來(lái)源于作者在該村的實(shí)地調(diào)查和測(cè)量。除特別說(shuō)明外，本文所有價(jià)格數(shù)據(jù)均采用2012年當(dāng)?shù)禺?dāng)年平均市場(chǎng)價(jià)格。豬群繁殖生長(zhǎng)和欄位設(shè)計(jì)根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)。對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)成分、肥料養(yǎng)分和作物吸收等技術(shù)參數(shù)，作者參閱了《飼料手冊(cè)》[23]、《肥料實(shí)用手冊(cè)》[24]和《農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)手冊(cè)》[25]中的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 模擬結(jié)果分析

根據(jù)PEEM模型結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)，采用GAMS計(jì)算程序，估計(jì)了該養(yǎng)殖場(chǎng)養(yǎng)殖規(guī)模、廢棄物處理與利用方式和收益的優(yōu)化結(jié)果，如表1所示。為反映優(yōu)化后的結(jié)果與目前實(shí)際情況的差異，表中也列出了2012年的實(shí)際值和模型優(yōu)化結(jié)果與2012年實(shí)際值之間的差值。

與2012年實(shí)際情況相比，模型優(yōu)化結(jié)果顯示可以對(duì)養(yǎng)殖規(guī)模、廢棄物處理利用方式做出一定的優(yōu)化調(diào)整，從而改善養(yǎng)殖場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

3.1 養(yǎng)殖規(guī)模

模型優(yōu)化結(jié)果顯示母豬飼養(yǎng)頭數(shù)為817頭，比2012年增加67頭；生豬出欄總量達(dá)到11928頭，比2012年實(shí)際增加978頭，增長(zhǎng)8.93%。由于廢棄物處理能力及其相應(yīng)收益的擴(kuò)大，可以使養(yǎng)豬場(chǎng)有更充足的資金，使養(yǎng)殖規(guī)模適量的擴(kuò)大。

3.2 廢棄物處理方式

在糞肥還田施用上，現(xiàn)有處理方式將沼液直接施用于8 hm2的荷塘中，同時(shí)將1556.50t的糞便施用于15hm2的稻田中。而模型優(yōu)化后，除將沼氣工程處理后的沼液直接施用荷塘外，還可施用少量（57.69t）固體糞肥。模型優(yōu)化結(jié)果還顯示，可以在周邊52.50hm2的農(nóng)田（稻田）中施用1966.28t的糞肥，并適當(dāng)減少在單位稻田中的糞肥施用量。這表明當(dāng)前糞肥還田施用的農(nóng)地面積過(guò)小，可以通過(guò)適當(dāng)擴(kuò)大還田面積的方式將更多的養(yǎng)殖糞便用于種植業(yè)。

除用于還田外，當(dāng)前固體糞便全部用于生產(chǎn)沼氣，模型優(yōu)化后的結(jié)果同樣如此。而模型優(yōu)化結(jié)果顯示，用于生產(chǎn)沼氣的糞肥量需要減少14.53%，以適當(dāng)減少沼氣生產(chǎn)。這主要是由于糞便直接還田成本較低，優(yōu)化后需要更多的糞便用于還田，從而減少了用于沼氣生產(chǎn)的糞便量。與目前實(shí)際情況下生活用能沼氣量相比，優(yōu)化后用于生活用能的總量保持不變。優(yōu)化前，生產(chǎn)過(guò)多的7萬(wàn)m3沼氣直接排放，而優(yōu)化后超出農(nóng)戶(hù)生活用能使用量的3.5萬(wàn)m3沼氣則被用于發(fā)電。這說(shuō)明由于養(yǎng)殖場(chǎng)及農(nóng)戶(hù)對(duì)于沼氣用于生活用能的需求有一定的總量限制，而將生產(chǎn)出的多余沼氣用于發(fā)電可以擴(kuò)大廢棄物處理和利用規(guī)模。同時(shí)模擬結(jié)果顯示，目前還不需要采用堆肥方式進(jìn)行有機(jī)肥的生產(chǎn)，這主要是由于目前通過(guò)糞肥還田和生產(chǎn)沼氣的方式足以處理當(dāng)前規(guī)模下的養(yǎng)殖廢棄物，并且這兩種處理方式有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

表1 基于PEEM模型的優(yōu)化結(jié)果

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

模型優(yōu)化結(jié)果顯示，優(yōu)化廢棄物處理模式后養(yǎng)豬場(chǎng)總收益較2012年實(shí)際收益提高32.79萬(wàn)元，增長(zhǎng)11.38%；其中生豬出售收益提高25.43萬(wàn)元，糞便處理收益提高7.36萬(wàn)元。在糞便處理收益中，優(yōu)化后糞便直接還田收益提高7.75萬(wàn)元，沼氣利用由于增加了沼氣發(fā)電利用方式而增加收益2.30萬(wàn)元，而由于增加糞便處理能力和污水處理量而增加處理成本2.69萬(wàn)元。這表明通過(guò)調(diào)整優(yōu)化廢棄物處理與利用方式，可提高廢棄物處理能力，進(jìn)而可適當(dāng)擴(kuò)大養(yǎng)殖規(guī)模，并能最終提高養(yǎng)殖場(chǎng)總收益。同時(shí)從分析結(jié)果也可看出，養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理和利用的成本較大，除去還田收益后養(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理的收益為負(fù)值，這將可能會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)殖場(chǎng)缺乏足夠的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)去開(kāi)展綜合化的廢棄物資源化利用。

3.4 環(huán)境效益

根據(jù)養(yǎng)殖場(chǎng)當(dāng)?shù)胤N植方式、土壤條件以及作物的營(yíng)養(yǎng)需求，優(yōu)化后大田中的單位面積糞肥施用量為38.55t/hm2，這基本不會(huì)給當(dāng)?shù)赝寥篮偷叵滤畮?lái)環(huán)境威脅。而2012年實(shí)際的每公頃糞肥施用量高達(dá)103.77t，大大超過(guò)大田土壤承載能力，這將會(huì)造成氮磷的累積過(guò)量而給土壤和地下水造成環(huán)境危害。該養(yǎng)殖場(chǎng)每年在大田中過(guò)量施用糞肥達(dá)978.24t，優(yōu)化后通過(guò)擴(kuò)大還田面積，降低單位面積施用量的方式，則可以避免糞便過(guò)量還田對(duì)環(huán)境帶來(lái)的威脅，同時(shí)也增加糞便還田利用的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)模擬結(jié)果顯示，優(yōu)化后的廢棄物利用和處理模式可以使得養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理能力大幅度提高，減少730m3污水排放，實(shí)現(xiàn)污水“零排放”，從而避免了污水對(duì)周邊地表徑流和土壤的環(huán)境危害。另外通過(guò)引入沼氣發(fā)電的沼氣利用方式，將多余沼氣轉(zhuǎn)化為清潔高效的電能加以資源化利用，在帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)收益的同時(shí)，也減少了7萬(wàn)m3溫室氣體的排放。

4 結(jié)論和政策建議

4.1 結(jié)論

本文采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)模型方法，揭示了規(guī)?；竽琉B(yǎng)殖場(chǎng)廢棄物處理和利用中技術(shù)選擇、管理方式、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益之間的內(nèi)在聯(lián)系，并通過(guò)模擬分析得出以下幾點(diǎn)研究結(jié)論：（1）養(yǎng)殖場(chǎng)在農(nóng)田中過(guò)分使用畜牧養(yǎng)殖糞肥，將會(huì)超過(guò)土壤承載能力，給農(nóng)田生態(tài)環(huán)境帶來(lái)危害，同時(shí)也會(huì)造成養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益不高。規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)要通過(guò)擴(kuò)大還田面積，同時(shí)減少單位面積糞肥還田量的方式，增加糞肥的還田收益，同時(shí)減小環(huán)境污染的威脅，提高環(huán)境效益。（2）畜牧業(yè)養(yǎng)殖規(guī)?；s化程度的提高，使得單純依靠農(nóng)牧結(jié)合已經(jīng)不能全面有效地解決大量而集中的養(yǎng)殖廢棄物所帶來(lái)的環(huán)境威脅，有必要綜合利用多種廢棄物處理和資源化利用方式來(lái)達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。養(yǎng)殖場(chǎng)可以根據(jù)自身的養(yǎng)殖規(guī)模合理選擇糞肥直接還田、沼氣化利用和堆肥化等多種廢棄物處理與利用方式，來(lái)對(duì)畜牧養(yǎng)殖廢棄物進(jìn)行綜合性的處理和利用，使得污水達(dá)到零排放，畜牧糞便在更廣闊空間范圍內(nèi)得以利用。（3）規(guī)?；竽琉B(yǎng)殖生產(chǎn)方式帶來(lái)的環(huán)境污染危害和廢棄物處理難度均已超過(guò)傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式，其廢棄物處理和利用需要較大的投入成本和運(yùn)行費(fèi)用，而廢棄物處理利用的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)又相對(duì)較低，導(dǎo)致很多畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)缺乏足夠的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)進(jìn)行廢棄物處理及其資源化利用

4.2 政策建議

基于以上研究結(jié)果，可以得出如下可供農(nóng)業(yè)管理部門(mén)和環(huán)境管理部門(mén)管理者參考的政策建議。

4.2.1 推進(jìn)農(nóng)牧結(jié)合，適度還田利用 今后在新建養(yǎng)殖場(chǎng)審批中要對(duì)糞便還田做出相應(yīng)的規(guī)定和要求，養(yǎng)殖場(chǎng)的建立盡量要保證有一定的配套耕地，優(yōu)先考慮廢棄物能否得到周邊土地的利用和消納。養(yǎng)殖戶(hù)也要根據(jù)當(dāng)?shù)赝恋厍闆r合理選址，與周邊土地所有權(quán)人事先達(dá)成糞便土地利用的協(xié)議或契約，以保證畜牧糞便得到經(jīng)濟(jì)合理的處理和利用。同時(shí)，有必要對(duì)農(nóng)民進(jìn)行科學(xué)的宣傳和指導(dǎo)，根據(jù)作物需求和土壤承載力確定合理的施用量，將動(dòng)物糞便適度還田，使得種植業(yè)和畜牧業(yè)相互促進(jìn)、協(xié)調(diào)發(fā)展。

4.2.2 開(kāi)展綜合利用，優(yōu)化處理方式 在實(shí)踐上，由于廢棄物處理和利用方式多樣，需要對(duì)多種廢棄物處理技術(shù)和管理方式進(jìn)行優(yōu)化選擇和調(diào)整，來(lái)提高資源利用效率，降低處理利用成本，提高了養(yǎng)殖收益和廢棄物處理與利用的收益。同時(shí)要根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，結(jié)合當(dāng)?shù)胤柿虾湍茉葱枨?，因地制宜地引入沼氣生產(chǎn)、沼氣發(fā)電和堆肥生產(chǎn)等技術(shù)，使得養(yǎng)殖場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益均得到優(yōu)化提高。

4.2.3 加強(qiáng)環(huán)境管理，予以政策扶持 當(dāng)前，有關(guān)政府部門(mén)在加強(qiáng)對(duì)規(guī)?；竽琉B(yǎng)殖進(jìn)行環(huán)境管理的同時(shí)，還需要對(duì)采用廢棄物處理和資源化利用技術(shù)措施、并達(dá)到當(dāng)?shù)嘏欧艠?biāo)準(zhǔn)和環(huán)保要求的養(yǎng)殖場(chǎng)給予一定資金補(bǔ)貼或獎(jiǎng)勵(lì)，以經(jīng)濟(jì)手段促使畜牧養(yǎng)殖場(chǎng)積極開(kāi)展廢棄物的處理和利用，推動(dòng)畜牧養(yǎng)殖生產(chǎn)的可持續(xù)性和環(huán)境友好型發(fā)展。這樣不僅可解決規(guī)模化養(yǎng)殖對(duì)農(nóng)村環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題，而且也可帶來(lái)良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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