基于結(jié)構(gòu)分解技術(shù)的內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)減排機(jī)制研究

韋大明 劉雅玲 陳 巖

(環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院，北京 100012)

近年來，內(nèi)蒙古自治區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，在保障城鄉(xiāng)畜禽產(chǎn)品供應(yīng)、促進(jìn)農(nóng)民增收及活躍農(nóng)村經(jīng)濟(jì)方面發(fā)揮了重要作用。2009年，全區(qū)畜牧業(yè)產(chǎn)值就已突破720億元，并連續(xù)5年畜禽養(yǎng)殖數(shù)量穩(wěn)定在1億頭(只)以上。隨著畜禽養(yǎng)殖業(yè)不斷發(fā)展，其廢棄物產(chǎn)生量大、污染負(fù)荷高、治污工作開展滯后等特點(diǎn)逐步凸顯。根據(jù)全國環(huán)境統(tǒng)計監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2011年內(nèi)蒙古自治區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)的COD、氨氮排放量分別達(dá)到64.64萬、0.92萬t，分別占全區(qū)總排放量的70%和17%，占農(nóng)業(yè)源總排放量的99%和73%。同時，“十二五”期間，國家首次將農(nóng)業(yè)源納入總量控制范疇，覆蓋面廣、排放量大的畜禽養(yǎng)殖業(yè)成為農(nóng)業(yè)源減排的主要切入點(diǎn)，控制的畜禽種類為生豬、奶牛、肉牛、蛋雞、肉雞。由于畜禽養(yǎng)殖業(yè)總量減排具有領(lǐng)域新、起步晚、基礎(chǔ)薄等特點(diǎn)，為避免內(nèi)蒙古自治區(qū)在開展減排工作過程中盲目上項目，致使區(qū)域減排目標(biāo)、減排措施不合理的現(xiàn)象發(fā)生。決策者應(yīng)明確影響區(qū)域畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放的內(nèi)在驅(qū)動機(jī)制，做到有的放矢。

結(jié)構(gòu)分解技術(shù)(SDA)是一種研究環(huán)境問題的重要方法，它是以投入產(chǎn)出對比表為基礎(chǔ)的靜態(tài)分析方法。通過該方法，可以對研究目標(biāo)的變化(同一地區(qū)不同時間)或差異(同一時間不同地區(qū))進(jìn)行因素分解，計算各影響因素變化或差異對研究目標(biāo)變化的貢獻(xiàn)[1-2]。De bruyn分解、Laspeyres分解、Divisia指數(shù)分解模型均有應(yīng)用[3-4]。近年來，周靜等[5]、成艾華[6]、李長嘉等[7]通過SDA對工業(yè)污染減排特征及影響因素進(jìn)行了分析，明確了規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)對工業(yè)污染物排放的貢獻(xiàn)。本研究將以“十二五”以來內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)減排成果為依據(jù)，結(jié)合內(nèi)蒙古自治區(qū)畜禽養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)增長情況，采用SDA構(gòu)建內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)減排機(jī)制分析模型，從規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)入手[8-9]，分析各種調(diào)控機(jī)制對畜禽養(yǎng)殖業(yè)減排的影響，為明確內(nèi)蒙古自治區(qū)“十三五”畜禽養(yǎng)殖業(yè)減排的重點(diǎn)和方向提供借鑒。

1 方法與數(shù)據(jù)

通過分層次的分解方法對規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染物排放進(jìn)行完全分解。其中，第1個層次將污染排放量分解為規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量和宏觀排放強(qiáng)度；第2個層次將宏觀排放強(qiáng)度分解為規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖種類構(gòu)成和各類規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖排放強(qiáng)度；第3個層次將各類規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖排放強(qiáng)度進(jìn)一步分解為污染物產(chǎn)生強(qiáng)度和污染物排放率。模型分解為各種效應(yīng)時會產(chǎn)生余量，即表征多種因素同時變化對污染物排放的交叉影響的量，為把這些交叉影響合理表達(dá)為獨(dú)立因素的影響，需進(jìn)一步把這些交叉影響分配到各個單一的影響因素中去。目前，廣泛用來處理余量的方法包括固定權(quán)重方法、適應(yīng)權(quán)重方法、平均分配余量方法等，本研究采用平均分配余量方法，簡單處理即采用1/2的權(quán)重。

1.1 結(jié)構(gòu)分解模型

t年規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染物排放量(Et，t)為：

Et=Vt×It

(1)

式中：Vt為t年規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量(以生豬計)，頭；It為t年單位規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量(以生豬計)污染物排放量，t/頭。

可將t年規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染物排放變化總效應(yīng)(G)分解為與規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量變化率和單位規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量污染物排放量變化率有關(guān)的因子，具體如下：

(2)

式中：E0為基準(zhǔn)年規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染物排放量，t；V0為基準(zhǔn)年規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量(以生豬計)，頭；I0為基準(zhǔn)年單位規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量(以生豬計)污染物排放量，t/頭；ΔEt為Et相對于E0的變化量，t；ΔVt為Vt相對于V0的變化量，頭；ΔIt為It相對于I0的變化量，t/頭；gVt為相對基準(zhǔn)年的t年規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖量變化率，即gVt=ΔVt/V0；gIt為相對基準(zhǔn)年的t年單位規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖量污染物排放量變化率，即gIt=ΔIt/I0。

根據(jù)平均分配余量方法，可將G分解為規(guī)模效應(yīng)(Gsca)和宏觀技術(shù)效應(yīng)：

(3)

不同養(yǎng)殖種類的單位規(guī)模化養(yǎng)殖量污染物排放量不同，各類規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量在總規(guī)模化養(yǎng)殖量(以生豬計)中的比例也不相同，因此要進(jìn)一步將式(3)中的宏觀技術(shù)效應(yīng)分解為結(jié)構(gòu)效應(yīng)(Gstr)和技術(shù)效應(yīng)(Gint)。

設(shè)i為規(guī)?；笄莘N類序號；Eit為t年i種規(guī)?；笄莸奈廴疚锱欧帕?，t；Vit為t年i種規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖量(以生豬計)，頭；Sit為t年i種規(guī)?；笄莸酿B(yǎng)殖量占比，即Sit=Vit/Vt；Iit為t年單位i種規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量(以生豬計)污染物排放量，t/頭，即Iit=Eit/Vit；gSit為相對基準(zhǔn)年的t年i種規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量變化率；gIit為相對基準(zhǔn)年的t年單位i種規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量污染物排放量變化率；Ei0為基準(zhǔn)年i種規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染物排放量，t；ei0為基準(zhǔn)年i種規(guī)模化畜禽的污染物排放量占比，即ei0=Ei0/E0。則式(1)可以轉(zhuǎn)換為：

(4)

依據(jù)式(4)，gIt可以表示為：

(5)

則：

(6)

據(jù)平均分配余量方法，分離得到Gstr和Gint：

(7)

(8)

1.2 數(shù)據(jù)來源說明與數(shù)據(jù)處理

模型測算數(shù)據(jù)來源于2010—2013年環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)。為模型計算，對規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖量做歸一化處理，將5類規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量統(tǒng)一折算成以生豬為單位當(dāng)量的養(yǎng)殖量。根據(jù)《農(nóng)村小型畜禽養(yǎng)殖污染防治項目建設(shè)與投資指南》規(guī)定：20只蛋雞、35只肉雞、1頭奶牛、1頭肉牛分別折算成1、1、10、7頭豬當(dāng)量。

2 結(jié)果分析

2.1 總效應(yīng)分析

從圖1可以看出，除西藏自治區(qū)、港澳臺地區(qū)外，2011—2013年我國其他省份規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)COD和氨氮減排總效應(yīng)為正值的省份主要集中在北方。內(nèi)蒙古自治區(qū)COD和氨氮減排總效應(yīng)分別為50.95%和63.41%，說明污染物排放均呈現(xiàn)上升趨勢，且增量效應(yīng)明顯，減排效果極差(見表1)。其中，2011—2013年COD減排的規(guī)模效應(yīng)為正值，結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)為負(fù)值，表明規(guī)模效應(yīng)是COD減排的增量因子，結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)是COD減排的減量因子，但規(guī)模效應(yīng)的絕對值遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)的絕對值之和，是致使COD排放量增長的主要因子；氨氮減排的規(guī)模效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)為正值，技術(shù)效應(yīng)為負(fù)值，表明規(guī)模效應(yīng)和結(jié)構(gòu)效應(yīng)是氨氮減排的增量因子，技術(shù)效應(yīng)是氨氮減排的減量因子，但規(guī)模效應(yīng)的絕對值已經(jīng)遠(yuǎn)大于技術(shù)效應(yīng)的絕對值，是致使氨氮排放量增長的主要因子。

2011年，COD和氨氮減排總效應(yīng)分別為-6.53%和-4.29%，為歷年減排力度最大一年，這主要是由于2011年較2010年規(guī)?；B(yǎng)殖量的急劇下降，造成COD和氨氮規(guī)模效應(yīng)分別為8.59%和8.68%，技術(shù)效應(yīng)分別為-12.53%和-13.31%，規(guī)模效應(yīng)為減排創(chuàng)造了“空間”，技術(shù)效應(yīng)成為了減排“絕對”的減量因子。2012年，COD和氨氮減排的規(guī)模效應(yīng)較2011年有大幅度提升，成為了減排的增量因子，且當(dāng)年的技術(shù)效應(yīng)也是歷年來最差的，分別為-0.28%和10.31%，技術(shù)效應(yīng)沒有抑制住養(yǎng)殖規(guī)模增加對減排的壓力，致使減排工作退步，排放量大幅增長。2013年，COD減排總效應(yīng)為20.70%，表明2013年規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)COD排放量較2012年仍有所增長，這主要是由于2013年的規(guī)模效應(yīng)快速增長(25.76%)，增加的養(yǎng)殖種類以COD排放強(qiáng)度較高的畜禽為主，造成結(jié)構(gòu)效應(yīng)增長，而技術(shù)效應(yīng)未能及時得以提高，最終造成2013年COD排放量的增加。由此可見，內(nèi)蒙古自治區(qū)的規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖污染減排發(fā)展遇到瓶頸，養(yǎng)殖規(guī)模變化的不確定性直接影響污染治理技術(shù)的投入及應(yīng)用，造成規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖減排困難逐年加大。

圖1 2011—2013年部分省(區(qū)、市)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)COD和氨氮減排總效應(yīng)對比Fig.1 Total emission reduction effect on COD and ammonia nitrogen in large-scale livestock and poultry breeding industry of certain provinces from 2011 to 2013

表2 2011—2013年內(nèi)蒙古自治區(qū)5類規(guī)?；笄轀p排的結(jié)構(gòu)效應(yīng)

2.2 規(guī)模效應(yīng)分析

由于2011年內(nèi)蒙古自治區(qū)5類規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量增幅相對較緩，2011年COD和氨氮減排的規(guī)模效應(yīng)為歷年最?。浑S著2012、2013年養(yǎng)殖量的大幅增加，COD和氨氮減排的規(guī)模效應(yīng)急劇增加，且排放量逐年增加，說明規(guī)模效應(yīng)是畜禽養(yǎng)殖業(yè)減排壓力的主要驅(qū)動因子。因此，推行適度養(yǎng)殖對于規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖業(yè)減排非常必要。

根據(jù)式(4)，規(guī)模效應(yīng)取決于5類規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖量的增長速度和排污強(qiáng)度。養(yǎng)殖量增長越快，規(guī)模效應(yīng)越大。排放強(qiáng)度下降越多，規(guī)模效應(yīng)越小。2013年與2012年相比，生豬、奶牛、肉牛、蛋雞、肉雞養(yǎng)殖量增速分別為-9.77%、-2.67%、46.62%、-5.28%、-67.12%，COD和氨氮排放強(qiáng)度變化速率為4.42%、-7.42%、6.86%、-1.00%、-8.68%和-9.40%、-9.70%、-1.60%、-5.79%、17.69%。在養(yǎng)殖量減少的基礎(chǔ)上，部分畜禽的COD排放強(qiáng)度隨之下降，因此2013年COD減排的規(guī)模效應(yīng)比2012年降低24.06%。雖然除肉雞外，其他畜禽氨氮排放強(qiáng)度有所下降，但其下降幅度與養(yǎng)殖量增速變化基本持平，且肉牛養(yǎng)殖量增長比例較大，因此2013年氨氮減排的規(guī)模效應(yīng)比2012年降低35.37%。

2.3 結(jié)構(gòu)效應(yīng)分析

結(jié)構(gòu)效應(yīng)來源于不同排污強(qiáng)度畜禽種類比例的變化。排污強(qiáng)度高的畜禽比例下降，則結(jié)構(gòu)效應(yīng)為負(fù)值，即促進(jìn)污染物減排；相反，排污強(qiáng)度高的畜禽比例上升，則阻礙污染物減排，結(jié)構(gòu)效應(yīng)相應(yīng)的為正值。根據(jù)分解模型測算，2011—2013年內(nèi)蒙古自治區(qū)5類規(guī)?；笄轀p排的結(jié)構(gòu)效應(yīng)如表2所示。2011—2013年，規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖結(jié)構(gòu)調(diào)整的COD、氨氮減排的結(jié)構(gòu)效應(yīng)為-0.51%、7.53%。說明目前規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖結(jié)構(gòu)對COD減排利好，但對氨氮減排不利。不同畜禽種類間，生豬、奶牛和肉雞2011—2013年減排的結(jié)構(gòu)效應(yīng)為正，是阻礙減排的主要畜禽。由于區(qū)域養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)目前主要由供應(yīng)需求決定，在全區(qū)域范圍內(nèi)調(diào)整養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)困難很大，可根據(jù)水質(zhì)現(xiàn)狀和未來發(fā)展需求，嚴(yán)格準(zhǔn)入，設(shè)置禁養(yǎng)區(qū)和限養(yǎng)區(qū)，優(yōu)化養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)。

表3 2011—2013年內(nèi)蒙古自治區(qū)5類規(guī)?；笄轀p排的技術(shù)效應(yīng)

2.4 技術(shù)效應(yīng)分析

技術(shù)效應(yīng)主要由污染物去除率決定。去除率升高時，技術(shù)效應(yīng)為負(fù)值，促使污染物排放量減少；去除率降低時，技術(shù)效應(yīng)為正值，導(dǎo)致污染物排放量增加。對于規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)，必須持續(xù)推進(jìn)糞污資源化利用，變廢為寶。對于無法資源化利用的，建設(shè)糞污處理設(shè)施，降低污染物排放。根據(jù)模型，2011—2013年內(nèi)蒙古自治區(qū)5類規(guī)?；笄轀p排的技術(shù)效應(yīng)如表3所示。2011—2013年，COD減排的技術(shù)效應(yīng)略優(yōu)于氨氮。2012年，COD減排的技術(shù)效應(yīng)為負(fù)值，而氨氮為正值，減排措施對COD排放量的控制有效，但并未有效控制氨氮排放量。2011、2013年COD和氨氮減排的技術(shù)效應(yīng)均為負(fù)值，且氨氮的技術(shù)減排效應(yīng)絕對值均大于COD，表明氨氮減排逐步得到重視。從5類規(guī)?；笄輥砜?，肉雞2011—2013年COD和氨氮減排的技術(shù)效應(yīng)絕對值相對較小，對減排推動力度不大；其余4類畜禽減排的技術(shù)效應(yīng)均為負(fù)值，且絕對值相對較大，促進(jìn)了污染物減排。奶牛COD和氨氮減排的技術(shù)效應(yīng)分別占5類規(guī)?；笄菘偧夹g(shù)效應(yīng)的74.96%和48.26%，表明量大、面廣的奶牛養(yǎng)殖業(yè)是5類規(guī)?；笄葜屑夹g(shù)減排的重點(diǎn)，且隨著減排工作的不斷推進(jìn)，其COD和氨氮排放逐步得到控制。此外，2012年生豬、肉牛、蛋雞和肉雞并未通過技術(shù)效應(yīng)推動氨氮排放量的削減，其中生豬氨氮減排的技術(shù)效應(yīng)占總效應(yīng)的90.40%，是影響到規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)總體氨氮減排的主要畜禽。從時間序列來看，2013年COD和氨氮減排的技術(shù)效應(yīng)比2011年顯著放緩，即受2012年總效應(yīng)增幅過大的影響，畜禽糞污資源化利用和處理遇到瓶頸。

3 結(jié) 語

(1) 內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染減排未顯現(xiàn)明顯成果，COD和氨氮排放量整體呈現(xiàn)增長趨勢。規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染減排發(fā)展遇到了瓶頸，養(yǎng)殖規(guī)模變化的不確定性直接影響污染治理技術(shù)的投入及應(yīng)用，造成規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖減排困難逐年加大。

(2) 規(guī)模效應(yīng)是導(dǎo)致內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖污染物排放增加的驅(qū)動因子，養(yǎng)殖量增速越大，規(guī)模效應(yīng)越大，適當(dāng)控制養(yǎng)殖規(guī)模，推動適度養(yǎng)殖有助于污染物減排。

(3) 結(jié)構(gòu)效應(yīng)對內(nèi)蒙古自治區(qū)規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)COD減排初顯成效，未實(shí)現(xiàn)氨氮減排。生豬、奶牛和肉雞養(yǎng)殖是影響畜禽養(yǎng)殖業(yè)結(jié)構(gòu)減排的重點(diǎn)。但是，區(qū)域養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)往往由供需要求決定，因此開展全區(qū)域性的養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)調(diào)整很難實(shí)現(xiàn)，只能根據(jù)具體區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量狀況，優(yōu)化養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)。

(4) 技術(shù)減排是規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)污染物減排的主要途徑。2011—2013年技術(shù)減排取得顯著效果。但肉雞養(yǎng)殖的污染物去除率有所降低，需要推動減排工程并加強(qiáng)監(jiān)管。生豬、奶牛養(yǎng)殖技術(shù)減排是影響規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)整體減排的關(guān)鍵，應(yīng)作為重點(diǎn)控制對象，隨時把握其減排工作進(jìn)展，確保減排目標(biāo)按時完成。

[1] ANG B W.Decomposition analysis for policy making in energy：which is preferred method?[J].Energy Policy，2004，32(9)：1131-1139.

[2] DE BRUYN S M.Explaining the environmental Kuznets curve：structural change and international agreements in reducing sulphur emissions[J].Environment and Development Economics，1997，2(4)：485-503.

[3] 黃著.環(huán)境污染與工業(yè)結(jié)構(gòu):基于Divisia指數(shù)分解法的研究[J].統(tǒng)計研究，2009，26(12)：68-73.

[4] STERN D I.Explaining changes in global sulfur emissions：an econometric decomposition approach[J].Ecological Economics，2002，42(2)：201-220.

[5] 周靜，楊桂山.江蘇省工業(yè)污染排放特征及其成因分析[J].中國環(huán)境科學(xué)，2007，27(2)：284-288.

[6] 成艾華.技術(shù)進(jìn)步、結(jié)構(gòu)調(diào)整與中國工業(yè)減排[J].中國人口·資源與環(huán)境，2011，21(3)：41-47.

[8] 李國璋.轉(zhuǎn)型時期的中國環(huán)境污染影響因素分析——基于全要素能源效率視角[J].山西財經(jīng)大學(xué)學(xué)報，2009，31(12)：32-39.

[9] 于峰，齊建國.開放經(jīng)濟(jì)下環(huán)境污染的分解分析——基于1990—2003年間我國各省市的面板數(shù)據(jù)[J].統(tǒng)計研究，2007，24(1)：47-53.