高 巍, 張建杰, 張艷舫, 張楠楠, 王 選, 柏兆海, 馬文奇, 馬 林**
中國奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展指標的時空變化特征*
高 巍1,2, 張建杰3,4, 張艷舫5, 張楠楠1, 王 選1, 柏兆海1, 馬文奇3, 馬 林1**
(1. 中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所農業(yè)資源研究中心/河北省土壤生態(tài)學重點實驗室/中國科學院農業(yè)水資源重點實驗室 石家莊 050022; 2. 中國科學院大學 北京 100049; 3. 河北農業(yè)大學資源與環(huán)境科學學院 保定 071001; 4. 山西農業(yè)大學資源環(huán)境學院 太原 030031; 5. 河北省畜牧良種工作總站 石家莊 050000)
奶業(yè)是關乎國民健康和食品安全的戰(zhàn)略性農業(yè)產業(yè), 本文從社會發(fā)展、經濟效益、產品生產、資源投入和生態(tài)環(huán)境5個方面選取28項指標, 發(fā)展和完善了中國奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展指標體系和分級標準?;谠撝笜梭w系, 利用NUFER-animal模型, 定量分析了1990—2017年中國奶業(yè)綠色發(fā)展指標的時空分布特征, 剖析了產業(yè)綠色發(fā)展的限制因素, 闡明了優(yōu)化途徑。結果表明: 中國人均奶制品消費量穩(wěn)步提高, 從2.0 kg×cap.-1×a-1增加到12.5 kg×cap.-1×a-1; 奶牛單產水平不斷提高, 從2.4 t×head-1×a-1增加到7.0 t×head-1×a-1, 種養(yǎng)系統氮素利用效率由8.4%提升至14.4%; 單位牛奶的資源投入和環(huán)境代價均呈下降趨勢, 生產單位牛奶的藍水足跡由0.5 m3×kg-1降低到0.2 m3·kg-1, 耕地資源投入量由18.5 m2×kg-1降低到3.3 m2×kg-1; 養(yǎng)殖系統氨揮發(fā)量指標由21.9 g(N)×kg-1降低到7.0 g(N)×kg-1, 但仍遠遠高于歐美國家水平; 牛奶生產和加工成本逐年增加, 利潤卻低于歐美等先進國家的水平??臻g特征分析表明: 農牧交錯帶和東部沿海地區(qū)產品生產、資源投入和生態(tài)環(huán)境綠色發(fā)展水平相對較高, 北方地區(qū)牛奶及奶制品的生產、消費水平均高于南方地區(qū)。發(fā)展種養(yǎng)一體化產業(yè)鏈融合綠色發(fā)展技術與模式、構建產銷一體化產業(yè)鏈融合綠色發(fā)展利益共享機制和形成全產業(yè)鏈質量追蹤服務體系與國民消費信任機制是促進中國奶業(yè)振興和綠色發(fā)展的有效途徑。
奶業(yè)振興; 奶業(yè)產業(yè)鏈; 農業(yè)綠色發(fā)展; 指標體系; NUFER-animal
奶業(yè)是關乎國民健康和食品安全的戰(zhàn)略性農業(yè)產業(yè)。近30年來, 中國牛奶產量增長了近6倍, 但依舊需要大量乳制品進口[1]。奶制品消費量低、奶農和奶企的利益機制不健全、奶牛養(yǎng)殖成本高、利潤低[2]等問題阻礙了我國奶業(yè)綠色發(fā)展[3]。與此同時,中國奶牛養(yǎng)殖的養(yǎng)分利用效率低、糞污管理水平差, 還導致了養(yǎng)分環(huán)境損失持續(xù)增加、溫室氣體排放逐年升高[4-5]等一系列資源環(huán)境問題。2018年, 我國出臺了《國務院辦公廳關于推進奶業(yè)振興保障乳品質量安全的意見》, 以推進奶業(yè)振興和提升奶業(yè)競爭力,其中促進全產業(yè)鏈融合與農業(yè)綠色發(fā)展是關鍵[6]。因此, 定量分析中國奶業(yè)全產業(yè)鏈的綠色發(fā)展水平, 剖析中國奶業(yè)與發(fā)達國家的差距及限制因素, 探索全產業(yè)鏈綠色發(fā)展的實現途徑, 是實現我國奶業(yè)振興亟需解決的重要科學問題。
目前, 國際上已經開展了關于不同尺度奶產業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展評估的研究。Meul等[7]選取經濟、生態(tài)和社會可持續(xù)3方面共47項指標, 定量評估了比利時佛蘭德地區(qū)奶牛場的可持續(xù)發(fā)展狀況, 為監(jiān)測區(qū)域奶牛養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了方法。Aarts等[8]利用農場養(yǎng)分流動模型(Annual Nutrient Cycle Assessment, ANCA), 計算了荷蘭奶牛場能量利用及氮、磷損失和利用效率等生態(tài)環(huán)境指標, 作為奶企從奶農收購牛奶的重要依據。Capper等[9]利用生命周期評價方法(Life Cycle Assessment, LCA)建立了美國奶牛養(yǎng)殖業(yè)綠色發(fā)展指標體系, 用于評估2007—2017年間美國奶牛養(yǎng)殖業(yè)資源環(huán)境代價的變化特征。綜上所述, 國際上已經開始關注奶業(yè)可持續(xù)發(fā)展和資源環(huán)境代價的定量分析, 但是主要關注奶牛養(yǎng)殖環(huán)節(jié), 尚缺少對全產業(yè)鏈的全方面的分析。
在國內, 陸昌華[10]通過層次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP), 建立了奶牛養(yǎng)殖小區(qū)養(yǎng)殖模式的環(huán)境、社會和經濟指標評估體系。高倩倩[11]闡述了河北省牛奶“生產—加工—消費”產業(yè)鏈的發(fā)展現狀, 但缺少對奶業(yè)發(fā)展環(huán)境問題的分析。甘泉[12]通過文獻綜述和對比分析, 闡述了全球發(fā)達國家和中國奶業(yè)產業(yè)鏈的特征, 但該研究缺乏對資源投入、生態(tài)環(huán)境、經濟效益等方面指標的定量分析。上述研究更多地關注了奶牛養(yǎng)殖和產業(yè)鏈發(fā)展的定性分析, 缺少定量指標體系和分析。Bai等[13]分析了中國牛奶生產系統的氮、磷流動狀況, Zhang等[14]分析1980—2010年中國牛奶生產的氮素利用效率、氮素損失和溫室氣體排放代價, 但僅定量分析了中國奶業(yè)資源環(huán)境代價, 未能反映奶業(yè)發(fā)展的社會和經濟效益。此外, 國內對奶業(yè)可持續(xù)發(fā)展的分析主要以奶牛養(yǎng)殖環(huán)節(jié)為研究重點, 尚缺少針對綠色發(fā)展在全產業(yè)鏈的分析, 更缺少涉及社會、經濟、生產和資源環(huán)境多方面指標的系統性定量分析, 且與國際的對標分析不足。
針對農業(yè)綠色發(fā)展研究, 馬文奇等[15]提出了中國農業(yè)綠色發(fā)展的科學內涵和發(fā)展理論, 通過調控政策、資本、服務、技術、產品、知識和工程等7個途徑, 以協調中國農業(yè)綠色發(fā)展中經濟增長與環(huán)境友好的總體目標?;谏鲜隼碚? 金欣鵬等[16]確定了中國農業(yè)綠色發(fā)展“自上而下”與“自下而上”相結合的系統定量研究思路, 構建了農業(yè)綠色發(fā)展模型耦合分析系統。在此基礎上, 張建杰等[17]構建了一套適合開展定量研究和評價中國農業(yè)綠色發(fā)展的指標體系, 進一步為農業(yè)綠色發(fā)展研究提供了定量研究的工具?;谏鲜鲅芯康睦碚摗⒍糠椒ê驮u價工具, 本文立足全產業(yè)鏈, 發(fā)展和完善了中國奶業(yè)綠色發(fā)展指標體系, 定量分析了奶業(yè)綠色發(fā)展現狀及影響因素, 揭示了奶牛生產全產業(yè)鏈發(fā)展的瓶頸問題和優(yōu)化途徑, 為我國奶業(yè)振興和綠色發(fā)展提供科學依據。
本文基于中國農業(yè)綠色發(fā)展指標體系, 以“飼料種植—奶牛養(yǎng)殖—奶制品加工—奶制品銷售—奶制品消費”作為奶業(yè)全產業(yè)鏈研究的邊界, 從社會發(fā)展、經濟效益、產品生產、資源投入和生態(tài)環(huán)境5個方面選取28項指標(表1), 發(fā)展和完善了中國奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展指標體系。該指標體系的構建充分體現系統性、科學性和可行性原則。其中, 系統性主要體現在對從飼料生產到奶制品消費的全產業(yè)鏈以及從社會、經濟、生產、資源和環(huán)境多方位的研究; 科學性是指該指標體系采用食物鏈養(yǎng)分模型(NUtrient flows in Food chains, Environment and Resources use, NUFER)-animal模型進行定量分析, 且充分考慮了《全國奶業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020)》中奶業(yè)可持續(xù)發(fā)展問題和目標; 可行性主要表現在各指標數據有可靠的文獻來源, 且較容易獲得。鑒于缺少區(qū)域調研數據, 本文僅選取其中21項主要指標(圖1) , 定量分析我國奶業(yè)綠色發(fā)展的時空變化特征。奶牛場飼料自給率、糞污循環(huán)利用率、體細胞數等指標, 由于暫時沒有公開發(fā)表的省級統計數據, 需要后續(xù)的研究中通過調研和跟蹤繼續(xù)完善。
本文各指標分級標準的劃分充分考慮了我國不同類型奶牛養(yǎng)殖場的發(fā)展現狀和優(yōu)化目標, 對標美國、歐盟(以荷蘭為代表)、日本、亞洲和全球平均水平等, 由優(yōu)到差分為Ⅰ~Ⅳ 4個等級。具體分級標準見表1。
1.2.1 社會發(fā)展指標
社會發(fā)展指標主要反映奶業(yè)產業(yè)鏈終端的奶產品消費水平。人均奶制品消費量的分級充分考慮了亞洲人群普遍乳糖耐受程度低于歐美人群水平, 從優(yōu)到差依次以亞洲、日本和韓國人均奶制品消費量為分級依據[1]。
1.2.2 經濟效益指標
經濟效益指標主要反映奶業(yè)產業(yè)鏈的經濟效益狀況。牛奶生產總成本和牛奶生產凈利潤分別反映奶牛養(yǎng)殖環(huán)節(jié)生產單位質量牛奶投入的現金、實物、勞動力和土地等所有資源的總成本與凈利潤, 從優(yōu)到差分別以文獻[18]中全球低、中、高成本以及荷蘭[19]、日本[20]和美國最低利潤門檻值[21]為分級依據。奶牛產業(yè)產值占養(yǎng)殖業(yè)產值比重主要反映奶牛養(yǎng)殖業(yè)在畜牧生產中的地位, 從優(yōu)到差依次以歐盟、美國和全球平均[1]為分級依據。奶制品加工成本和利潤分別反映奶制品加工系統的資金投入和回報(此處指現金成本和利潤)。奶制品產值占食品加工業(yè)產值比重反映奶制品加工在食品加工業(yè)的地位。奶制品銷售總成本和凈利潤反映奶制品銷售環(huán)節(jié)各種費用投入和凈回報。
1.2.3 產品生產指標
產品生產指標在奶業(yè)綠色發(fā)展中反映牛奶(奶制品)的生產水平。種養(yǎng)系統氮素利用效率反映種養(yǎng)系統的氮素轉化效率, 從優(yōu)到差以美國[22]、荷蘭[23]和全球平均水平[24]種養(yǎng)結合奶牛場氮素利用效率為分級依據。奶牛單產反映奶牛養(yǎng)殖的生產力水平, 以美國、歐盟和全球平均奶牛單產[1]為分級依據。人均牛奶占有量主要反映原料奶自給能力, 從優(yōu)到差以歐盟、美國和全球平均[1]為分級依據。人均奶制品占有量反映加工后奶制品的自給能力。體細胞數主要以單位體積牛奶中體細胞總數量反映牛奶質量, 乳脂肪率主要以牛奶中脂肪的質量占比反映牛奶質量, 蛋白率主要以牛奶中蛋白質的質量占比反映牛奶的質量。
圖1 奶業(yè)產業(yè)鏈研究邊界與指標體系
Fig. 1 Research boundary and indicators of the whole dairy industry chain
圖中字母含義如表1所示, 顏色由深到淺分別表示本文中未計算指標、未分級指標和分級指標。The meaning of the letters in the figure is shown in the table 1. Indicators in boxes that color from dark to light are the uncalculated, ungraded and graded indicators, respectively.
1.2.4 資源投入指標
資源投入指標是指飼料生產和奶牛養(yǎng)殖的資源投入。生產單位牛奶藍水足跡反映作物飼料種植系統地表、地下水資源的投入狀況(由于奶牛養(yǎng)殖系統藍水數據較難獲取且占比小, 因此本文未考慮), 從優(yōu)到差依次以文獻[25]中荷蘭、美國和全球平均為分級依據。生產單位牛奶耕地資源投入量反映牛奶生產所需飼料生產的土地需求狀況, 從優(yōu)到差依次以美國[26]、歐盟[27]和世界平均水平[28]為依據。生產單位牛奶飼料干物質投入量反映奶牛養(yǎng)殖的飼料轉化效率, 從優(yōu)到差依次以美國[29]、歐盟[29]和世界平均水平[24]為依據。生產單位牛奶化肥氮投入量反映生產奶牛所需飼料的氮肥投入狀況。飼料自給率反映奶牛飼料的本地自給水平。
1.2.5 生態(tài)環(huán)境指標
生態(tài)環(huán)境指標指生產牛奶(奶制品)的氮素環(huán)境排放、溫室氣體排放等。養(yǎng)殖系統氨揮發(fā)指奶牛養(yǎng)殖系統生產單位質量牛奶以氨氣揮發(fā)形式導致的氮素損失, 從優(yōu)到差依次以美國[30]、荷蘭[31]和全球平均水平[32]為分級依據。養(yǎng)殖系統氮盈余指奶牛養(yǎng)殖系統生產單位質量牛奶導致的氮素表觀損失, NUFER-animal模型中表現為奶牛糞污氮排泄量, 即飼料氮投入與奶牛增重和牛奶氮素攜出量的差值, 主要反映牛奶生產的氮素環(huán)境代價, 從優(yōu)到差依次以美國、歐盟和全球平均[1]為分級依據。養(yǎng)殖系統溫室氣體排放反映奶牛養(yǎng)殖系統反芻作用和糞污產生的溫室氣體數量, 從優(yōu)到差依次以美國、歐盟和全球平均[1]為分級依據。種植系統氨揮發(fā)主要反映奶牛飼料種植環(huán)節(jié)由于氨氣揮發(fā)導致的氮素環(huán)境損失。種植系統氮盈余主要反映奶牛飼料種植環(huán)節(jié)導致的氮素環(huán)境表觀損失。種植系統溫室氣體排放主要反映飼料種植系統飼料生產的溫室氣體排放量。糞尿循環(huán)利用率反映奶牛糞尿還田比率和種養(yǎng)結合程度。
本研究數據獲取主要基于統計年鑒與奶產業(yè)發(fā)展的各類行業(yè)統計資料。人均奶制品消費量和人均牛奶占有量來源于《中國統計年鑒》, 奶牛養(yǎng)殖業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)產值來源于FAO數據庫和《中國畜牧獸醫(yī)年鑒》, 牛奶生產總成本和牛奶生產凈利潤來源于《全國農產品成本收益匯編》, 奶制品加工成本、奶制品加工利潤、奶制品產值占食品加工業(yè)產值比重、人均奶制品占有量來源于《中國奶業(yè)統計摘要》, 奶牛單產來源于《中國奶業(yè)統計資料》。
采用NUFER-animal模型[33]計算了種養(yǎng)系統氮素利用效率、生產單位牛奶產品的藍水足跡、耕地資源投入、飼料干物質投入、化肥氮投入、養(yǎng)殖系統氨揮發(fā)、養(yǎng)殖系統氮盈余、養(yǎng)殖系統溫室氣體排放、種植系統氨揮發(fā)、種植系統氮盈余和種植系統溫室氣體排放等指標。
1990—2017年中國人均奶制品消費量穩(wěn)步提高(圖2a), 已由Ⅳ級(2.0 kg×cap.-1×a-1)提升至Ⅲ級(12.5 kg×cap.-1×a-1), 但仍與日本(46.1 kg×cap.-1×a-1)存在較大差距。城鄉(xiāng)居民消費差異顯著, 城鎮(zhèn)人均奶制品消費量快速增加(圖2b), 于2000年達到Ⅲ級(11.6 kg×cap.-1×a-1), 2010年達到峰值(18.1 kg×cap.-1×a-1), 后小幅度下降; 農村人均奶制品消費量變化呈現先平穩(wěn)后增加的趨勢(圖2c), 但是依舊處于Ⅳ級水平(6.9 kg×cap.-1×a-1)。
2017年中國多數省份人均奶制品消費量處于Ⅲ級, 西南和華中地區(qū)更低(Ⅳ級)(圖3a); 海南城鎮(zhèn)人均奶制品消費量處于Ⅳ級水平(6.6 kg×cap.-1×a-1), 其余省份均為Ⅲ級水平(圖3b); 農村人均奶制品消費量在華北、華東、西北和西南地區(qū)北部的大部分省份達到Ⅲ級水平(圖3c)。
圖2 1990—2017年中國奶業(yè)社會發(fā)展指標歷史變化特征
深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級。The dark grey and black mean levels Ⅲ and Ⅳ, respectively.
圖3 2017年中國奶業(yè)社會發(fā)展指標空間分布特征
深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級。各個省、直轄市、自治區(qū)劃的代碼分別為: 11, 北京市; 12, 天津市; 13, 河北省; 14, 山西省; 15, 內蒙古自治區(qū); 21, 遼寧省; 22, 吉林省; 23, 黑龍江省; 31, 上海市; 32, 江蘇省; 33, 浙江省; 34, 安徽省; 35, 福建省; 36, 江西省; 37, 山東省; 41, 河南省; 42, 湖北省; 43, 湖南省; 44, 廣東省; 45, 廣西省; 46, 海南省; 50, 重慶市; 51, 四川省; 52, 貴州省; 53, 云南省; 54, 西藏自治區(qū); 61, 陜西省; 62, 甘肅省; 63, 青海省; 64, 寧夏回族自治區(qū); 65, 新疆維吾爾族自治區(qū)。未包含臺灣省、香港特別行政區(qū)、澳門特別行政區(qū)數據。The dark grey and black mean levels Ⅲ and Ⅳ, respectively. The province (city, autonomous region) name of each code is: 11, Beijing; 12, Tianjin; 13, Hebei; 14, Shanxi; 15, Inner Mongolia; 21, Liaoning; 22, Jilin; 23, Heilongjiang; 31, Shanghai; 32, Jiangsu; 33, Zhejiang; 34, Anhui; 35, Fujian; 36, Jiangxi; 37, Shandong; 41, Henan; 42, Hubei; 43, Hunan; 44, Guangdong; 45, Guangxi; 46, Hainan; 50, Chongqing; 51, Sichuan; 52, Guizhou; 53, Yunnan; 54, Tibet; 61, Shaanxi; 62, Gansu; 63, Qinghai; 64, Ningxia; 65, Xinjiang. The data of Taiwan, Hong Kong and Macao are not included in this paper.
中國奶業(yè)發(fā)展存在利潤低、成本高、產業(yè)發(fā)展水平低的特征。2000年以來, 中國牛奶生產總成本在逐年增加, 由Ⅰ級(1.6 ¥×kg-1)降低至Ⅲ級水平(2.9 ¥×kg-1), 與全球其他國家相比, 屬于牛奶生產高成本水平(圖4a)。牛奶生產凈利潤有所增加,由Ⅳ級(0.4 ¥×kg-1)提升至Ⅲ級水平(0.8 ¥×kg-1)(圖4b), 距日本水平(1.0 ¥×kg-1)相差0.2 ¥×kg-1。奶牛產業(yè)產值占養(yǎng)殖業(yè)產值比重先增加后降低(圖4c), 2010年達到峰值(5.9%), 但未突破Ⅳ級水平。奶制品加工系統經濟效益指標的變化趨勢與奶牛養(yǎng)殖系統相似(圖4d-4f), 但奶制品加工成本和奶制品產值占食品加工業(yè)產值比重更高, 奶制品加工利潤較低。
圖4 2000—2017(2000—2016)年中國奶業(yè)經濟效益指標歷史變化特征
白色表示Ⅰ級, 淺灰色表示Ⅱ級, 深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級, 斜線表示未分級指標。The white, light grey, dark grey and black mean levels Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ, respectively; the oblique line means ungraded indicators.
近30年來, 中國奶業(yè)產品生產指標總體狀況有較大改善, 但與發(fā)達國家相比, 產品生產整體水平較低。1990—2017年奶牛單產水平不斷提高, 由Ⅲ級(2.4 t×head-1×a-1)提升至Ⅱ級水平(7.0 t×head-1×a-1), 但與美國(9.6 t×head-1×a-1)相比, 還存在較大差距(圖5a)。種養(yǎng)系統氮素利用效率由8.4%提升至14.4%(圖5b), 但依舊低于荷蘭(17%), 未突破Ⅳ級水平。人均牛奶占有量先大幅度升高后小幅度下降(圖5c), 2010年達到最高值(22.7 kg×cap.-1), 依舊處于Ⅳ級水平, 僅為全球平均水平(87 kg×cap.-1)的1/4。2000—2017年人均奶制品占有量不斷增加(由6.3 kg×cap.-1增加至33.4 kg×cap.-1)(圖5d), 增加了4.3倍, 但2010年后增長速度變緩。
圖5 1990—2017年中國奶業(yè)生產指標歷史變化特征
淺灰色表示Ⅱ級, 深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級, 斜線表示未分級指標。The light grey, dark grey and black mean levels Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ, respectively; the oblique line means ungraded indicators.
2017年中國奶業(yè)產品生產指標空間差異較大, 發(fā)展水平較低。如圖6a所示, 除湖南、新疆和西藏外, 其他地區(qū)奶牛單產均達到Ⅲ級水平, 其中, 上海(9.8 t×head-1×a-1)是唯一達到Ⅰ級水平的地區(qū); 農牧交錯帶及東部沿海地區(qū)基本達到Ⅱ級; 種養(yǎng)系統氮素利用效率較低(圖6b), 農牧交錯帶大部分省份達到Ⅲ級水平, 其他地區(qū)基本處于Ⅳ級水平; 人均牛奶占有量僅黑龍江、內蒙古、寧夏和西藏地區(qū)達到Ⅲ級(圖6c), 其他地區(qū)均處于Ⅳ級; 人均奶制品占有量華北地區(qū)明顯高于其他地區(qū)(圖6d), 其次為西北和華東部分地區(qū), 華中、華南和西南地區(qū)相對較低。西北地區(qū)人均牛奶占有量高于人均奶制品占有量, 東部沿海地區(qū)人均奶制品占有量略高于人均牛奶占有量。
圖6 2017年中國奶業(yè)產品生產指標空間分布特征
白色表示Ⅰ級, 淺灰色表示Ⅱ級, 深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級, 斜線表示未分級指標。各省、直轄市、自治區(qū)劃的代碼見圖3。The white, light grey, dark grey and black mean levels Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ, respectively. The oblique line means ungraded indicators. The code of each province (city, autonomous region) is shown in the figure 3.
1990—2017年, 中國牛奶生產向資源節(jié)約型發(fā)展, 生產單位牛奶的資源投入均呈下降的趨勢, 在1990—2010年間大幅度下降, 2010—2017年下降速度變緩或出現小幅度提升。如圖7a, 生產單位牛奶藍水足跡雖然不斷下降(由0.5 m3×kg-1下降至0.2 m3×kg-1), 但依舊處于Ⅳ級水平, 是美國(0.06 m3×kg-1)的3.3倍。如圖7b, 生產單位牛奶耕地資源投入量由Ⅳ級(18.5 m2×kg-1)提升至Ⅲ級水平(3.3 m2×kg-1), 是歐盟(2.5 m2×kg-1)的1.3倍。如圖7c, 生產單位牛奶飼料干物質投入量不斷下降[由5.8 kg(DM)×kg-1降低至2.0 kg(DM)×kg-1], 始終處于Ⅳ級水平。如圖7d, 生產單位牛奶產品的化肥氮投入量呈現降低的趨勢[由27.4 g(N)×kg-1下降至19.2 g (N)×kg-1, 降幅約30%]。
圖7 1990—2017年中國奶業(yè)綠色發(fā)展資源投入指標的歷史變化特征
深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級, 斜線表示未分級指標。The dark grey and black mean levels Ⅲ and Ⅳ, respectively. The oblique line means ungraded indicators.
2017年中國農牧交錯帶(即“人口分界線”周邊)省份資源投入相對較少, 但奶業(yè)資源投入量總量偏高。全國范圍內, 生產單位牛奶藍水足跡和飼料干物質投入水平較低, 區(qū)域差異較小, 前者全國均處于Ⅳ級(圖8a), 后者僅東部部分地區(qū)達到Ⅲ級(圖8c); 單位牛奶耕地資源投入區(qū)域差異大(圖8b), 僅牧區(qū)依舊處于Ⅳ級, 其他大部分地區(qū)達到Ⅰ級, 農牧交錯帶地區(qū)基本低于1.0 m2×kg-1; 如圖8d所示, 單位牛奶化肥氮投入指標在東北、華北、西南部分地區(qū)發(fā)展水平相對較高, 華南和華中地區(qū)普遍偏低。
1990—2017年中國奶業(yè)生態(tài)環(huán)境代價不斷降低, 其趨勢為前期(尤其是2000—2010年)下降幅度大, 后期變緩。如圖9a, 養(yǎng)殖系統氨排放量由Ⅳ級[21.9 g(N)×kg-1]提升至Ⅲ級[7.0 g(N)×kg-1]; 養(yǎng)殖系統氮盈余和溫室氣體排放分別由86.3 g(N)×kg-1和2.8 kg(CO2eq)×kg-1下降至31.8 g(N)×kg-1和0.8 kg(CO2eq)×kg-1(圖9b和圖9c), 但兩項指標始終處于Ⅳ級水平; 種植系統生態(tài)環(huán)境指標的變化趨勢與養(yǎng)殖系統相似, 均是先快速下降后趨于平穩(wěn)或略有回升, 但其環(huán)境效應明顯低于養(yǎng)殖系統。1990—2017年間, 單位牛奶產品生產導致的氨揮發(fā)、氮盈余和溫室氣體排放3項生態(tài)環(huán)境指標中, 養(yǎng)殖系統分別占56%~66%、58%~66%和71%~82%, 是牛奶生產的主要環(huán)境污染環(huán)節(jié)。
2017年中國奶業(yè)生態(tài)環(huán)境指標狀況較差, 省域差異相對較小, 其中, 農牧交錯帶、東部沿海地區(qū)水平相對較高。如圖10a, 青藏地區(qū)和新疆、湖南的養(yǎng)殖系統氨揮發(fā)指標依然為Ⅳ級水平, 其他地區(qū)均達到Ⅲ級; 養(yǎng)殖系統氮盈余和養(yǎng)殖系統溫室氣體排放在大多省份位于Ⅳ級(圖10b和圖10c), 而農牧交錯帶部分省份和浙江、上海處于Ⅲ級, 達到全球平均水平; 種植系統生態(tài)環(huán)境指標在農牧交錯帶、東部沿海水平明顯高于周邊地區(qū)(10d-10f)。
本文在中國農業(yè)綠色發(fā)展指標體系的基礎上, 從全產業(yè)鏈視角建立了中國奶業(yè)綠色發(fā)展指標體系, 定量分析了我國奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展的時空特征, 進一步分析了與發(fā)達國家與地區(qū)的差距, 揭示了其影響因素、優(yōu)化策略和產業(yè)發(fā)展建議, 可為我國奶業(yè)振興和綠色發(fā)展提供科學依據(圖11)。
3.1.1 中國奶業(yè)社會發(fā)展指標時空特征
中國人均奶制品消費量穩(wěn)步提高, 但仍低于發(fā)達國家水平, 農村居民消費更低, 南方地區(qū)遠低于北方。1990—2017年間, 人均奶制品消費量已從Ⅳ級提升至Ⅲ級水平, 但僅為亞洲平均水平的1/4。城鎮(zhèn)居民奶制品消費低于農村, 最高相差5倍, 但2010年后增長停滯??臻g上, 北方地區(qū)居民人均奶制品消費量明顯高于南方。
3.1.2 中國奶業(yè)經濟效益指標時空特征
中國奶業(yè)經濟效益指標具有利潤低、成本高、產業(yè)發(fā)展水平低的特征。中國牛奶生產總成本不斷提高, 由Ⅰ級下降至Ⅲ級水平, 是埃及、阿根廷、印度尼西亞等國的1.7倍有余[18]。牛奶生產凈利潤由Ⅳ級提升至Ⅲ級水平, 是荷蘭的3/5。奶牛養(yǎng)殖業(yè)產值占養(yǎng)殖業(yè)產值比重始終處于Ⅳ級水平, 僅為全球平均水平的1/5[1]。
圖8 2017年中國奶業(yè)資源投入指標空間分布特征
白色表示Ⅰ級, 淺灰色表示Ⅱ級, 深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級, 斜線表示未分級指標。各省、直轄市、自治區(qū)劃的代碼見圖3。The white, light grey, dark grey and black mean levels Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ, respectively. The oblique line means ungraded indicators. The code of each province (city, autonomous region) is shown in the figure 3.
圖9 1990—2017年中國奶業(yè)生態(tài)環(huán)境指標歷史變化特征
深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級, 斜線表示未分級指標。The dark grey and black mean levels Ⅲ and Ⅳ, respectively. The oblique line means ungraded indicators.
圖10 2017年中國奶業(yè)生態(tài)環(huán)境指標空間分布特征
深灰色表示Ⅲ級, 黑色表示Ⅳ級, 斜線表示未分級指標。各省、直轄市、自治區(qū)劃的代碼見圖3。The dark grey and black mean levels Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ and Ⅳ, respectively. The oblique line means ungraded indicators. The code of each province (city, autonomous region) is shown in the figure 3.
3.1.3 中國奶業(yè)產品生產指標時空特征
中國奶業(yè)產品生產指標有所改善,奶牛單產達到歐盟平均水平, 但是種養(yǎng)系統氮素利用效率、人均牛奶占有量與發(fā)達國家相比整體水平較低; 農牧交錯帶地區(qū)奶牛單產和種養(yǎng)系統氮素利用效率明顯高于其他地區(qū), 北方地區(qū)人均牛奶占有量和奶制品占有量高于南方。奶牛單產于2000年后快速提升, 現已由Ⅲ級達到Ⅱ級水平, 高于歐盟水平的10%, 農牧交錯帶地區(qū)基本達到Ⅱ級, 但其他地區(qū)依舊處于Ⅲ級或Ⅳ級水平; 種養(yǎng)系統氮素利用效率有所提升, 但是始終處于Ⅳ級水平, 本文種養(yǎng)系統氮素利用效率略低于馬驍遠[34](個體水平氮利用效率)和Zhao等[35](種養(yǎng)結合奶牛場)的研究, 但與魏莎等[36]研究基本相同。人均牛奶占有量呈現增加的趨勢, 但依舊處于Ⅳ級水平, 僅為全球平均水平的1/4, 且南方大部分地區(qū)不足全球平均水平的1/9。人均奶制品占有量與人均牛奶占有量的時空分布規(guī)律基本一致。
3.1.4 中國奶業(yè)資源投入指標時空特征
中國牛奶生產向資源節(jié)約型發(fā)展, 生產單位牛奶的資源投入均呈下降趨勢, 但遠高于發(fā)達國家; 農牧交錯帶省份資源投入相對較少。目前我國生產單位牛奶藍水足跡尚處于Ⅳ級水平, 高于Mekonnen等[25]和Lu等[37]的研究, 但低于Wang等[38]的結果, 部分原因是研究邊界的差異, 本文未考慮飲水和圈舍清洗等服務性用水。生產單位牛奶耕地資源投入量達到Ⅲ級水平, 依舊遠低于發(fā)達國家, 尤其五大牧區(qū)略高于東亞地區(qū)放牧模式下耕地投入, 但其他地區(qū)均達到Ⅰ級水平, 與東亞種養(yǎng)結合狀況下相同[28]。生產單位牛奶飼料干物質投入量不斷減少, 尚處于Ⅳ級水平, 高于喬雨[39]的研究(個體水平飼料干物質投入)。生產單位牛奶化肥氮投入量的時空變化規(guī)律與藍水足跡基本一致。
3.1.5 中國奶業(yè)生態(tài)環(huán)境指標時空特征
中國奶業(yè)生態(tài)環(huán)境代價不斷降低, 但是還遠遠高于全球平均水平; 區(qū)域間差異較小, 農牧交錯帶、東部沿海地區(qū)水平相對較高。養(yǎng)殖系統氨排放已經由Ⅳ級提升至Ⅲ級水平, 而養(yǎng)殖系統氮盈余和養(yǎng)殖系統溫室氣體排放依舊處于Ⅳ級水平, 3項指標在農牧交錯帶和東部沿海地區(qū)的水平相對較高, 氮盈余和溫室氣體的時空分布規(guī)律與Zhang等[14]和王效琴等[40]研究結果一致。種植系統的生態(tài)環(huán)境指標變化與養(yǎng)殖系統相似, 但數值相對較低。
針對上述我國奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展指標時空特征, 各類指標的影響因素如下(圖11):
3.2.1 中國奶業(yè)社會發(fā)展指標的影響因素
20世紀90年代以來,在技術進步和政策雙重驅動下, 中國奶業(yè)快速與穩(wěn)定發(fā)展。隨著經濟水平、營養(yǎng)膳食觀念的改善, 奶制品消費量逐步提高[41], 但受到乳糖不耐癥[42]等影響, 奶制品消費水平依舊較低。受低收入、消費習慣和乳品流通渠道不暢等因素的影響[43], 農村奶制品消費始終低于城鎮(zhèn), 且受三聚氰胺奶制品安全的影響, 2010年后城鎮(zhèn)居民奶制品消費數量沒有增加[44]。因此, 當前奶制品消費面臨的主要問題包括: 奶制品質量、奶制品銷售渠道、消費習慣和乳糖耐受程度。
3.2.2 中國奶業(yè)經濟效益指標的影響因素
牛奶生產總成本和牛奶生產凈利潤上升, 主要原因在于飼料和原料奶價格上漲[45-46]。與美國相比, 中國飼草種植環(huán)節(jié)高昂的土地成本、機械租賃和人工成本[45]、養(yǎng)殖戶缺少定價權利[47]、種植結構與養(yǎng)殖需求的不匹配[5]等因素阻礙了中國奶牛養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。此外, 奶制品需求、產業(yè)經濟效益[47]、奶制品進口[48]、生產格局的變化[49]、“三聚氰胺”等安全事件[50]等也會影響奶業(yè)發(fā)展。而奶制品加工企業(yè)間競爭激烈, 銷售環(huán)節(jié)壓價使得奶制品加工利潤和產值減低, 產業(yè)發(fā)展受到影響[51]。
3.2.3 中國奶業(yè)產品生產指標的影響因素
早期中國牛奶生產以黃牛為主[52], 單產較低, 2000年后良種奶牛引進[53]提高了奶牛單產, 但是在動物營養(yǎng)、遺傳學、管理和健康等方面的進步不足, 使其水平遠低于美國等畜牧業(yè)發(fā)達的國家[9]。奶牛單產的增加提高了種養(yǎng)系統氮素利用效率(圖12a), 但2010—2017年間集約化模式下較高的飼料糧投入和種養(yǎng)分離[33]使種養(yǎng)系統氮素利用效率略有降低。由于奶制品需求的增加拉動了牛奶總產量和進口的增長(圖12b), 人均牛奶和奶制品占有量均呈現增加的趨勢。2000—2010年, 奶牛數量的大幅度增加, 極大地促進了牛奶產量的增長[14,20], 但2010—2017年間, 受“三聚氰胺”事件、生產的高成本和低利潤、散養(yǎng)戶退出市場等因素影響, 牛奶產量未見增加[49,54-55]。因此, 奶牛育種和養(yǎng)殖技術、種養(yǎng)分離是影響奶業(yè)生產效率的重要因素。
3.2.4 中國奶業(yè)資源投入和生態(tài)環(huán)境指標的影響因素
如圖12c和12d, 當前生產單位牛奶所需資源環(huán)境代價受奶牛單產影響, 隨著奶牛單產提高, 奶牛養(yǎng)殖的生產效率、資源投入、生態(tài)環(huán)境代價等指標水平也逐步提高[9]。因此, 中國奶業(yè)資源投入與生態(tài)環(huán)境指標的時空變化規(guī)律與奶牛單產相似。集約化種養(yǎng)分離的養(yǎng)殖模式下, 受糞污管理水平低和環(huán)保費用高等因素影響[47], 奶牛養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng)分和溫室氣體環(huán)境排放高, 對生態(tài)環(huán)境的負面影響較大。
針對我國奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展指標時空特征和影響因素的分析, 本文提出的優(yōu)化策略如下(圖11):
圖11 中國奶業(yè)產業(yè)鏈綠色發(fā)展的特征、影響因素和優(yōu)化策略
圖12 中國奶業(yè)綠色發(fā)展驅動因素分析
3.3.1 種養(yǎng)一體化產業(yè)鏈融合綠色發(fā)展技術與模式
當前, 我國牛奶生產種養(yǎng)系統氮素利用效率尚低于全球平均水平, 使得生產單位牛奶化肥氮投入量、種植系統氮盈余、養(yǎng)殖系統氮盈余和環(huán)境排放等過高, 種養(yǎng)分離是中國奶業(yè)發(fā)展中系統養(yǎng)分利用降低的重要原因[33], 促進糞污還田不僅可以提高養(yǎng)分的循環(huán)率, 還可以減少糞尿養(yǎng)分損失和化肥的投入。荷蘭De Marke農場采用“土地利用-作物管理-畜禽養(yǎng)殖-糞尿管理”的綜合管理技術, 真正實現種養(yǎng)一體化產業(yè)融合[56]。荷蘭的畜禽糞尿管理政策及歐盟《硝酸鹽指令》(Nitrate Directive, ND)中, 規(guī)定了有機肥施用方法、用量、時間等, 促進種養(yǎng)一體化[57]。美國通過《綜合養(yǎng)分管理計劃》(Comprehensive Nutrient Management Plan, CNMP)等充分利用有機肥料, 減少化肥投入, 提高土壤肥力[58]。中國應該構建基于綠色發(fā)展的種養(yǎng)一體化的技術與模式, 促進養(yǎng)分在種植和養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的循環(huán), 提高養(yǎng)分利用效率, 減少資源環(huán)境代價。具體優(yōu)化建議為: 1)加強奶牛養(yǎng)殖育種和生產技術的研究和人才培養(yǎng), 合理布局奶牛養(yǎng)殖區(qū)域, 引入高產奶牛, 精準飼喂[59], 集約化和標準化發(fā)展[60]; 2)設定合理的養(yǎng)殖密度, 合理安排糞污存儲條件和時間, 采用漏縫地板、覆蓋、酸化、干濕分離和糞肥還田等措施[61-64], 有效降低氮磷損失和溫室氣體排放; 3)合理布局優(yōu)質苜蓿等飼料種植方案[65], 依靠土壤-作物系統綜合管理技術, 保障作物產量、減少飼料種植環(huán)節(jié)資源投入和污染[66], 并結合“化肥零增長”等政策促進畜禽糞尿養(yǎng)分循環(huán), 真正實現種養(yǎng)一體化的綠色生產模式[67]。
3.3.2 產銷一體化產業(yè)鏈融合綠色發(fā)展利益共享機制
牛奶生產凈利潤不斷上升, 但依舊低于國際領先水平。奶制品加工企業(yè)在很大程度上控制了原料奶定價主動權, 而超市對奶制品的壓價等不合理價格機制使得奶牛養(yǎng)殖戶處于被動地位, 影響了牛奶生產凈利潤和產業(yè)的健康發(fā)展[68]。同時, 奶制品銷售環(huán)節(jié)過多[69]也是增加奶制品銷售價格的重要原因,進而影響奶制品消費。新西蘭的奶農和乳品企業(yè)股份共享機制很好地緩解了奶牛養(yǎng)殖和奶制品加工之間利益分配的矛盾, 實現了合理的利潤分配[69]。荷蘭奶牛養(yǎng)殖場與乳企也緊密關聯, 建立了合理且較為完善的定價體制, 根據牛奶質量、奶牛飼養(yǎng)方式和環(huán)境指標等確定原料奶價格, 也緩解了奶牛養(yǎng)殖場和奶制品加工企業(yè)的利益關沖突, 同時促進奶業(yè)綠色發(fā)展[70]。實現牛奶生產、奶制品加工和奶制品銷售全產業(yè)鏈融合、利益共享和綠色發(fā)展, 不僅可以減少奶業(yè)產業(yè)鏈各主體的利益沖突, 保障奶源質量穩(wěn)定, 還能提高奶產業(yè)的國際競爭力, 促進我國奶業(yè)綠色發(fā)展[11,71]。
3.3.3 全產業(yè)鏈質量追蹤服務體系與國民消費信任機制
牛奶及奶制品質量是影響奶制品消費量和牛奶產量的重要因素, 進而影響奶牛養(yǎng)殖業(yè)和奶制品加工業(yè)。20世紀末期, 美國構建了“農場到餐桌”的食品安全監(jiān)管體系, 以保障農產品消費安全。2006年歐盟開始關注食品生產、存儲、運輸和銷售的全程監(jiān)控[72]。中國的山東、北京、上海等地區(qū)對蔬菜、水果、畜產品等增加生產信息和企業(yè)標簽, 以保障消費者了解產品的質量安全信息[72]。建立奶業(yè)全鏈條的質量追蹤服務系統, 統籌乳業(yè)產業(yè)鏈均衡發(fā)展, 推進產業(yè)鏈的優(yōu)化升級, 保證產業(yè)良好的信息傳遞渠道, 以保障乳品質量[71], 贏得國民的消費信心, 促進產業(yè)健康和綠色發(fā)展。建議通過完善銷售網絡、提高乳產品質量和加工水平、奶制品健康理念宣傳、“居民營養(yǎng)改善行動計劃”[52,73]、開發(fā)低乳糖產品等措施, 促進居民(尤其是農村和南方地區(qū))奶制品消費, 實現全民飲奶。
本文所構建的中國奶業(yè)綠色發(fā)展指標體系可以作為奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展的評價工具, 能夠定量分析奶業(yè)資源投入、產品生產、生態(tài)環(huán)境、經濟效益和社會發(fā)展等5個方面的時空變化特征。我國奶業(yè)綠色發(fā)展特征包括: 1)人均奶制品消費量穩(wěn)步提高, 從2.0 kg×cap.-1×a-1增加到12.5 kg×cap-1×a-1; 2)奶牛單產水平不斷提高, 從2.4 t×head-1×a-1增加到7.0 t×head-1×a-1, 種養(yǎng)系統氮素利用效率由8.4%提升至14.4%; 3)單位牛奶的資源投入和環(huán)境代價均呈現下降的趨勢, 生產單位牛奶藍水足跡由0.5 m3×kg-1降低到0.2 m3×kg-1, 耕地資源投入量由18.5 m2×kg-1降低到3.3 m2×kg-1; 4)養(yǎng)殖系統氨揮發(fā)量指標由21.9 g(N)×kg-1降低到7.0 g(N)×kg-1; 5)牛奶生產和加工成本逐年增加; 6)空間特征分析表明: 農牧交錯帶和東部沿海地區(qū)產品生產、資源投入和生態(tài)環(huán)境綠色發(fā)展水平相對較高, 北方地區(qū)牛奶及奶制品的生產、消費水平均高于南方地區(qū)?;谏鲜瞿虡I(yè)全產業(yè)鏈指標體系的分析, 本文提出實行種養(yǎng)一體化產業(yè)鏈融合綠色發(fā)展技術與模式、構建產銷一體化產業(yè)鏈融合綠色發(fā)展利益共享機制、形成全產業(yè)鏈質量追蹤服務體系與國民消費信任機制是促進中國奶業(yè)振興和綠色發(fā)展的有效途徑。
[1] Food and Agriculture Organization of the United Nations(FAO).Data[DB/OL]. (2020-6-16) [2020-7-1]. http://www. fao. org/faostat/en
[2] 李勝利, 劉長全, 夏建民, 等. 2018年我國奶業(yè)形勢回顧與展望[J]. 中國畜牧雜志, 2019, 55(3): 129–132 LI S L, LIU C Q, XIA J M, et al. Review and prospect of China dairy industry in 2018[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2019, 55(3): 129–132
[3] 中華人民共和國工業(yè)和信息化部. 全國奶業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)[EB/OL]. (2016-12-27)[2017-01-11]. http:// www. miit.gov.cn/n1146295/n1652858/n1652930/n3757019/c5458461/content.html Ministry of Industry and Information Technology of the People’s Republic of China. National dairy development plan (2016-2020) [EB/OL]. (2016-12-27)[2017-01-11]. http:// www.miit.gov.cn/n1146295/n1652858/n1652930/n3757019/c5458461/content.html
[4] 李勝利. 中國奶業(yè)競爭力提升——中國奶業(yè)的供給側改革[J]. 飼料與畜牧, 2016, (7): 18–23 LI S L. Improving the competitiveness of dairy industry — supply side reform of dairy industry in China[J]. Feed and animal Husbandry, 2016, (7): 18–23
[5] BAI Z H, LEE M R F, MA L, et al. Global environmental costs of China’s thirst for milk[J]. Global Change Biology, 2018, 24(5): 2198–2211
[6] 中華人民共和國中央人民政府. 國務院辦公廳關于推進奶業(yè)振興保障乳品質量安全的意見[EB/OL]. (2018-06-03) [2018-06-11]. http://www. gov. cn/zhengce/content/2018-06/ 11/content_5297839.htm The Central People’s Government of the People’s Republic of China. Opinions of the general office of the State Council on promoting the revitalization of dairy industry and ensuring the quality and safety of dairy products[EB/OL]. (2018-06-03) [2018-06-11]. http://www.gov.cn/zhengce/content/2018-06/ 11/content_5297839.htm
[7] MEUL M, VAN PASSEL S, NEVENS F, et al. MOTIFS: A monitoring tool for integrated farm sustainability[J]. Agronomy for Sustainable Development, 2008, 28(2): 321–332
[8] AARTS H F M, DE HAAN M H A, SCHR?DER J J, et al. Quantifying the environmental performance of individual dairy farms — the annual nutrient cycling assessment (ANCA) [C]// Proceedings of the 18th Symposium of the European Grassland Federation. Wageningen, the Netherlands: Wageningen Academic Publishers, 2015: 377–380
[9] CAPPER J L, CADY R A. The effects of improved performance in the U.S. dairy cattle industry on environmental impacts between 2007 and 2017[J]. Journal of Animal Science, 2020, 98(1): 1–14
[10] 陸昌華. 奶牛養(yǎng)殖小區(qū)適度發(fā)展規(guī)模評價的指標體系[J]. 乳業(yè)科學與技術, 2007, 30(6): 320–323 LU C H. The appropriate development scale evaluation system for cows breeding area[J]. Journal of Dairy Science and Technology, 2007, 30(6): 320–323
[11] 高倩倩. 基于產業(yè)鏈視角的河北省奶業(yè)發(fā)展問題研究[D]. 保定: 河北農業(yè)大學, 2015 GAO Q Q. Research on dairy industry in Hebei Province based on the industrial chain perspective[D]. Baoding: Hebei Agricultural University, 2015
[12] 甘泉. 我國乳制品企業(yè)全球產業(yè)鏈優(yōu)化研究——以伊利集團為例[D]. 武漢: 湖北工業(yè)大學, 2018 GAN Q. Research on the optimization of global industrial chain of Chinese dairy enterprises — Based on Yili Group[D]. Wuhan: Hubei University of Technology, 2018
[13] BAI Z H, MA L, OENEMA O, et al. Nitrogen and phosphorus use efficiencies in dairy production in China[J]. Journal of Environmental Quality, 2013, 42(4): 990–1001
[14] ZHANG N N, BAI Z H, LUO J F, et al. Nutrient losses and greenhouse gas emissions from dairy production in China: Lessons learned from historical changes and regional differences[J]. Science of the Total Environment, 2017, 598: 1095–1105
[15] 馬文奇, 馬林, 張建杰, 等. 農業(yè)綠色發(fā)展理論框架和實現路徑的思考[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報(中英文), 2020, DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.200238MA W Q, MA L, ZHANG J J, et al. Theoretical framework and realization pathway of agricultural green development[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2020, DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.200238
[16] 金欣鵬, 馬林, 張建杰, 等. 農業(yè)綠色發(fā)展系統研究思路與定量方法[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報(中英文), 2020, DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.200241 JIN X P, MA L, ZHANG J J, et al. Systematic research and quantitative approach for assessing agricultural green development[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2020, DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.200241
[17] 張建杰, 崔石磊, 馬林, 等. 中國農業(yè)綠色發(fā)展指標體系的構建與例證[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報(中英文), 2020, DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.200069ZHANG J J, CUI S L, MA L, et al. Construction of a green development index system for agriculture in China and examples[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2020, DOI: 10.13930/j.cnki.cjea.200069
[18] 史樞卿. 世界奶業(yè)的供求分析[J]. 中國乳業(yè), 2011, (1): 28–31 SHI S Q. Supply and demand analysis of dairy industry in the world[J]. China Dairy, 2011, (1): 28–31
[19] 陳秀鳳. 中荷牧場牛奶生產成本效益比較研究[J]. 中國農業(yè)會計, 2017, (2): 37–41 CHEN X F. Comparative study on cost and benefit of dairy production between China and Holland[J]. Chinese Agricultural Accounting, 2017, (2): 37–41
[20] 豆明. 2018中國奶業(yè)統計資料[M]. 北京: 中國農業(yè)出版社, 2019 DOU M. 2018. China Dairy Data Report[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2019
[21] 王占祿. 美國奶業(yè)收入支持政策[J]. 中國農業(yè)信息, 2017, (10): 55–57 WANG Z L. Revenue support policy of dairy industry in the United States[J]. China Agricultural Informatics, 2017, (10): 55–57
[22] SPEARS R A, KOHN R A, YOUNG A J. Whole-farm nitrogen balance on western dairy farms[J]. Journal of Dairy Science, 2003, 86(12): 4178–4186
[23] OENEMA J, VAN KEULEN H, SCHILS R L M, et al. Participatory farm management adaptations to reduce environmental impact on commercial pilot dairy farms in the Netherlands[J]. NJAS-Wageningen Journal of Life Sciences, 2011, 58(1/2): 39–48
[24] POWELL J M, MACLEOD M, VELLINGA T V, et al. Feed–milk–manure nitrogen relationships in global dairy production systems[J]. Livestock Science, 2013, 152(2/3): 261–272
[25] MEKONNEN M M, HOEKSTRA A Y. A global assessment of the water footprint of farm animal products[J]. Ecosystems, 2012, 15(3): 401–415
[26] ESHEL G, SHEPON A, MAKOV T, et al. Partitioning United States’ feed consumption among livestock categories for improved environmental cost assessments[J]. The Journal of Agricultural Science, 2015, 153(3): 432–445
[27] LESSCHEN J P, VAN DEN BERG M, WESTHOEK H J, et al. Greenhouse gas emission profiles of European livestock sectors[J]. Animal Feed Science and Technology, 2011, 166/167: 16–28
[28] GERSSEN-GONDELACH S J, LAUWERIJSSEN R B G, HAVLíK P, et al. Intensification pathways for beef and dairy cattle production systems: Impacts on GHG emissions, land occupation and land use change[J]. Agriculture, Ecosystems and Environment, 2017, 240: 135–147
[29] APPUHAMY J A D R N, FRANCE J, KEBREAB E. Models for predicting enteric methane emissions from dairy cows in North America, Europe, and Australia and New Zealand[J]. Global Change Biology, 2016, 22(9): 3039–3056
[30] HRISTOV A N, HANIGAN M, COLE A, et al. Review: Ammonia emissions from dairy farms and beef feedlots[J]. Canadian Journal of Animal Science, 2011, 91(1): 1–35
[31] ROTZ C A, OENEMA J, VAN KEULEN H. Whole farm management to reduce nutrient losses from dairy farms: a simulation study[J]. Applied Engineering in Agriculture, 2006, 22(5): 773–784
[32] DENTENER F J, CRUTZEN P J. A three-dimensional model of the global ammonia cycle[J]. Journal of Atmospheric Chemistry, 1994, 19(4): 331–369
[33] 柏兆海. 我國主要畜禽養(yǎng)殖體系資源需求、氮磷利用和損失研究[D]. 北京: 中國農業(yè)大學, 2015 BAI Z H. The resources requirement, nitrogen and phosphorus use and losses in the main livestock production system in China[D]. Beijing: China Agricultural University, 2015
[34] 馬驍遠. 奶?!r田生產體系氮素流動特征與調控途徑[D]. 保定: 河北農業(yè)大學, 2014 MA X Y. Characterization of nitrogen flow of dairy-farmland system and management approaches[D]. Baoding: Hebei Agricultural University, 2014
[35] ZHAO Z Q, BAI Z H, WEI S, et al. Modeling farm nutrient flows in the North China Plain to reduce nutrient losses[J]. Nutrient Cycling in Agroecosystems, 2017, 108(2): 231–244
[36] 魏莎, 柏兆海, 吳迪梅, 等. 北京“土壤-飼料-奶牛”系統氮磷流動及環(huán)境損失時空特征[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報, 2017, 25(3): 316–327 WEI S, BAI Z H, WU D M, et al. Temporal and spatial characteristics of nitrogen and phosphorus cycling and environmental losses in the “soil-feed-dairy” production system in Beijing[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2017, 25(3): 316?327
[37] LU Y, PAYEN S, LEDGARD S, et al. Components of feed affecting water footprint of feedlot dairy farm systems in Northern China[J]. Journal of Cleaner Production, 2018, 183: 208–219
[38] WANG X Q, LEDGARD S, LUO J F, et al. Environmental impacts and resource use of milk production on the North China Plain, based on life cycle assessment[J]. Science of the Total Environment, 2018, 625: 486–495
[39] 喬雨. CPM評估奶牛日糧營養(yǎng)價值及生產性能的研究[D]. 楊凌: 西北農林科技大學, 2019 QIAO Y. Study on CPM evaluation of nutritional value and performance of dairy cattle diet[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2019
[40] 王效琴, 梁東麗, 王旭東, 等. 運用生命周期評價方法評估奶牛養(yǎng)殖系統溫室氣體排放量[J]. 農業(yè)工程學報, 2012, 28(13): 179–184 WANG X Q, LIANG D L, WANG X D, et al. Estimation of greenhouse gas emissions from dairy farming systems based on LCA[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(13): 179–184
[41] 薩班. 中國的牛奶消費調查[J]. 陸穎, 譯. 楚雄師范學院學報, 2015, 30(10): 11–16 SABBAN. A survey on China’s milk consumption[J]. LU Y, trans. Journal of Chuxiong Normal University, 2015, 30(10): 11–16
[42] 吳暉, 牛晨艷, 黃巍峰, 等. 乳糖不耐受癥的現狀及解決方法[J]. 現代食品科技, 2006, 22(1): 152–155 WU H, NIU C Y, HUANG W F, et al. The actuality and solution of lactose intolerance[J]. Modern Food Science and Technology, 2006, 22(1): 152–155
[43] 陳甜甜. 中國城鄉(xiāng)居民乳品消費研究[D]. 南京: 南京農業(yè)大學, 2010 CHEN T T. The study on consumption of urban and rural residents in China[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2010
[44] 董曉霞, 李哲敏, 許世衛(wèi), 等. 乳品安全事件情境下城鎮(zhèn)居民消費風險感知研究[J]. 上海農業(yè)學報, 2015, 31(4): 135–141 DONG X X, LI Z M, XU S W, et al. Perception of consumption risk of Chinese urban residents to the dairy products[J]. Acta Agriculturae Shanghai, 2015, 31(4): 135–141
[45] 國家發(fā)展和改革委員會. 全國農產品成本收益資料匯編—2018[M]. 北京: 中國統計出版社, 2018 National Development and Reform Commission. Compilation of National Agricultural Product Cost-Benefit Data — 2018[M]. Beijing: China Statistics Press, 2018
[46] 李志強. 西部奶業(yè)與牧草產業(yè)的協調發(fā)展[J]. 畜禽業(yè), 2002, (11): 48–49 LI Z Q. Coordinated development of dairy industry and forage industry in Western China[J]. Livestock and Poultry Industry, 2002, (11): 48–49
[47] 欒敬東, 張興宇. 基于產業(yè)鏈視角的奶業(yè)支持政策優(yōu)化研究——以安徽省為例[J]. 農業(yè)經濟與管理, 2015, (4): 79–87 LUAN J D, ZHANG X Y. Study on dairy industry support policy based on industrial chain perspective: Take Anhui Province as an example[J]. Agricultural Economics and Management, 2015, (4): 79–87
[48] 葛園, 范云琳, 丁可可. 進口奶制品對我國奶業(yè)發(fā)展的影響及對策[J]. 農村經濟與科技, 2019, (14): 100–101 GE Y, FAN Y L, DING K K. Influence and countermeasures of imported dairy products on the development of dairy industry in China[J]. Rural Economy and Science-Technology, 2019, (14): 100–101
[49] 李勝利, 姚琨, 曹志軍, 等. 2016年奶牛產業(yè)技術發(fā)展報告[J]. 中國畜牧雜志, 2017, 53(1): 156–164 LI S L, YAO K, CAO Z J, et al. Dairy industry and technical development report in 2016[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2017, 53(1): 156–164
[50] 宋鵬. 呼倫貝爾市有機奶業(yè)發(fā)展政策研究[D]. 哈爾濱: 黑龍江大學, 2017 SONG P. Study on the development policy of organic dairy industry in Hulunbeier[D]. Harbin: Heilongjiang University, 2017
[51] 楊偉民, 胡定寰. 食品安全背景下的乳業(yè)產業(yè)鏈與組織模式創(chuàng)新研究[J]. 內蒙古大學學報: 哲學社會科學版, 2010, 42(6): 32–37 YANG W M, HU D H. Research on the dairy industry chain and organization pattern innovation under the background of food safety[J]. Journal of Inner Mongolia University: Humanities and Social Sciences, 2010, 42(6): 32–37
[52] 陳代娣. 中國乳業(yè)結構實證分析及對資源基礎論的理論思考[D]. 北京: 首都經濟貿易大學, 2004 CHEN D D. Empirical analysis of China’s dairy industry structure and theoretical thinking on resource based theory[D]. Beijing: Capital University of Economics and Business, 2004
[53] 吳井峰. 中國奶牛業(yè)發(fā)展研究[D]. 濟南: 山東大學, 2005 WU J F. Study on the development of dairy industry in China[D]. Jinan: Shandong University, 2005
[54] 李勝利, 周鑫宇, 劉玉滿, 等. 2010年中國奶業(yè)回顧與展望[J]. 中國畜牧雜志, 2011, 47(2): 33–37 LI S L, ZHOU X Y, LIU Y M, et al. Review and prospect of China dairy industry in 2010[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2011, 47(2): 33–37
[55] 李勝利, 劉玉滿, 畢研亮, 等. 2013年中國奶業(yè)回顧與展望[J]. 中國奶牛, 2014, (5): 1–6 LI S L, LIU Y M, BI Y L, et al. Review and prospect of China dairy industry in 2013[J]. China Dairy Cattle, 2014, (5): 1–6
[56] 張福鎖, 崔振嶺, 陳新平, 等. 最佳養(yǎng)分管理技術列單[M]. 北京: 中國農業(yè)大學出版社, 2010 ZHANG F S, CUI Z L, CHEN X P, et al. List of best nutrient management techniques[M]. Beijing: China Agricultural University Press, 2010
[57] 曾韻婷, 向玥皎, 馬林, 等. 歐盟養(yǎng)分管理政策法規(guī)對中國的啟示[J]. 世界農業(yè), 2011, (4): 39–43 ZENG Y T, XIANG Y J, MA L, et al. Enlightenment of nutrient management policies and regulations in European Union to China[J]. Word Agriculture, 2011, (4): 39–43
[58] 向玥皎, 王方浩, 覃偉, 等. 美國養(yǎng)分管理政策法規(guī)對中國的啟示[J]. 世界農業(yè), 2011, (3): 51–55 XIANG Y J, WANG F H, QIN W, et al. Enlightenment of nutrient management policies and regulations in the United States to China[J]. Word Agriculture, 2011, (3): 51–55
[59] 朱靜. 奶牛場精準管理與資源匹配研究[D]. 蘭州: 甘肅農業(yè)大學, 2010 ZHU J. Dairy farm precision management and resource matching[D]. Lanzhou: Gansu Agricultural University, 2010
[60] 吳強, 孫世民, 李全海. 中國乳品消費特征、影響因素及趨勢判斷[J]. 中國乳品工業(yè), 2018, 46(4): 43–47 WU Q, SUN S M, LI Q H. Analysis on the present situation of China’s dairy consumption and its factors[J]. China Dairy Industry, 2018, 46(4): 43–47
[61] 曹玉博, 邢曉旭, 柏兆海, 等. 農牧系統氨揮發(fā)減排技術研究進展[J]. 中國農業(yè)科學, 2018, 51(3): 566–580 CAO Y B, XING X X, BAI Z H, et al. Review on ammonia emission mitigation techniques of crop-livestock production system[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2018, 51(3): 566–580
[62] 劉娟, 柏兆海, 曹玉博, 等. 家畜圈舍糞尿表層酸化對氨氣排放的影響[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報(中英文), 2019, 27(5): 677–685 LIU J, BAI Z H, CAO Y B, et al. Impact of surface acidification of manure on ammonia emission in animal housing[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2019, 27(5): 677–685
[63] CHADWICK D R, WILLIAMS J R, LU Y L, et al. Strategies to reduce nutrient pollution from manure management in China[J]. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2020, 7(1): 45–55
[64] TAMMINGA S. Pollution due to nutrient losses and its control in European animal production[J]. Livestock Production Science, 2003, 84(2): 101–111
[65] 中華人民共和國農業(yè)部. 全國苜蓿產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020)[N]. 北京: 中華人民共和國農業(yè)部, 2016 Ministry of Agriculture of the People’s Republic of China. National alfalfa industry development plan (2016-2020)[N]. Beijing: Ministry of Agriculture of the People’s Republic of China, 2016
[66] CUI Z L, DOU Z X, YING H, et al. Producing more with less: reducing environmental impacts through an integrated soil-crop system management approach[J]. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2020, 7(1): 14–20
[67] LU Y L, NORSE D, POWLSON D. Agriculture Green Development in China and the UK: Common objectives and converging policy pathways[J]. Frontiers of Agricultural Science and Engineering, 2020, 7(1): 98–105
[68] 欒穎. 黑龍江省原料乳價格波動影響因素研究[D]. 哈爾濱: 東北農業(yè)大學, 2018 LUAN Y. Study on the influential factors of price of raw milk in Heilongjiang[D]. Harbin: Northeast Agricultural University, 2018
[69] 張玉玲. 黑龍江省乳業(yè)穩(wěn)定性影響因素研究[D]. 哈爾濱: 東北農業(yè)大學, 2012 ZHANG Y L. Study on factors that affect dairy stability in Heilongjiang Province[D]. Harbin: Northeast Agricultural University, 2012
[70] 胡定寰, DE KONING K, SCHAAP A. 牧場到奶粉的故事: 中國人眼中的荷蘭奶業(yè)鏈[M]. 北京: 中國農業(yè)科學技術出版社, 2015 HU D H, DE KONING K, SCHAAP A. Milk Stories from Grass to Glass, the Dutch Dairy Chain: A Chinese View[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2015
[71] 于海龍. 基于質量安全的乳業(yè)產業(yè)鏈優(yōu)化研究[D]. 北京: 中國農業(yè)大學, 2014 YU H L. Optimization of milk industrial chain based on food safety[D]. Beijing: China Agricultural University, 2014
[72] 萬寶剛. 農業(yè)產品質量追蹤溯源系統的設計與實現[D]. 成都: 電子科技大學, 2014 WAN B G. Design and implementation of agricultural pro-ducts quality retrospective system[D]. Chengdu: University of Electronic Science and Technology of China, 2014
[73] 劉銳, 王莉. 中國乳品消費及影響因素研究[J]. 農業(yè)展望, 2013, 9(3): 71–75 LIU R, WANG L. Study on China’s dairy consumption and influencing factors[J]. Agricultural Outlook, 2013, 9(3): 71–75
Spatiotemporal characteristics of green development indicators in the whole dairy industry chain in China*
GAO Wei1,2, ZHANG Jianjie3,4, ZHANG Yanfang5, ZHANG Nannan1, WANG Xuan1, BAI Zhaohai1, MA Wenqi3, MA Lin1**
(1. Center for Agricultural Resources Research, Institute of Genetics and Developmental Biology, Chinese Academy of Sciences / Hebei Key Laboratory of Soil Ecology / Key Laboratory of Agricultural Water Resources, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050022, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. College of Resources and Environmental Sciences, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China; 4. College of Resources and Environment, Shanxi Agricultural University, Taiyuan 030031, China; 5. Fine Livestock Breeding Workstation of Hebei Province, Shijiazhuang 050000, China)
Dairy industry is a key agricultural industry related to public health and food safety. According to the agricultural green development index system in China, 28 indicators were selected from five aspects (i.e. social development, economic benefits, agricultural productivity, resource utilization and ecological environment) in this study to establish the green development indicators and benchmarks of the whole dairy industry chain in China. Based on the index system, this study quantitatively analyzed spatiotemporal variations of green development indicators of the whole dairy industry chain in China during 1990-2017 using NUFER-animal model. The results showed that 1) milchigs consumption per capita in China increased from 2.0 to 12.5 kg×cap.-1×a-1during 1990-2017, 2) milk yield per cow increased from 2.4 to 7.0 t×head-1×a-1, 3) nitrogen use efficiency of crop-livestock farming system increased from 8.4% to 14.4%, 4) blue water footprint of milk decreased from 0.5 to 0.2 m3×kg-1, 5) land use per unit milk product decreased from 18.5 to 3.3 m2×kg-1, and 6) NH3volatilization from farming system reduced from 21.9 g(N)×kg-1to 7.0 g(N)×kg-1. Resource utilization and environmental costs per unit of milk showed a downward trend, while they were higher than that of Europe and America. Moreover, production and processing costs of milk increased in China with lower profits than that of developed countries (e.g. Europe and America). The green development level of production, resource utilization and ecological environment were relatively high in the eastern China and the transition zone between cropping area and nomadic area. Production and consumption of milk in the northern China were higher. It is an effective way to promote the revitalization and green development of China’s dairy industryby 1) implementing the green technologies and integrating production systems of crop and animal production; 2) building the benefit sharing mechanism of production, processing and marketing industrial chain; and 3) reestablishing the milk quality tracking system of the whole industry chain and the trust mechanism of publics.
Dairy industry revitalization;Dairy industry chain; Agricultural green development; Index system; NUFER-animal
S19; S8-1
10.13930/j.cnki.cjea.200471
高巍, 張建杰, 張艷舫, 張楠楠, 王選, 柏兆海, 馬文奇, 馬林. 中國奶業(yè)全產業(yè)鏈綠色發(fā)展指標的時空變化特征[J]. 中國生態(tài)農業(yè)學報(中英文), 2020, 28(8): 1181-1199
GAO W, ZHANG J J, ZHANG Y F, ZHANG N N, WANG X, BAI Z H, MA W Q, MA L. Spatiotemporal characteristics of green development indicators in the whole dairy industry chain in China[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2020, 28(8): 1181-1199
* 國家自然科學基金項目(31972517)、河北省重點研發(fā)專項項目(20327301D)、河北省現代農業(yè)產業(yè)技術體系奶牛產業(yè)創(chuàng)新團隊項目(HBCT2018120206)和中國工程院咨詢研究項目(2019-XZ-25)資助
馬林, 研究方向為農業(yè)生態(tài)學。E-mail: malin1979@sjziam.ac.cn
高巍, 研究方向為養(yǎng)分資源管理與農業(yè)生態(tài)學。E-mail: gaowei18@mails.ucas.edu.cn
2020-06-19
2020-06-30
* This study was supported by the National Natural Science Foundation of China (31972517), the Key R&D Program of Hebei (20327301D), Hebei Dairy Cattle Innovation Team of Modern Agro-industry Technology Research System (HBCT2018120206) and the Consulting Research Project of Chinese Academy of Engineering (2019-XZ-25).
, E-mail: malin1979@sjziam.ac.cn
Jun. 19, 2020;
Jun. 30, 2020