生猪规模养殖环境承载力的综合评价研究

李志刚 冷碧滨 涂国平

摘要

为进一步探索生猪规模养殖废弃物处理的模式，在采用理论分析法、频度分析法的基础上，通过反复进行专家咨询建立了生猪规模养殖环境承载力评价指标体系，将因子分析法和层次分析有效结合起来，评价了2000～2011年生猪规模养殖环境承载力；评价结果表明生猪规模养殖的环境承载力不断下降，在大力发展规模养殖的同时，必须处理好生猪养殖与自然环境的关系。同时，从指标体系、数据来源和方法3个方面分析了评价结果的科学性。

关键词 规模养殖；因子分析法；环境承载力；评价

中图分类号 S815；F205 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）27-09382-04

近年来，我国大部地区陷入严重的雾霾污染，再次敲响了环境保护的警钟。在此种背景下党十八大明确提出“大力推进生态文明建设”，指出：“建设生态文明，是关系人民福祉、关乎民族未来的长远大计。面对资源约束趋紧、环境污染严重、生态系统退化的严峻形势，必须树立尊重自然、顺应自然、保护自然的生态文明理念，把生态文明建设放在突出地位，融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程，努力建设美丽中国，实现中华民族永续发展。”2013年5月24日，中共中央总书记习近平在主持中共中央政治局就大力推进生态文明建设进行第6次集体学习时强调：“生态环境保护是功在当代、利在千秋的事业。要清醒认识保护生态环境、治理环境污染的紧迫性和艰巨性，清醒认识加强生态文明建设的重要性和必要性，以对人民群众、对子孙后代高度负责的态度和责任，真正下决心把环境污染治理好、把生态环境建设好，努力走向社会主义生态文明新时代，为人民创造良好生产生活环境。”环境保护和污染防治已成为目前人们面前的突出问题。

生猪养殖业作为我国畜牧业和农业的重要产业，对国家经济社会发展和人民生活水平的提高都有着不可替代的重要意义。自改革开放以来，我国生猪饲养持续稳定增长，我国猪肉产量占世界猪肉总产量的比重1985年仅为27.5%，到2010年增加至46.4%，接近世界猪肉总产量的一半。2011年，我国猪肉在总肉类中的比重高达63.50%，猪肉生产在畜牧业中处于主体地位。我国生猪生产水平在稳步提升，从1991年到2011年全国生猪的出栏率提高了50多个百分点，猪的饲养周期在不断缩短，出栏率不断上升。猪肉生产在畜牧业中处于主体地位，目前我国生猪产业走上了规模化快速发展轨道，我国生猪产业正朝着规模化养殖方向发展，2013年中共中央“一号文件”也明确将“着力构建集约化、专业化、组织化、社会化相结合的新型农业经营体系。”作为“2013年农业农村工作的总体要求”的主要内容，生猪规模化养殖已经成为我国生猪业的主要养殖模式。随着我国生猪产业的不断发展和生猪生产的规模化和工厂化程度不断提高，生猪规模养殖产生的粪污量急剧增加且相对集中，无法被周围土地消纳；猪粪尿容易从有机肥资源转变成污染源^[1-2]。为此，笔者在现有研究成果的基础上，采用SPPS统计软件对生猪规模养殖环境承载力进行综合评价，对生猪规模养殖废弃物的处理和资源开发的进一步研究具有一定的理论价值和实际意义，从而推动生猪规模养殖的可持续发展。

2 生猪规模养殖环境承载力评价指标体系

承载力的概念最早来源于力学，是指物体在不产生任何破坏时的最大载荷。在国内外发表的研究文献中，对畜禽养殖环境承载力的概念大多是从“能力”的角度去定义的。

王文海等^[3]认为环境承载力是指在一定的时期和一定的区域范围内在维持区域资源结构符合持续发展需要区域环境功能仍具有维持其稳态效应能力的条件下，区域资源环境系统所能承受人类各种社会经济活动的能力。盛巧玲^[4]在综合国内研究概况的基础上认为畜禽环境承载力是指在一定的农耕区域范围内，从农业生态环境系统中养分保持平衡的角度出发，区域所能持续支撑畜禽养殖的最大数量。宋福忠^[5]认为畜禽养殖环境系统承载力是环境系统对畜禽养殖系统的负载能力，是区域自然环境、社会发展在某一时期、某种状态或条件下畜禽养殖环境系统对畜禽养殖的承载能力。王永瑜^[6]认为“在维持环境系统功能与结构不发生变化的前提下整个地球生物圈或某一区域所能承受的人类作用在规模强度和速度上的限值”。此定义揭示了环境承载力的基本特点，得到学术界的普遍认可。这些环境承载力的论述较好地将自然资源的供给能力、社会发展的支持能力及环境污染的承受能力有效地结合起来，具有一定的代表性，对生猪规模养殖环境承载力评价提供了思路和方向。在前人研究的基础上，笔者认为生猪规模养殖环境承载力是指在一定条件下在能够维持人类生活和环境质量的要求下某一区域对生猪规模养殖这种经济活动的支持能力。

评价指标体系对评价极其重要，如果指标体系的构建不合理，所得到的评价结果有可能完全背离现实，导致评价的结果缺乏实际意义。因此，构建生猪规模养殖环境承载力评价指标体系应遵循一定的原则和方法。

2.1 生猪规模养殖环境承载力评价指标体系遵循的原则

生猪规模养殖环境承载力评价指标体系设计应该充分考虑我国现实情况，使其具有一定的部门指导性和可操作性等。生猪规模养殖是一个非线性的复杂系统，对于复杂系统的测度，仅用单个的指标很难反映其主要特征，需要采用多指标综合评价分析，即由多个具有内在联系的指标按照一定的结构层次组合在一起构成指标体系。多指标综合分析的实质是将众多反映不同方面和不同性质的信息，经过数学变换或处理，使之成为具有评价功能的综合量值，该数值大小是对研究对象的量化评价^[7]。

生猪规模养殖环境承载力评价指标体系设计应遵循以下原则：①服务性原则。应旨在服务于国家发展战略和国家长远发展目标。该指标体系应服务于农业产业化发展，同时服务于国家环境保护和生猪规模养殖的可持续发展；②引导性原则。该指标体系应具有较好的引导性，可用于指导相关部门、地区、养殖单位设定目标，制定相关规划、计划、实施方案和措施，落实废弃物处理责任，坚持社会效应和环保效应地开展生猪规模养殖；③系统性与层次性相结合原则。由于系统的多层次性，指标体系也有多层结构组成，反映出各层次的特征。同时，系统中各要素相互联系构成了一个有机整体，因此指标体系应选择一些指标从整体层次上把握系统的协调程度。在具体指标的设定上，不仅应有反映生猪规模养殖自然供给能力的指标，还要有反映生猪规模养殖社会供给能力的指标，同时也要有反映生猪规模养殖污染承受能力的指标；④全面性和代表性原则。生猪规模养殖承载力评价指标体系作为一个有机的整体，应能反映和测度评价对象生猪规模养殖的主要特征和状况，以全面准确地评价生猪规模养殖的承载力。同时，对于各个子系统，指标选取应强调代表性和典型性，避免选择意义相近、重复的指标；⑤可比性与可行性原则。指标体系的设计应注重时间、地点和范围的可对比性，以便于纵横向比较，体现其特点。同时，设置的指标要概念明确、计算方便，数据易于获取，便于在实践中应用。考虑到目前我国生猪规模养殖统计基础工作较为薄弱的实际，在定量指标的选择上应充分考虑到在统计上是否有相应的数据和资料作为保障^[8]；⑥科学性原则，指标体系要建立在科学的基础之上，指标概念必须明确，并且要求有一定的科学内涵，能够度量和反映生猪规模养殖系统的结构和功能、现状以及未来发展的趋势。

笔者主要采取系统法与目标法相结合，先按研究对象—生猪规模养殖环境承载力的系统学方向分类，逐个系统按目标法制定出具体指标。

2.2 指标体系筛选的思路和方法

筛选评价指标时，不仅要遵循一定的原则，还需要科学的思路和方法。筛选评价指标时，必须遵循以上原则，不能仅由某一原则决定指标的取舍，而应综合考虑。同时，由于受认识水平的限制，对于指标的主成分性、针对性等目前还难以定量衡量，只能依赖评价者对生猪规模养殖承载力的内涵及对评价对象的了解程度作出选择^[9]。在指标的完备性方面，同样缺乏定量的衡量方法。鉴于此，笔者在进行指标筛选时一方面吸收前人研究成果中的优良指标，同时根据对生猪规模养殖内涵的理解，提出反映生猪规模养殖承载力内涵的指标，以便科学、公正地进行评价。

指标体系的筛选是一项复杂的系统工程，其中需要重点考虑的原则之一就是可操作性。目前，筛选指标的方法主要有专家咨询法、理论分析法、频度分析法以及对这几种方法进行综合的评价方法。笔者采取3种方法的综合，同时结合生猪规模养殖的现状和主要矛盾进行分析、比较与综合，选择那些针对性较强的指标^[10-11]。在此基础上，进一步采用专家咨询法，对指标进行调整，然后考虑到评价的可操作性，进一步咨询专家，对少数数据不全的指标进行替换，最后得到生猪规模养殖环境承载力评价指标体系。

2.3 指标体系构建

生猪规模养殖环境承载力是指在一定条件下在能够维持人类生活和环境质量的要求下，某一区域对生猪规模养殖这个经济活动的支持能力。生猪规模养殖的最终目标是为了满足人类的物质需求，只有人类对生猪产品的需求量不断加大才能促进其发展；生猪养殖业的发展需要足够的自然资源（土地、水等）做支撑，才能保证对生猪养殖业的物质供给和污染物的消纳；生猪养殖技术和污染处理技术的发展又必须要有经济作为基础。由此看来，生猪规模养殖业并不是独立的经济活动，与自然资源、环境和社会经济发展等状况息息相关。包括生猪规模养殖状况等反映生猪规模养殖污染物产生能力的指标；环境质量现状、自然资源等能够反映生猪规模养殖污染物消纳能力的指标；社会、经济发展等反映对生猪规模养殖支持能力的指标等。因此，生猪规模养殖环境承载力评价指标体系要充分考虑自然资源供给、环境保护、社会条件支持3个子系统。

采取系统法与目标法相结合，对生猪规模养殖环境承载力进行综合评价，将生猪规模养殖环境承载力评价指标体系分为3个层次：①目标层，即生猪规模养殖的环境承载力；②准则层，有自然资源供给类指标、社会条件支持类指标和污染承受能力类指标^[12-13]；③指标层，采用可测的、可比的、可以获得的指标及指标群，对准则层进行直接度量，是指标体系的最基层的要素。反映自然资源、环境质量、社会经济和生猪规模养殖状况^[14-15]的具体指标，得到生猪规模养殖环境承载力评价指标体系（表1）。

3 生猪规模养殖环境承载力评价

3.1 准则层指数测度

利用构建的评价指标体系，基于《中国统计年鉴》和《中国畜牧业统计年鉴》数据对我国近10年来的生猪规模养殖环境承载力进行综合评价。运用SPSS统计软件FACTOR过程先对生猪规模养殖综合评价指标的准则层进行因子分析；通过计算得出各准则层的水平值，最后以各准则层为单一指标再次进行因子分析，计算出生猪规模养殖的环境承载力综合水平。

在进行指标体系评价时，为了解决各指标量纲不同、无法进行综合比较的问题，在完成数据采集工作后还需要对数据进行同度量处理，以消除量纲进行分析比较。笔者采用相对化处理方法，用每个指标的实际值Ci与相应的比较标准值Cm进行比较，对“正向指标”采用公式Ci/Cm进行处理；对“逆向指标”采用公式Cm/Ci来处理，采用因子分析法对自然资源供给力指标进行分析。指标的相关系数矩阵是主成分分析的出发点。主成分分析法的适用有一定的条件，要求分析的指标间有一定的相关关系，但不完全相关。若指标间完全不相关或完全相关，主成分分析就失去了存在的基础。首先，对自然资源供给力指数进行测度，在判断自然资源供给力各指标适于进行因子分析的基础上，根据SPSS软件的运行结果得出前2个因子的方差贡献率分别为70.843%和25.549%。2个最大的特征值（2.125和0.766）共同解释了方差的96.392%（超过80%），所以取前2个主成分作为第一主成分和第二主成分。得因子得分见表2。

从图1可以看出，随着规模养殖场和规模养殖生猪的不断增加，生猪规模养殖的密度越来越大，随着社会的进步，特别是我国近10年经济的飞速发展和工业的快速发展以及农业生产领域肥料施用量的不断加大，加上自然资源的不断枯竭，生猪规模养殖环境承载力指数从2000年的0.38降至2011年的0.03，生猪规模养殖环境承载力在不断下降。

4 生猪规模养殖环境污染承载力综合水平测度的科学性探讨

4.1 生猪规模养殖环境污染承载力评价指标体系的科学性

根据界定的生猪规模养殖环境承载力定义“指在一定条件下，在能够维持人类生活和环境质量的要求下，某一区域对生猪规模养殖这种经济活动的支持能力。”同时，在面对当前十分严峻的环境及经济社会发展的形势，指标体系充分考虑到我国现实情况，具有一定的指导性和可操作性等，并遵循了一定的原则。评价指标体系充分考虑到自然资源、社会经济及环境3个子系统，指标体系具有一定的科学性和实践价值。

同时，在筛选指标时综合考虑，一方面吸收前人研究成果中的优良指标，同时根据对生猪规模养殖内涵的理解，提出反映生猪规模养殖承载力内涵的指标，以便科学、公正地进行评价。结合生猪规模养殖的现状和主要矛盾，进行分析、比较与综合，选择那些针对性较强的指标。在此基础上，进一步采用专家咨询法，对指标进行调整，然后考虑到评价的可操作性，进一步咨询专家，对少数数据不全的指标进行替换，最后得到生猪规模养殖环境承载力评价指标体系。因此，生猪规模养殖环境污染承载力评价指标体系具有一定的科学性。

4.2 生猪规模养殖环境污染承载力综合评价数据的可靠性和权威性

整个评价体系的各指标值的数据均来源于权威部门发行的数据。其中，人均耕地面积C₁、人均粮食占有量C₃、人均GDP C₄、研究与试验发展经费支出占GDP的比例C₅均来源于历年《中国统计年鉴》。其中，城镇和农村居民猪肉消费量C₆、生猪规模养殖密度C₇（逆向指标）原始数据来源于历年《中国农村统计年鉴》和《中国畜牧业统计年鉴》，单位面积肥料施用量C₈（逆向指标）、工业废气排放量C₉（逆向指标）和工业废水排放量C10（逆向指标）分别来源于历年《中国环境年鉴》和中华人民共和国国家统计局网。因此，我国生猪规模养殖环境承载力评价数据具有可靠性和权威性。

4.3 我国生猪规模养殖环境承载力综合评价方法的科学性

因子分析法起源于 20 世纪初，K.Pearson 和 C.Spearman 等学者定义和测定智力所做的统计分析。它通过分析事件的内在关系，抓住主要矛盾，找出主要因素，使多变量的复杂问题变得易于研究和分析。因子变量并不是原有变量的简单取舍，而是对原始变量的重新组构，它们能够反映原有众多指标的绝大部分信息，不会产生重要信息的丢失问题。同时，因子分析法能够解决信息重叠的问题。并且，进行因子分析时，都对是否适用因子进行分析判断。层次分析法是20世纪70年代初由美国学者T.L.Saty提出，它通过整理和综合专家们的经验判断，将分散的咨询意见模型化、集中化和数量化。层次分析法作为非结构化决策问题的建模技术，具有系统性、灵活性和实用性的特点。虽然基于深刻的数学原理，但却是一种非常易于接受和操作的决策方法，而且可容纳不同决策者的经验判断，是一种有效的定性与定量相结合、主观与客观相结合的决策方法。为使所确定的权重更具有科学性和代表性，尽量增加样本数量，共邀请专家40余人进行专家评分，广泛听取专家意见，因此评价方法具有科学性。

因此，我国生猪规模养殖环境承载力评价从指标、数据来源和评价方法来看均具有一定的科学性。

5 小结与展望

在采用理论分析法和频度分析法的基础上，反复进行专家咨询，建立了生猪规模养殖环境承载力评价指标体系，通过因子分析和层次分析法，评价了2000～2011年生猪规模养殖环境承载力。研究表明，随着经济社会的发挥作用，特别是工业社会的高速发展，生猪规模养殖的环境承载力不断下降，这就要求大力发展生猪规模养殖的同时，必须处理好生猪规模养殖排放的大量废弃物，生态生猪规模养殖成为一种必然选择；从评价指标体系的准则层来看，随着人均耕地面积和人均水资源占有量的下降，虽然技术在不断进步，粮食产量在不断增加，但整个自然资源在不断枯竭却是一个不争的事实；然而，随着经济社会水平的提高，居民的消费能力以及不断进步的科学技术生猪规模养殖提供了有利支撑；同时，规模养殖场和规模养殖生猪的不断增加，生猪规模养殖的密度越来越大，特别是我国过去10年经济的飞速发展和工业的快速发展以及农业生产领域肥料施用量的不断加大，整个环境承载力在不断下降。评价结果表明生猪规模养殖的环境承载力不断下降，在大力发展规模养殖的同时，必须处理好其与自然环境的关系。

在专家咨询过程中，众多专家学者认为生猪规模养殖废弃物利用和处理的相关指标是生猪规模养殖环境承载力评价的优良指标，但因受到数据的限制，该研究的评价指标体系未能吸纳这些优良指标，也是今后需进一步研究的方向。随着生猪规模养殖环境承载力的不断下降，规模养殖业的废弃物处理问题将成为新一轮养殖业集约化的重要问题，而笔者仅评价了生猪规模养殖的环境承载力，在面对生猪规模养殖环境承载力不断下降的情况，生猪规模养殖废弃物处理及其处理模式也是下一步研究的方向和重点。

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