十堰市畜牧业碳源碳汇测算及低碳发展的技术路径和生态策略

张荣兵 曹钟鑫 叶苗 罗煜 尹双双 李璇

摘要：以十堰市畜牧業生产全过程中碳源和碳汇为研究对象，在参考国内外相关文献资料的基础上，对十堰市畜牧业生产全生命周期开展分析研究，选择直接生产和辅助生产作为系统边界，确定畜牧生产全过程CO2、CH4和N2O共3种主要温室气体的排放源，利用IPCC清单估算法和LCA模型对2011—2021年十堰市畜牧业生产碳排量、碳库量进行测算。结果显示， 2011—2021年十堰市畜牧业全生命周期每年碳排放总量为11.24万～19.84万t，草地碳库总量为83.86万～148.93万t，全生命周期每年碳净排放总量为-132.48万～-64.08万t。另外，对实现畜牧业低碳发展的技术路径和生态策略进行了研究，以期为更好地推动十堰市畜牧业低碳化和生态化发展，更好地实施节能减排和畜禽养殖废弃物资源化利用提供依据。

关键词：畜牧业；碳源碳汇；低碳发展；技术路径；生态策略；十堰市

中图分类号：X321         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2023）11-0034-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.11.007 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Calculation of carbon sources and carbon sinks for animal husbandry in Shiyan City， and its technology path and ecological strategy for low-carbon development

ZHANG Rong-bing1， CAO Zhong-xin2， YE Miao3， LUO Yu1， YIN Shuang-shuang1， LI Xuan1

（1.Shiyan Animal Husbandry Technology Extension Station， Shiyan  442000， Hubei， China； 2.Shiyan Animal Husbandry and Veterinary Service Center， Shiyan  442000， Hubei， China； 3. Shiyan Animal Health Supervision Institute， Shiyan  442000， Hubei， China）

Abstract： Taking the carbon source and carbon sink in the whole process of animal husbandry production in Shiyan City as the research object， and based on reference to relevant domestic and foreign literature， analysis and research on the whole life cycle of animal husbandry production in Shiyan City were conducted. Direct production and auxiliary production were selected as the system boundaries to determine the emission sources of the three main greenhouse gases （CO2， CH4 and N2O） in the whole process of livestock production， and the carbon emissions and carbon pools of animal husbandry production in Shiyan City from 2011 to 2021 were measured using IPCC inventory estimation method and the LCA model. The results showed that from 2011 to 2021， the total annual carbon emissions during the entire life cycle of animal husbandry in Shiyan City were 112 400 to 198 400 tons， the total grassland carbon pool was 838 600 to   1 489 300 tons， and the total annual net carbon emissions during the entire life cycle were -1 324 800 to -640 800 tons. In addition， the research on the technological path and ecological strategies for achieving low-carbon development of animal husbandry in Shiyan City was conducted， with the aim of providing a basis for better promoting low-carbon and ecological development of animal husbandry， and implementing energy conservation， emission reduction， and resource utilization of livestock and poultry waste.

Key words： animal husbandry； carbon sources and carbon sinks； low-carbon development； technology paths； ecological strategy； Shiyan City

溫室气体的大量排放导致全球气候变暖，因此，发展低碳经济、向低碳经济转型正成为世界各国应对气候变化的共识和经济发展的大趋势。畜牧业作为国民经济的基础产业，是温室气体的一个重要来源。在应对气候变化的背景下，如何降低畜牧业碳排放、增强草牧业碳汇是畜牧业发展面临的重要课题。本研究以十堰市畜牧业生产全过程中二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）3种主要温室气体排放以及草地生物量碳库、草地土壤碳库为重点内容，测算分析2011—2021年十堰市畜牧业碳排放和碳汇集产生、消长、中和规律，并运用动物营养学、动物育种学、动物繁殖学等畜牧学科基本原理以及生态学、生态经济学基本原理研究探讨十堰市畜牧业低碳发展的技术路径和生态策略。

1 碳源碳汇测算

基于生命周期评价（LCA）和过程评价理论，把十堰市畜牧业碳源分为直接碳源和间接碳源两部分，直接碳源碳排放为畜禽呼吸系统CO2排放、畜禽消化系统CH4排放、畜禽粪尿管理环节CH4和N2O排放、畜禽饲养环节能源燃烧CO2排放，间接碳源碳排放为畜禽饲养环节电力消耗CO2排放，共6个系统边界；把十堰市畜牧业碳汇分为草地牧草生物量碳汇和草地土壤碳汇2个系统边界。参考IPCC（2006年）［1］推荐算法和姚成胜等［2］、孟祥海等［3］、胡向东等［4］的研究确定碳排放系数，再利用相关公式测算分析十堰市畜牧业碳源排碳量和碳汇固碳量。

1.1 测算方法

1.1.1 畜禽饲养量测算 十堰市畜禽饲养品种主要是生猪、肉牛、山羊、蛋鸡、肉杂鸡。其中，生猪、肉杂鸡饲养周期分别为180、65 d，其余品种饲养期为     1年及以上。为真实记录畜禽饲养过程的碳足迹，区域内畜禽年饲养量参照IPCC［1］推荐方法并结合十堰市畜禽养殖实际，采用当年年末存栏量、当年累计出栏量、当年病死畜禽量之和计算而得。

[AAPi=i=1n（Bi+Si+Di）] （1）

式中，AAPi为第i类畜禽年饲养量；Bi为第i类畜禽当年年末存栏量；Si为第i类畜禽当年累计出栏量；Di为第i类畜禽当年病死量；单位均为万头或万只。

1.1.2 碳源排碳量测算

1）畜禽呼吸系统CO2排放。畜禽呼吸是机体不断从外界环境吸入O2，并向外界环境排出CO2的过程。由于种畜禽体重相对稳定，为便于测算，把畜禽呼吸系统CO2排放分为种畜禽呼吸系统排放和仔畜禽呼吸系统排放两部分，种畜禽主要有生猪、肉牛、山羊，仔畜禽主要有生猪、肉牛、山羊、蛋鸡、肉杂鸡。

种畜禽呼吸系统CO2气体排放：

[TCrs1=i=1nAAPi×MWi×（Ti×24）×（efi1109×44）×10-3]  （2）

式中，TCrs1为种畜禽呼吸系统CO2排放量，单位为万t；i为畜禽种类；MWi为第i类种畜禽成熟体重，单位为kg（表1）；Ti为第i类种畜禽测算周期（种猪、种牛、种羊均为365 d，蛋鸡为259 d）；efi1为第i类畜禽标态安静状态下每千克体重每小时CO2排放量（表2）。

仔畜禽呼吸系统CO2排放量：根据仔畜禽初生重、平均日增重、饲养周期（表1），利用等差数列可推导建立如下公式。

[TCrs2=i=1n{AAPi×[FCi×BWi+2+FCi2×FCi×WGi]×24）×（efi1109×44）}×H-1i×10-3]  （3）

式中，TCrs2为仔畜禽呼吸CO2排放量，单位为万t；FCi为第i类仔畜禽饲养周期，单位为d；BWi为第i类仔畜禽初生体重，单位为kg；WGi为第i类仔畜禽平均日增重，单位为kg；Hi为第i类仔畜禽饲养周期调节系数（若FCi≤365 d，则Hi=1；若FCi＞365 d，则Hi=FCi/365）。

2）畜禽消化系统CH4排放。畜禽胃肠发酵产生气体主要为CH4，并通过嗳气、肠气等形式排出体外，反刍家畜瘤胃产生的CH4占所有家畜胃肠产生CH4总量的80%以上，非反刍家畜（马、骡、驴、猪等）胃肠产生CH4相对较少，禽类胃肠发酵产生CH4极少，不予考虑。

[TCsw=i=1nAAPi×Hi×efi2×10-3] （4）

式中，TCsw为畜禽消化系统产生CH4排放量，单位为万t；efi2为第i类畜禽胃肠发酵CH4排放系数（表2）。

3）畜禽粪尿管理环节CH4和N2O排放。畜禽粪尿在厌氧条件下主要产生CH4，在有氧条件下主要产生N2O，因此将畜禽粪尿管理环节碳排放分两部分计算。

粪尿管理环节CH4排放：

[TCmc=i=1nAAPi×Hi×efi3×10-3] （5）

式中，TCmc为粪尿管理环节中CH4排放量，单位为万t；efi3为粪尿管理中第i类畜禽CH4排放系数（表2）。

粪尿管理环节N2O排放：

[TCmd=i=1nAAPi×Hi×efi4×10-3] （6）

式中，TCmd为粪尿管理环节中N2O排放量，单位为万t；efi4为粪尿管理中第i类畜禽N2O 排放系数（表2）。

4）畜禽饲养环节能源燃烧和电力消耗CO2排放。畜禽饲养环节能耗主要包括燃煤和耗电。燃煤是为了增加圈舍温度，其碳排放为畜牧生产辅助系统CO2直接排放；耗电是为了照明、通风、辅助加热、饲料饲草加工等用电，其碳排放为畜牧生产辅助系统CO2间接排放。

[TCsc=i=1nHi×efi5×i=1nMi×efi6×10-6] （7）

式中，TCsc为畜禽饲养环节能耗CO2排放量，单位为万t；Ni、Mi分别为第i年畜牧生产中燃煤量和耗电量，单位分别为万t、kW·h；efi5为燃煤排放CO2系数，为1.98 t/t；efi6为耗电排放CO2系数，为0.97 t/（MW·h）。

5）碳源排碳总量公式（C总排）。

C总排=TCrs1＋TCrs2＋TCsw＋TCmc＋TCmd＋TCsc （8）

1.1.3 碳汇固碳量测算

1）草地牧草生物量碳库量。根据IPCC（2006年）［1］推荐算法，参考米微等［5］、方精云等［6］的研究，十堰市草地地下部分生物量与地上部分生物量比例确定为4.0，牧草生物量干物质转换比确定为0.45，牧草生物量与碳量之间转换比例确定为0.45。天然草地牧草产量采用《湖北草山草坡资源调查报告》（2019年）数据［7］，地上生物量鲜重取1.71 kg/m2。

[Ch=A×V×DM×（1+R）×CF×10-4] （9）

式中，Ch为保持相对类别土地上牧草生物量总碳量，单位为万t；A为保持相对类别草地面积，单位为hm2；V为牧草单位面积产量，单位为t/hm2；DM为牧草生物量干物质转换比例；R为地下部生物量与地上部生物量比值；CF為牧草生物量与碳量之间的转换比例。

2） 草地土壤碳库量。

[Ct=A×Sd×10-3] （10）

式中，Ct为保持相对类别土地碳贮总量，单位为万t；Sd为保持相对类别土地土壤有机碳密度，单位为kg/m2。

十堰市天然草地土地覆类型被认定为有林草地，人工草地土地覆类型被认定为草地，计算土壤有机碳密度时参考李克让等［8］的研究，天然草地土壤有机碳密度取12.76 kg/m2，人工草地土壤有机碳密度取9.99 kg/m2。

3）碳汇固碳总量公式（C总汇）。

C总汇=Ch＋Ct     （11）

1.1.4 碳净排放公式 碳净排放计算式如下。

C净排=C总排－C总汇 （12）

1.2 数据来源及处理

畜禽（生猪、肉牛、山羊、家禽）年末存栏量和当年出栏量数据来源于《十堰统计年鉴》，蛋鸡、肉杂鸡年末存栏量和当年出栏量数据来源于畜牧部门直联直报统计系统，病死畜禽量数据来源于动物疫病预防控制中心统计年报。草地数据2016—2021年来源于农业农村部《畜牧业综合信息平台草业子平台》，统计多年生人工牧草留床面积、一年生牧草种植面积、天然草地利用面积和牧草产量4个指标；2011—2015年来源于畜牧部门专业统计年报。燃煤和电力消耗主要集中在肉杂鸡规模场、蛋鸡育雏场、生猪繁育场，其消耗量数据通过实地调查统计和结合专业统计年报推算获取。

所有数据按相关公式统一计量单位后用Microsoft Excel软件处理。

1.3 测算结果

1.3.1 碳源排放量 2011—2021年十堰市畜牧业生产全过程中CO2、CH4和N2O这3种主要温室气体排放总量见表3。由表3可知，2011—2021年十堰市畜牧业全生命周期每年碳排放总量为11.24万～19.84万t，2020年最低，为11.24万t，2015年最高，为19.84万t。畜禽呼吸系统CO2排放占总排放量的43%～49%；能源燃烧CO2排放占总排放量的17%～29%；家畜消化系统CH4排放占总排放量的18%～24%，其中黄牛消化系统CH4排放占猪牛羊消化系统CH4总排放量的53%～67%；粪尿管理CH4和N2O排放分别占总排放量的7%～9%和2%～3%；电力消耗间接排放CO2占比很小，可忽略不计。

1.3.2 碳汇碳库量 2011—2021年十堰市畜牧业生产全过程中草地牧草生物量碳库量和草地土壤碳库量见表4。由表4可知，2011—2021年十堰市畜牧业每年草地碳库总量为83.86万～148.93万t，2014年最低，为83.86万t，2017年最高，为148.93万t。

由碳源排碳量式（2）至式（6）可知，畜禽碳排放量与饲养周期、饲养量呈线性正相关，饲养周期越长、饲养量越大，碳排放量越大，因此商品仔畜禽达到标准出栏体重时应及时出栏，既可提高饲料报酬率，亦可减少温室气体排放量。

1.4 不确定性分析

1.4.1 测算方法带来的不确定性

1）种畜禽呼吸CO2排放量的测算没有细分种公畜、空怀母畜和妊娠母畜，由于种母畜不同时期体重的变化会带来呼吸CO2排放量的不同，由此测算结果存在不确定性。

2）CH4、N2O的排放采用IPCC推荐的排放因子测算法，由于畜禽个体、养殖场管理水平、粪尿管理方式等的差异会带来饲料消化吸收率、饲料消耗量、有害气体排放量的不同，用单一排放因子测算存在不确定性。

1.4.2 测算数据和参数带来的不确定性

1）碳源排碳量和碳汇固碳量的测算中，相关参数、系数的设定多数参考IPCC推荐或相关研究文献数据，由于地域的差异带来测算参数可能有一定偏差，测算结果存在不确定性。

2）碳汇固碳量的测算中，人工牧草没有细分品种，只简单分为多年生和一年生2类，且牧草产量取类总量、天然草地单位牧草产量通过省内临近地区调研文献获取，对牧草生物量碳库的测算存在不确定性。

2 低碳发展的技术路径和生态策略

畜禽有机体以C、H、O、N、P、S等多种化学元素构成，其中C、H、O、N、P含量最多，占总量的97%以上。根据质量守恒理论，畜禽在采食饲料摄取营养物质来保证机体生长、维持和生产的生命活动过程中，物质C、N保持守恒，采食的C、N总量等于沉积的C、N量与排放的C、N量之和。C、N的沉积包括合成自身机体组织和生产畜禽产品（幼畜、蛋、奶、毛）；C、N的排放包括营养物质在体内氧化分解产生的CO2、被消化分解的饲料在胃肠道发酵产生的CH4和CO2、饲料未被吸收部分及机体代谢产物产生的粪尿以粪C、粪N、尿酸、尿素形式排出体外以及体表脱落的细胞、体毛。即：

畜禽摄入饲料C=沉积C（机体组织、体外畜禽产品）＋排放C（呼吸道排放、消化泌尿道排泄、体表细胞体毛脱落）

畜禽摄入饲料N=沉积N（机体组织、体外畜禽产品）＋排放N（消化泌尿道排泄、体表细胞体毛脱落）

基于此，摄入一定量饲料C、N，实现畜禽沉积C、N最大化和排放C、N最小化，是实现畜牧业高效发展、低碳排放的根本思路。

2.1 动物营养学路径

动物营养学是研究动物的营养需要以及营养物质与动物生命活动之间关系的学科。动物营养是动物摄取、消化、吸收、利用营养物质一系列化学、物理及生理变化过程的总称。畜牧业要实现低碳乃至零碳产业，动物营养必须控制到从饲料到粪尿的全过程，在满足动物维持、生长和生产需要的同时，尽量降低对环境的影响。

2.1.1 测定基本营养需要，按需供给 营养物质供给过剩是导致排泄量增加的直接原因。根据动物不同生理阶段代谢特点测定其营养需要，采用分阶段饲养、精准饲喂技术，既能保证足够的营养供给又不造成营养物质浪费和排泄量的增加。据袁森泉等［9］报道，动物日粮的蛋白质和氨基酸含量在逐渐增高，而且大多数饲料的蛋白质含量都大大超过动物的需要量，但只有小部分可沉积在动物体内，而大部分都会被排泄出来，在一个综合性猪场这一部分高达70%以上（按每产1 kg豬肉耗料4 kg计算）。

2.1.2 科学配比饲料组分，提高消化吸收率 试验研究表明，利用理想蛋白质、以可消化氨基酸配制日粮、添加酶制剂、添加微生态制剂、降低饲粮蛋白质水平等饲料配制技术可大幅提高氮的沉积量，减少氮的排出量［9，10］。

王文君等［10］的研究表明，使用工业合成纯氨基酸添加剂可以配制出氨基酸比例最佳且蛋白质含量较低的新型日粮，同时日粮氮利用率升高，氮排出比传统法降低50%。袁森泉等［9］的研究表明，肥育料中赖氨酸含量远高于1%，蛋白质含量远高于20%。然而，假如日粮中蛋白质饲料的消化率很高，则仅需1%赖氨酸和16%蛋白质就已足够。蛋白质总量中约1/6是氮，故降低饲料中的蛋白质含量就可较大程度地减少氮的排泄量（表5）。

将日粮中的蛋白质含量从18%降低到16%，可以使肥育猪的氮排泄量减少15%，而将日粮蛋白质含量从18%增加至24%，则氮排泄量可增加47%（表5）。李平化等［11］的研究表明，日粮干物质的消化率从85%提高到90%，随粪便排出的干物质就可减少1/3。同样也可算出日粮成分中被看作环境污染物（如氮和磷）的有关数据。

欧洲饲料联合会（DLG，1995）指出，通过改进畜牧生产可减少动物氮排出量，以养猪生产为例，具体措施和成效见表6。

2.2 动物育种学路径

动物育种学是应用有关遗传理论和选育技术来控制、改造动物遗传种性的一门学科，目的是提高动物生产性能（包括繁殖力、生长速度等），提高动物抗病力，提高肉质及营养价值等。动物生产性能越高、生产效率越高，每单位产品产生的碳排放越少。

IPCC调查报告显示，提高家畜生产力可以减少动物肠道CH4排放总量的10%～30%。汪开英等［12］的研究表明，美国2007年的奶牛头数、饲料饲喂量和土地使用量分别只有1944年的21%、23%和10%，而奶牛单产是1944年的4.43倍。2007年奶牛的CO2排放当量比1944年增加了近2倍，但由于奶牛头数的大幅减少，奶牛单产的提高以及相应的在饲料、水、土地等资源的使用上使得粪便产生的温室气体排放量只有1944年的36%，可见提高动物生产力是减少动物CH4排放的有效措施。

王晶晶等［13］的研究表明，全球猪肉生产的总体趋势是培育具有更高生产效率和更高瘦肉率的种猪，育种重点仍然是提高猪的瘦肉率和生产效率，并给出了最近50年中猪遗传改良变化趋势，日增重几乎翻了一倍，生产1 kg猪肉所需的饲料量从3.20 kg下降到2.15 kg。

目前育种工作的重点是投资回报率的最大化和生产效率提升最大化。这样的遗传改良方案在提高养猪生产效率的同时，降低了每生产1 kg猪肉对环境的影响。传统的遗传改良方案建立在最佳线性无偏预测（Best linear unbiased prediction，BLUP）方法得到的预测育种值上，通过这个方法，养猪生产效率得到持续的改良。但随着新的育种技术的出现，例如基因组选择，改良的速度会进一步提高。王晶晶等［13］的研究表明，应用基因组选择进行遗传改良，猪肉生产过程中的环境影响将会在未来50年内得到极大的降低。应用基因组选择技术后，总计会减少高达27%的温室气体排放量、44%的酸性气体排放量和58%的富营养物排放量。

2.3 动物繁殖学路径

动物繁殖学是研究动物生殖活动及其调控规律和调控技术的学科，是加强畜禽品种改良、保证畜牧业优质高效发展的重要手段。在畜牧生产中，提高种畜禽繁殖力是扩大畜禽数量、降低生产成本的基本手段，也是降低单位畜禽碳排放的有效措施。

畜禽繁殖力的高低体现在多方面，在实际生产中母畜禽年繁殖力可以认为是1年的产仔成活数，即：

畜禽年繁殖力（X）=（365 d/繁殖周期）×产仔成活数

繁殖周期=妊娠期+空怀期

则商品仔畜禽饲养成本为：

Y=Ym/Xm+Yz

式中，Y为商品仔畜禽饲养成本；Ym为母畜禽饲养成本；Yz为商品仔畜禽的直接饲养成本；Xm为母畜禽的年繁殖力［14］。

同理商品仔畜禽碳排放为：

Yi=Yim/Xi+Yiz

式中，Yi为第i类商品仔畜禽碳排放；Yim为第i类母畜禽碳排放；Yiz为第i类商品仔畜禽的直接碳排放；Xi为第i类母畜禽的年繁殖力。

由上式可知，商品仔畜禽的碳排放与母畜禽年繁殖力呈线性负相关，母畜禽的年繁殖力越高，商品仔畜禽年碳排放越低，而母畜禽年繁殖力与繁殖周期呈线性负相关，与产仔成活数呈线性正相关，因此，缩短繁殖周期、提高产仔成活数可降低商品仔畜禽碳排放量。在畜牧生产中通过提高良种覆盖率、优化配种方式、缩短空怀期、采用超数排卵技术、提高受胎率和产仔成活率、提高育成率、淘汰不合格种畜禽等手段提高畜禽繁殖力、繁殖效率和生产性能，降低单位畜禽的碳排放量。

2.4 畜牧业清洁生产策略

清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期降低其危害人类健康和环境安全的风险。其实质是一种物料和能耗最少的人类生产活动的规划和管理，将废物减量化、资源化和无害化，同时充分满足人类需要，使社会经济效益最大化的一种生产模式。

畜牧业清洁生产是对畜牧业生产实行产前、产中全过程控制以减少废弃物、污染物的生成和排放，降低畜牧生产活动对环境的影响［15］。其包括3个方面内容：一是创造一个适宜畜禽生长、生产的微环境，提升动物福利，提高养殖效益；二是合理管控养殖投入，科学管理养殖废弃物，减少畜牧生产对环境的影响；三是生产安全、营养的畜禽产品。

2.4.1 正确选址，合理布局，科学设计 污染的环境不仅危害畜禽生长发育，阻碍繁殖，使生产力下降，并诱发各种疾病以致其死亡，而且污染物质在动物体内蓄积带入畜禽产品可直接危害人的健康。因此，场址选择要符合《畜牧法》《动物防疫法》等法律法规要求，同时避开废水、废气、废渣等污染源，既不让畜禽养殖场成为环境的污染源，也不让畜禽养殖场受环境的污染；场房功能分区合理，布局协调统一，便于生产管理和疫病防控；圈舍空间符合标准，结构牢固，设计符合动物环境卫生学要求，能满足畜禽生长、发育、生产的最佳环境条件；场区绿化，改善场区小气候，净化场区微环境，在畜禽养殖场四周、道路两旁栽植灰木莲、马尾松、厚荚相思等优良碳汇树种形成隔离带，不仅能减少场内臭味外逸，吸附空气中的微粒和微生物，减轻外界噪音，还能发挥生物量碳汇作用。

养殖场建造要做到场房设施、防疫设施、废弃物处理设施、循环利用设施、场区绿化同时设计、同时施工、同时投入使用。

2.4.2 精准饲喂，安全投入，科学管理 按畜禽不同生理阶段的营养需要实施分阶段饲喂，饲料品质安全可控、科学营养、无毒无抗，疫病防控遵规守章，养殖废弃物收集处理科学无害等，达到节能减排、清洁生产、低碳发展的目的。

2.5 畜牧业生态循环策略

生态循环是指生态系统中生物同环境以及不同种群生物之间不断进行物质交换和能量流动的过程。畜禽养殖场属人工生态系统，畜禽作为消费者通过牧草、饲料获得营养物质和能量完成个体生长及生产，并向环境排泄粪、尿等有机质废弃物，根据生态学基本原理，对畜禽粪尿等有机质废弃物的分解利用是完成生态循环的必要环节，是维护生态系统完整和平衡的必要过程。因此，对畜禽养殖废弃物的管控、处理和利用是维持畜禽养殖场生态系统乃至生物圈这个地球最大生态系统保持生态平衡的重要举措，只有发展生态循环农业才是实现这一举措的有效策略。

生态循环农业是运用生态学、经济学基本原理和现代农业技术，调整和优化农业系统内部结构及产业结构，提高农业系统物质和能量的多级循环利用，最大限度降低对环境影响的一种农业生产模式。循环农业通过对农业生态经济系统的优化设计与综合管理，实现农业系统投入资源和可再生资源的高效利用，最大程度地减少污染物的排放，是农业应对节能减排和促进低碳农业发展的重要途径［16］。Liu等［17］为研究畜禽粪肥在生态循环农业中对农田固碳潜力和粮食产量的影响，在中国东部温带农村设计了一个生态循环农场，用玉米秸秆饲养肉牛，将腐熟后的牛粪施入冬小麦-夏玉米轮作农田中，结果表明，用有机肥替代化肥可显著减少温带农田温室气体排放量，同时施用有机肥还增加了土壤肥力，进而提高了小麦和玉米产量。十堰市2021年畜禽粪肥产生量为8 068.96万t，耕地面积为21.93万hm2，若粪肥替代全部化肥返田可减少碳排放192.98万t；2021年十堰市有7.19万m3沼气工程，年产沼气647.1万m3，按0.714 kg标准煤/m3沼气和70%使用率折算，相当于减少0.32万t标准煤使用量，可减少0.86万t碳排放量。

目前生态循环农业模式众多，在实际生产中不宜生搬硬套，应遵循“整体、协调、循环、再生”的原则，必须和当地资源相结合，因地制宜，按照畜禽排泄物产生量和环境容纳量相匹配的原则，以《畜禽粪便还田技术规范》（GB/T25246—2010）、《肥料合理使用准则 有机肥料》（NY/T1868—2021）为指南，科学合理确定粪肥施用的数量、时间和方法，就近高效消纳畜禽养殖产生的粪污。基于十堰市山林面积大、耕地面积少、人口居住集中、畜禽养殖规模不大等特点，适宜对“农、林、牧、草、园”进行有机组合、科学布局，形成多种群、多层次、多产业、多效益的人工复合生态系统，在生态循环农业、多产融合农业、旅游观光农业、优质精致农业等方面打造典范。

参考文献：

［1］ IPCC.2019 refinement to the 2006 IPCC guidelines for national greenhouse gas inventory［EB/OL］. ［2022-06-15］.https：//www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/chinese/pdf/4_Volume4/V4_10_Ch10_Livestock.pdf.

［2］ 姚成胜，钱双双，毛跃华，等.中国畜牧业碳排放量变化的影响因素分解及空间分异［J］.农业工程学报，2017，33（12）：10-19.

［3］ 孟祥海，程国强，张俊飚，等.中国畜牧业全生命周期温室气体排放时空特征分析［J］.中国环境科学，2014，34（8）：2167-2176.

［4］ 胡向东，王济民.中国畜禽温室气体排放量估算［J］.农业工程学报，2010，26（10）：247-252.

［5］ 米 微，刘 洋，唐 昊，等.云南省人工草地生物量碳库估算［J］.云南农业，2019（1）：79-82.

［6］ 方精云，郭兆迪，朴世龙，等.1981～2000年中国陆地植被碳汇的估算［J］.中国科学（D辑：地球科学），2007，37（6）：804-812.

［7］ 湖北草山草坡资源调查报告（2019年）［EB/OL］.（2020-08-29） ［2022-05-06］.http：//www.360doc.com/content/20/0829/10/65665 267_932800918.shtml.

［8］ 李克让，王绍强，曹明奎.中国植被和土壤碳贮量［J］.中国科学（D辑：地球科学），2003，33（1）：72-80.

［9］ 袁森泉，LYNCH B.应限制饲料中的养分含量［J］.国外畜牧学（猪与禽），1993（4）：41-43.

［10］ 王文君，张维军.平衡猪氨基酸营养──减少氮排出的有效途径［J］.饲料工业，1998（8）：4-6.

［11］ 李平化，INBORR J .饲喂酶制剂可减少粪便［J］.国外畜牧学（猪与禽），1992（3）：36-38.

［12］ 汪开英，黄丹丹，应洪仓.畜牧业温室气体排放与减排技術［J］.中国畜牧杂志，2010，46（24）：20-22，26.

［13］ 王晶晶，VAN HAANDEL B.育种的可持续性：一切都取决于定义［J］.国外畜牧学（猪与禽），2017，37（7）：44-47.

［14］ 李智花.畜（禽）种繁殖力对商品畜（禽）饲养成本的影响［J］.黑龙江畜牧兽医，2010（14）：30-31.

［15］ 孙守琴，王定勇，陈玉成.畜牧业清洁生产工程技术体系［J］.黑龙江畜牧兽医，2004（8）：3-5.

［16］ 低碳框架下如何发展现代循环农业［J］.农业工程技术（新能源产业），2012（3）：29.

［17］ LIU H T，LI J，LI X，et al. Mitigating greenhouse gas emissions through replacement of chemical fertilizer with organic manure in a temperate farmland［J］. Science bulletin，2015，60（6）：598-606.