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农业资源研究中心在中国畜牧业转型的驱动机制和资源环境代价研究方面取得重要进展

  2018年7月18日,Science Advances发表了中科院农业资源研究中心马林研究组与河北农业大学、中国农业大学、荷兰瓦赫宁根大学、英国洛桑试验站、国际系统研究所等单位的合作研究论文《China’s livestock transition: driving forces, impacts and consequences》。柏兆海副研究员为本文的第一作者,马林研究员为通讯作者。《Science Advances》是国际顶尖学术期刊Science的第一个子刊,根据Thomson Reuters的2018年文献引用报告,该期刊2017年影响因子为11.511。该研究得到了国家自然科学基金、科技部国际合作项目、中科院“百人计划”项目、中科院特聘研究员项目、联合国可持续发展道路项目和河北省杰青等项目的资助。 

    

  改革开放以来,伴随着生产结构和方式也迅速转型,中国集约化畜牧业数量快速增长,对国内和全球的粮食安全、土地利用、资源消耗、温室气体排放和氮磷等环境损失产生了非常重要的影响。但是之前的研究对畜牧业转型和农业绿色发展指标体系的分析不足,多是定性的描述,缺乏定量分析。更难以回答中国畜牧业是如何转型的?其转型的驱动因素是什么?对国际和国内资源环境效应的影响如何?新时期我国农业绿色发展的需求下,未来如何应对这一转型?新时代呼唤高质量绿色农业,未来中国畜牧业的绿色转型途径是什么? 

 

 

  1. 1980-2010年,中国畜牧业转型概念图。左图和右图的从下往上分别为种植业、畜牧业和家庭消费。 

  注:图中实线代表养分的输入和输出,虚线代表养分循环。线条粗细代表养分流通量的大小。其中Draft表示役畜提供的畜力。 

    

  该研究应用了NUFER-畜牧业模型和DPSIR理论,创建了农牧系统绿色发展和可持续发展多指标评价体系,涉及畜牧业生产结构、生产性能、环境代价、外部依赖性、饲料和耕地等资源利用、空间分布均衡性、驱动性因素和生产效率等8个大类指标和25个指标,并以此为依据定量分析了畜牧业转型的驱动因素、影响和意义。论文审稿人和编辑高度评价了这项研究,认为该研究首次将DPSIRDriver-Pressure-State-Impact-Response 理论和“食物系统-土地利用--养分-温室气体”多指标关联分析方法(food-land-water-nutrients-GHGs nexus)结合,定量的描述了过去几十年中国畜牧业转型的变化趋势,揭示了该转型的驱动因素、资源环境效应,并定量设计了我国未来农牧系统绿色发展的路径。为全球农牧业的可持续发展目标(Sustainable Development Goals SGDs)提供了科学的定量方法,并以中国为案例开展了实证分析。 

    

  中国的畜牧业革命是国际上前所未有的,仅仅历经30年就完成了从几千年的农户散养复合功能型向集约化单一功能型的转变,与此同时畜禽养殖数量增加了3倍,但另一方面,也降低了畜牧业复合功能。过去,畜牧业承担着提供畜力、消纳家庭厨余垃圾、为农田提供农家肥、改善家庭收入和提供动物蛋白等功能,生态功能多样且相对稳定,但是生产力较低。近30年来,在需求的拉动下,在集约化畜牧业补贴、化肥工业补贴和农业机械化补贴等助力下,畜牧业转变为高效动物蛋白生产的工厂,其资源环境代价也大幅度增加。 

    

  中国畜牧业革命受需求和政策双引擎驱动需求受人口、人均收入水平和城镇化率三大因素影响。而政策大体上可以分为三类,第一类是生产和消费票证制度的解放,如畜禽生产经营自主权、定价权开放和票证制度的取消,极大的激发了农民从事畜禽养殖的积极性;第二类是直接和间接的生产补贴政策,据统计2007年以后我国畜牧业每年的直接补贴超过100亿元以上;第三类是宽松的环保政策,畜牧业革命期间中国畜牧业环保法规基本处于“裸奔”状态,直到2013年才颁布了第一个全国性的畜牧业污染防治条例。文章的合作作者,英国洛桑试验站北站站长、著名的动物营养学家Michael R. F. Lee教授认为,该论文第一次帮助读者理解了中国畜牧业转型背后的原因,也为其他发展中国家提供了借鉴。 

    

  中国畜牧业革命红利与代价并存。畜牧业革命极大的丰富了国民的餐桌和营养需求,1980-2010年期间,我国动物蛋白总生产量从300万吨增加到1800万吨,动物蛋白的生产效率大幅度提高。畜牧业行业增加值从350亿上升至2.1万亿元,增加了58倍。但是畜牧业生产结构和功能的改变,使畜牧业与种植业趋于分离,也增加了资源环境代价。饲料进口增加了49倍,对外依存度增加,也加大了粮食安全的压力。农牧体系氮素利用效率从33%降低到21%,粪尿循环利用率降低,畜牧业源的氨挥发和氮水体排放增加1-2倍,成为近年来我国农业面源污染和雾霾形成的重要原因之一。 

    

  新时期,中国畜牧业亟需向绿色发展转型。到2050年,我国动物蛋白总需求量将增加47-165%,如果中国畜牧业生产力不继续提高,畜产品进口或者饲料进口需求将还会增加。这在国际贸易风险日益增加的新形势下是不可持续的,同时也会增加未来畜产品供应的风险。“中国亟需进行新一轮的畜牧业革命,是未来畜牧业绿色转型的重要途径”,该论文的合作作者,欧盟委员会首席科学家、荷兰瓦赫宁根大学Oene Oenema教授认为,新一轮的革命是绿色“生产资料-生产过程-农产品-市场-消费” 全产业链的革命,是一系列技术的有机组合,重点包括重塑农牧结合的生产体系、加强“畜禽饲喂-畜禽圈舍-粪尿储藏-粪尿加工-粪尿施用”全链条养分管理、发展生态脆弱区最佳养分管理等技术和模式等措施。“这新一轮的转型必须通过政府和农业生产、加工、消费和销售企业与消费者等多方共同努力才能实现。该研究结果可为中国畜牧业绿色发展提供理论依据,也对其他发展中国家畜牧业转型发展具有重要的借鉴意义”。 

    

  论文信息: 

  Zhaohai Bai, Wenqi Ma, Lin Ma, Gerard L. Velthof, Zhibiao Wei, Petr Havlík, Oene Oenema, Michael R. F. Lee, Fusuo Zhang. 2018. China’s livestock transition: driving forces, impacts and consequences, Science Advances 2018, 4: eaar8534: 1-11. 

  链接: http://advances.sciencemag.org/content/4/7/eaar8534.full. 

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