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我国农业正面临多个挑战，一是粮食安全形势严峻。我国土地和水资源匮乏，要保障13.6亿人口的粮食安全，必须加大投入，不断提高农业生产率。2012年，我国耕地面积为1.06亿公顷，低于印度、美国的1.56亿公顷和俄罗斯的1.20亿公顷。二是农业环境质量退化严重。我国农业生产资源利用过度，为了在有限的耕地上获得更多的产出，化肥和农药使用过多，污染了农业生产和农村生活的大环境。
畜牧业是我国农业的主导产业之一，畜牧业的环境治理是农业环境治理的重要组成。畜牧业是温室气体的主要排放源之一，其中，猪肉产业的快速发展，其温室气体和粪便排放的环境压力逐步超越了环境的承载能力。如果生猪养殖污染处理设施缺乏或运行效率低下，生猪养殖业不仅会污染土地和水源，而且会向大气排放更多的温室气体。2014年1月1日开始实施的《畜禽规模养殖污染防治条例》要求各地设立畜禽禁养区、限养区、可养区，禁止在饮用水源区、风景名胜区、自然保护区、居民区、文化和教育集中区发展畜牧养殖业;但新颁布的《畜禽规模养殖污染防治条例》主要针对畜禽粪便污染的防治问题，尚未涉及到规范畜禽温室气体的排放问题。
1 我国猪肉产业的生产、消费和对外贸易
1.1 全球最大猪肉生产国
猪肉安全是我国粮食安全的重要构成。2014年，我国猪肉产量5 671万吨，是欧盟28国猪肉产量的1.52倍，美国猪肉产量的4.20倍。我国猪肉产量远远高于国内其他肉类品种的产量。2013年，我国猪肉产量5 493万吨，占肉类总产量的比重高达64.53%。2012年，我国猪肉产量分别是牛肉、羊肉和禽肉产量的8.10、13.32和2.93倍。
我国的猪肉生产主要集中在沿海、东北、中南和西南地区。生猪养殖主产区具有下列一种或者多种优势：饲料资源丰富、养殖历史悠久、生产率和市场竞争力优势显著或猪肉加工能力强。沿海地区中，江苏、浙江、广东和福建四省生猪育种、生产规模和国际市场区位优势明显;东北地区的辽宁、吉林和黑龙江三省土地资源丰富，玉米价格低于全国平均水平，生猪生产成本较低;中南部地区的河北、山东、安徽、江西、湖北和湖南种植业发达、人口多，猪肉供给量和需求量高;西南地区的广西、四川、重庆、云南和贵州的经济虽欠发达，但是具有生猪养殖的悠久传统。
2007年颁布的我国生猪养殖区划(2008—2015)将19个省份(自治区、直辖市)确定为生猪主产区。国家鼓励生猪主产区提高育种、养猪场管理、食品安全、规模化和标准化的水平。2012年，19个生猪主产省份的猪肉产量达到4 912万吨，占全国猪肉产量的比重达到91.93%。在19个生猪主产省份中，437个县被确认为生猪养殖大县。
1.2 全球最大猪肉消费国
传统上，猪肉是我国居民最主要的动物源蛋白来源。2014年，我国猪肉消费量为5 717万吨，是欧盟28国的2.81倍和美国的6.42倍。2011—2014年期间，欧盟猪肉消费量下降3.11%，美国猪肉消费量仅增长了6.43%。同期，我国的猪肉消费需求稳步提高，3年内增长了13.97%。我国是全球最大的猪肉消费国，猪肉消费量占世界的比重高达51.99%。
因为二元经济结构下城乡居民猪肉消费量存在明显差异，我国猪肉消费量还有较大的上升空间。2012年我国城市居民人均可支配收入为3 890.14美元，是农村居民可支配收入的3.10倍。同年，城市居民人均消费猪肉21.20 kg，比农村居民人均猪肉消费量高出6.80 kg。随着我国城市化进程的持续推进，日益增多的城市人口将使猪肉的需求量持续增加。
1.3 猪肉贸易逆差逐步扩大
尽管我国猪肉产量全球第一，但还不能满足国内居民的猪肉消费需求。2014年，我国猪肉产量低于消费量46万吨。自2007年开始，我国成为猪肉净进口国。猪肉(包括猪内脏等副产品)进口量从2012年的136万吨增长到2014年138万吨。2014年，中国进口了76.1万吨猪肉(不包括猪副产品)，成为全球第三大猪肉进口国，仅次于日本和墨西哥。北京、上海、天津、广东和江苏等经济发达省份猪肉进口量较大;但经济不发达省份的猪肉进口量较小，2012年，有14个省份的猪肉进口量为零。
2014年，美国、丹麦和德国是我国主要的猪肉进口来源国。同年，我国从美国、丹麦和德国的猪肉进口量分别为38.14、22.49和20.96万吨。尽管是猪肉净进口国，但我国还保持了一定数量的猪肉出口。2014年，我国猪肉出口量为9.15万吨，香港、吉尔吉斯斯坦和澳门是大陆地区主要的猪肉出口目标市场。2014年，我国大陆地区对香港、吉尔吉斯斯坦和澳门的猪肉出口量分别为6.53、1.11和0.43万吨。
虽然我国猪肉出口量较小，但是活猪出口量较大。2012年，我国出口活猪164万头。按照每头活猪产肉76.80 kg计算，2012年我国活猪出口可以折算为12.60万吨猪肉出口。2012年我国各省份猪肉产量、消费量和贸易量数据见表1。
2 生猪养殖温室气体排放估算系数和估算方法
2.1 相关文献
政府间气候变化组织(IPCC)将温室气体范围限定为二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)和六氟化硫(SF6)。Zhou等利用IPCC温室气体排放系数估算我国畜牧业温室气体排放量。我国畜牧业温室气体排放量从1949年的8 201万吨增加到2003年的3.10亿吨。反刍动物和单胃动物温室气体排放量比重分别为55.25%和44.75%。2003—2007年期间，生猪养殖业是中国最大的氧化亚氮排放者。
2005年，全球畜牧业温室气体排放量的二氧化碳等值为71亿吨，占人类活动造成的温室气体排放总量的14.50%。全球范围内，生猪养殖业排放了6.68亿吨二氧化碳等值的温室气体，占畜牧业温室气体排放的9.41%。平均来看，每千克猪肉温室气体排放量二氧化碳等值为6.1 kg。虽然猪肉产业温室气体排放量占整个畜牧业温室气体排放量的比重不高，但是全球猪肉产业增长迅速，其温室气体排放问题不容忽视。
2009年，国家应对气候变化国际合作中心开展了省级温室气体清单估算研究。2014年3月，该中心发布了《低碳发展及省级温室气体清单编制培训教材》，给出了各地区生猪养殖业温室气体排放系数的建议。《低碳发展及省级温室气体清单编制培训教材》的发布，使得在省级层面估算生猪养殖业温室气体排放量成为可能。
饲料生产、养殖场建筑物和设备、养殖场能源消耗、胃肠道发酵、粪便管理、生猪和猪肉物流、猪肉加工、猪肉包装等猪肉产业链上每个环节的活动都会排放温室气体。本文在此仅估算生猪养殖过程中的温室气体排放量，不考虑猪肉产业链其他环节的间接温室气体排放量。生猪养殖过程中主要排放三种温室气体：猪肠道发酵产生的甲烷、猪粪便管理中产生的甲烷、猪粪便管理中产生的氧化亚氮。
2.2 排放系数的确定和估算公式
生猪养殖温室气体排放系数受到猪品种、饲料、养殖环境、粪便管理方式影响。各个生猪养殖场的温室气体排放系数不一定相同。因此，确定生猪养殖温室气体排放系数是估算各省份猪肉产业温室气体排放的第一步。
由于缺少生猪养殖过程中的总能摄入量(GE)和甲烷转化系数(Ym,i)，根据《低碳发展及省级温室气体清单编制培训教材》，将各省份猪胃肠道发酵甲烷排放系数确定为1 kg/头/年。
猪肠道发酵甲烷排放量计算公式为：
式(1)中，是猪肠道发酵甲烷排放量，是猪肠道发酵甲烷排放系数，AP是生猪出栏量。
生猪养殖场猪粪便处理方式包括草场牧场施肥、种植业消纳、固体存放、干清粪、液体存放、排污池、地下粪池、沼气池、燃烧、垫料、堆肥、有氧处理等。猪粪便管理过程中会排放甲烷和氧化亚氮。
生猪养殖场粪便管理过程中甲烷排放量的计算公式为：
式(2)中，是猪粪便管理过程中甲烷排放量，是猪粪便管理过程中甲烷排放系数，AP是生猪出栏量。
生猪养殖场粪便管理过程中氧化亚氮排放量的计算公式为：
式(3)中，是猪粪便管理过程中氧化亚氮排放量，是猪粪便管理过程中氧化亚氮排放系数，AP是生猪出栏量。
表2列出各省份猪肠道发酵甲烷排放系数、猪粪便管理甲烷排放系数、猪粪便管理氧化亚氮排放系数。中南地区猪粪便管理甲烷排放系数最高，为5.85 kg/头/年;东北地区最低，为1.12 kg/头/年。东北地区猪粪便管理氧化亚氮排放系数最高，为0.266 kg/头/年;中南地区最低，为0.157 kg/头/年。
3 各省份猪肉产业温室气体排放量
温室气体全球气候变暖潜力值测度的是某种温室气体在大气中存留的热量值。采用IPCC(1995)标准，甲烷和氧化亚氮的全球气候变暖潜力值(100年)分别确定为21和310。甲烷和氧化亚氮排放量和对应的全球气候变暖潜力值的乘积就是甲烷和二氧化氮排放量的二氧化碳等值。
2001年和2012年我国31个省份(自治区、直辖市)生猪养殖业猪肠道甲烷排放量、猪粪便管理甲烷排放量、猪粪便管理氧化亚氮排放量见表3。
表4给出2005—2012年期间我国各省份生猪养殖业的温室气体排放量二氧化碳等值。2001—2012年期间，我国生猪养殖业温室气体排放量增长速度较为平稳，与生猪出栏数量成正比。2012年我国生猪养殖业的温室气体排放量二氧化碳等值为1.20亿吨，比2001年增长26.34%，年均增长率为2.15%。同期，我国生猪产业出栏量年均递增2.48%。温室气体增长率低于猪肉产量增长率，说明我国生猪