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规模化畜禽养殖废弃物处理的技术经济优化研究

马永喜  
【摘要】:近年来,随着我国畜牧业的快速发展,规模化畜禽养殖废弃物污染日益严重。与传统散养方式相比,规模化的养殖方式在利用规模经济提升生产效益的同时,也使得畜禽粪便及污水等废弃物大量集中,如果这些废弃物处理不当将会给周边自然环境和居民健康带来巨大的危害。如何治理规模化养殖业废弃物污染,开展废弃物的资源化利用,实现畜禽养殖与农村生态环境的协调发展,已经成为各级政府和学术界共同关注的重大现实问题。 本文首先对国内外规模化畜禽养殖废弃物处理和利用的基础理论、模型运用和技术成果进行了系统的分析和梳理,总结了我国畜禽养殖废弃物处理与利用方式、资源化利用状况、技术采用情况和政策管理等方面存在的问题,并以北郎中村规模化生猪养殖及其废弃物处理情况为例,分析了这些问题存在的内在原因。在此基础上,根据生态经济模型的研究框架,构建了“北郎中村生猪养殖及废弃物处理的生态经济模型”(BLZEEM模型),以此来考察在现实情景下养殖废弃物处理和利用的优化选择问题,为北郎中村的养殖废弃物处理提供相关管理建议。接着本文对BLZEEM模型进行扩展,引入“技术集”构建了“扩展的北郎中村生猪养殖及废弃物处理的生态经济模型”(E-BLZEEM模型),并运用该模型来模拟分析在技术可变、环境标准变化、养殖规模以及市场情境变化情景下的废弃物处理与利用方式及相关技术采用的优化选择。本文研究内容主要涉及以下三个方面: 第一,农牧有机结合背景下养殖方式和养殖废弃物处理方式的优化选择。通过BLZEEM模型,研究在当前养殖和生产和技术条件下,如何通过废弃物处理处理与养分管理的有机结合以及养殖方式和废弃物处理方式的优化选择,实现在满足一定环境要求下的农场整体经济利益的最大化。 第二,畜禽养殖业废弃物处理和资源化利用的技术优化选择。运用E-BLZEEM模型,在一定的环境标准和市场情景下对养殖规模、废弃物处理方式和技术选择进行优化,以使得整个农场生产系统与变化中的市场情景和环境要求相适应并增加农场的整体收益。 第三,环境政策、养殖规模和市场情景变化对资源利用方式、技术采用以及农场收益的影响分析。模拟在环境标准、养殖规模以及市场条件变化情景下,为保证一定的生态环境效益并实现农场经济利益最大化,养殖方式、废弃物处理与利用方式以及技术选择的变化反应。对不同情景下的模拟结果进行比较分析,并结合当前管理状况,得出相应的研究结论和政策启示。 本文的创新之处在于将技术、经济和环境变量纳入一个整体的分析框架,开发了一个包含畜禽养殖及其废弃物处理与资源化利用整个系统的技术经济优化模型,来模拟分析不同情景下养殖规模和废弃物处理工艺技术的优化选择及其对经济效益和生态环境效益的影响,产生了一些新的研究成果。


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