曾文俊， 李 悅， 冉 毅

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所， 成都 610041； 2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用重點實驗室， 成都 610041； 3.四川省農(nóng)業(yè)援外辦公室, 成都 610041)

畜禽糞污無害化高值利用事關(guān)農(nóng)業(yè)面源污染防治、農(nóng)村人居環(huán)境提升、生態(tài)文明建設(shè)和“碳中和”大局，因此我國不斷規(guī)制相關(guān)工作，出臺了《畜牧法》《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》《關(guān)于加快推進畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見》等相關(guān)政策法規(guī)和意見條例；黨的“十九大”報告也指出要著力解決突出環(huán)境問題，加強農(nóng)業(yè)面源污染防治，加強固體廢棄物和垃圾處置；“十四五規(guī)劃”更是明確提出“推進畜禽糞污資源化利用”。但受限于養(yǎng)殖水平參差不齊、環(huán)保意識不強、糞污處理設(shè)備不完善、畜禽養(yǎng)殖基礎(chǔ)差等因素[1-3]，水體生態(tài)失衡、土壤養(yǎng)分過剩、溫室效應(yīng)加劇、農(nóng)作物質(zhì)量和產(chǎn)量下降、有害病原微生物污染、重金屬污染等問題時有出現(xiàn)[4-11]；更重要的是，畜禽養(yǎng)殖場迫于環(huán)保壓力，往往被動開展糞污處理工作，難以實現(xiàn)糞污處理利用環(huán)節(jié)的收支平衡，養(yǎng)殖場業(yè)主嚴重缺乏深入開展的內(nèi)生動力和積極性，畜禽糞污無害化高值利用舉步維艱，而隨著社會經(jīng)濟發(fā)展、居民消費升級，糞污治理及環(huán)保的壓力將進一步加大。

從已有的研究來看，關(guān)于畜禽糞污無害化處理技術(shù)及工藝、存在的問題及對策建議，學(xué)者已作了豐富詳實的研究，對本研究有重要的啟示。但由于養(yǎng)殖場是托舉畜禽糞污無害化高值利用的基礎(chǔ)單元，關(guān)鍵問題是探明養(yǎng)殖場在畜禽糞污無害化高值利用方面的投入產(chǎn)出效率，有哪些投入產(chǎn)出需要進一步優(yōu)化以及如何基于效率情況調(diào)整畜禽糞污無害化高值利用策略，而這些問題的研究還比較薄弱。本文以四川省規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場為調(diào)研對象，通過問卷調(diào)查和座談統(tǒng)計分析養(yǎng)殖場及其經(jīng)理人的基本特征，基于不同模型，從單個視角和整體視角實證分析了畜禽養(yǎng)殖場糞污無害化高值利用效率，探尋加速畜禽糞污無害化高值利用進程的對策途徑，并試圖在畜禽糞污利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方面做出一點探索。

1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于四川省4個地級市12個規(guī)模養(yǎng)殖場的實地調(diào)查，所選養(yǎng)殖場由樣本縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局推薦，糞污處理配套設(shè)施均經(jīng)過農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門和生態(tài)環(huán)境部門聯(lián)合驗收，且糞污資源化利用基礎(chǔ)臺賬齊全。調(diào)研的養(yǎng)殖場最短投產(chǎn)時間為5年，最長為14年，都探索出了適宜的畜禽糞污無害化高值利用運行模式，能夠切合課題研究的開展。統(tǒng)計顯示，共有11個養(yǎng)殖場平均在畜禽糞污處理方面獲得財政支持118.09萬元，這說明財政資金發(fā)揮了較強的引領(lǐng)作用；養(yǎng)殖場糞污產(chǎn)生量從7.40 t·d-1到63.78 t·d-1不等，平均為26.32 t·d-1，糞污資源化利用量平均為4447.36 t·a-1。投入方面，固體堆肥場投入從6～300萬元不等；液體厭氧發(fā)酵設(shè)施體積從150～1500 m3不等，平均投入222.42萬元，發(fā)酵周期平均為59 d，可以保證液體糞污得到充分發(fā)酵，滅殺細菌和病蟲卵；人工投入從1～48萬元·a-1不等，電費、水費等運行費用每年合計92萬余元，平均為7.67萬元·a-1。產(chǎn)出方面，發(fā)電產(chǎn)出平均為17.66萬元·a-1，替代化肥折合值平均為32.99萬元·a-1。

2 理論模型及變量選擇

2.1 理論模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA) 模型是在相對效率評價基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種非參數(shù)檢驗方法，可以對每一個決策單元(DMU)進行優(yōu)化[12]。針對截面數(shù)據(jù)，可細分為兩種模型，CCR模型假定規(guī)模報酬不變，主要用來測量技術(shù)效率；而BCC模型在可變規(guī)模收益(VRS)情況下，即當(dāng)部分DMU不是以最佳的規(guī)模運行時，技術(shù)效率(TE)的測度會受到規(guī)模效率(SE) 的影響[13-15]。

CCR模型設(shè)定如下：

式中：xij為第j個DMU對第i種投入要素的投放總量；yrj為第j個DMU中第r種產(chǎn)品的產(chǎn)出總量；vi和ur分別為第i種類型投入與第r種類型產(chǎn)出的權(quán)重系數(shù)。

j=1,2,…,n;s+≥0;s-≤0

可運用CCR模型判定技術(shù)有效和規(guī)模有效是否同時成立[16]。

BCC模型設(shè)定如下：BCC模型設(shè)定DMU不全是最佳的規(guī)模收益 (VRS)，技術(shù)效益(TE)的測度會受到規(guī)模效率(SE)的影響。構(gòu)建BCC模型時，假設(shè)規(guī)模報酬可變，對CCR模型的約束條件增加凸性假設(shè)條件：∑βj=1,j=1,2,…,n，即可得：

minθ

∑βj=1,j=1,2,…,n;s+≥0,s-≤0

2.1.2 SFA模型

3）具備較強的行業(yè)話語權(quán)。誠如上文所言，PCB是個集中度不高的行業(yè)，但它的上游原材料銅箔和覆銅板是兩個集中度很高的行業(yè)，CR10都在70%以上，所以上游原材料供應(yīng)商可以輕松將成本轉(zhuǎn)嫁給下游PCB廠，但深南電路不同，2016年-2017年上游銅箔和覆銅板價格大幅上漲，但公司同期PCB毛利率不降反升，2016年和2017年分別為19.9%和22.33%，同時應(yīng)付賬款大幅增加，2015-2017年分別為4.96億元、6.05億元和8.8億元，顯示出對上游較強的話語權(quán)。

SFA模型相對非參數(shù)方法，考慮到了隨機因素對于產(chǎn)出的影響，可以度量n個DMU在T期的技術(shù)效率(TE)，每個DMU都是m種投入和一種產(chǎn)出[17-19]。SFA模型具體設(shè)定如下：

Yi=f(Xβ)+vi+ui

技術(shù)效率定義為:

回歸模型設(shè)定為：

lnYi=βilnX1i+β2lnX2i+...+βnlnXni+vi-ui

消去對數(shù)得：

Y=X1β1X2β2...Xnβnev - u

因此技術(shù)非效率項ui=-ln(TEi)[20]。

2.2 變量選擇

DEA模型采用非隨機方法, 資料數(shù)值變動及要素選擇對其評價結(jié)果相當(dāng)敏感，應(yīng)盡量采用一手資料，因此本研究選取實地調(diào)研的12個畜禽養(yǎng)殖場作為決策單元(DMU)[21]。DEA模型選取的投入產(chǎn)出變量的單位均為“萬元”，投入變量為每年清糞人工投入x1、每年設(shè)備運行費用x2、每年墊料投入x3、固體堆肥場所建設(shè)投入x4、液體糞肥設(shè)施建設(shè)投入x5；產(chǎn)出變量為每年有機肥產(chǎn)值y1、每年發(fā)電產(chǎn)值y2和替代化肥折合值y3。為了分析結(jié)果的科學(xué)性和可比性，SFA模型沿用以上變量，并增加3個產(chǎn)出變量的和值變量“糞污產(chǎn)品產(chǎn)值總和y4”。

表1 變量統(tǒng)計表

3 實證分析

3.1 DEA模型實證分析

3.1.1 CCR模型實證分析

均運用軟件Stata/SE15.1進行模型計量分析。CCR模型分析結(jié)果顯示(見表2)效率包絡(luò)前沿面上的DMU有7個，屬于技術(shù)有效，畜禽糞污無害化高值利用的績效總體狀況較好，這得益于嚴格的養(yǎng)殖環(huán)保政策、有效的財政支持政策以及養(yǎng)殖場的重視和大量投入。其余5個DMU中，2個績效值超過0.8，最低的不足0.1，屬于技術(shù)無效。DMU績效值平均為0.770，說明受訪養(yǎng)殖場的總體生產(chǎn)效率較高，但仍有一定提升空間，例如“德陽中德”可減少6.326單位的x1、33.987單位的x3、1.060單位的x4和89.177單位的x5將使得畜禽糞污無害化高值利用生產(chǎn)活動更加有效率；“巴中隆興”可減少0.069單位的x1、0.998單位的x4或2.758單位的y3將使得畜禽糞污無害化高值利用生產(chǎn)活動更加有效率。

表2 CCR模型分析結(jié)果表

3.1.2 BCC模型實證分析

BCC模型實證分析結(jié)果表明技術(shù)效率前沿面上的DMU有11個，屬于技術(shù)有效，績效值平均為0.942，總體水平較高。只有“玉太種雞”為技術(shù)無效，績效值為0.306，需要減少2.288單位的x1、7.676單位的x2，或降低41.945單位的y1、0.013單位的y2和30.76單位的y3才能提高糞污無害化高值利用效率。從綜合技術(shù)效率來看，均值為0.747，7個DMU為1，最低為0.075，表明調(diào)研養(yǎng)殖場畜禽糞污無害化高值利用的效率總體水平較高，但超過25%的資源投入未充分發(fā)揮效益，且個體差異較大，個別養(yǎng)殖場資源浪費甚至超過90%。從純技術(shù)效率來看，均值為0.942，其中11個均為1，只有“玉太種雞”最低為0.306。從規(guī)模效率來看，均值為0.785，7個DMU為1，規(guī)模效率存在較大差異。另外，“德陽中德”和“成都知樂”為規(guī)模報酬遞減，“玉太種雞”、“巴中隆興”和“巴中本味源”為規(guī)模報酬遞增，其余養(yǎng)殖場均為規(guī)模報酬不變。

表3 BCC模型分析結(jié)果表

綜合來看，綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率均為1，在技術(shù)和規(guī)模方面的投入均為有效的DMU有7個。純技術(shù)效率為1，而規(guī)模效率小于1的DMU有“德陽中德”、“巴中隆興”、“巴中本味源”和“成都知樂”，說明這4個DMU在糞污無害化高值利用的技術(shù)投入是有效的，改進的著力點在于如何發(fā)揮其規(guī)模效益，例如，“德陽中德”和“成都知樂”為規(guī)模報酬遞減，需要適度縮減現(xiàn)有規(guī)模；“巴中隆興”和 “巴中本味源”為規(guī)模報酬遞增，應(yīng)當(dāng)進一步擴大規(guī)模?！坝裉N雞”的純技術(shù)效率和規(guī)模效率均為低水平，同時處于規(guī)模報酬遞增階段，可從技術(shù)和規(guī)模兩個方面同時入手調(diào)整。

3.2 SFA實證模型

對被解釋變量分別進行SFA模型回歸分析(見表4)，結(jié)果顯示對數(shù)似然比統(tǒng)計量均較低，LR統(tǒng)計量較大，且對數(shù)似然比檢驗均在0.01的水平上顯著，說明模型總體擬合效果較好，能夠充分解釋變量之間的關(guān)系。1)x1負向顯著影響y1，通過縮減清糞的人工投入，或以部分機械設(shè)備替代人工費用，可以提升有機肥產(chǎn)值；x3、x4均正向顯著影響y1，提高墊料和固體堆肥場建設(shè)的投入將能提升有機肥產(chǎn)值，而x2、x5對y1的影響均不顯著。2)x1正向顯著影響y2，表明人工投入的增加會提升發(fā)電產(chǎn)出，主要原因是一定的人工投入可以保證沼氣工程較高的容積產(chǎn)氣率，進而保證發(fā)電設(shè)備的持續(xù)高效運行。3)x1正向顯著影響y3，可能原因是糞污相關(guān)產(chǎn)品需要大量人力周轉(zhuǎn)、輸送和施用，清糞人工的投入將大幅提升養(yǎng)殖場替代化肥的折合值；x2負向顯著影響y3，應(yīng)盡量降低養(yǎng)殖場在水費、電費和交通運輸費等方面的開支，進而提升化肥替代產(chǎn)值。4)x1、x3、x4均正向顯著影響y4，這表明加大人工、墊料和固體堆肥場所的投入，可顯著提升糞污產(chǎn)品的綜合產(chǎn)值；x2負向顯著影響y4，這表明為了保證較高的糞污產(chǎn)品總值，需要進一步縮減設(shè)備運行費用。

表4 SFA模型估計結(jié)果表

表5 SFA模型技術(shù)效率值統(tǒng)計表

從SFA模型技術(shù)效率值估計結(jié)果來看，基于不同目標(biāo)的效率值差異較大，最高的超過0.999，最低的不足0.001?！凹S污產(chǎn)品產(chǎn)值總和”效率值的均值為0.334，8個養(yǎng)殖場不足0.01，而剩余4個養(yǎng)殖均超過了0.99，說明大多數(shù)養(yǎng)殖場畜禽糞污無害化高值利用的技術(shù)效率水平很低，只有1/3的養(yǎng)殖場較高；“每年有機肥產(chǎn)值”和“每年發(fā)電產(chǎn)值”方面的效率值也有較大差異，只有“替代化肥折合值”的技術(shù)效率較高，均值超過0.94。

4 結(jié)論及建議

4.1 研究結(jié)論

基于四川省規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場的實地調(diào)查，運用DEA模型和SFA模型實證分析了規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場糞污無害化高值利用效率，研究結(jié)論如下： 1)基于規(guī)模報酬不變和規(guī)模報酬可變的模型效率分析結(jié)果存在一定差異，為提升畜禽糞污無害化高值利用效率，各養(yǎng)殖場投入和產(chǎn)出需要進行差異化調(diào)整； 2)清糞人工投入均會顯著影響四種產(chǎn)出，應(yīng)當(dāng)合理規(guī)劃清糞人工投入的增減，進而實現(xiàn)總體效率的提升； 3)基于不同投入條件和產(chǎn)出目標(biāo)的養(yǎng)殖場，需要靈活安排相關(guān)投入產(chǎn)出，如追求“每年有機肥產(chǎn)值”的養(yǎng)殖場，應(yīng)當(dāng)縮減清糞的人工投入同時提高墊料和固體堆肥場建設(shè)的投入； 4)養(yǎng)殖場畜禽糞污無害化高值利用的技術(shù)效率均值為0.334，總體水平較低。

4.2 對策建議

4.2.1 進一步推進畜禽糞污無害化高值利用人才培育

研究結(jié)果已表明，人工投入會顯著影響有機肥產(chǎn)值和發(fā)電產(chǎn)值，也顯著影響糞污產(chǎn)品總產(chǎn)值，高素質(zhì)的人才投入是畜禽糞污無害化高值利用水平提升的有力保障，但是鮮有畜禽糞污無害化高值利用的專業(yè)培訓(xùn)課程，相應(yīng)的人才培養(yǎng)制度沒有建立起來?？赏ㄟ^舉辦培訓(xùn)班、現(xiàn)場實訓(xùn)、經(jīng)驗交流、知識競賽等多種培訓(xùn)方式，科學(xué)設(shè)置并適時更新豐富培訓(xùn)內(nèi)容，既要讓相關(guān)人員學(xué)習(xí)先進技術(shù)，也要強化最新農(nóng)業(yè)政策解讀、法律政策及風(fēng)險防范、可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)保意識方面的學(xué)習(xí)，全面提高畜禽糞污處理相關(guān)人員的綜合素質(zhì)。

4.2.2 完善財政金融支持政策

畜禽糞污無害化高值利用需要大量的資金支撐，而設(shè)備運行費用、墊料投入及堆肥設(shè)施建設(shè)均會顯著影響糞污產(chǎn)品總產(chǎn)值，因此財政金融惠農(nóng)支農(nóng)政策應(yīng)當(dāng)向規(guī)模畜禽養(yǎng)殖場糞污無害化高值利用傾斜，同時協(xié)調(diào)和指導(dǎo)區(qū)域內(nèi)各金融機構(gòu)給予貸款優(yōu)惠，擴大貸款抵押品范圍，完善圈舍、設(shè)備、活禽、糞污產(chǎn)品預(yù)期收入抵押等特色貸款業(yè)務(wù)，進而結(jié)合農(nóng)作物保險、農(nóng)業(yè)補貼和貸款擔(dān)保抵押，探索成立畜禽糞污無害化高值利用發(fā)展基金，建立國家財政資助的農(nóng)業(yè)專項支持體系。

4.2.3 加快畜禽糞污無害化高值利用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐

大力培育專門負責(zé)處理畜禽糞污收集、轉(zhuǎn)運、無害化處理和高值化利用的第三方主體，發(fā)揮承上啟下的作用。畜禽養(yǎng)殖場以購買糞污處理服務(wù)、糞污原料投入?yún)⒐傻榷喾N形式提供畜禽糞污作為原料，同時約定好相關(guān)費用和糞污的濃度、水分等參數(shù)，保障持續(xù)性運轉(zhuǎn)；另一方面，向種植主體出售或者直接輸送有機肥產(chǎn)品，替代部分化肥和農(nóng)藥；另外，通過濃縮肥料制造、沼氣發(fā)電上網(wǎng)和生物天然氣提純，進一步加快畜禽糞污無害化高值利用的產(chǎn)業(yè)化步伐。