1 引言
1.1 研究背景、目的和意义
1.1.1 研究背景
温室气体的大量排放导致全球气候变暖问题日益加剧，将对人类生活产生前所未有的影响。2016 年，170 多个国家签署了《巴黎协定》，表示将采取行动减少温室气体排放。在本次气候大会上中国政府也承诺本国二氧化碳排放量将在 2030 年左右达到最高值，因此如何抑制各行业碳排放量增长成为中国亟需解决的问题。畜牧业是温室气体的主要排放源。联合国粮农组织（FAO）在《Livestock's Long Shadow》2016 年报告中指出：若以二氧化碳当量计算，畜牧业是造成温室效应的主要参与者，占温室气体排放量的 18%，这一比例明显高于运输业。
奶牛产业作为畜牧业的重要组成部分，其产生的温室气体排放量不容小觑。作为畜牧业大国，中国奶牛产业不断发展，奶牛饲养量和牛奶产量持续增长，《中国农村统计年鉴》数据显示：与 2000 年相比，奶牛年末存栏量由 488.7 万头增加到 2016 年的 1425.3 万头，年均增长 6.92%；牛奶年产量由 827.4 万吨增长到 2016 年的 3602.2 万吨，年均增长 9.63%。《中国食物与营养发展纲要（2014-2020）》预计，2020 年中国将人均消耗奶产品 36kg。由此可知未来我国奶牛产业发展潜力巨大，应对抑制奶牛产业碳排放量持续增加问题予以重视。
国内外学者已对如何抑制动物胃肠发酵和粪便管理系统环节产生的碳排放量进行了较多研究[1-3]，这为奶牛产业碳减排研究奠定了基础。然而除奶牛养殖过程会排放大量温室气体之外，与奶牛养殖相关的饲料粮种植与加工、能源消耗以及牛奶产品加工等环节也会排放大量温室气体，有效的奶牛产业碳减排政策应立足于包括上述所有环节在内的完整的奶牛产业。因此，应运用生命周期评价方法（LCA 方法）全面、系统、准确、科学地估算奶牛产业碳排放量，并在此基础上分析奶牛产业碳排放量的影响因素，这对制定奶牛产业温室气体减排政策、引导奶牛产业低碳化发展有着极为重要的意义。
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1.2 国内外文献综述
1.2.1 国外文献综述
1.2.1.1 关于畜牧业碳排放量估算的研究
国外学者主要通过 IPCC 系数法和生命周期评价方法（LCA 方法）估算单位重量畜种产生的碳排放量。比如 Ominski 等运用 IPCC 系数法估算出 2001 年加拿大每头奶牛的温室气体排放量为 90kg，肉牛 CH4 排放量为 16.0 tCO2e，奶牛 CH4 排放量为 3.6 t CO2e[4]。Verge 等采用 IPCC 系数法对加拿大奶牛产生的碳排放量进行估算，发现每公斤牛奶二氧化碳排放量约为 1kg、甲烷排放量约为 19.31kg，且单位重量奶牛的温室气体排放量约为 4.55mg CO2e[5]。Edwards 等通过生命周期评价方法估算出英国农场牛肉碳足迹为 9.7~38.1kgCO2e，羊肉碳足迹为 8.1~31.7kgCO2e[6]。欧盟委员会联合研究中心在研究报告中指出欧盟每公斤畜禽产品碳足迹按从小到大排序分别为鸡蛋、禽肉、猪肉、羊肉以及牛肉[7]，与 Zervas 等运用生命周期评价方法估算得出的研究结果排序相同[8]。
国外学者对奶牛生命周期碳排放量估算的研究成果较为丰富。Cederberg 等估算了瑞典传统奶牛养殖场和有机奶牛养殖场的碳排放量，发现二者相差不大[9]。Casey 等通过 LCA 方法估算了爱尔兰每头奶牛的碳排放量，发现胃肠发酵、化肥、饲料种植、粪便管理系统和能源消耗产生的碳排放量所占比例依次递减[10]。Thomassen 等对荷兰奶牛养殖场进行碳排放量生命周期评价，将其产生的碳排放量分为饲料种植、化肥使用、奶牛生产、粪便管理和能源消耗五个环节[11]。Simon Lehuger 等、Hayo 等也采用 LCA 方法分别评价了法国奶牛饲料种植与加工环节、法国西部奶牛生产对环境产生的影响[12-13]。Prado 等运用生命周期评价方法估算出西班牙奶牛养殖场的碳足迹约为 0.84~2.07kgCO2e[14]。Daneshi 等研究发现按对牛奶碳足迹贡献度排名，由大到小依次是胃肠发酵、能耗、粪污排放和运输[15]。
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2 相关概念界定与理论基础
2.1 相关概念界定
2.1.1 奶牛产业
因研究视角的不同，学者们对奶牛产业概念的界定存在差异。从狭义角度讲，部分学者认为奶牛产业即为奶牛养殖业，主要包括奶牛饲养及生产过程；从广义角度讲，或从产业链角度讲，奶牛产业则涵盖了从第一产业至第三产业的所有产业形态。具体而言，奶牛产业包括饲料粮种植、饲料粮运输加工、奶牛饲养及生产、牛奶产品加工以及消费者购买乳制品等环节。本研究以奶牛产业碳排放量为研究对象，探讨如何抑制奶牛产业碳排放量。因此，本研究对奶牛产业的界定主要包括投入品、奶牛养殖以及牛奶产品加工等环节，不包括消费者购买乳制品这一环节，即本研究在估算奶牛产业碳排放量时，从饲料粮种植开始，直至牛奶产品加工结束，主要包括奶牛饲料粮种植、奶牛饲料粮运输加工、奶牛饲养环节以及牛奶产品加工四个部分，而奶牛饲养环节根据计算方法的不同，又可分为奶牛胃肠发酵、粪便管理系统与奶牛饲养耗能三个环节。
2.1.2 碳排放量
在对碳排放量概念进行界定之前，需要先对碳排放加以阐述。碳排放是温室气体排放的总称。《京都议定书》中明确将二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCS）、全氟化碳（PFCS）以及六氟化硫（SF6）划分为温室气体。从各温室气体排放量所占比例来看，二氧化碳、甲烷和氧化亚氮分别占比 76.7%、14.3%和 7.9%，其他三种温室气体即 HFCS、PFCS 和 SF6 总共占比 1.1%[63]。由此可见：二氧化碳、甲烷和氧化亚氮是主要的温室气体排放源。因此，本研究所指的奶牛产业碳排放只包含以上三种温室气体。
碳排放量根据各温室气体排放量经过换算加总而得。奶牛产业碳排放量主要包括 CO2、CH4 和 N2O 的排放量。为方便理解，本研究以二氧化碳当量表示碳排放量。在计算过程中，为便于加总和比较，将甲烷和氧化亚氮排放量通过公式换算为二氧化碳当量。具体过程为：在计算完奶牛产业甲烷和氧化亚氮的排放量之后，将其乘以对应的全球升温潜能值，得到相应的二氧化碳当量数据，再与二氧化碳排放量加总，最终得到奶牛产业二氧化碳当量排放量，即奶牛产业碳排放量。
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2.2 相关理论基础
2.2.1 低碳经济理论
低碳经济的概念于 2003 年首次出现在英国政府文件能源白皮书《我们能源的未来：创建低碳经济》中，文件要求与 1990 年相比，2050 年英国 CO2 排放量要减少 60%，使英国从本质上成为低碳经济国家。从字面上看，低碳经济的主要目标是减少碳排放量；但是从根本上看，低碳经济是经济发展方式的重大变革，是转变人类生活方式和建设现代工业文明的基础。《能源白皮书》中低碳经济的概念是在消耗更少资源能源、排放更少温室气体的同时，使得经济更进一步发展。
自低碳经济概念提出以来，学术界纷纷对低碳经济理论展开了研究。虽然学者们对低碳经济的理解不同，但都认为发展低碳经济是正确的选择，是应对能源短缺、遏制全球气候变暖的唯一途径。值得注意的是，低碳经济不是单纯地追求碳排放量的减少，而是要通过技术升级、制度约束和产业调整等手段，转变经济发展方式，达到低投入、高产出，在减少碳排放量的同时，实现经济更好更快发展。具体而言，低碳经济理论具有创新性。传统的经济发展方式主要通过 GDP 来衡量，带来的往往是高污染和高排放，而低碳经济理论要求在推动经济发展的同时，达到低污染和低排放，这需要技术升级加以实现；低碳经济理论具有战略性。温室气体的大量排放使得全球气候变暖问题日益突出，低碳经济是人类为规避气候变暖带来的恶劣影响所做出的战略性选择，不能只依靠技术手段，还需要通过制度手段加以约束；低碳经济理论具有全局性。为实现产业低碳化发展，需要各地区积极参与，优化产业布局，实现经济社会与生态环境协调发展。
通过上述分析，低碳经济要求以碳减排为核心目标，以技术升级、制度约束和产业调整为主要途径，在促进产业发展的同时，实现低污染和低排放。奶牛产业对于人类社会而言不可或缺，低碳经济理论要求中国奶牛产业向低碳化方向发展。低碳经济理论为本研究提供了思路，即如何促进低碳奶牛产业发展是本研究需要解决的核心问题，也为本研究选取技术因素、政策因素和环境因素探讨其能否作用于奶牛产业碳减排提供了理论依据。
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3 中国奶牛产业碳排放量估算..........................................13
3.1 碳排放量估算的可行性分析与实践基础.................................... 13
3.1.1 可行性分析.................................... 13
3.1.2 实践基础...........................................15
4 中国奶牛产业碳排放量影响因素.......................... 25
4.1 影响因素选择与变量选取.............................25
4.2 模型构建....................25
5 抑制奶牛产业碳排放量的对策建议................................30
5.1 以产业疏
