中国与美国生猪生产的时空格局演变及驱动因素解析：基于氮素环境效应的可持续畜牧业发展研究

本研究针对全球两大生猪生产国中国和美国，通过分析2000-2021年省/县级数据，揭示了生猪生产空间分布的差异化驱动机制。研究人员发现中国生猪生产向北方转移与人口经济分布一致但背离饲料供应，而美国"玉米带"周边扩张则与饲料供应高度相关。该研究为优化畜牧业空间布局、降低氮污染风险提供了重要科学依据，对实现农业可持续发展具有重大意义。

　　

随着全球人口增长和饮食结构变化，猪肉作为重要蛋白质来源的需求持续攀升。然而集约化生猪生产带来的氨排放等问题，正引发一系列环境危机——从雾霾形成到水体富营养化，这些"氮足迹"已成为悬在人类头顶的达摩克利斯之剑。中国和美国作为全球生猪生产的"双巨头"，贡献了全球57%的产量，但两国生产模式却呈现截然不同的空间特征：中国南方水网密布的养殖区面临环境承载力瓶颈，而美国"玉米带"的农牧耦合模式似乎提供了另一种可能。这种差异背后，究竟隐藏着怎样的发展逻辑？

中国科学院地理科学与资源研究所的研究团队在《Earth Critical Zone》发表的重要研究，首次通过多尺度空间分析方法，解构了中美两国生猪生产的时空演变密码。研究人员整合了2000-2021年省级数据和1990-2017年县级数据，运用空间自相关分析（Local Moran's I）识别生产热点，并建立社会经济指标与生产密度的定量关系。关键技术包括：基于GLW和WorldPop的网格化数据校准、LSU（家畜单位）标准化换算、以及考虑空间权重的LISA聚类分析。

研究结果显示：中国生猪生产呈现"南猪北移"的显著趋势。1990-2017年间，高产密度县从36个激增至246个，形成以华北平原和广东为核心的"高-高"聚类区。空间回归分析揭示这种分布与人口密度（r=0.68）和路网密度（r=0.54）显著相关，但与饲料供给呈现"空间错位"——东北粮仓并未转化为养殖优势区。相比之下，美国生猪生产始终围绕"玉米带"集聚，2017年爱荷华州等中部州县贡献了全国62%的产量，其空间分布与饲料供给量（r=0.82）呈现强耦合特征。

在驱动机制层面，中国案例显示政策调控的突出作用：2015年《南方水网区生猪生产布局优化调整指导意见》直接推动了产能向北方转移。而美国则体现市场逻辑，饲料运输成本最小化促使农场向玉米主产区集中，形成"饲料-养殖-粪肥还田"的闭环系统。值得注意的是，中国高密度养殖县（>4 LSU/ha）的氨排放强度是美国的3.2倍，这种空间失衡加剧了区域环境风险。

该研究的重要价值在于构建了"需求-资源-政策"三元驱动模型，为全球畜牧业可持续发展提供了范式比较。对中国而言，亟需建立基于环境承载力的生态红线制度，通过养分管理规划实现"以地定畜"；而美国经验则提示，完善的粪污养分管理计划（CNMP）对维持农牧系统平衡至关重要。这项跨越太平洋的对比研究，不仅为《巴黎协定》农业减排目标提供了实现路径，更揭示了食物系统转型中的空间治理智慧。