加拿大肉牛养殖场的温室气体排放与经济绩效关联研究 中文标题

本研究针对加拿大肉牛养殖场温室气体（GHG）排放与经济绩效的关系问题，通过建立62个标杆农场，结合Holos全农场排放模型和TIPI-CAL经济模型开展综合分析。结果表明：低排放强度（LEI）农场通过提高活重输出和降低折旧成本，实现了更高收益（P<0.01）和中等利润（P<0.05），同时减排效益显著。研究为制定兼顾经济效益与环境可持续性的养殖策略提供了实证依据，对推动农业低碳转型具有重要意义。

　　

随着全球气候变化的加剧，农业部门的温室气体排放问题日益受到关注。畜牧业尤其是肉牛养殖，因其显著的甲烷（CH₄）和氧化亚氮（N₂O）排放，成为减排重点领域。加拿大作为全球第八大牛肉出口国，其牛肉产业对国内生产总值的贡献高达290亿加元，但养殖过程中的环境压力也不容忽视。研究表明，牛犊养殖环节占整个牛肉生产链温室气体排放的80%，因此针对该环节的减排策略对整体碳足迹控制至关重要。然而，当前研究多局限于环境或经济单维度分析，缺乏对两者协同关系的深入探讨，导致减排措施与经济效益之间的平衡策略尚未明确。

为系统评估加拿大肉牛养殖场的环境与经济综合绩效，Genet Mengistu、Huiting Huang和Brenna Grant团队在《Canadian Journal of Animal Science》发表了最新研究成果。该研究通过建立62个标杆农场（Benchmark farms），结合全农场排放模型（Holos）和经济分析模型（TIPI-CAL），量化了温室气体排放强度（Emission Intensity, EI）与经济绩效的关系，并揭示了关键影响因素。

研究采用了多学科交叉方法：首先从全国225个养殖场中筛选出管理特征相似的62个标杆农场，分组依据包括产犊日期、断奶时间、 herd size、冬季饲料类型及饲喂天数等关键参数；随后利用Holos 4.0模型计算温室气体排放，涵盖 enteric CH₄（肠道发酵甲烷）、manure CH₄（粪便甲烷）、direct/indirect N₂O（直接/间接氧化亚氮）及能源相关CO₂；经济分析则通过TIPI-CAL模型评估短期与中期利润，重点考察活重（Liveweight, LW）输出、折旧成本与收益的关系；统计上采用Wilcoxon检验比较高低排放组差异，并通过主成分分析（PCA）识别农场聚类特征。所有数据均来源于2020-2022年加拿大牛犊生产成本网络的实地调研与焦点小组讨论。

3.1. Benchmark farm attributes

标杆农场在 herd size（中位数151头，范围35-950头）、断奶率（中位数89%）和牧场生产力（中位数86 kg LW/公顷）等方面呈现显著差异。排放分析显示，enteric CH₄占总排放的68%，manure CH₄占11%，N₂O相关排放占16%，能源CO₂占4%。经济指标中，短期与中期利润波动较大（范围-0.95至3.07 CAD$/kg LW），表明农场间绩效差异明显。

3.2. Greenhouse gas emissions and economic performance in LEI and HEI farms

低排放强度（LEI）农场（EI=23.1 kg CO₂e/kg LW）较高排放强度（HEI）农场（EI=38.4 kg CO₂e/kg LW）具有更高活重输出（P<0.01）和收益（P<0.01）。LEI农场的 manure management 以 stockpiling（56%）和 pasture deposition（6%）为主，而HEI农场多采用 deep bedding（81%），导致 manure CH₄排放显著升高。经济上，LEI农场的中期利润更高（P<0.05），且折旧成本较低，凸显其经济效率优势。

3.3. Relationships between animal and economic performance, and emission intensity

相关性分析表明，cull cow percentage（淘汰牛比例）与EI呈负相关（r=-0.36, P<0.05），断奶体重与EI负相关趋势显著（r=-0.33, P<0.1）。牧场生产力（kg LW/公顷）与EI中度负相关（r=-0.45, P<0.05），收益与EI负相关（r=-0.44, P<0.05）。中期利润与EI强负相关（r=-0.37, P<0.05），说明提高生产力可同步实现减排与增收。

3.4. Farm clusters

主成分分析（PCA）将农场分为三类：Group 2（LEI农场）与利润、收益、断奶体重等正相关；Group 1（HEI子集）与N₂O排放和折旧成本关联；Group 3（HEI子集）则与CH₄和能源CO₂排放相关。结果表明HEI农场内部存在异质性，需针对特定排放源制定差异化策略。

研究结论强调，加拿大牛犊养殖场的减排与经济效益存在协同潜力。LEI农场通过提高活重输出、优化 manure management（如减少 deep bedding 使用）和控制折旧成本，实现了环境与经济双赢。HEI农场的减排需针对性施策：N₂O主导型农场需改善肥料与粪肥管理，CH₄主导型则需提升饲料消化率与 grazing system 效率。讨论部分指出，土壤碳汇（SOC）因数据缺失未纳入分析，可能低估养殖场的碳封存贡献；未来需结合动态基准化方法应对气候变化对牧场生产力的影响。该研究为政策制定提供了实证依据，强调通过技术采纳（如精准饲喂、数字记录）和管理优化（如延长放牧季、饲料改良）可实现农业可持续发展，同时维护行业的社会许可。