养猪业是湖北省畜牧业的主导产业。2016年生猪出栏数达到4233.61万头,居全国第五位,猪肉产量达321.2万吨。湖北省万头以上规模猪场达到781个,居我国第一位。规模化养猪比重达到了76%,领先全国规模化平均水平近10个百分点,5万头以上的超大规模猪场呈增加趋势。但是,在养猪业的发展中需要大量消耗土地、水、物质和能源;在生产全过程中产生的废弃物,对空气、水体、土壤等生态环境造成破坏。因此,在提高生猪养殖效率的同时,需要注重其可持续发展。生命周期评价(Life cycle assessment,LCA)是可持续发展的重要尺度,是有效的环境管理工具,将其应用于生猪生产系统的评估,不仅可以涵盖废物的产生对环境的影响,而且可以涵盖投入品对环境的影响,是揭示养猪生产对环境影响的关键环节、关键因素的重要手段,也是评估不同养殖模式对环境影响的重要方法。本研究首先构建了生猪产品生命周期评价模型;基于该模型评价了典型猪舍类型及选材,以及生猪生产系统粪污处理方式对环境影响;并利用该模型评价了湖北省主要的生猪养殖模式对环境的影响。最后运用生态效率方法进一步研究了在湖北省生猪不同生产模式下,单位产品所需要的总生态成本和生态效率。主要研究内容和结果如下:1.依据国家标准GB/T24040—2008《环境管理生命周期评价原则与框架》确定了系统边界和范围,构建了生猪生产系统的评价模型。模型中依据生猪生产工艺连续性、功能性、相对独立性、生产阶段主要特点及相应物质输入类型,把生猪生产过程划分为猪舍建材投入、仔猪生产、饲料消耗、日常管理、粪污处理五个重点环节。2.应用SimaPro(Version7.1)软件,结合IMPACT2002+方法的评价指标体系评估了猪舍构筑物的环境影响。猪舍构筑物依据有窗和无窗(卷帘)划分为半敞式与封闭式两个类型,结合承重结构划分为半敞式砖木结构、半敞式轻钢结构、封闭式砖木结构、封闭式环保砖木结构。主要建材为砂、水泥、钢、苯板、木材、砖、瓦。其中新型环保建材为高炉灰渣水泥、蒸压粉煤灰砂砖、机制水泥瓦。功能单元为规格长*宽*高40m*8m*2.5m,建筑面积为320m2的单体猪舍;系统边界为猪舍物化阶段。四种结构的环境影响评分结果为:半敞式砖木结构(9.52)<封闭式环保砖木结构(9.69)<封闭式砖木结构(10.36)<半敞式轻钢结构(11.14)。据此选择半敞式砖木结构类型比其他猪舍类型对环境的影响较小。在封闭式类型中选用环保建材比选用传统建材对环境的影响较小,而半敞式钢构对环境的影响最大。3.运用Eco-indicator99方法的评价指标体系评估了好氧堆肥还田与厌氧发酵生产沼气两种粪污处理方法对环境的影响效应。功能单元为1t鲜猪粪;好氧堆肥还田方法的生命周期过程包括粪便收集、粪便混合、翻堆通风过程、后熟干燥以及废弃物处理过程。厌氧发酵生产沼气方法的系统边界为厌氧发酵阶段、沼气厨用阶段、沼液沼渣处理阶段。研究结果为:好氧堆肥还田的环境评分为4.65分,厌氧发酵生产沼气的环境评分为1.11分。因此粪污处理采用厌氧发酵生产沼气方式有利于降低环境影响。4.运用Eco-indicator99方法的评价指标体系评估了湖北省三种生猪生产系统整体和关键节点的环境效应。选择1万头、5万头、规模户(150头)三种规模生产系统为研究对象。采用第二章构建的评价模型;功能单元为100kg商品猪;输入功能单元的数据清单采取现场调研和查阅文献数据相结合的方式收集。现场测定猪舍规格、鉴别建材种类,调查猪群结构、水耗、电耗、饲料和粪污处理方面的数据。研究结果为:(1)万头规模、五万头规模和规模户三种生猪生产系统整体环境评分依次为40.05分,41.48分,39.91分,三种规模养殖系统的环境影响评分无明显差异。(2)三种―终点‖影响类型占环境评分的比重。万头规模生产系统中:人体健康类型占19.17%,生态系统质量类型占63.17%,资源消耗类型占17.66%。五万头规模养殖系统中:人体健康类型占22.16%,生态系统质量类型占63.55%,资源消耗类型占14.29%。规模户养殖系统中:人体健康类型占14.88%,生态系统质量类型占59.41%,资源消耗类型占25.71%。(3)关键环节对生产系统整体环境评分的贡献依次是:饲料消耗、仔猪生产、日常管理、粪污处理与建材消耗;断奶前比重(18.23%)小于断奶后比重(81.77%),表明育肥阶段所导致的环境影响更大。(4)仔猪生产阶段环境影响评分与母猪年提供断奶仔猪数之间呈明显负相关,母猪终身繁殖性能影响仔猪生产阶段的环境影响评分。(5)对三种规模生产系统环境评分贡献较大的单元过程是玉米小麦秸秆还田的沤肥过程,玉米小麦种植及加工与氮肥施用过程。5.利用生态效率方法对三种规模生产系统的经济效益进行了分析。借助SimaPro(Version7.1)软件获得三种生产系统输入物质、能源和废弃物排放数据,结合Eco-costs 2012数据库,通过生态效率=产品或服务的价值/生态成本*100公式计算获得三种规模生产系统的生态效率值。万头规模、五万头规模和规模户三种生猪生产系统每生产100kg生猪的总生态成本分别为1067.1元、1120.2元和1024.2元,相应的生态效率值为131.2%、125%和136.7%。生态效率值越小表明每产出单位产品或价值对环境的影响越大。因此可以判断对环境影响最大的是五万头规模生产系统,万头规模生产系统次之,规模户生产系统的影响最小。综上所述,半敞式环保砖木结构猪舍利于降低环境影响。厌氧发酵生产沼气的粪污处理方法更利于降低环境影响。三种规模生产系统的环境影响评分表明对环境的影响程度无明显差异,但依据生态效率值,适度规模户生产系统更有利于环境保护。育肥阶段的环境影响大于仔猪生产阶段。仔猪生产阶段环境影响评分与母猪年提供断奶仔猪数或母猪终身繁殖性能之间呈明显负相关,因此提高母猪繁殖性能、生猪饲料转化效率、饲料作物产量,以及减少化肥与农药用量是降低湖北省生猪规模化生产系统环境影响的有效措施。