Модель экологической оценки мирового животноводства (ГЛЕАМ)

Описание модели – структура и модули

Модель экологической оценки мирового животноводства включает пять основных модулей – "Стадо", "Навоз", "Корма", "Система", "Распределение" – и два дополнительных модуля для расчета прямого и опосредованного потребления энергии в хозяйствах и оценки воздействия на этапе переработки и транспортировки животноводческой продукции. Ниже приводится подробное описание каждого модуля.

PostfarmAllocationSystemFeedManureHerd

Модуль "Стадо"

Функции модуля:

  • определение структуры поголовья;
  • расчет характеристик животных каждой группы.

Подробная оценка различных факторов воздействия на окружающую среду, в том числе с применением предложенной МГЭИК методики второго уровня (2006 год), предполагает разбивку поголовья сельскохозяйственных животных по нескольким группам. Такая разбивка позволяет с высокой точностью учесть различные факторы воздействия в зависимости от категории сельскохозяйственных животных, их массы, этапа производства и особенностей, связанных с кормами. Национальное поголовье сельскохозяйственных животных разбивается на шесть групп: взрослые самки, взрослые самцы, племенные самки, племенные самцы, а также самки и самцы для откорма, которые не используются для воспроизводства поголовья. К ключевым показателям, которые используются при моделировании стада, относятся смертность, плодовитость, коэффициенты роста и воспроизводства. Кроме того, для определения структуры поголовья используется ряд других показателей: возраст и масса животных, обуславливающие их перевод из одной группы в другую, продолжительность ключевых жизненных этапов – беременности, вскармливания, линьки – и соотношение количества самок и самцов в племенном стаде.

Top ↑

  Модуль "Навоз"


Данный модуль позволяет смоделировать показатель использования содержащихся в навозе питательных веществ для производства кормов. Расчет проводится в несколько действий:

  • сумма содержащихся в навозе питательных веществ для каждой секции рассчитывается умножением количества содержащихся в секции животных каждой группы на среднее количество питательных веществ в навозе одного животного;
  • из полученного произведения вычитается доля питательных веществ, утраченных в процессе уборки, хранения и использования навоза. В результате получается чистое количество питательных веществ, которое может быть внесено в почву;
  •  после этого чистое количество питательных веществ делится на площадь пахотных/пастбищных земель, что позволяет получить удельный показатель внесения питательных веществ на гектар.

Top ↑

Модуль "Корма"

Функции данного модуля:

  • расчет состава рациона для каждого вида сельскохозяйственных животных, системы производства и территории;
  • расчет питательной ценности рациона;
  • расчет воздействия на окружающую среду, связанного с рационом.

Модуль позволяет задать рацион животных и рассчитать воздействие этого рациона на окружающую среду (потребность в земле, изменение условий землепользования, выбросы). В последующие версии модели будет включена возможность производства аналогичных расчетов по использованию воды. Кроме этого, модуль позволяет рассчитать питательную ценность рациона (энергетическая ценность, содержание азота). Состав рациона определяется отдельно для жвачных (крупный рогатый скот, буйволы, овцы и козы) и нежвачных (свиньи, куры) сельскохозяйственных животных.

Рацион питания жвачных животных

Во всех системах животноводческого производства, предполагающих разведение жвачных животных, состав кормового рациона зависит от наличия пастбищ, фуража, кормовых культур и урожайности последних. Доля комбикорма может быть различной, она зависит от необходимости дополнения входящих в рацион кормов местного происхождения, от покупательной способности фермера и от наличия доступа к рынкам. Основные составляющие кормового рациона жвачных животных:

  • трава: естественные пастбища, прочие естественные угодья, улучшенные и искусственные пастбища;
  • кормовые культуры: культуры, специально выращиваемые на корм скоту, например, кукуруза на силос и кормовое зерно;
  • древесная листва: ощипывается животными в лесах либо собирается и скармливается животным;
  • отходы растениеводства: остатки растений, используемых в производстве продовольствия, и других растений, например, в виде соломы или грубых кормов;
  • побочные продукты агропромышленного производства:  побочные продукты переработки непродовольственных культур, в том числе масличных, зерновых и сахарного тростника;
  • комбикорма: высококачественные смеси побочных продуктов и кормов, производимые комбикормовыми заводами.

Доля каждой составляющей в рационе определяется для промышленно развитых и развивающихся стран по-разному. Для промышленно развитых стран данные по составу и пропорциям составляющих кормового рациона берутся из национальных докладов о кадастре выбросов, литературы, материалов целевых обследований. Для развивающихся стран была разработана отдельная схема распределения кормов. Схема основана на данных литературы и экспертных знаниях, она отражает тесную взаимосвязь между землепользованием, наличием кормов и составом кормового рациона.

Рацион питания нежвачных животных

В основе определения кормового рациона в системах животноводческого производства, предполагающих выращивание нежвачных животных, лежат опубликованные данные и экспертные суждения. Для стран с низким уровнем производства применяются используемые по умолчанию среднерегиональные значения. На основе изучения большого количества литературных источников и консультаций с экспертами, для каждой страны была по возможности определена доля неместных кормов. Корма, используемые при разведении свиней и кур, были поделены на три основные категории:

  • отходы и помои: пищевые отходы домашнего и промышленного происхождения;
  • неместные корма: комбикорма, закупаемые в разных местах, когда место производства комбикорма и место откорма сельскохозяйственных животных мало связаны друг с другом;
  • корма местного производства: корма, производящиеся на месте и широко используемые в личных подсобных хозяйствах и полупромышленных системах производства. К этой наиболее широкой категории могут относиться самые разные корма: побочные продукты местных производств, непригодные для производства продовольствия низкосортные культуры, отходы растениеводства, фуражное зерно.

Для каждой секции рассчитывается фактическое наличие местных кормов в соотношении с потребностью в местных кормах. Если наличие ниже определенного порога, для пополнения рациона добавляется небольшое количество травы или листьев.

Top ↑

Модуль "Система"

  • среднюю потребность в энергии и необходимое потребление кормов для каждой группы животных;
  • объемы производства молока, мяса и яиц;
  • различные факторы воздействия производства на окружающую среду. На данный момент возможен расчет по следующим факторам:
  • » выбросы CO2 и N2O, связанные с производством, переработкой и транспортировкой кормов;
  • » выбросы CH4, источником которых является интестинальная ферментация;
  • » выбросы CH4 и N2O, источниками которых являются уборка, хранение и использование навоза.

Для расчета энергетических потребностей каждого жвачного животного в модуле применяются алгоритмы разработанной МГЭИК методики второго уровня (2006 год). Суммарная потребность в энергии складывается из потребностей в энергии на содержание, вскармливание и беременность, двигательную активность животных, привес и производство. Методика МГЭИК (2006 год) не содержит необходимых уравнений для расчета энергетических потребностей свиней и птицы. Исходя из этого, в ГЛЕАМ применяются слегка скорректированные модели, описанные в литературе.

Количество корма в пересчете на одну голову в каждой группе рассчитывается делением потребности животного в энергии на среднюю энергетическую ценность кормового рациона. Значение последнего показателя берется из модуля "Корма". Выбросы, источником которых являются производство кормов и соответствующие площади, используемые для производства кормов, рассчитываются исходя из суммарного количества кормов, потребляемого поголовьем, и удельных выбросов с соответствующих площадей на килограмм сухого вещества произведенных кормов. Значение последнего показателя также берется из модуля "Корма".

Выбросы CH4 и N2O, источником которых является уборка, хранение и использование навоза, рассчитываются по методике второго уровня МГЭИК (2006 год). Доля используемого навоза в каждой системе рассчитывается исходя из официальных статистических данных, приводимых, в частности, в национальных докладах о кадастре выбросов, представляемых странами, включенными в Приложение I к РКИКООН, из обзоров литературы, а также на основании экспертных оценок.

Выбросы CH4, источником которых является интестинальная ферментация жвачных и свиней, рассчитываются по незначительно измененным относительно методики МГЭИК (2006 год) уравнениям, устанавливающим зависимость между полной энергетической ценностью полученных животным кормов и долей кормов, преобразующейся в CH4.

Top ↑

Модуль "Распределение

Модуль "Распределение" – это последний этап расчетов ГЛЕАМ. Функции модуля:

  • расчет суммарного воздействия каждой группы сельскохозяйственных животных;
  • распределение факторов воздействия по отдельным товарам;
  • расчет совокупного воздействия по отдельным товарам и его интенсивности.

Воздействие прямого и опосредованного потребления энергии и переработки животноводческой продукции рассчитываются отдельно, после чего результаты расчетов вводятся в модуль "Распределение".

Различные факторы воздействия распределяются по съедобным товарам: мясо, молоко, яйца. Фактически производятся и другие товары, а именно шкуры, перо, субпродукты, Значения для них по разным странам могут значительно отличаться. Если факторы воздействия не связываются с такими товарами, это может неоправданно увеличить показатели воздействия для съедобных продуктов. Потенциальный эффект такого допущения в отношении жвачных, свиней и птицы рассмотрен в специальных докладах (см. раздел "Ресурсы").

Мясо каждого вида сельскохозяйственных животных пересчитывается на белки, для чего используются специфические зависимости между живым весом и весом скелета, весом скелета и весом мяса без костей, а также усредненные показатели содержания белков. Молоко пересчитывается на жиры и белки с использованием специфических показателей содержания в молоке жиров и белков. Яйца также пересчитываются на белки, исходя из содержания белков 11,9 процента.

Распределение факторов воздействия – жвачные

При распределении суммарного воздействия по отдельным товарам, продуктам и услугам одновременно применяются биофизический и экономический подходы.

Волокна. Распределение суммарного воздействия между волокнами (шерсть, кашемир, мохер) и съедобными продуктами определяется отношением экономической ценности волокон к суммарной экономической ценности всех продуктов – волокон, мяса и молока.
Животная тягловая сила. Факторы воздействия того или иного стада определяются, в частности, тем, используются ли животные в качестве тягловой силы. Прежде чем встать под ярмо, быки должны достичь зрелости, что подразумевает конкуренцию за корма и прочие ресурсы с остальными сельскохозяйственными животными. Факторы воздействия относятся на животных, используемых в качестве тягловой силы, с учетом того, что они живут дольше и потребляют больше энергии, чем животные, откармливаемые на мясо.

Навоз. Факторы воздействия относятся на навоз с учетом различных ситуаций. Так, воздействие, связанное с хранением навоза, полностью относится на систему животноводческого производства. Воздействие, источником которого является использование навоза в качестве органического удобрения при выращивании кормовых культур, относится на животноводство. Наконец, побочные эффекты, возникающие вследствие использования навоза как топлива, на систему животноводческого производства не относятся.

Мясо и молоко. Из значения суммарного воздействия вычитаются воздействия, отнесенные на волокна, животную тягловую силу и навоз, используемый в качестве топлива, после чего полученный остаток распределяется между мясом и молоком. Такое распределение основывается на содержании белков, что дает возможность провести последовательное и однозначное сравнение с другими продуктами питания.

Распределение факторов воздействия – нежвачные

Единственный товар свиноводства и бройлерного птицеводства – это мясо. Ввиду этого какого-либо распределения факторов воздействия проводить не требуется. С другой стороны, птицефермы и приусадебные хозяйства производят как мясо кур, так и яйца. Суммарное воздействие распределяется с учетом содержания белков в мясе и яйцах, произведенных в рамках отдельных систем животноводческого производства.

Top ↑

Факторы воздействия на этапе переработки продукции животноводства

Модель экологической оценки мирового животноводства может применяться для оценки воздействия на пути от хозяйства до розницы. Рассматриваются три категории деятельности: внутренняя и международная транспортировка живых животных, мяса и молока; переработка, охлаждение и заморозка товаров, получаемых из продукции животноводства; упаковка.

Top ↑