朱瑋強(qiáng),顧 蕾,2,3

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,浙江 臨安 311300；2.浙江省農(nóng)民發(fā)展研究中心,浙江 臨安 311300；3.浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 臨安 311300)

碳匯目標(biāo)下森林經(jīng)營(yíng)決策
——以江西省杉木林為例

朱瑋強(qiáng)1,顧 蕾1,2,3

(1.浙江農(nóng)林大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,浙江 臨安 311300；2.浙江省農(nóng)民發(fā)展研究中心,浙江 臨安 311300；3.浙江省森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與固碳減排重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 臨安 311300)

基于杉木生長(zhǎng)模型和改進(jìn)的Faustmann-Hartman模型,以江西省杉木林為研究對(duì)象,比較在不同立地、不同碳價(jià)格、不同利率下單一與復(fù)合目標(biāo)下杉木經(jīng)營(yíng)的土地期望值和最優(yōu)輪伐期。結(jié)果表明,由于目前木材價(jià)格遠(yuǎn)高于碳匯價(jià)格,復(fù)合目標(biāo)下的碳匯林經(jīng)營(yíng)并不會(huì)改變杉木的最優(yōu)輪伐期,碳價(jià)格對(duì)于杉木的最優(yōu)輪伐期影響不明顯,利率與杉木的最優(yōu)輪伐期成負(fù)相關(guān)。同時(shí),基于碳匯經(jīng)營(yíng)的杉木林地期望值均大于單一目標(biāo),且林地期望值增長(zhǎng)迅速,也意味著農(nóng)戶在森林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中可以更多地考慮碳匯林的投資經(jīng)營(yíng)。

最優(yōu)輪伐期；林地期望值；森林碳匯；杉木

隨著全球氣候變暖的趨勢(shì)不斷加強(qiáng),“溫室效應(yīng)”越來(lái)越得到社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。森林作為陸地生物圈的主體,在平衡全球碳循環(huán)有著突出的作用。在最新的《巴黎協(xié)定》中,我國(guó)提出自主貢獻(xiàn)目標(biāo)——到2030年左右碳排放將達(dá)到峰值,單位GDP碳排放比2005年下降60%～65%。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)承諾,工業(yè)減排的同時(shí),通過(guò)造林再造林來(lái)增加森林碳匯是減少CO2總量和應(yīng)對(duì)氣候變化的有效措施之一。南方集體林區(qū)作為我國(guó)主要的林區(qū)之一,根據(jù)第八次全國(guó)林業(yè)資源清查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),10個(gè)省份的森林總面積為7 600萬(wàn)hm2,森林蓄積量達(dá)到328 734萬(wàn)m3,森林總面積和活立木總蓄積量分別為全國(guó)的36.6%和21.7%[1],為我國(guó)林業(yè)碳匯的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)。而個(gè)體農(nóng)戶對(duì)于森林碳匯知識(shí)的不了解和我國(guó)碳匯交易市場(chǎng)的不完善,大部分農(nóng)戶依舊以木材的經(jīng)濟(jì)效益為主要目標(biāo)。但隨著我國(guó)碳匯交易市場(chǎng)的建立和國(guó)內(nèi)碳匯需求的增加,農(nóng)戶森林經(jīng)營(yíng)決策是否會(huì)受影響？是否會(huì)從追求經(jīng)濟(jì)效益轉(zhuǎn)向?yàn)榻?jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益同時(shí)兼顧？回答這些問(wèn)題,有利于幫助農(nóng)戶在我國(guó)碳交易市場(chǎng)開(kāi)放的情況下做出合理的森林經(jīng)營(yíng)決策。

基于森林碳匯的經(jīng)營(yíng)決策的研究,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了不同程度的進(jìn)展。如,Shimamoto[2]等評(píng)估了10個(gè)樹(shù)種的地上生物量,發(fā)現(xiàn)碳匯受林齡和生態(tài)群落的影響；Skutsch[3]認(rèn)為基于森林經(jīng)營(yíng)的社區(qū)應(yīng)該通過(guò)碳匯交易將更多的利益帶給當(dāng)?shù)厝巳?。Richard.Newell[4]研究了管理、采伐制度、相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格、折扣率等因素對(duì)于碳匯成本的影響程度。Hoen和Solberg[5]使用線性規(guī)劃模型(LP)估算了改變林業(yè)經(jīng)營(yíng)計(jì)劃對(duì)碳匯潛在收益的影響。Terhi Kaipainen[6]通過(guò)對(duì)德國(guó)、芬蘭、英國(guó)森林的比較分析確定恰當(dāng)?shù)纳州喎テ趤?lái)實(shí)現(xiàn)森林碳匯經(jīng)營(yíng)的最大化。Scott D.Peckham[7]通過(guò)對(duì)美國(guó)中西部森林采伐建模和生物質(zhì)去除效果方法來(lái)實(shí)現(xiàn)美國(guó)不同地域的森林碳匯的平衡。國(guó)內(nèi)而言,朱瑧等[8]學(xué)者基于浙江和江西的杉木生長(zhǎng)數(shù)據(jù),通過(guò)生長(zhǎng)模型和修正的Faustmann模型,來(lái)模擬碳匯目標(biāo)下農(nóng)戶的碳匯供給曲線和經(jīng)營(yíng)決策。周偉等[9]通過(guò)將林木劃分多個(gè)碳庫(kù),利用Hartman模型實(shí)證分析廣東省杉木碳匯收益。黃宰勝等[10]借鑒Benitez固碳模型,基于造林成本法構(gòu)建林業(yè)成本收益模型,對(duì)浙江瑞安20年濕地松造林項(xiàng)目進(jìn)行了實(shí)證分析。簡(jiǎn)蓋元等[11]從林地經(jīng)營(yíng)者出發(fā),分析了林地經(jīng)營(yíng)者在追求經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益最大化的目標(biāo)下的最優(yōu)輪伐期。以上研究為我國(guó)進(jìn)一步研究森林碳匯經(jīng)營(yíng)決策提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

本文選擇杉木作為代表性樹(shù)種,基于大樣本數(shù)據(jù)調(diào)查,采用定量化的模型分析方法,估算區(qū)域內(nèi)的杉木蓄積量,分析不同利率和碳價(jià)格水平下基于碳匯收益目標(biāo)的杉木最優(yōu)輪伐期和林地期望值,以期為農(nóng)戶森林經(jīng)營(yíng)決策提供參考。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1.1 有效樣本分布

本文根據(jù)典型抽樣原則選擇江西省重點(diǎn)林業(yè)縣為案例點(diǎn),并遵循隨機(jī)抽樣的原則抽取了江西省貴溪市、婺源縣和浮梁縣的8個(gè)村的130個(gè)農(nóng)戶作為對(duì)象進(jìn)行了調(diào)查,回收問(wèn)卷130份,其中有效問(wèn)卷122份,問(wèn)卷有效率達(dá)93.8%。調(diào)查內(nèi)容主要包括：根據(jù)立地條件(優(yōu)等林地、中等林地、劣等林地)進(jìn)行分類(lèi),收集農(nóng)戶在杉木經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的投入產(chǎn)出情況,還包括農(nóng)戶對(duì)于森林碳匯的認(rèn)知和對(duì)于森林碳匯的交易意愿。有效樣本農(nóng)戶情況如表1所示。

表1 有效樣本分布情況

1.1.2 杉木經(jīng)營(yíng)成本

根據(jù)實(shí)地調(diào)查的農(nóng)戶數(shù)據(jù),得出3種立地條件下杉木的經(jīng)營(yíng)成本,可以看出隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、物價(jià)水平的提高,杉木種植過(guò)程中的種苗、化肥成本和勞動(dòng)力成本都有了不同程度的增長(zhǎng),而林木的銷(xiāo)售價(jià)格基本維持在700～1000元/m3,所以農(nóng)戶所獲得的木材收益在一定程度上呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。具體如表2所示。

表2 3種立地條件下杉木經(jīng)營(yíng)成本

從表2可以看出,杉木的經(jīng)營(yíng)成本主要出現(xiàn)在整個(gè)輪伐期的前4年及采伐年份,主要包括種植成本、撫育成本和采伐成本。相比較而言,優(yōu)等林地的成本最低,劣等林地的成本最高,但由于優(yōu)等林地長(zhǎng)期的集約化經(jīng)營(yíng),使得其產(chǎn)生的經(jīng)營(yíng)成本相對(duì)于中等林地和劣等林地而言并不會(huì)相差太多。為了數(shù)據(jù)處理的需要,在調(diào)查的過(guò)程中收集了投入品和產(chǎn)出品的價(jià)格。具體如表3所示。

表3 投入品和產(chǎn)出品的價(jià)格

1.2 模型選擇

1.2.1 杉木固碳能力計(jì)量

針對(duì)于杉木生長(zhǎng)模型的研究,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有了較為豐富的成果。如周?chē)?guó)模等[12]的研究,但由于其研究相對(duì)較早,為了測(cè)算杉木連年蓄積量的增長(zhǎng)情況,本文采用陳則生[13]研究的杉木生長(zhǎng)模型,表示如下：

Q(t)=b1SIb2(1-exp(-kt))c

(1)

式中:Q(t)表示杉木第t年砍伐時(shí)的蓄積量,t為采伐年限,b1=4.53547,b2=1.60931,c=3.720004,k=0.096004,SI為立地指數(shù)。根據(jù)調(diào)查地情況將立地條件分為優(yōu)等、中等、劣等3種類(lèi)型,SI分別取值為16,12,8?？紤]到本文是基于裸地造林的假設(shè),并且無(wú)論在單一目標(biāo)還是復(fù)合目標(biāo)下農(nóng)戶的經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度都是一樣的,因此在復(fù)合目標(biāo)下仍舊采用該林木生長(zhǎng)模型。

1.2.2 林地期望值測(cè)算

本文主要借鑒沈月琴[14]修正的Faustmann-Hartman模型,公式具體如下:

(2)

式中：LEV為土地的期望值；Pf為林木價(jià)格,本文采用900元/m3；t為林木的輪伐期；r為利率,這里設(shè)定為4%；Q(t)為木材在第t年的采伐的蓄積量；δ為杉木出材率,這里設(shè)定0.7；C為每立方木材的采運(yùn)成本；R為造林成本和歷年管護(hù)成本的現(xiàn)值；Pc為碳匯價(jià)格,本文采用的為11美元/t,匯率為1∶6,故碳價(jià)格為66元/t；α為杉木碳儲(chǔ)量的轉(zhuǎn)換系數(shù),這里設(shè)定0.225[15]；β為木材中未腐爛且固定下來(lái)的部分,這里設(shè)定5%。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同立地條件下的蓄積量變化

基于杉木生長(zhǎng)模型,通過(guò)數(shù)據(jù)模擬,得出不同立地條件下杉木隨林齡變化而帶來(lái)的蓄積量變化圖(圖1)?？梢钥闯鰡挝幻娣e杉木的蓄積量：優(yōu)等林地>中等林地>劣等林地,且隨著林齡的增加,之間的差距越來(lái)越大。

圖1 單位面積杉木蓄積量變化

2.2 不同情境下農(nóng)戶經(jīng)營(yíng)決策比較

由于農(nóng)戶在森林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中,成本主要發(fā)生在輪伐期的前4年,故獲得收益最大化的關(guān)鍵在于確定林木的最優(yōu)輪伐期。以杉木為例,一方面不同的經(jīng)營(yíng)目標(biāo)會(huì)影響杉木的最優(yōu)輪伐期；另一方面,不同的立地條件、利率和碳價(jià)格的變化也會(huì)使得杉木的最優(yōu)輪伐期產(chǎn)生變化,且變化的程度也不盡相同,故需要深入進(jìn)行研究。

2.2.1 不同立地條件下林地期望值和最優(yōu)輪伐期比較

基于當(dāng)前利率、碳價(jià)格和木材價(jià)格,通過(guò)改進(jìn)的Faustmann-Hartman模型估算出江西省杉木基于不同立地條件下的林地期望值和最優(yōu)輪伐期。從表4可以看出,不同立地條件下杉木最優(yōu)輪伐期為21,22,25a,晚于陳則生[13]和朱瑧等[16]的結(jié)果(18a),這主要是因?yàn)楝F(xiàn)階段木材價(jià)格的提升和稅費(fèi)減少的原因,不過(guò)這與實(shí)際調(diào)查的結(jié)果相差較大。在實(shí)際調(diào)查中了解到農(nóng)戶在杉木的經(jīng)營(yíng)中一般會(huì)選擇在12～15a進(jìn)行采伐,且選擇了間伐的方式。就林地期望值而言,隨著立地條件的改善,林地期望值呈現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì),杉木的最優(yōu)輪伐期也相應(yīng)地提前。具體而言,復(fù)合目標(biāo)的林地期望值是大于單一目標(biāo),且立地條件越好的林地其相差越大,但是這并不會(huì)改變杉木的最優(yōu)輪伐期。產(chǎn)生的原因在于當(dāng)前市場(chǎng)上杉木價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碳價(jià)格,導(dǎo)致了農(nóng)戶在經(jīng)營(yíng)決策中,即便存在碳匯收益,但考慮到改變輪伐期的機(jī)會(huì)成本太低,農(nóng)戶往往不會(huì)改變其輪伐期[16]。而由于近些年?duì)I林成本的提高,林地期望值也呈現(xiàn)下降的趨勢(shì),特別是對(duì)于劣等林地而言,由于經(jīng)營(yíng)成本與經(jīng)營(yíng)難度的增加,甚至出現(xiàn)了荒林的現(xiàn)象。

表4 不同立地條件和經(jīng)營(yíng)目標(biāo)下最優(yōu)輪伐期和林地期望值差異

2.2.2 碳價(jià)格變化對(duì)林地期望值和最優(yōu)輪伐期的影響

為了研究不同碳價(jià)格水平下林地期望值和最優(yōu)輪伐期的變動(dòng)情況,本文假定碳價(jià)格在50～800/t。通過(guò)計(jì)算得出以下結(jié)果。從圖2可以看出,當(dāng)碳價(jià)格處于200元/t以下時(shí),對(duì)于3種不同的立地條件下的杉木經(jīng)營(yíng),碳價(jià)格的變化并不會(huì)改變其最優(yōu)輪伐期。當(dāng)碳價(jià)格高于200元/t,隨著價(jià)格的提高,相應(yīng)的劣等林地和中等林地的最優(yōu)輪伐期向后推遲,當(dāng)高于500元/t,優(yōu)等林地的最優(yōu)輪伐期也推遲了一年。因此,當(dāng)碳價(jià)格位于較低水平的情況下,碳價(jià)格變化對(duì)于杉木最優(yōu)輪伐期影響并不明顯[16]。隨著碳價(jià)格的提高,最優(yōu)輪伐期下的林地期望值呈現(xiàn)出增加的趨向,且立地條件越好,增長(zhǎng)的比例越大。比如優(yōu)等林地,在利率4%的水平下,當(dāng)碳價(jià)格增加到800元/t時(shí),復(fù)合目標(biāo)下的林地期望值為82 254.3元,相比較單一目標(biāo)下的67 592.3元,增加了21.69%。隨著碳匯市場(chǎng)的建立和完善,為了達(dá)到巴黎協(xié)定的減排要求,對(duì)于森林碳匯的需求會(huì)越來(lái)越大,伴隨著碳匯價(jià)格上升趨勢(shì)明顯。因此對(duì)于農(nóng)戶而言,從事碳匯林經(jīng)營(yíng)將取得可觀的收益。

圖2 碳價(jià)格變動(dòng)下不同立地條件杉木最優(yōu)輪伐期變化

2.2.3 利率變化對(duì)林地期望值和最優(yōu)輪伐期的影響

為了研究不同利率水平下林地期望值和最優(yōu)輪伐期的變化情況,本文假定利率在3%～8%的變化區(qū)間。具體結(jié)果如表5所示。總體而言利率每提高1%,杉木的最優(yōu)輪伐期提前一年。對(duì)于不同立地條件的變動(dòng)幅度也存在區(qū)別,如對(duì)于優(yōu)等林種來(lái)說(shuō),利率的提高能明顯提前杉木的最優(yōu)輪伐期；對(duì)于中等林地和劣等林地而言,當(dāng)利率高于6%,最優(yōu)輪伐期提前則不是很明顯。主要對(duì)于劣等林地而言,由于改變其輪伐期所帶來(lái)的機(jī)會(huì)成本提高并不是很明顯,所以農(nóng)戶在中等林地和劣等林地經(jīng)營(yíng)決策時(shí)往往容易忽略輪伐期提前所帶來(lái)的機(jī)會(huì)成本。同樣,利率與林地期望值也成負(fù)相關(guān),利率越低,林地期望值越高。尤其對(duì)于劣等林地而言,當(dāng)利率低于3%的時(shí)候,其林地期望值出現(xiàn)正值。而當(dāng)利率高于4%時(shí),對(duì)于農(nóng)戶來(lái)說(shuō),無(wú)論是基于何種經(jīng)營(yíng)目標(biāo),劣等林地杉木經(jīng)營(yíng)所帶來(lái)的林地期望值都為負(fù)值,因此農(nóng)戶不會(huì)繼續(xù)杉木的投資經(jīng)營(yíng)。

表5 不同利率復(fù)合目標(biāo)的最優(yōu)輪伐期和林地期望值變化

3 結(jié)論與討論

1) 無(wú)論基于何種立地條件下,在目前木材價(jià)格遠(yuǎn)高于碳價(jià)格的情況下,即便農(nóng)戶考慮林地所帶來(lái)的碳匯收益,也不會(huì)改變農(nóng)戶在經(jīng)營(yíng)杉木過(guò)程中最優(yōu)采伐決策。但是這也在一定程度上讓農(nóng)戶了解到在林木經(jīng)營(yíng)過(guò)程中木材收益和碳匯收益是可以同時(shí)獲得的,且農(nóng)戶并不需要為了獲得碳匯收益而延長(zhǎng)最優(yōu)輪伐期,這顯然有助于提高農(nóng)戶進(jìn)行碳匯林經(jīng)營(yíng)和進(jìn)行森林碳匯交易的意愿。

2) 杉木的最優(yōu)輪伐期與利率成負(fù)相關(guān),利率越高,最優(yōu)輪伐期越短。主要是因?yàn)殡S著利率的上升,農(nóng)戶的營(yíng)林成本或者機(jī)會(huì)成本也會(huì)隨之增加,從而農(nóng)戶長(zhǎng)期杉木的經(jīng)營(yíng)的積極性就會(huì)降低,使得杉木的采伐期也提前。而目前利率一直徘徊在較低水平,且這些年一直保持降息的態(tài)勢(shì),基于該利率水平下的杉木林地期望值增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯,對(duì)于農(nóng)戶而言,碳匯林經(jīng)營(yíng)將實(shí)現(xiàn)更大的收益。而對(duì)于大多數(shù)劣等林地而言,單一目標(biāo)下進(jìn)行投資已經(jīng)被證明是不適應(yīng),故大部分立地條件差的農(nóng)、林地轉(zhuǎn)化為碳匯造林項(xiàng)目的推行勢(shì)在必行。

3) 鑒于本文是基于裸地造林的假設(shè),結(jié)論多來(lái)自于不同情境下的預(yù)測(cè),是否與立地造林下的林地期望值和最優(yōu)輪伐期一致還有待進(jìn)一步檢驗(yàn)；同時(shí),在我國(guó)碳匯交易市場(chǎng)即將建立的情況下,以森林為主的CCER碳匯項(xiàng)目將在減排過(guò)程中發(fā)揮著更大的作用,而在此基礎(chǔ)上來(lái)估計(jì)的林地期望值和最優(yōu)輪伐期則會(huì)更有意義。

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Decision Making of Forest Management under Carbon Sink —a Case Study of Chinese Fir Forest in Jiangxi

ZHU Weiqiang1,GU Lei1,2,3

(1.SchoolofEconomicsandManagement,ZhejiangAgricultureandForestryUniversity,Lin′an,Zhejiang31300,China；2.ZhejiangProvinceFarmerDevelopmentResearchCenter,Lin′an,Zhejiang311300,China；3.ZhejiangProvincialKeyLaboratoryofCarbonCyclinginForestEcosystemCarbonSequestration,Lin′an,Zhejiang311300,China)

Based on Chinese Fir Growth Model and the improved model of Faustmann-Hartman,Chinese fir in Jiangxi Province was taken for the research object to compare LEV and optimal rotation period of Chinese fir under different sites,different carbon prices and different interest rates.The results show that due to the current wood prices far higher than the price of carbon sinks,composite target under the carbon sink forest management does not change the Chinese fir optimal rotation period and the carbon price does not affect Chinese fir optimal rotation obviously,and the interest rates and Cunninghamialanceolata optimal rotation turn into negative correlation.At the same time,the expected value of Chinese fir forest based on carbon sink management is larger than that of single objective,and the expected value of forest land is increasing rapidly,which means that the investment management of carbon sink forest can be considered in the process of forest management.

optimal rotation period,forestland expected value,forest carbon sinks,Chinese fir

2017-03-08；

2017-04-19

朱瑋強(qiáng)(1994-),男,江西吉安人,在讀碩士,主要研究方向?yàn)榱謽I(yè)經(jīng)濟(jì)管理。Email:1278342448@qq.com

顧蕾(1967-),女,浙江平湖人,副教授,主要研究方向：林業(yè)經(jīng)濟(jì)管理。Email:gulei@zafu.edu.cn

F307.2;F326.2

A

1002-6622(2017)03-0041-05

10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.03.009