胡峻嶍,黃 訪,鐵烈華,劉 雄,魏圣釗,黃從德,*

1 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,成都 611130 2 重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院,重慶 400044

森林作為重要的陸地生態(tài)系統(tǒng),每年固定的碳約占整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)的三分之二[1],這表明森林生態(tài)系統(tǒng)在全球碳平衡中做出了巨大的貢獻(xiàn)[2]。森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量不僅是研究森林生態(tài)系統(tǒng)與大氣間碳交換的基本參數(shù),也是估算森林生態(tài)系統(tǒng)固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵因子[3]。20世紀(jì)90年代末期,隨著《京都議定書》的出臺(tái)和簽署,森林的固碳價(jià)值成為了經(jīng)濟(jì)學(xué)界、生態(tài)學(xué)界和會(huì)計(jì)學(xué)界所關(guān)注的共同話題[4]。準(zhǔn)確估算森林的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值,可為森林生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)效益評(píng)價(jià)以及生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制中的補(bǔ)償量計(jì)算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

目前,我國(guó)學(xué)者圍繞森林植被碳儲(chǔ)量及固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值做了大量的研究,取得顯著的成就。劉國(guó)華等[5]利用我國(guó)4次森林資源清查成果數(shù)據(jù),估算了我國(guó)4次森林植被的總碳儲(chǔ)量分別為3.75、4.12、4.06 Pg C和4.20 Pg C。黃從德等[6]、焦燕等[7]、劉兆丹等[8]和樊登星等[9]利用省市級(jí)的森林資源清查數(shù)據(jù),對(duì)四川省、黑龍江省、湖南省和北京市等區(qū)域尺度上的森林植被碳儲(chǔ)量進(jìn)行了估算,結(jié)果表明,四川省、黑龍江省、湖南省和北京市等省市的森林植被碳儲(chǔ)量均呈增加趨勢(shì),森林植被均起著碳匯作用。王兵等[10]利用我國(guó)第7次森林資源清查數(shù)據(jù),對(duì)全國(guó)森林的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能進(jìn)行價(jià)值評(píng)估,我國(guó)森林服務(wù)功能總價(jià)值為10.01萬(wàn)億元/a,其中森林植被的固碳釋氧經(jīng)濟(jì)價(jià)值為1.56萬(wàn)億元/a。張春華等[11]、王磊等[12]和曹揚(yáng)等[13]分別估算了山東、江蘇和陜西等省的森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但由于我國(guó)幅員遼闊,植被類型多樣,加之森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的估算方法較多,尚缺乏統(tǒng)一的估算方法,導(dǎo)致估算結(jié)果存在較大的不確定性[13]。

四川省森林資源豐富,是我國(guó)三大重點(diǎn)林區(qū)之一[14]。四川省森林是西南林區(qū)的主體,大多分布在長(zhǎng)江上游地區(qū),是維系長(zhǎng)江流域生態(tài)平衡的重要天然屏障[6]。然而,對(duì)于該區(qū)域森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的研究卻鮮有報(bào)到。本文在課題組前期研究的基礎(chǔ)上,利用四川省1997年和2014年兩期林資源清查數(shù)據(jù),結(jié)合森林生物量與蓄積量回歸模型和森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估方式,估算了1997年和2014年四川省森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值,旨在為四川省森林植被生態(tài)效益評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 研究區(qū)概況

四川省位于中國(guó)西南腹地,地處長(zhǎng)江上游,轄區(qū)面積48.6萬(wàn)km2,居中國(guó)第五位。地理坐標(biāo)為97°21′—108°33′E,26°03′—34°19′N,氣候區(qū)域差異明顯,四川盆地屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候,川西南屬亞熱帶半濕潤(rùn)氣候,川西北屬高原高寒氣候區(qū)。四川省位于中國(guó)大陸地勢(shì)三大階梯中的第一級(jí)和第二級(jí),處于第一級(jí)青藏高原和第二級(jí)長(zhǎng)江中下游平原的過(guò)渡帶,西部為高原山地,東部為盆地丘陵。全省森林資源分布不均,資源富集量按川西高山高原區(qū)、盆周山區(qū)、川西南山區(qū)和盆中丘陵區(qū)依次遞減。全省森林以天然林占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),主要分布在川西地區(qū),以云杉林、冷杉林及高山櫟林為主；人工林主要分布于四川盆地及周圍山地,以杉木、馬尾松、柏木、柳杉等為主。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所用的數(shù)據(jù)來(lái)源于1997年和2014年四川省森林資源清查成果。森林資源清查成果包括不同優(yōu)勢(shì)樹種、不同起源和不同齡級(jí)喬木林的面積和蓄積。

2.2 研究方法

2.2.1 森林植被碳儲(chǔ)量的估算

森林植被碳儲(chǔ)量由喬木層、灌木層、草本層和枯落物層的碳儲(chǔ)量組成,本文森林植被碳儲(chǔ)量?jī)H指喬木層碳儲(chǔ)量。喬木層碳儲(chǔ)量為生物量乘以含碳量,喬木層含碳量采用目前國(guó)際上常用的轉(zhuǎn)換系數(shù)50%[15]。喬木層生物量采用課題組[6]基于180個(gè)實(shí)測(cè)生物量樣地?cái)?shù)據(jù)建立的四川省12種主要森林類型的生物量與蓄積量回歸模型(W=aVb)進(jìn)行估算,各模型參數(shù)見表1。

式中,W為單位面積生物量(Mg/hm2)；V為單位面積蓄積量(m3/hm2)；a、b為參數(shù)。

表1 森林喬木層生物量與蓄積量關(guān)系模型

**P<0.01

2.2.2 森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的估算

森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值是森林植被碳儲(chǔ)量與固碳單價(jià)的乘積。固碳單價(jià)采用黃宰勝[16]以重點(diǎn)能耗工業(yè)企業(yè)為問(wèn)卷對(duì)象,通過(guò)分段常數(shù)指數(shù)模型測(cè)算得到固碳價(jià)格47.36元/t CO2,純碳的價(jià)格為174元/t C。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同森林植被類型固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值動(dòng)態(tài)

由表2可以看出,從1997—2014年,四川省森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值呈增長(zhǎng)趨勢(shì),由703.17億元增長(zhǎng)到865.75億元,凈增長(zhǎng)162.58億元,年均增長(zhǎng)9.56億元,年均增長(zhǎng)率為1.36%。

表2 四川省不同森林植被類型的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值

從1997年到2014年的17年間,除樟、楠類的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值有所減少外,其他森林植被類型的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值均有不同程度的增加。其中,硬闊和柏木類的增長(zhǎng)較多,凈增量分別為48.86億元和31.33億元,年均增長(zhǎng)分別為4.71億元和1.84億元,年均增長(zhǎng)率為5.82%和2.54%；桉和楊類的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈增較少,分別為1.18億元和1.16億元；其他松類、云冷杉、軟闊、柳杉、馬尾松、杉木和云南松類的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈增量介于4.59—20.95億元之間。

在1997年和2014年,各森林類型都以云冷杉類的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大,分別為385.48億元和403.63億元,占四川省森林植被總固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的54.82%和46.62%。硬闊類、云南松類、軟闊類和柏木類的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值介于30—170億元之間,占總固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的4%—19%之間。其他森林類型的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值都小于30億元,占總固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的4%以下。這表明,云冷杉森林植被類型在全省森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值中占有重要的地位。

3.2 不同起源的森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值動(dòng)態(tài)

由表3可以看出,從1997年到2014年,四川省天然林植被的碳儲(chǔ)量分別占總碳儲(chǔ)量的91.14%和90.28%,天然林植被碳儲(chǔ)量遠(yuǎn)大于人工林,這主要與它們所占的面積有關(guān),天然林面積分別占同期森林的81.75%和75.89%。四川省天然林和人工林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值均呈增加趨勢(shì)。天然林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈增量為116.66億元,年均增加6.86億元,年均增長(zhǎng)率1.03%；人工林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈增量為46.92億元,年均增加2.76億元,年均增長(zhǎng)率7.42%。這表明,四川省人工林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值增長(zhǎng)速率明顯高于天然林。

表3 四川省不同起源的森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值

3.3 不同齡組的森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值動(dòng)態(tài)

由圖1可以看出,四川省森林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值總體上隨林齡的增加而增加(近熟林的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值有所下降)。從1997年到2014年,各齡組的森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值均呈增加趨勢(shì)。其中,過(guò)熟林和幼齡林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈增量較大,分別為47.78億元和46.68億元,年均增量分別為2.81億元和2.75億元,年均增長(zhǎng)率分別為1.07%和8.94%；其次是中齡林、成熟林和近熟林,凈增量分別為31.99億元、19.35億元和16.79億元,年均增量分別為1.88億元、1.14億元和0.99億元,年均增長(zhǎng)率分別為1.74%、0.53%和1.15%。從1997年到2014年,成熟林固碳經(jīng)濟(jì)所占比例呈下降趨勢(shì),而幼、中齡林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值比例呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。主要原因是幼、中齡林的碳儲(chǔ)量呈增加趨勢(shì),由1997年占森林植被總碳儲(chǔ)量的19.79%增長(zhǎng)到2014年的25.16%。

圖1 四川省不同齡組的森林植被碳儲(chǔ)量和固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值Fig.1 Carbon stock and carbon sequestration economic value of forest stands among different age groups in Sichuan Province

4 討論與結(jié)論

4.1 四川省森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值動(dòng)態(tài)

本研究表明,從1997年到2014年的17 a間,四川省森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。其主要原因是近年來(lái)開展的一系列林業(yè)工程(如天然林保護(hù)工程、退耕還林工程等)使得四川省森林面積由1997年的1063.37萬(wàn)hm2增長(zhǎng)到2014年的1161.86萬(wàn)hm2,碳儲(chǔ)量由411.06 Tg C增長(zhǎng)到479.92 Tg C,近而導(dǎo)致森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的增長(zhǎng)。2014年四川省森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值(865.75億元)遠(yuǎn)高于同期陜西[13](278.63億元)、山東[11](83.28億元)和河南[17](191.64億元)等省的森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值。這表明四川森林對(duì)全國(guó)森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值做出了重要的貢獻(xiàn)。

4.2 經(jīng)營(yíng)管理與森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值

森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值是碳儲(chǔ)量和單位固碳價(jià)格兩方面因素共同作用的結(jié)果[18],當(dāng)固碳價(jià)格確定時(shí),碳儲(chǔ)量就成為決定森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的關(guān)鍵因素?！毒┒甲h定書》中明確提出了人類可以通過(guò)陸地生態(tài)系統(tǒng)的有效管理來(lái)提高固碳潛力[19],對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)加以更好的管理,森林的碳匯作用將更加明顯[5]。這些管理措施主要包括減少采伐森林和保護(hù)好現(xiàn)有森林,增加森林的面積,恢復(fù)和重建退化森林生態(tài)系統(tǒng)等[20]。本研究表明,在兩次森林資源調(diào)查中,云冷杉林的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大。其主要原因一是云冷杉林的面積在兩次清查期所占的比重最大,分別為27.75%和29.67%；二是云冷杉林主要分布在川西亞高山區(qū)域,受人為干擾相對(duì)較小,生物量高；三是該區(qū)域是四川省天然林保護(hù)工程實(shí)施的重點(diǎn)區(qū)域,森林資源得到了有效的保護(hù)。這表明我國(guó)正在實(shí)施的天然保護(hù)工程等森林保護(hù)措施在提高和保護(hù)我國(guó)森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值中起到了重要的作用。本研究還表明,從1997年到2014年,四川省人工林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值低于天然林,但人工林的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值增長(zhǎng)速率(7.42%)明顯高于天然林(1.03%)。其主要原因是人工林面積小于天然林,并且人工林普遍存在樹種單一、病蟲害頻繁發(fā)生、結(jié)構(gòu)和功能較差等特點(diǎn)[21],導(dǎo)致人工林植被的碳儲(chǔ)量較低,進(jìn)而影響了人工林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值。而人工林絕大部份處于幼、中齡階段,其生長(zhǎng)速度較快導(dǎo)致其碳儲(chǔ)量增速較快,進(jìn)而使其固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值增長(zhǎng)較快。有研究表明,通過(guò)提高人工林的經(jīng)營(yíng)和管理水平來(lái)增強(qiáng)人工林固碳功能是減緩全球變化的一種可能機(jī)制和最有希望的選擇[21]。方精云等[22]研究指出,中國(guó)的森林起著一個(gè)CO2“匯”的作用,而且中國(guó)森林植被碳蓄積量增加的主要貢獻(xiàn)者是人工林。這表明,加強(qiáng)對(duì)四川省現(xiàn)有人工林的經(jīng)營(yíng)與管理對(duì)提高四川森林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值具有重要的意義。

4.3 不同估算方法對(duì)森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的影響

常見的森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算方法主要有人工固定二氧化碳成本法、造林成本法、碳稅法、損失估算法以及支付意愿法等[16]。有研究表明,人工固定二氧化碳成本法、造林成本法、碳稅法以及損失估算法都是用成本去度量森林的固碳價(jià)值,從性質(zhì)上其并不符合價(jià)值的內(nèi)涵,支付意愿法的設(shè)計(jì)原理更加契合了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的價(jià)格形成和運(yùn)行機(jī)制[4]。本研究采用支付意愿法估算了四川省森林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值(表2),若采用單價(jià)價(jià)位305元/t C的造林成本法[23]來(lái)估算,得到四川省1997年和2014年的森林植被固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值為1232.56億元和1517.55億元,分別比利用支付意愿法估算的結(jié)果增加了529.39億元和651.80億元。楊美麗等[24]、張?chǎng)蔚萚25]和黃方[26]均采用碳稅法和造林成本法兩種方法估算了森林植被的固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值,估算得出的森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值相差較大。這說(shuō)明,采用不同方法估算得出的森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值相差較大,與本研究的結(jié)果一致。造成這種差異的主要原因是,固碳價(jià)格是評(píng)價(jià)森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值的主要參數(shù),由于研究區(qū)域和研究方法的差異,固碳價(jià)格也有所不同[18]。如Roh等[27]研究得出了韓國(guó)企業(yè)愿意支付的國(guó)內(nèi)和國(guó)外森林固碳價(jià)格為20美元/t·C和28.5美元/t·C,Plantinga[28]等估算了南卡羅萊納州、邁阿密和威斯康星州林業(yè)固碳的價(jià)格分別為50美元/t·C、230美元/t·C和170美元/t·C,Sedjo[29]首次利用土地機(jī)會(huì)成本估算了全球的固碳平均減排成本為3.5—7美元/t·C。固碳價(jià)格的不同,從而導(dǎo)致估算得出的固碳價(jià)值有所差異。

在各種森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算方法中,造林成本法方法簡(jiǎn)明,但生物資產(chǎn)成本的影響因素較多(如立地條件、經(jīng)營(yíng)方式和相關(guān)政策等),有些因素甚至無(wú)法量化,可能會(huì)導(dǎo)致較大的誤差[30-31]；人工固定二氧化碳成本法只考慮了有形成本和收益,而無(wú)形成本和收益這部分難以量化[30]；碳稅法所確定的固碳價(jià)值較穩(wěn)定,但由于各國(guó)碳稅率的不同,不利于橫向比較[16]；支付意愿法的設(shè)計(jì)原理契合了市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的價(jià)格形成和運(yùn)行機(jī)制,然而,對(duì)支付意愿的調(diào)查一般只能選擇抽樣調(diào)查的方式,而不可能選擇普查的方式,調(diào)查結(jié)果可能會(huì)面臨由于抽樣不合理而導(dǎo)致失真的風(fēng)險(xiǎn)[4]。因此,在估算森林固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值時(shí),要考慮現(xiàn)實(shí)情況,選擇合適的估算方法,否則只會(huì)增加固碳經(jīng)濟(jì)價(jià)值估算的不確定性。