馬尾松林碳匯經(jīng)濟(jì)成熟問(wèn)題的研究

謝如松，李曉偉，陳昌雄，呂新影

（福建農(nóng)林大學(xué) 林學(xué)院，福建 福州350000）

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)森林碳匯價(jià)值評(píng)估的研究不是很多，但正在積極地進(jìn)行著探索［1～4］。閆淑君等［5］對(duì)森林碳匯價(jià)值評(píng)估進(jìn)行了研究，認(rèn)為該評(píng)估就是以森林碳匯功能為評(píng)估對(duì)象，進(jìn)行市場(chǎng)價(jià)值的判斷，它與一般的資產(chǎn)評(píng)估一樣，是一種動(dòng)態(tài)的、市場(chǎng)化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。同時(shí)指出，在當(dāng)前的國(guó)際形勢(shì)下，對(duì)森林碳匯價(jià)值評(píng)估比較適用的方法是市場(chǎng)價(jià)值法，即先定量地評(píng)價(jià)森林碳匯功能效果，再根據(jù)這些效果的市場(chǎng)價(jià)格來(lái)評(píng)估其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在實(shí)際評(píng)估中的評(píng)價(jià)過(guò)程是，先計(jì)算森林固碳量，再根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格，計(jì)算出總經(jīng)濟(jì)價(jià)值。國(guó)外的研究要更多一些。本·瓊（Ben Jong）［6］以南墨西哥為例，對(duì)增加森林碳匯潛力的不同技術(shù)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)，結(jié)果表明，提高森林經(jīng)營(yíng)管理水平可以經(jīng)濟(jì)、有效地提高森林碳匯的潛力；理查德·紐威爾（Richard Newell）［7］研究了碳匯成本對(duì)管理、采伐制度、相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格、折扣率等影響因素的敏感性；亞當(dāng)斯（Adams）［8］對(duì)碳匯成本的各影響因素進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，管理要素的改變會(huì)對(duì)碳匯成本的短期影響最大，而土地使用面積的變化則對(duì)其長(zhǎng)期影響最大。本文通過(guò)森林清查數(shù)據(jù)，利用相關(guān)模型估算不同初始密度下的森林碳匯量，進(jìn)而研究其碳匯經(jīng)濟(jì)成熟問(wèn)題。探索不同初始密度下碳匯經(jīng)濟(jì)成熟變化規(guī)律，為不同初始密度下碳匯經(jīng)濟(jì)成熟的初步研究提供相關(guān)理論支持。

1 資料收集與整理

通過(guò)樣地調(diào)查，得出了大青山不同初始密度下的馬尾松各年齡的胸徑、樹(shù)高、蓄積量的數(shù)據(jù)；碳匯的定價(jià)方法有多種，常見(jiàn)的方法主要有：人工固定二氧化碳成本法、造林成本法、碳稅法、變化的碳稅法、損失估算法以及支付意愿法等。通過(guò)2013年4月的碳交易價(jià)格，確定其價(jià)格為106.13元·t－1。營(yíng)林生產(chǎn)成本根據(jù)當(dāng)?shù)亓謽I(yè)生產(chǎn)成本的社會(huì)評(píng)估發(fā)生額并參考周邊國(guó)有林場(chǎng)的林業(yè)生產(chǎn)情況，經(jīng)綜合分析后確定為：第一年8250元·h m－2，第二年2400元·h m－2，第三年1200元·h m－2，從第四年起，每年管護(hù)成本為195元·h m－2。

2 研究方法

按照理論研究與實(shí)證研究相結(jié)合、定性研究與定量研究相結(jié)合的原則，通過(guò)查閱相關(guān)研究成果，了解和掌握相關(guān)研究的理論動(dòng)態(tài)；通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查和查閱統(tǒng)計(jì)年鑒等資料獲取研究數(shù)據(jù)作為實(shí)證研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。對(duì)森林碳匯價(jià)值評(píng)估比較適用的方法是市場(chǎng)價(jià)值法，即先定量地評(píng)價(jià)森林碳匯功能效果，再根據(jù)這些效果的市場(chǎng)價(jià)格來(lái)評(píng)估其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在實(shí)際評(píng)估中的評(píng)價(jià)過(guò)程是，先計(jì)算森林固碳量，再根據(jù)市場(chǎng)價(jià)格，計(jì)算出總經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

（1）在樣地選擇上，采用分層抽樣調(diào)查法。

（2）對(duì)森林碳匯量的估算借鑒方精云等人生物量的計(jì)算公式計(jì)算出林分生物量［9］，再乘以比例系數(shù)得出林分碳匯量。

（3）森林全部固碳量＝林木生物量固碳量＋林下植物固碳量＋林地固碳量，根據(jù)相互間的比例關(guān)系，計(jì)算出林下植物固碳量和林地固碳量。

（4）在碳匯經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)上，采用成本收益分析法。

3 結(jié)果與分析

3.1 馬尾松林碳儲(chǔ)量的計(jì)量

3.1.1 馬尾松林分生物量固碳量的計(jì)算

目前，估算森林碳匯量的方法很多，主要有以下3種：一是抽樣測(cè)定森林生物量；二是利用氣象技術(shù)，測(cè)定森林碳匯量；三是通過(guò)森林清查數(shù)據(jù)，利用相關(guān)模型估算森林碳匯量。本研究對(duì)森林碳匯量的估算借鑒方精云等人生物量的計(jì)算公式：

式中，Y為林分生物量；X為林分蓄積量；a，b為常數(shù)。

其中生物量換算因子的相關(guān)系數(shù)采用方精云等人的研究成果［9］。得出馬尾松生物量的計(jì)算公式：

式中，X為馬尾松的蓄積量。

得出的生物量乘以碳匯轉(zhuǎn)換系數(shù)就是碳匯量，較常用的轉(zhuǎn)換系數(shù)為0.45［10］。

通過(guò)對(duì)大青山馬尾松人工林不同初始密度自然生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行研究分析，結(jié)果如表1所示。

表1 馬尾松生物量與碳匯量計(jì)算結(jié)果Table 1 Biomass and Carbon Sequestration Results of Pinus massoniana

3.1.2 林下植物與林地固碳量的計(jì)算

森林全部固碳量＝林木生物量固碳量＋林下植物固碳量＋林地固碳量，根據(jù)相互間的比例關(guān)系，森林全部固碳量計(jì)算公式［4］可表達(dá)為：

其中：CF為森林全部固碳量；C為林木生物量固碳量；Sij為第ii類(lèi)地區(qū)第j j類(lèi)森林的面積；Ci為第ii類(lèi)地區(qū)第j j類(lèi)森林類(lèi)型的森林碳密度；Vij為第ii類(lèi)地區(qū)第j j類(lèi)森林類(lèi)型的森林單位面積蓄積量；α為林下植物碳轉(zhuǎn)換系數(shù)＝0.195；β為林地碳轉(zhuǎn)換系數(shù)＝1.244；δ為生物量擴(kuò)大系數(shù)＝1.90；ρ為容積系數(shù)＝0.5；γ為含碳率＝0.45。

注：各種換算系數(shù)來(lái)源于政府間氣候變化委員會(huì) （IPCC，Inter gover n mental Panel on Cli mate Change）的技術(shù)手冊(cè)［11］。

可得各年齡馬尾松的林下植物固碳量、林地固碳量和森林全部固碳量如表2所示。

表2 林地和林下植物固碳量計(jì)算結(jié)果／Mg C·h m－2Table 2 Car bon Sequestration Results of forest land and under growth plant／Mg C·h m－2

3.2 碳匯經(jīng)濟(jì)成熟

3.2.1 碳匯經(jīng)濟(jì)成熟的定義

現(xiàn)代社會(huì)，尤其是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，衡量經(jīng)濟(jì)效果的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)趨向于統(tǒng)一，即用貨幣收入量評(píng)價(jià)，這就產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)成熟的概念。在森林生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，貨幣收入達(dá)到最多時(shí)的狀態(tài)稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)成熟，此時(shí)的年齡稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)成熟齡。計(jì)算經(jīng)濟(jì)成熟齡的方法很多，大致分為兩大類(lèi)：總收入最多和純收入最多的成熟齡。其中，在純收入最多的方法中又可分為兩類(lèi)：未計(jì)算利息和計(jì)算利息的成熟齡計(jì)算方法。幾種有代表性的經(jīng)濟(jì)成熟齡計(jì)算式：凈現(xiàn)值法、內(nèi)部收益率法、增值指數(shù)法、土地純收益最高成熟齡法、指率式法。本文采用凈現(xiàn)值法，凈現(xiàn)值縮寫(xiě)為PN W，它是現(xiàn)在被世界各國(guó)廣泛采用的一種評(píng)價(jià)投資效果的方法。它的特點(diǎn)是考慮了貨幣的時(shí)間價(jià)值，將森林經(jīng)營(yíng)期間各時(shí)間段的貨幣按貼現(xiàn)率換算為現(xiàn)價(jià)，再計(jì)算經(jīng)營(yíng)的盈利與虧損。計(jì)算公式如下：

式中：PN W為凈現(xiàn)值；Rt為t年時(shí)的貨幣收入；Ct為t年時(shí)的貨幣支出；t為年份，t＝0，1，2，3……，n；P 為利率，即貼現(xiàn)率；n為期間（年）；用PN W評(píng)價(jià)經(jīng)營(yíng)效果的方式為：

（1）PN W≥0時(shí)，說(shuō)明繼續(xù)經(jīng)營(yíng)還能盈利；（2）PN W＜0時(shí)，繼續(xù)經(jīng)營(yíng)則虧損（經(jīng)營(yíng)初期除外）；（3）PN W＝0時(shí)，是盈利與虧損臨界，一般將它作為經(jīng)濟(jì)成熟的標(biāo)準(zhǔn)，但它常常不是單位面積林地年均經(jīng)濟(jì)收益最多的；（4）當(dāng)有年份t0（0＜t0≤n），使PN W／t0達(dá)到最大值，即年均凈現(xiàn)值最大時(shí)，則判定達(dá)到經(jīng)濟(jì)成熟。t0為凈現(xiàn)值成熟齡，是經(jīng)營(yíng)者最希望得到的收獲。

由此，碳匯經(jīng)濟(jì)成熟可表示為下式：

式中，Zi為第i年的年平均碳匯價(jià)值凈現(xiàn)值（元·），PN W 為馬尾松第i年的碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值（元），t0為年齡。

參照森林經(jīng)濟(jì)成熟的定義［13］，可將碳匯經(jīng)濟(jì)成熟定義為：當(dāng)森林年平均碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值達(dá)到最大時(shí)，可認(rèn)為達(dá)到森林的碳匯經(jīng)濟(jì)成熟，此時(shí)的年齡可稱(chēng)為碳匯經(jīng)濟(jì)成熟齡。

3.2.2 碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值與成熟的計(jì)量與分析

2005年初，我國(guó)首個(gè)碳排放交易所在北京產(chǎn)權(quán)交易所掛牌，為國(guó)內(nèi)企業(yè)和國(guó)外買(mǎi)方交易溫室氣體排放權(quán)提供了平臺(tái)。由于碳匯交易均價(jià)數(shù)據(jù)難以取得，因此碳匯價(jià)格采用2013年4月11日的最近交易數(shù)據(jù)，見(jiàn)表3。匯率采用中國(guó)外匯交易中心受權(quán)公布2013年12月5日人民幣匯率中間價(jià)：1歐元對(duì)人民幣8.3305元。數(shù)據(jù)來(lái)自于Point Carbon＇s daily publication providing closing assessments and news for the European carbon market.

表3 2011年4月11日碳交易價(jià)格／歐元·t－1Table 3 Transaction Price，Daily 11 April 2011

由表4可知，CER的Dec 11－12 strip值為12.74（約￥106.13），并且利率假設(shè)為6.0%并保持不變，對(duì)其碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值進(jìn)行計(jì)算。可計(jì)算出馬尾松各年的碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值、凈現(xiàn)值、年均凈現(xiàn)值，匯總見(jiàn)表4。

表4 馬尾松碳匯價(jià)值匯總／元·h m－2Table 4 Summary of Carbon Sequestration Value of Pinus massoniana／yuan·h m－2

結(jié)合表4內(nèi)容，用excel對(duì)馬尾松年平均碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值變化進(jìn)行分析，得到不同初始密度下的馬尾松年平均碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值方程及相關(guān)系數(shù)如下：

其中，馬尾松年均單位面積碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值變化曲線如圖1所示。

圖1 不同初始密度下馬尾松年均單位面積碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值變化曲線Fig.1 Change on Per Unit Area of present net worth of Pinusmassoniana under different initial density

4 討論與結(jié)論

通過(guò)上述的討論，得出碳匯經(jīng)濟(jì)成熟齡與初始密度的變化規(guī)律是：不同初始密度，達(dá)到碳匯經(jīng)濟(jì)成熟時(shí)的年齡和年平均碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值均不同，初始密度越高，達(dá)到碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值成熟齡時(shí)越早，年平均碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值凈現(xiàn)值也越高。在森林碳匯項(xiàng)目中應(yīng)采用合理的初始密度，通過(guò)選育良種和合理施肥來(lái)提高林分生長(zhǎng)和維持林地生產(chǎn)力，以確保收獲更多的碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值。碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值成熟年齡的確定有助于森林碳匯項(xiàng)目期限的確定以及樹(shù)種的選擇，對(duì)于時(shí)間已經(jīng)確定的項(xiàng)目應(yīng)選取適合的樹(shù)種，使其在項(xiàng)目結(jié)束時(shí)達(dá)到碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值成熟的年齡。

由于此次研究受數(shù)據(jù)、時(shí)間等客觀因素的影響，還存在一些不足之處：

本文僅對(duì)比了不同初始密度下馬尾松林碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值的變化，實(shí)際操作中影響因子還有很多，比如林分密度、立地條件、利率等。后人可以進(jìn)一步研究各個(gè)因素分別對(duì)森林碳匯經(jīng)濟(jì)成熟的影響，也可以對(duì)這些影響因素進(jìn)行對(duì)比分析，并對(duì)它們的影響程度進(jìn)行排序，以為森林的經(jīng)營(yíng)者、管理者等在有關(guān)碳匯決策方面提供科學(xué)依據(jù)。

在確定森林碳匯經(jīng)濟(jì)價(jià)值和凈現(xiàn)值時(shí)，碳匯交易價(jià)格、利率和歐元對(duì)人民幣的匯率保持12.74、6%和8.3305%不變，而事實(shí)上隨著經(jīng)濟(jì)和市場(chǎng)的變化，其都在不斷的變化當(dāng)中，故用其固定值計(jì)算會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。

計(jì)算馬尾松每年的碳儲(chǔ)量時(shí)，借鑒方精云等人生物量的計(jì)算公式，再乘以相應(yīng)的轉(zhuǎn)換系數(shù)得出每年的碳儲(chǔ)量，并沒(méi)有建立馬尾松的碳儲(chǔ)量模型。建議后人在進(jìn)一步研究碳匯經(jīng)濟(jì)成熟時(shí)，可以建立相關(guān)樹(shù)種的碳儲(chǔ)量模型，通過(guò)其模型計(jì)算碳匯經(jīng)濟(jì)成熟以使其更趨于合理。

［1］許文強(qiáng)，支玲.涉及國(guó)際碳匯貿(mào)易的林業(yè)項(xiàng)目碳匯價(jià)值的確定——基于森林碳匯經(jīng)濟(jì)學(xué)特性的分析［J］.林業(yè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，2008，28（5）：401－404.

［2］李順龍.森林碳匯經(jīng)濟(jì)問(wèn)題研究［D］.東北林業(yè)大學(xué)，2005：3－4.

［3］黃方，張合平，陳遐林.湖南主要森林類(lèi)型碳匯功能及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)價(jià)［J］.廣西林業(yè)科學(xué)，2007，36（1）：56－60.

［4］簡(jiǎn)蓋元，馮亮明，王文爛，等.森林碳匯價(jià)值與農(nóng)戶(hù)林業(yè)收入增長(zhǎng)的分析［J］.林業(yè)經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，2010，30（4）：304－308.

［5］淑君，洪偉.森林碳匯項(xiàng)目產(chǎn)權(quán)界定與價(jià)值評(píng)估的有關(guān)問(wèn)題探討［C］.／／國(guó)家林業(yè)局政策法規(guī)司.碳交換機(jī)制和公益林補(bǔ)償研討會(huì)論文匯編.北京：林業(yè)出版社，2003：34－42.

［6］Ben Jong.An economic analysis of the potential for carbon sequestration by forests：evidence from southern Mexico［J］.Ecological Economics，2000，33：27－35.

［7］Ichard G Newell.Cli mate Change and Forest Sinks：Factors Affecting the Cost of Carbon Sequestration［J］.Journal of Environ mental Economics and Management，2000，40：211－235.

［8］Arius M Adams.Mini mu m Cost Stretegies for Sequestering Carbon in Forest［J］.Land Economics，1999，8：14－21.

［9］方精云，陳安平，趙淑清，等.中國(guó)森林生物量的估算：對(duì)Fang等Science一文（Science，2001，291：2320－2322）的若干說(shuō)明［J］.植物生理學(xué)報(bào)，2002，26（2）：241－249.

［10］董方曉.對(duì)我國(guó)森林碳匯量的估算與分析——以遼寧省森林資源為例［J］.林業(yè)經(jīng)濟(jì)，2010（9）：54－57.

［11］續(xù)珊珊，姚順波.基于生物量轉(zhuǎn)換因子法的我國(guó)森林碳儲(chǔ)量區(qū)域差異分析［J］.北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009（3）：109－114.

［12］亢新剛.森林資源經(jīng)營(yíng)管理［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2001：134－136.