桉樹林生態(tài)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

王亭然，秦曉銳，魯法典

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山東 泰安 271018)

中國是一個(gè)森林資源消費(fèi)大國，國內(nèi)生產(chǎn)的木材資源遠(yuǎn)不能滿足國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需求。桉樹因速生、豐產(chǎn)、抗性好、耐脊薄等優(yōu)勢(shì)，成為廣西、云南等地重要的速生闊葉用材樹種[1]。但是，桉樹人工林存在著連作效應(yīng)、林地生物多樣性降低、水土流失和耗水等問題，一直是國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)：國外學(xué)者多側(cè)重于桉樹連作的遺傳變異、生物量問題，提出二代桉樹林具有更好的遺傳特性，經(jīng)過基因改良可提高生產(chǎn)力[2-4]；國內(nèi)學(xué)者主要從桉樹林連作的生態(tài)化學(xué)計(jì)量、物種多樣性以及桉樹人工林地力下降原因等方面展開研究[5-9]，提出隨連作代數(shù)增加，桉樹的葉片、枝條等部位所含土壤氮磷含量減少，而且連栽對(duì)植物多樣性具有顯著負(fù)效應(yīng)；在其他方面，有學(xué)者基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法，建立三代桉樹林的平均胸徑及樹高預(yù)測(cè)模型[10]，也有學(xué)者使用動(dòng)態(tài)與靜態(tài)分析法對(duì)桉樹林經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，提出定向培養(yǎng)桉樹大徑材可有效降低風(fēng)險(xiǎn)提高經(jīng)營利潤[11-13]；還有學(xué)者從不同立地條件出發(fā)，對(duì)桉樹林的復(fù)合經(jīng)營效益進(jìn)行分析提出立地條件差時(shí)桉-草復(fù)合經(jīng)營經(jīng)濟(jì)效益高于桉樹單一經(jīng)營[14]等。綜上，有關(guān)桉樹林研究的已有成果未解決以下兩個(gè)方面的問題：其一桉樹林連作的經(jīng)濟(jì)盈利概率對(duì)決策者影響，其二桉樹林連作如何將生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合取得最優(yōu)化。截至2018年，廣西桉樹種植面積為187萬hm2，約占中國桉樹種植面積的41%，是中國經(jīng)營桉樹林大省。故以廣西為例，采用動(dòng)態(tài)分析法對(duì)桉樹林的價(jià)格敏感性及盈虧閾值進(jìn)行分析，探索不同立地條件及連作條件下對(duì)桉樹林經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益、價(jià)格盈利概率的影響。研究結(jié)果一方面可為經(jīng)營決策者在種植桉樹時(shí)提供經(jīng)濟(jì)效益分析參考，及時(shí)止損；另一方面可為廣西等桉樹種植區(qū)調(diào)整林業(yè)發(fā)展方式提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

以2015年廣西一類清查布設(shè)的533塊桉樹林標(biāo)準(zhǔn)地的桉樹樹高、胸徑、年齡、林分密度等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)廣西桉樹林的經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益等展開研究。廣西高峰林場(chǎng)是廣西林業(yè)支柱性生產(chǎn)基地之一[15]。由于一類清查數(shù)據(jù)立地類型不全面，所以選取高峰林場(chǎng)同等大小的30塊不同立地類型的桉樹標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)充，地類均為統(tǒng)一的喬木林，按照桉樹林常規(guī)數(shù)量成熟齡8年進(jìn)行研究。同時(shí)，對(duì)高峰林場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，搜集高峰林場(chǎng)桉樹人工林每年投資造林成本數(shù)據(jù)：苗木費(fèi)用為2340元/hm2，8年地租為2400元/hm2，清雜、追肥、幼林撫育等費(fèi)用為4050元/hm2，整地挖穴費(fèi)用為1275元/hm2，回地費(fèi)用為525元/hm2，定植費(fèi)用為600元/hm2，管護(hù)費(fèi)用為300元/hm2。根據(jù)廣西林權(quán)交易中心以及高峰林場(chǎng)活立木交易網(wǎng)交易明細(xì)，生產(chǎn)原木的平均造價(jià)為150元/m3(其中木材的采伐費(fèi)用為70元/m3，運(yùn)輸費(fèi)用為40元/m3，歸堆用費(fèi)25元/m3，守山費(fèi)用15元/m3)。

通過中國林業(yè)信息網(wǎng)、廣西林業(yè)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)、中國木業(yè)信息網(wǎng)等搜集1998—2018年南寧市桉樹木材價(jià)格，以2010年作為基準(zhǔn)年進(jìn)行價(jià)格指數(shù)調(diào)整；以2018年桉樹木材價(jià)格為參照，將桉樹按不同徑階進(jìn)行價(jià)格劃分：8～12 cm的原木520元/m3；12～16 cm的原木680元/m3、>16cm的原木735元/m3。

1.2 研究方法

根據(jù)桉樹樹高、胸徑、年齡、林分密度等建立立地指數(shù)(SI)，分別選取好(SI=21)、中(SI=17)、差(SI=13)三種立地條件為代表，分析在不同立地條件下經(jīng)濟(jì)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)；并根據(jù)《連栽桉樹人工林生長特性和樹冠結(jié)構(gòu)特征》[16]所示的結(jié)果，計(jì)算桉樹連作四代的經(jīng)濟(jì)生態(tài)盈利概率。

1.2.1 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)及不確定分析

凈現(xiàn)值與內(nèi)部收益率兩種動(dòng)態(tài)指標(biāo)相結(jié)合可將貨幣的時(shí)間價(jià)值考慮在內(nèi)，使經(jīng)濟(jì)效益和價(jià)格敏感性分析的結(jié)果更加準(zhǔn)確。因此，參考文獻(xiàn)[17-18]對(duì)桉樹林進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)和價(jià)格敏感性分析。

⑴

⑵

式中NPV表示桉樹人工林的凈現(xiàn)值(萬元/hm2)；CIt表示t年時(shí)桉樹人工林貨幣收入(萬元)；COt表示t年時(shí)桉樹人工林貨幣支出(萬元)；IRR表示桉樹林內(nèi)部收益率(%)；i、in和im分別表示不同的折現(xiàn)率，in﹥im；NPV(im)﹥0；NPV(in)﹤0；t=1，2，……，21。

凈現(xiàn)值計(jì)算采用銀行長期存款利率的5%為貼現(xiàn)率統(tǒng)一貼現(xiàn)，體現(xiàn)資金的時(shí)間價(jià)值。將內(nèi)部收益率與社會(huì)平均收益率(采用中經(jīng)網(wǎng)所示的7.4%)進(jìn)行比較，高于社會(huì)平均收益率則表示投資回報(bào)率高，以此指標(biāo)比較不同情況下投資回報(bào)率的高低。采用盈虧平衡分析法和單因素敏感性分析法對(duì)桉樹林的抗風(fēng)險(xiǎn)能力進(jìn)行分析。盈虧平衡點(diǎn)越高，則抵御風(fēng)險(xiǎn)能力越弱，適應(yīng)某種因素變化能力越弱。單一敏感性因素的變化對(duì)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生的影響可判斷桉樹林抗風(fēng)險(xiǎn)的能力[19]，因此從價(jià)格因素著手，將價(jià)格波動(dòng)幅度維持在[-100%，100%]，計(jì)算當(dāng)凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率分別為0.0%和7.4%時(shí)桉樹人工林的木材價(jià)格盈虧平衡點(diǎn)，結(jié)合該平衡點(diǎn)進(jìn)行桉樹林抗風(fēng)險(xiǎn)能力分析以及以該平衡點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行盈利概率分析。

1.2.2 生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)

森林碳匯對(duì)改善環(huán)境、減少大氣中二氧化碳的含量水平、衡量生態(tài)效益具有重要意義。而且，森林碳匯可作為交易資產(chǎn)在市場(chǎng)上進(jìn)行流通，成為具有看的見，摸得著的可計(jì)量商品。因此，選取森林碳匯作為生態(tài)效益指標(biāo)。學(xué)者常采用蓄積量法、生物量法等計(jì)算森林碳匯量[20-21]，但都以計(jì)算地上部分為主，降低了原有碳匯量。森林蓄積量擴(kuò)展法不僅包括了森林蓄積，還有疏林、散生木、四旁樹蓄積[22]，使計(jì)算結(jié)果更加精確。因此，采用森林蓄積量擴(kuò)展法對(duì)森林碳匯總量進(jìn)行計(jì)算。

C=(1+α+β)×V×δ×ρ×γ

⑶

Q=C×P

⑷

式中C為桉樹林全部碳匯量；α為林下植物碳轉(zhuǎn)換系數(shù)；β為林地碳轉(zhuǎn)換系數(shù)；V為桉樹林活立木蓄積；δ為蓄積擴(kuò)大系數(shù)；ρ為容積密度；γ為含碳率；Q為桉樹林碳匯總價(jià)值；P為碳匯價(jià)格。

其中α、β、δ、ρ、γ系數(shù)根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)規(guī)定選取默認(rèn)值[22]，即：δ=1.900，ρ=0.500，γ=0.500，α=0.195，β=1.244。碳匯價(jià)格(P)采用碳稅法和造林成本法結(jié)合求均值法。參考文獻(xiàn)[22]選取兩種具有代表性的碳匯單價(jià)273.3元/t和305.0元/t分別計(jì)算森林碳匯價(jià)值，然后取均值作為造林成本法的計(jì)算結(jié)果；碳稅法參考文獻(xiàn)[23]采用固碳價(jià)格1 200.0元/t，在計(jì)算碳匯價(jià)格的基礎(chǔ)上，使用凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率進(jìn)行生態(tài)效益分析。

1.2.3 價(jià)格概率預(yù)測(cè)方法

以價(jià)格指數(shù)為研究對(duì)象，使用正態(tài)分布、γ分布、泊松分布、指數(shù)分布、rayleigh分布判斷概率分布特征，確定適合的概率分布，然后使用累計(jì)概率密度函數(shù)預(yù)測(cè)價(jià)格概率。

⑸

式中F(x，μ，σ)表示價(jià)格概率；x表示桉樹價(jià)格；μ表示桉樹價(jià)格均值；σ表示桉樹價(jià)格方差。

1.2.4 桉樹林木材收入計(jì)算方法

桉樹林的木材收入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)[24]計(jì)算得出：

桉樹林木材收入=桉樹蓄積×出材率×木材單價(jià)

⑹

僅觀察價(jià)格因素對(duì)桉樹林木材收入的影響時(shí)，參考文獻(xiàn)[25]出材率取值0.73。

2 結(jié)果與分析

2.1 立地條件中等以上桉樹林經(jīng)濟(jì)、碳匯效益可盈利

表 1 不同立地條件8年桉樹人工林的經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益和價(jià)格閾值

Table 1 Economic and ecological benefits and price thresholds of 8-year eucalyptus plantation under different site conditions

立地條件經(jīng)濟(jì)效益NPVIRR碳匯效益NPVIRR桉樹木材價(jià)格/元·m-3IRR=0NPV=0IRR=7.40%SI=211.9216.3329.7360.81514.50560.66588.00SI=170.568.9816.4047.82659.81588.00705.60SI=13-1.60-14.10-0.044.711 361.801 117.20/

由桉樹人工林經(jīng)濟(jì)效益和價(jià)格盈利閾值計(jì)算結(jié)果(表1)可知：立地條件達(dá)到中等水平以上(SI≥17)，桉樹林凈現(xiàn)值(NPV)將高于0.56萬元/hm2，內(nèi)部收益率不低于8.98%，大于行業(yè)基準(zhǔn)收益率5.00%，故種植桉樹具有盈利空間。桉樹人工林盈利閾值隨著立地條件的降低持續(xù)上升，當(dāng)立地條件差時(shí)，凈現(xiàn)值與內(nèi)部收益率均為負(fù)值，桉樹盈利閾值在價(jià)格上升100.00%時(shí)仍無法達(dá)到社會(huì)平均收益率所需桉樹價(jià)格，就機(jī)會(huì)成本而言，種植桉樹的機(jī)會(huì)成本低，適宜進(jìn)行其他投資。在5%的折現(xiàn)率下，不同立地條件下的桉樹林碳匯效益，就生態(tài)效益而言，當(dāng)立地條件中等以上(SI≥17)時(shí)，凈現(xiàn)值或內(nèi)部收益率均高出木材收益，表明生態(tài)效益較好；當(dāng)立地條件差(SI=13)時(shí)，凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率均處于劣勢(shì)狀態(tài)，不利于投資、生態(tài)效益差。其原因在立地條件差時(shí)，土壤物理性質(zhì)如土壤容重、飽和持水量等不足以支持桉樹生長，導(dǎo)致桉樹生長差，若持續(xù)種植，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分消失，生物多樣性減少等現(xiàn)象。

2.2 桉樹連作三代內(nèi)經(jīng)濟(jì)、碳匯效益可盈利

表 2 8年連作桉樹的經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益和價(jià)格閾值

以立地條件好(SI=21)的桉樹林為第一代進(jìn)行連作，連作四代的凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率價(jià)格閾值均不斷增高，尤其是第四代的凈現(xiàn)值收益為負(fù)且社會(huì)平均收益率價(jià)格閾值高于現(xiàn)行價(jià)(表2)，表明經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)高。就機(jī)會(huì)成本而言，連作至第四代時(shí)桉樹作為商品林的收益已遠(yuǎn)不如其他投資收益。加入碳匯使凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率看似很高，但與立地條件中等(SI=17)的初代桉樹林相較，連作到第三代時(shí)，內(nèi)部收益率與凈現(xiàn)值明顯偏低。其原因在于：桉樹連作到第三代時(shí)，林地立地條件下降、生態(tài)效益下降，連作至第四代時(shí)，立地條件持續(xù)變差，生態(tài)效益也愈益減少，桉樹生長狀況愈差，經(jīng)濟(jì)效益越差。因此，不適宜繼續(xù)連作第四代桉樹。

2.3 中等條件以上或三代內(nèi)桉樹林盈利概率較高

圖 1 價(jià)格累計(jì)密度概率分布圖

經(jīng)判斷，價(jià)格累計(jì)密度概率分布為正態(tài)分布(圖1)。當(dāng)桉樹林所處立地條件差(SI=13)時(shí)，其盈利概率極低，僅為0.14%(表3)。原因是：桉樹林所處林地立地條件差時(shí)，土壤有機(jī)質(zhì)含量少、土層厚度薄等原因使桉樹的胸徑和樹高等均不理想從而降低木材收入；而能夠盈利所需要的價(jià)格閾值不斷升高，所以價(jià)格閾值所對(duì)應(yīng)的盈利概率顯示極低。桉樹林在立地條件好的條件下連作四代，當(dāng)桉樹的木材價(jià)格為837.90～1 661.00元/m3時(shí)，考慮機(jī)會(huì)成本，盈利概率為10.87%，已超過現(xiàn)行價(jià)格(表4)。原因在于有部分經(jīng)營者一味追求經(jīng)濟(jì)效益，在短時(shí)間內(nèi)多代連作引發(fā)無性系退化、土壤肥力不斷降低，生長狀況下降，又因桉樹自身的化感物質(zhì)對(duì)其他植物具有抑制作用[26]使生態(tài)環(huán)境惡化。雖然桉樹是速生樹種、適應(yīng)范圍廣，但需要有充足的土壤有機(jī)質(zhì)、含水量、土層厚度以供生長。條件不足時(shí)，必會(huì)引起桉樹生長狀況不良以及生態(tài)破環(huán)嚴(yán)重。

表 3 不同立地條件下桉樹林價(jià)格盈利概率

表 4 不同代次下桉樹林價(jià)格盈利概率

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

8年生桉樹林在不同立地條件下所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益不同，立地條件差的桉樹林，從經(jīng)濟(jì)效益或是價(jià)格敏感性分析，所獲得的效益盈利概率甚微，經(jīng)碳匯效益核算后，產(chǎn)生的生態(tài)效益高于經(jīng)濟(jì)效益，種植桉樹追求的經(jīng)濟(jì)效益效果不佳，不再適于用作商品林。在立地條件好的基礎(chǔ)上進(jìn)行桉樹連作后，第四代桉樹就經(jīng)濟(jì)效益及生態(tài)效益核算來看，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益水平低，生態(tài)效益遠(yuǎn)不及立地條件中等時(shí)的收益，盈利概率隨著連作代數(shù)的增加而降低不再適合種植桉樹。

3.2 討論

基于前人風(fēng)險(xiǎn)閾值研究，結(jié)合價(jià)格累計(jì)密度概率分布圖判斷不同立地條件以及連作下盈利概率，研究結(jié)果更為準(zhǔn)確。桉樹林所處林地立地條件差時(shí)，獲得經(jīng)濟(jì)效益的概率極低，就機(jī)會(huì)成本而言，將該地用作其他用途或種植其他優(yōu)勢(shì)樹種所帶來的效益將遠(yuǎn)大于種植桉樹；桉樹每連作一代，立地條件均會(huì)下降，不利于桉樹生長，連作至第三代時(shí)其獲得經(jīng)濟(jì)收益概率與中等立地條件相當(dāng)，這也與國內(nèi)外專家所研究連作立地結(jié)果吻合。另外經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益盈利概率的基礎(chǔ)是進(jìn)行價(jià)格敏感性分析，僅分析價(jià)格變動(dòng)所帶來的生態(tài)經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)，未考慮到成本變動(dòng)、利率變動(dòng)所帶來的風(fēng)險(xiǎn)程度，以及三者相互作用下的風(fēng)險(xiǎn)閾值等。雖然敏感性分析指導(dǎo)性很強(qiáng)、但還存在不足，方法有待改進(jìn)，使數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確性。另一方面，僅從降低風(fēng)險(xiǎn)角度提出相關(guān)對(duì)策，為保證一致性，未考慮不同條件下出材率所造成不同情況下的經(jīng)濟(jì)生態(tài)效益，這也為后期的研究提供方向。因此，提出以下兩點(diǎn)建議：第一，在立地條件差的土地上或連作到第四代，在固碳效益逐代下降時(shí)，土壤水肥不足，此時(shí)考慮更換為馬尾松等水土保持較好的鄉(xiāng)土樹種撫育，緩解生態(tài)惡化；第二，政府、各個(gè)林場(chǎng)積極探索造林模式，根據(jù)不同條件下的盈利概率，注意種植桉樹的地點(diǎn)以及代次，切勿一味只追求經(jīng)濟(jì)效益。科學(xué)種植，調(diào)整優(yōu)化樹種結(jié)構(gòu)，提升森林整體質(zhì)量，形成了可持續(xù)、綠色的經(jīng)營方式，從而推動(dòng)廣西桉樹林的發(fā)展。