考虑碳汇收益情境下毛竹林与杉木林经营的经济学分析

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1、中罾畏村徭清 2 0 1 4 9 考虑碳汇收益情境下毛竹林与杉木林经营的 经济学分析术 吴伟光 L 2 刘 强 朱臻 2 内容提要：本文基于纳入碳汇收益的林地经营效率评价模型 ，对比了毛竹材用林、毛竹笋竹两用林 和杉木林的林地经营效率及其固碳能力，并对不同情境下林地经营效率的变化进行了敏感性分析。 结果表明：在 当前市场条件下，毛竹笋竹两用林的经营效率最高，其次是毛竹材用林和杉木林； 林地地上部分的固碳量 由高到低依次为毛竹材用林、毛竹笋竹两用林和杉木林。考虑了碳汇收益 后，林地经营净现值将显著提高，从而有利于激励林农开展森林经营、增加木材与碳汇供给；并且 碳汇价格提高有利于森林经营向碳汇能力

2、高的树种与经营类型转变。劳动力价格、贴现率水平以 及木材、竹材与竹笋价格的变化对林地经营效率有显著影响，但它们的影响程度存在明显差异，主 要取 决于不同树种 与经营类型对要素投入 强度 的要求以及产出品结构的差异。 关键词：林地经营效率林地经营净现值固碳能力毛竹杉木 一 、引言 森林在全球碳循环中具有十分重要的作用， 增加森林碳汇是应对气候变化的重要途径。 一方面， 森林是陆地最大的生态系统与碳库，森林系统地上部分与地下部分的固碳量分别占陆地植被碳库和 土壤碳库的 8 6 和 7 3 ( B r o wn e t a 1 ，1 9 9 3 ) ；另一方面，毁林是仅次于化石燃料燃烧的全球第二 大

3、碳排源 ( Ho u g h t o n e t a 1 ，1 9 8 3 ) 。因此，森林在全球碳循环与应对气候变化中具有十分重要的作 用。同时，研究表明，通过 “ 森林增汇”应对气候变化，不仅潜力巨大，而且具有明显的成本优势 ( v a n Ko o t e n e t a 1 ，1 9 9 5 ；Mu r r a y ，2 0 0 0 ) 。为此，包括中国在 内的许多国家纷纷将 “ 森林增汇”作 为应对气候变化的重要战略选择 ；中国政府于 2 0 0 8 年提出了 “ 森林增汇”目标，即到 2 0 2 0年森林 面积比2 0 0 5 年增加 4 0 0 0万公顷，森林蓄积量比 2 0 0

4、 5年增加 1 3亿立方米。 毛竹和杉木是中国南方集体林区十分重要且具有竞争和替代关系的优势树种。中国是世界竹子 分布的中心，拥有 4 8 属 5 0 0多种。第八次全国森林资源清查数据显示，中国现有竹林面积 6 0 1 万 笔者感谢国家自然科学基金项目 “ 竹林碳汇增长机理、综合潜力与政策研究”( 编号：7 1 2 7 3 2 4 5 ) 、“ 森林经营主体的 碳汇供给差异及其诱导机理研究”( 编号：7 1 0 7 3 1 4 8 ) ) 、“ 中国南方集体林区森林碳汇供给潜力及政策工具”( 编号： 7 1 2 0 3 1 9 8 ) 、浙江省高校人文社会科学研究基地项目“ 基于固碳减排目标

5、的森林经营决策、 碳汇供给潜力与政策研究” ( 编号：R WS K Z D 0 1 2 0 1 2 Z B) 、浙江农林大学人才启动项 目 “ 竹林碳汇供给潜力：基于生命周期 的实证分析”( 编号： 2 0 1 1 F R 0 0 1 )对本文研究的资助。 将森林采伐或燃烧，并将林地转换为农业用地或其它用地，往往会造成原来固定在森林之中的碳排放到大气之中。 5 7 考虑碳汇收益情境下毛竹林与杉木林经营的经济学分析 公顷，其中的 7 4 为毛竹林 ，主要分布于中国南方 1 3个省 ( 区、市) 。同时，中国也是世界上杉 木人工林面积最大的国家，现有杉木人工林 1 2 0 0 万公顷，占世界人工林

6、面积的 6 5 。毛竹与杉木 生长所需要的自然条件 ( 例如气候、土壤等)十分相似，其适宜分布区域相互重叠，从土地利用的 角度来看，毛竹与杉木具有很强的竞争和替代关系。因此，在不同的政策与市场条件下，农户会选 择不同的树种来种植，从而对区域森林碳汇能力产生影响 ( J i a n g e t a 1 ，2 0 1 1 ；Y e n a n d L e e ，2 0 1 1 ) 。 在林地资源相对稀缺的条件下，如何通过选择适宜的树种与经营类型、提高单位面积森林的固 碳能力，对于实现 “ 森林增汇”战略目标、提高森林在应对气候变化中的作用，具有重要意义，也 是当前政府与学术界十分关注的问题。近年来

7、，国内外不少学者围绕毛竹林生态系统的固碳特征、 区域毛竹林的固碳潜力、影响毛竹林固碳能力的主要因素以及毛竹林与其它森林固碳能力的差异等 方面展开了一系列研究，取得了不少成果。在毛竹林固碳特征方面，周国模、姜培坤 ( 2 0 0 4 )较早 对毛竹林的碳密度、碳贮量及其分布等基本参数进行了测定。结果表明，毛竹的平均碳密度为0 5 0 4 克 克，碳贮量在毛竹不同器官中的分配由高到低依次为竹竿、竹根和竹叶；毛竹林乔木层年固碳量 为5 0 9 7 n 公顷。在毛竹林的固碳潜力方面，C h e n e t a 1 ( 2 0 0 9 )基于历次森林资源清查数据对中国 竹林总固碳量进行了估算。结果表明，

8、在过去的1 0 0 年间，中国竹林固碳量呈现持续上升的态势， 1 9 9 9 2 0 0 3 年中国竹林固碳量达 U 6 3 1 5 8 百万吨。在影响毛竹林固碳能力的主要因素方面，周国模 等 ( 2 0 0 6 )研究了不同经营强度下毛竹林固碳能力的差异。结果表明，集约经营能够显著提高毛竹 林的固碳能力，集约经营情况下毛竹林单位面积固碳能力是粗放经营情况下毛竹林的1 5 6 倍。漆 良 华等 ( 2 0 0 9 )和唐晓鹿等 ( 2 0 1 2 )重点研究了不同经营抚育措施对毛竹林碳贮量及其动态变化趋势 的影响。结果表明，与无经营抚育措施相 比，复垦、施用除草剂、劈草等经营抚育措施均能提高毛

9、 竹林的固碳量，主要原因在于这些经营抚育措施增加了毛竹林乔木层的固碳量。K u e h l e t a 1 ( 2 0 1 3 ) 研究了适当采伐与不采伐两种状态下毛竹林固碳能力的差异。结果表明，从长期来看，对毛竹林进 行适当的采伐能够提高毛竹林的固碳能力。此外，许多学者对 比了毛竹与其它树种的固碳能力。其 结果表明，从年均固碳量指标来看，毛竹因生长更新速度快，其固碳能力 比杉木、马尾松、桉树等 速生树种强，是较为理想的森林碳汇树种 ( 例如肖复明等，2 0 0 7 ；L o u e t a 1 ，2 0 0 9 ；Y e n a n d L e e ， 2 0 1 1 ；L o b o v

10、i k o v e t a 1 ，2 0 1 1 ；J i a n g e t a 1 ，2 0 1 1 ；Ku e h l e t a 1 ，2 0 1 3 ) 。这些研究为科学认识毛竹林 的固碳特征与固碳能力以及毛竹与其它树种固碳能力的差异提供了基础，也为碳汇树种及其经营类 型的选择提供了一定的理论指导。 然而，上述 已有相关研究也还存在一些不足和值得进一步提升的空间。首先 ，已有研究仅仅从 生物学的视角，对不同树种或其不同经营类型下的固碳能力进行了对 比，并没有对其经营效益做出 评价；更没有就碳汇政策、投入品与产出品价格变化等经济因素对林地经营效率，进而对树种与林 地经营类型选择可能产生

11、的影响进行分析。事实上，在个体经营林地的情况下，农户经营林地 以林 地经营收益最大化为目标，与政府追求的森林碳汇最大化 目标未必兼容。其次，已有研究往往将毛 竹林视为单一林分，没有考虑不同经营类型毛竹林的差异。 事实上， 毛竹林根据其经营目标的不同， 可以分为毛竹材用林、毛竹笋竹两用林和毛竹笋用林三种经营类型；而且不同经营类型的毛竹林在 要素投入要求、 林地留竹密度、 产量水平与产品结构以及固碳能力等方面均有差异 ( 金爱武， 2 0 0 6 ) 。 为此，本文拟在借鉴 已有相关研究成果的基础上，以中国南方杉木与毛竹重要分布区域浙江省 。 参见国家林业局： 第八次全国森林资源清查主要结果 (

12、2 0 0 9 - 2 0 1 3年) ，国家林业局 ( h t t p ： w w wf o r e s t r y g o v c n ) ， 2 01 4年 。 。 参见 F A O： G l o b a l F o r e s t R e s o u r c e A s s e s s m e n t 2 0 0 5 ， F AO ， h t t p ： w w w f a o o r g , 2 0 0 5 5 8 考虑碳汇收益情境下毛竹林与杉木林经营的经济学分析 为研究区域，基于农户层面的毛竹与杉木经营投入产出数据和树木生长模型，建立纳入碳汇收益的 林地经营效率评价模型，在分析毛竹

13、材用林、毛竹笋竹两用林和杉木林三种不同经营类型林地经营 效率差异的基础上，模拟不同情景下林地经营效率的变化趋势及其对树种与经营类型选择的可能影 响，以期为农户林地经营决策与政府部门科学制定相关政策提供参考。 二、研究方法与数据 ( 一)研究方法 1 纳入碳汇收益的林地经营效率评价模型。评价林地经营效率的方法包括林地经营净现值法、 成本收益率法、内部收益率法和利润最大化法等 ( Z h a n g ，2 0 0 3 ；Gu o e t a 1 ，2 0 0 6 ) 。其中，林地经 营净现值法是目前林地经营效率评价中最为常用的方法。林地经营净现值法根据评价期限的不同， 可以分为有限期林地经营净现值

14、法和无限期林地经营净现值法两类。 对于有限期林地经营净现值法， 如果不同树种经营周期存在差异，林地经营净现值指标需要折算为年均指标才具有可比性；对于无 限期林地经营净现值法，则无需考虑不同树种经营周期的差异，无限期林地经营净现值是有限期林 地经营净现值的一个特例。本文采用无限期林地经营净现值指标 ( 以下简称 “ 林地经营净现值 ” ) 对 林地经营效率进行评价。F a u s l ma n n模型是确定无限期林地经营净现值及其相对应的森林最优轮伐 期的最为常用、最具代表性的模型，其一般化公式可表示为： ： 墨 二 ： ( 1 ) ( 1 一 e ) ( 1 )式中， 为林地经营净现值； 为轮

15、伐期， 为年份， 为贴现率，e 为第 f 年的林 地经营成本 ( 包括造林成本) ，足为第 f 年的林地经营收益。对 ( 1 )式求极大值，可以得到林地经 营净现值 ( N PV )和相对应的森林最优轮伐期 ( T) 。如果在 F a u s t m a n n模型中纳入森林环境效益 ( 例如碳汇收益 ) ，( 1 )式即成为 F a u s t ma n n - H a r t m a n模型，该模型可以用于拓展分析纳入环境效益 的林地经营效率。 基于 F a u s t ma n n - H a r t ma n模型，结合本文研究目的，构建如下的林地经营效率评价模型： r 、 ( ) +

16、( f ) P 一 ( f ) 人 = o_ 三 0_ ( 2) ( 1 一e ) r r 、 。 + + 。 一 。 = )_ - ( 3) 一 ( 1 一 ) r r r 、 + + 7jl ： (t) S e - ： ( = )_ _ ( 4) ( 1 一 ) 在 ( 2 ) ( 4 )式中， 、 尸 和 分别表示杉木林、毛竹材用林和毛竹笋竹两用林 的林t -t !t 营净现值； 、 、 、 和 分别为杉木、碳汇、竹材、竹笋和投入品的实际价格 ( 向量) ； _厂 、 6 1 和 6 2 分别为杉木林、毛竹材用林和毛竹笋竹两用林经营投入品向量 ( 例如种 考虑碳汇收益情境下毛竹林与杉木林经营的经济学分析 苗、用工和肥料等) ； ( f )