投资项目分析案例答案 项目投资决策分析论文

原薛蓓蓓等南京林业大学学报。

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基于碳汇木材复合经营目标的综合效益及影响因素分析

薛蓓蓓，田国双*

东北林业大学经济与管理学院。

大气中CO的增加是造成气候变化的主要原因，将对环境和经济发展产生很大影响。在生长过程中，森林吸收大气中的CO，将大气中的一部分碳储存在林分和土壤中，从而减少大气中的碳量。

rkmode-color: #A3A3A3;”>CO浓度，减缓气候变化带来的损失。森林是陆地生态系统的主体，承担生态建设和林产品供给的重要任务，随着社会发展，碳汇效益已经成为森林综合效益的重要组成部分。

基于碳汇效益的综合效益研究起步较晚，如有关不同碳补贴方式对最优轮伐期和碳汇供给影响的研究，运用改进的 Hartman 模型分析碳交易对湿地松经营强度影响的研究，木制品碳排放对最优轮伐期和林地净现值影响的研究，有关碳汇经营目标下不同经营主体碳汇供给潜力，以及碳汇效益对森林经营决策的影响的研究。现有文献大多数是轮伐期较长的树种，对短轮伐期速生树种的案例研究及其对比分析鲜见报道。杉木、桉树是中国南方重要速生用材林树种，具有良好的经济、生态和社会效益。福建省自然条件优越，适宜杉木和桉树人工林推广种植，人工林蓄积量占全国 10％。杉木和桉树拥有巨大的碳汇潜力，在森林碳汇中占有重要的地 位，已成为森林碳汇的主要来源树种。

杉木和桉树是我国南方人工林重要树种，木材产出和生态效益显著，在国民经济中发挥重要作用。然而，现有造林成本剧增，木材市场低迷，林农造林意愿减弱，一定程度影响了现有人工林可持续发展。全球气候变化的主要原因是由大气中 CO浓度升高引起的温室效应。森林可以吸收大气中 CO并储存在林木和土壤中，降低了大气中 CO浓度，延缓了温室效应，凸显了森林生态功能。碳交易通过碳补贴实现森林的生态效益，使森林生态功能货币化。基于碳汇效益的综合效益已成为碳汇木材复合经营的主体，分析经济因素变动对综合效益、木材效益和碳汇效益影响，对实现多效益经营最优森林管理具有重要的现实意义。

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作者简介

通讯作者

田国双，男，1963年7月生，东北林业大学经济与管理学院教授，博士生导师，管理学博士。主要从事森林资源环境核算与资金管理。

第一作者

薛蓓蓓，女，1979年3月出生，东北林业大学林业经济管理专业博士研究生。

关键词：碳汇效益；木材效益；Faustmann-Hartman模型；林地综合效益；杉木；桉树

基金项目：国家自然科学基金项目(71973021);国家林业和草原局林业软科学研究项目(2017-R18)。

引文格式：薛蓓蓓,田国双.基于碳汇木材复合经营目标的综合效益及影响因素分析[J].南京林业大学学报(自然科学版),2021,45(2);205-212.XUE B B，TANG S.Analysis of comprehensive benefits and influencing factors based on the combined economic value of carbon sequestration and timber benefits[J]. Journal of Nanjing Forestry University (Natural Sciences Edition),2021,45(2):205-212.DOI:10.12302/j.issn.1000-2006.202009015.

1目的

研究基于碳汇木材复合经营目标的最优森林管理,为提高森林综合效益提供理论依据。

2方法

基于福建顺昌国有林场杉木和桉树经营成本数据,结合生长收获模型和碳储量模型,利用修正的Faustmann-Hartman模型,以社会效用最大的综合效益为决策目标,模拟分析营林成本、碳价格、木材价格和利率变动对杉木、桉树多效益经营综合效益的影响。

2.1 试验材料

福建省位于中国东南沿海(115°50'~120°40'E，23°33'~28°20'N),地处亚热带,气候条件优越,雨量充沛,光照充足,年平均气温17~21℃,年平均降雨量1400~2 000 mm,林地面积约926.67万hm，占土地总面积76.28%，森林覆盖率为66.80%,森林蓄积量7.29亿m。顺昌国有林场(以下简称林场)位于福建省顺昌县(117°29’~118°14'E，26°38'~27°12'N)。顺昌县位于福建省中部偏北,闽江上游金溪、富屯溪交汇处,武夷山脉东南麓,系杉岭东伸支脉,是国家南方重点林区和林业重点县,全县有林地面积约15.3万hm,林木总蓄积量达1 400万m,森林覆盖率达82.8%。

2.2 多效益经营最优轮伐期模型

森林单一木材产出的最优轮伐期研究始于Faustmann,当考虑保持水土、涵养水源、调节气候、生物多样性保护、森林的游憩价值等生态环境效益以及油料、药材等非木质产品效益时，Faustmann模型很难准确预测。在此基础上，Hartman将森林生态系统服务纳入到Faustmann 的模型中,分析了多效益经营的最优轮伐期决策问题,提出了Faustmann-Hartman模型。由于考虑采伐后木制品的碳排放成本,本研究依据修正的Faustmann-Hartman模型,得出多效益经营最优轮伐期模型。

根据《中华人民共和国气候变化第二次国家信息通报》土地利用变化和林业温室气体清单的数据( www.carbontree.com.cn)两个树种的具体参数如表1所示。

▼表 1 碳转换系数参数

▲杉木林

▲桉树林

2.3 数据来源

根据2017—2019年实地调研,杉木每公顷种植3000株,桉树每公顷种植2250株,杉木和桉树营林措施主要包括种苗培育、挖地、炼山、施底肥、除草、割灌、幼龄林抚育和中龄林抚育等。杉木和桉树单位面积经营成本投人见表2。

▼表 2 单位面积经营成本投入

注：营林成本在计算经济效益时需折现到轮伐期期初。

成本投入主要发生在前 4a，在造林初始阶段主要有整地用工、挖穴用工、种植用工、种苗成本和化肥投入等，幼龄林抚育阶段投入主要有补植用工、除草用工、抚育管护用工以及种苗成本等，中龄林抚育阶段投入主要有除草用工、抚育性间伐用工等。此外，选择 160户造林户和 150名林场从业人员进行访谈和问卷调查，得到杉木和桉树单位面积的经营成本投入。

3结果

在当前营林成本和经营强度不变的情况下,多效益经营提升了综合效益,说明碳汇经营具有一定的投资效益。在营林成本变动(-40%~40%）范围内,随着营林成本的增加,杉木综合效益从40402.33元/hm下降到5599.02元/hm ,桉树综合效益由51 521.61元/hm下降到15530.34元/hm,两树种轮伐期均延长2 a。碳价格由0上升到500元/t时,杉木综合效益由21423.52元/hm上升到34 209.48元/hm,最优轮伐期均为20 a;按树综合效益从25845.13元/hm上升到92644.11元/hm,最优轮伐期由8 a下降至6 a。在木材价格变动(-20%~20%）范围内,随木材价格的增加,杉木综合效益由4545.44元/hm上升到41117.14元/hm,最优轮伐期缩短1 a;按树综合效益由9575.92元/hm上升到56 470.14元/hm ,最优轮伐期缩短3 a;利率从1%上升到7%时,杉木综合效益由383 745.32元/hm下降到890.14元/hm ,最优轮伐期缩短6 a;按树综合效益由254648.72元/hm下降到16 728.99元/hm ,最优轮伐期缩短1a。

3.1 综合效益和最优轮伐期分析

根据上述的研究方法和收集整理的数据，利用公式（1）—（7）模拟计算杉木和桉树的碳储量、木材效益、碳汇效益和综合效益，发现随着林龄的增加，杉木和桉树的碳储量逐渐增加，但增幅逐渐下降；木材效益、碳汇效益和综合效益均先上升后下降；杉木木材效益及综合效益均在第 20年时达到最大值，桉树的木材效益和综合效益分别在第8、7年时达到最大值，表明在当前营林成本和经营强度不变的情况下，多效益经营提升了综合效益，碳汇经营具有一定的投资效益（表3）。

▼表 3 单位面积杉木、桉树人工林的经济效益

3.2 综合效益和最优轮伐期影响因素分析

3.2.1 营林成本对综合效益和最优轮伐期的影响

营林成本是指进行整地造林、抚育、间伐等经营活动所需的投入费用。在单一木材生产目标下，营林成本与木材效益呈负相关，即在其他因素保持不变的情况下，随着营林成本的增加，木材效益显著下降。为了分析营林成本变动对综合效益和最 优轮伐期的影响，在目前营林成本基础上波动 40％，分别对杉木、桉树综合效益和最优轮伐期进行对比分析（图 1）。结果表明：随着营林成本的增加，杉木、桉树综合效益、木材效益和碳汇效益均呈下降趋势,最优轮伐期随营林成本增加而延长。杉木综合效益从40 402.33元/hm下降到5599.02元/hm，下降了86.14%。其中，木材效益由39103.97元/hm下降到4345.68元/hm,下降了88.89%,碳汇效益由1 298.36元/hm下降到1253.34元/hm,下降了3.47% ,杉木轮伐期变动范围为19~21 a;相比较，桉树综合效益由51 21.61元/hm下降到15530.34元/hm，下降了69.86%。其中,木材效益从44631.98元/hm下降到9 466.06元/hm,下降了78.79%,碳汇效益由6 889.64元/hm下降到6 064.29元/hm，下降了11.98% ,桉树轮伐期变动范围为6~8 a。杉木的综合效益和木材效益对营林成本变动敏感性大于桉树，碳汇效益敏感性小于桉树，最优轮伐期敏感性与桉树相同。

▲图 1 营林成本对杉木和桉树经济效益和最优轮伐期的影响

注：AM.桉树木材效益;AC.桉树碳汇效益;AZ.桉树综合效益;SM.杉木木材效益;SC.杉木碳汇效益;SZ.杉木综合效益.下同。

3.2.2 碳价格对综合效益和最优轮伐期的影响

为了模拟分析碳价格对综合效益和最优轮伐期的影响,将碳价格变动区间设为0~500元/t(表4)。模拟结果表明:碳价格变动与碳汇效益和综合效益呈正相关,对杉木最优轮伐期未见影响,与桉树最优轮伐期呈负相关。随着碳价格上升,杉木综合效益由21 423.52元/hm上升到34 209.48元/hm,增长了59.68%;碳汇效益由0上升到12 785.96元/hm;木材效益和轮伐期维持不变。相比较,桉树综合效益从25845.13元/hm上升到92644.11元/hm,上涨了258%;碳汇效益则由0上升到68846.36元/hm;木材效益25845.13元/hm下降到23 797.75元/hm,下降了7.92% ;最优轮伐期由8 a缩短为6 a。其中,当碳价格由0元t上升到50元/t时,最优轮伐期由8 a缩短为7a;当碳价格上升到300元/t时,最优轮伐期又缩短了1 a(表4)。杉木的综合效益、碳汇效益、木材效益和最优轮伐期对碳价格的敏感性均小于桉树。

▼表 4 碳价格对杉木、桉树经济效益和最优轮伐期的影响

3.2.3 木材价格对综合效益和最优轮伐期的影响

当前碳价格较低且面临着很大的不确定性，木材效益仍是综合效益主要来源。为了 分析木材价格变动对综合效益和最优轮伐期的影响，在当前木材价格基础上波动 20％，分别对杉木和桉树综合效益和最优轮伐期进行对比分析（表 5）。模拟结果表明：木材价格与综合效益、木材效益及碳汇效益呈正相关,与最优轮伐期呈负相关。随着木材价格的增加,杉木综合效益由4545.44元/hm上升到41 117.14元/hm,增加了8.05倍。其中，木材效益由3 292.09元/hm上升到39 838.54元/hm，增加了11.10倍;碳汇效益由1 253.34元/hm上升到1278.60元/hm,上升了2.02%,最优轮伐期由21 a缩短为20 a。相比较，桉树综合效益由9575.92元/hm上升到56 470.14元/hm,增加了4.90倍。其中，木材效益由3 914.64元/hm上升到49580.50元/hm,增加了11.67倍;碳汇效益由5 661.29元/hm上升到6 889.64元/hm,上升了21.67% ;最优轮伐期由9a缩短为6 a。杉木的综合效益对木材价格的敏感性大于桉树,而碳汇效益、木材效益和最优轮伐期对木材价格的敏感性小于桉树。

▼表 5 木材价格对杉木、桉树经济效益和最优轮伐期的影响

3.2.4 利率对综合效益和最优轮伐期的影响

林业生产周期长、风险大,利率水平反映了投资的机会成本,对经济效益产生较大的影响,模拟分析结果表明(图2):利率水平的变动对经济效益和最优轮伐期具有显著的负向影响,这表明,在其他因素不变的情况下,随着利率水平的提高,经济效益将下降。当利率从1%上升到7%时,杉木综合效益由383 745.32元/hhm下降到890.14元/hhm,下降了99.77%;木材效益由373 951.57元/hhm下降到149.83元/hhm,下降了99.96%;碳汇效益由9 793.75元/hhm下降到740.31元/hhm,下降了92.44%;最优轮伐期由25 a缩短为19 a。相对比,桉树综合效益由254 648.72元/hm下降到16 728.99元/hm，下降了93.43%;木材效益由218838.05元/hm下降到12435.87元/hm,下降了94.32%;碳汇效益由35 810.67元/hm下降到4293.12元/hm,下降了88.01%;最优轮伐期由8 a缩短为7 a。杉木、桉树综合效益之差在利率上升到4%时由正转为负,此后随着利率的上升,杉木、桉树综合效益之差逐渐加大(图2a)。杉木的综合效益、木材效益、碳汇效益和最优轮伐期对利率变动的敏感性均大于桉树;就杉木而言,利率每增加1%,轮伐期基本提前1 a(图2b)。

▲图 2 利率对杉木和桉树经济效益和最优轮伐期的影响

4结论

杉木、按树的综合效益受碳价格和木材价格正向调节,受利率和营林成本的负向调节;杉木、桉树的综合效益对不同经济因素敏感性大小和顺序不同;在森林综合效益方面,桉树大于杉木;在应对气候变化方面,杉木响应优于桉树。

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