林农复合经营综合收益预测与分析——预测模型在河北林—粮间作中的应用

齐 岩 吴保国

(中国农业大学，北京，100083) (北京林业大学)

由于土地资源有限，林业生产经营的理念发生了变化，综合开发森林多种功能、实现综合效益成为林业生产经营活动的指导思想，林农复合经营应运而生。林农复合经营有很多人从不同角度给出了定义［1-2］，认为林农复合经营定义为在同一土地经营单元上，将在生态和经济上存在相互联系的多年生木本植物与栽培作物或动物结合在一起，通过空间或时序的安排以多种方式配置的一种土地利用制度或系统。

林业与农业的结合将提高林地的使用效率，改善生态环境，增强林地功能，这种增强将体现在整个林地收获之中，因此，有必要将林地的非林业经济收益、尤其是生态效益整合到林地预期收益中，衡量林地的综合收益。本文尝试对现有的林地收获模型进行发展，通过模型进行林地的复合经营综合收益预测，为农民提供经营决策支持。为简化研究，本文选择了华北平原常用的林—粮间作的复合经营模式进行综合收益预测与分析，演示建立的综合收益预测模型的工作原理。

1 研究现状

关于林农复合经营综合收益的评价，国外学者多采用目标优化模型等现代数学模型方法，如Zhou等［3］、Mendoza 等［4］、Werf［5］等。国内学者多采用层次分析法，它的工作原理和步骤是先确定研究目标，针对研究目标建立评价指标体系，然后分别计算各评价指标值，最后结合各指标的权重得出复合经营系统的综合效益值，对比得出最佳经营方案［6-7］。

多目标优化模型与层次分析法有其优势所在，但均存在局限性。层次分析法能够将生态效益、经济效益和社会效益指标纳入评价体系，但由于衡量单位不一致，最终提供的综合效益值并非经营者的货币收入;此外，社会效益中的一些指标计算一定程度上与经济收益重叠，由此得出的综合效益值是相对值。多目标线性规划模型的优点是容易理解和方便使用，缺点在于经营实践中各变量、各收益指标间的关系并非线性，因此该方法实践性不强。本研究通过借鉴与发展Hartman模型，建立针对一家一户的林农复合经营综合收益预测模型，使农民在经营活动中，通过输入相关市场价格和生产资料成本等参数，得到综合收益的预测和分析，使农民实现独立生产经营综合收益的预测和决策。

此外，贯穿本文有两个重要的经济学概念机会成本和资本收益率。机会成本是所放弃的选择的价值，即将某种资源用于某个项目而放弃用于其他项目可能损失的利益。农民自己经营土地所丧失的土地转让收入即为机会成本。资本收益率是一个百分率，可理解为投资回报率［8］。资金作为金融资产，它的收益率即为利率。本文涉及的贷款利率既可作为资金使用的成本，也可作为最低的预期资本收益率。

2 林农复合经营综合收益预测模型

从 19世纪到 20世纪，Faustmann、Presler和Ohlin先后发展了之前的最优轮伐期理论，最终形成Faustmann最优轮伐期模型。Hartman木材与生态舒适性产出评价模型(简称Hartman模型)是由Hartman在20世纪70年代中期基于对Faustmann模型的发展和延伸而提出的，综合考量森林的经济收益和生态收益，随后众多学者对其进行发展和延伸［9］。包含碳汇收益及木材收益核算的Hartman模型的表达式如公式(1)所述：

本文在Hartman模型基础上，将农业生产收入和成本体现在Hartman模型中，则可建立起林农复合经营综合收益预测与评价模型，该模型可以表述为公式(2)形式：

在公式(1)和公式(2)中，LEV是Land Expected Value的缩写，译作土地期望值;T为林龄，如林龄为1 a，则为T1;t为时间变量，取值范围为从0至给定的林龄T年;r为预期资本收益率、或贷款利率、或折现率;C为造林成本;pT为木材价格;VT为在林龄T年的活立木蓄积;pc为碳汇价格;gt为活立木t年的生长量;qt为t年采伐的木材的腐烂速度;d为采伐的木材完全腐烂的时间长度;pt为林副产品的价格;Vt为林副产品的产量;pa为农产品价格;Va为农产品产量;Ra为其他相关的农业收益;Ca为农业经营成本。

碳汇价值的计算包含几个关键步骤［10-12］：

①以林木蓄积为依据计算林农复合经营系统中的总生物量。将蓄积量转化为生物量可以依据公式B=aV，其中B为总生物量，V为林木蓄积量，a为系数，根据杨树的生物量结构，B=1.49V。

②将总生物量转化为碳汇储量。通常，对植物生物量转化为碳储量是按照植物干重有机物中碳所占的比重进行，树种的组成、林龄和种群结构不同则转化率不同，但差异不大，一般在0.45～0.5的范围内。由于获取各种植被类型的转化率具有难度，所以国际上通常采用0.5的转化率，则碳汇储量=生物量×0.5。

③依据碳汇的市场价格和碳汇储量计算碳汇价值。根据碳税收的价格和工业制氧的市场价格，碳汇价格可以采用城市森林固碳的造林成本值273.3元/t。

3 林农复合经营综合收益预测

永福庄乡地处河北省邢台市任县中部，东经114°44'33″～114°47'06″，北纬 37°11'55″～37°13'34″，处于大泽西部边缘地带，地势平坦。经济以农作物为主，近年来林农复合经营在当地兴起并处于上升发展阶段。在河北省邢台市任县永福庄乡选取速生杨—小麦复合经营模式进行综合收益的预测和评价，冬小麦在河北地区为一年一季，一般在11月份播种，次年4、5月份收割。在纯农经营模式下当地小麦的平均产量是6 000 kg/hm2;当地广泛栽种的树种是生产周期相对短、经济效益较高的欧美杨(Populus canadensis)107号、108号，主要用途是板材用材，参照河北省的杨树造林技术规程的标准种植密度是630株/hm2［13］。当地农民在杨树种植的前3 a在林下间作小麦，以提高收益和土地利用率。

2009年4—5 月永福庄乡相关生产资料成本和市场价格通过计算调研数据平均值取得，具体数值如下：

①土地使用的机会成本为9 000元/hm2·a，也就是说该经营者若将此土地出租给他人经营，则可获得每年每公顷9 000元的租金收入。

②该文采用5 a期以上贷款利率5.94%为预期资本收益率，因本实例中的土地经营视为持续经营，即农民拥有土地的使用权，并且在承包期届满之后可以继续承包。

③造林成本：苗木费3元/株，整地费(包括客土)、栽植费、灌水等的费用共3 180元/hm2，合计为5 070 元/hm2。

④调研时当地此类原木收购价格为850元/m3。

⑤碳汇价格采用上文的森林固碳的造林成本值273.3 元/t。

⑥研究采用河北省林业调查规划设计院建立的速生杨的3级胸径—林龄模型、树高—胸径模型和树高胸径二元材积模型导出的以林龄为变量的材积收获模型，以考察一般立地条件下的林木生长状况［13］。

3级胸径—林龄模型：D3=EXP(3.623 291+0.579 5344LOG(1-EXP(-0.045A)，2.718 282))

3级树高—胸径模型：H3=24.071 48(1-EXP(-0.03D))^0.566 63

二元材积模型：V=0.000 064 05D^2.013 964H^0.758 265

⑦短期林—粮间作的农作物密度同纯农经营，间作的3 a中小麦的产量是递减的，和同等面积土地上的纯农经营收益相比，间作第1年平均取得90%的收益，第2年平均取得60%的收益，第3年只能取得30%的收益。当地农民的经验也符合中国林业科学研究院关于农林间作的科普常识总结的结论［14］。

纯农经营模式下种植小麦的每公顷相关成本如下：a.农业资料费用5 925元/hm2，包括种子费900元，化肥、农药费为3 000元，灌溉费450元/hm2，机械作业费包括翻地、施肥播种、收割等等合计1 575元/hm2。b.人工费用每公顷为1 500元。c.土地使用的机会成本为9 000元/hm2·a。小麦的收益情况：小麦售价为1.8元/kg;种植小麦的直补、农资综合补贴、良种补贴合计为1 029元/hm2。

利用公式(2)可得出当地若干年杨—粮间作复合经营模式的综合收益预测值，提取林龄为1～20 a的复合经营的综合收益预测结果进行演示，可得到每公顷综合收益预测结果如表1所示。

表1 河北省邢台市任县永福庄乡林农复合经营模式综合收益预测结果

在速生杨—小麦复合经营模式下，即在林带内第1～3年间作小麦后，将土地机会成本纳入预测体系前提下，能够产出最大综合收益的人工用材林的经济成熟龄为7 a，最大综合收益期望值为29 939.85元/hm2。其中，碳汇收益期望值为8 720.55元/hm2，木材与小麦收益期望值为21 219.3元/hm2，林龄为7 a时的综合收益现值为21 235.35元/hm2。则理论上的经济成熟龄为7 a，但是实践中农民还需要结合市场供需情况，做生产经营决策。

若不考虑土地使用的机会成本，即将土地机会成本从计算中刨除，可以得到表2河北省邢台市任县永福庄乡林农不含土地机会成本的复合经营综合收益的预测结果。

在速生杨—小麦复合经营模式下，若不考虑土地使用的机会成本，能够产出最大综合收益的人工用材林的经济成熟龄也是7 a，最大综合收益期望值为176 999.55元/hm2。其中，碳汇收益期望值为8 720.55元/hm2，木材与小麦收益期望值为168 279元/hm2，林龄为7 a时的综合收益现值为71 263.2元/hm2。

表2 河北省邢台市任县永福庄乡林农不含土地机会成本的复合经营模式综合收益预测结果

4 结论与讨论

通过实例预测结果的分析可以看出，通过应用林农复合经营综合收益预测模型计算各年可能取得的经济收益和生态收益、以及经济成熟龄，可以为农民选择最优轮伐期提供理论依据。此外，通过计算农民自己经营土地所丧失的转让土地使用权的收入、即土地使用的机会成本，可以看出土地机会成本对于计算人工用材林的经济成熟龄没有很大影响，但对林农复合经营综合收益的绝对值计算影响较大，若考虑土地机会成本，则可得到自行进行复合经营的农民与转租土地给他人经营的农民相比的额外经营收入。此外，农民进行生产经营决策还要结合市场供需状况、家庭成员结构等各种客观因素和主观因素，进行综合考量和判断选择，通过本文建立的复合经营综合收益预测模型辅助生产经营决策，即实现了本研究的目的。

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