马尾松林碳汇经济成熟问题的研究

谢如松，李晓伟，陈昌雄，吕新影

（福建农林大学 林学院，福建 福州350000）

目前，国内对森林碳汇价值评估的研究不是很多，但正在积极地进行着探索［1～4］。闫淑君等［5］对森林碳汇价值评估进行了研究，认为该评估就是以森林碳汇功能为评估对象，进行市场价值的判断，它与一般的资产评估一样，是一种动态的、市场化的社会经济活动。同时指出，在当前的国际形势下，对森林碳汇价值评估比较适用的方法是市场价值法，即先定量地评价森林碳汇功能效果，再根据这些效果的市场价格来评估其经济价值。在实际评估中的评价过程是，先计算森林固碳量，再根据市场价格，计算出总经济价值。国外的研究要更多一些。本·琼（Ben Jong）［6］以南墨西哥为例，对增加森林碳汇潜力的不同技术进行了经济分析和评价，结果表明，提高森林经营管理水平可以经济、有效地提高森林碳汇的潜力；理查德·纽威尔（Richard Newell）［7］研究了碳汇成本对管理、采伐制度、相关产品价格、折扣率等影响因素的敏感性；亚当斯（Adams）［8］对碳汇成本的各影响因素进行了研究，结果显示，管理要素的改变会对碳汇成本的短期影响最大，而土地使用面积的变化则对其长期影响最大。本文通过森林清查数据，利用相关模型估算不同初始密度下的森林碳汇量，进而研究其碳汇经济成熟问题。探索不同初始密度下碳汇经济成熟变化规律，为不同初始密度下碳汇经济成熟的初步研究提供相关理论支持。

1 资料收集与整理

通过样地调查，得出了大青山不同初始密度下的马尾松各年龄的胸径、树高、蓄积量的数据；碳汇的定价方法有多种，常见的方法主要有：人工固定二氧化碳成本法、造林成本法、碳税法、变化的碳税法、损失估算法以及支付意愿法等。通过2013年4月的碳交易价格，确定其价格为106.13元·t－1。营林生产成本根据当地林业生产成本的社会评估发生额并参考周边国有林场的林业生产情况，经综合分析后确定为：第一年8250元·h m－2，第二年2400元·h m－2，第三年1200元·h m－2，从第四年起，每年管护成本为195元·h m－2。

2 研究方法

按照理论研究与实证研究相结合、定性研究与定量研究相结合的原则，通过查阅相关研究成果，了解和掌握相关研究的理论动态；通过问卷调查和查阅统计年鉴等资料获取研究数据作为实证研究的数据基础。对森林碳汇价值评估比较适用的方法是市场价值法，即先定量地评价森林碳汇功能效果，再根据这些效果的市场价格来评估其经济价值。在实际评估中的评价过程是，先计算森林固碳量，再根据市场价格，计算出总经济价值。

（1）在样地选择上，采用分层抽样调查法。

（2）对森林碳汇量的估算借鉴方精云等人生物量的计算公式计算出林分生物量［9］，再乘以比例系数得出林分碳汇量。

（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，根据相互间的比例关系，计算出林下植物固碳量和林地固碳量。

（4）在碳汇经济效益评价上，采用成本收益分析法。

3 结果与分析

3.1 马尾松林碳储量的计量

3.1.1 马尾松林分生物量固碳量的计算

目前，估算森林碳汇量的方法很多，主要有以下3种：一是抽样测定森林生物量；二是利用气象技术，测定森林碳汇量；三是通过森林清查数据，利用相关模型估算森林碳汇量。本研究对森林碳汇量的估算借鉴方精云等人生物量的计算公式：

式中，Y为林分生物量；X为林分蓄积量；a，b为常数。

其中生物量换算因子的相关系数采用方精云等人的研究成果［9］。得出马尾松生物量的计算公式：

式中，X为马尾松的蓄积量。

得出的生物量乘以碳汇转换系数就是碳汇量，较常用的转换系数为0.45［10］。

通过对大青山马尾松人工林不同初始密度自然生长过程进行研究分析，结果如表1所示。

表1 马尾松生物量与碳汇量计算结果Table 1 Biomass and Carbon Sequestration Results of Pinus massoniana

3.1.2 林下植物与林地固碳量的计算

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，根据相互间的比例关系，森林全部固碳量计算公式［4］可表达为：

其中：CF为森林全部固碳量；C为林木生物量固碳量；Sij为第ii类地区第j j类森林的面积；Ci为第ii类地区第j j类森林类型的森林碳密度；Vij为第ii类地区第j j类森林类型的森林单位面积蓄积量；α为林下植物碳转换系数＝0.195；β为林地碳转换系数＝1.244；δ为生物量扩大系数＝1.90；ρ为容积系数＝0.5；γ为含碳率＝0.45。

注：各种换算系数来源于政府间气候变化委员会 （IPCC，Inter gover n mental Panel on Cli mate Change）的技术手册［11］。

可得各年龄马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计算结果／Mg C·h m－2Table 2 Car bon Sequestration Results of forest land and under growth plant／Mg C·h m－2

3.2 碳汇经济成熟

3.2.1 碳汇经济成熟的定义

现代社会，尤其是在市场经济条件下，衡量经济效果的标准已经趋向于统一，即用货币收入量评价，这就产生了经济成熟的概念。在森林生长发育过程中，货币收入达到最多时的状态称为经济成熟，此时的年龄称为经济成熟龄。计算经济成熟龄的方法很多，大致分为两大类：总收入最多和纯收入最多的成熟龄。其中，在纯收入最多的方法中又可分为两类：未计算利息和计算利息的成熟龄计算方法。几种有代表性的经济成熟龄计算式：净现值法、内部收益率法、增值指数法、土地纯收益最高成熟龄法、指率式法。本文采用净现值法，净现值缩写为PN W，它是现在被世界各国广泛采用的一种评价投资效果的方法。它的特点是考虑了货币的时间价值，将森林经营期间各时间段的货币按贴现率换算为现价，再计算经营的盈利与亏损。计算公式如下：

式中：PN W为净现值；Rt为t年时的货币收入；Ct为t年时的货币支出；t为年份，t＝0，1，2，3……，n；P 为利率，即贴现率；n为期间（年）；用PN W评价经营效果的方式为：

（1）PN W≥0时，说明继续经营还能盈利；（2）PN W＜0时，继续经营则亏损（经营初期除外）；（3）PN W＝0时，是盈利与亏损临界，一般将它作为经济成熟的标准，但它常常不是单位面积林地年均经济收益最多的；（4）当有年份t0（0＜t0≤n），使PN W／t0达到最大值，即年均净现值最大时，则判定达到经济成熟。t0为净现值成熟龄，是经营者最希望得到的收获。

由此，碳汇经济成熟可表示为下式：

式中，Zi为第i年的年平均碳汇价值净现值（元·），PN W 为马尾松第i年的碳汇经济价值净现值（元），t0为年龄。

参照森林经济成熟的定义［13］，可将碳汇经济成熟定义为：当森林年平均碳汇经济价值净现值达到最大时，可认为达到森林的碳汇经济成熟，此时的年龄可称为碳汇经济成熟龄。

3.2.2 碳汇经济价值与成熟的计量与分析

2005年初，我国首个碳排放交易所在北京产权交易所挂牌，为国内企业和国外买方交易温室气体排放权提供了平台。由于碳汇交易均价数据难以取得，因此碳汇价格采用2013年4月11日的最近交易数据，见表3。汇率采用中国外汇交易中心受权公布2013年12月5日人民币汇率中间价：1欧元对人民币8.3305元。数据来自于Point Carbon＇s daily publication providing closing assessments and news for the European carbon market.

表3 2011年4月11日碳交易价格／欧元·t－1Table 3 Transaction Price，Daily 11 April 2011

由表4可知，CER的Dec 11－12 strip值为12.74（约¥106.13），并且利率假设为6.0%并保持不变，对其碳汇经济价值进行计算。可计算出马尾松各年的碳汇经济价值、净现值、年均净现值，汇总见表4。

表4 马尾松碳汇价值汇总／元·h m－2Table 4 Summary of Carbon Sequestration Value of Pinus massoniana／yuan·h m－2

结合表4内容，用excel对马尾松年平均碳汇经济价值净现值变化进行分析，得到不同初始密度下的马尾松年平均碳汇经济价值净现值方程及相关系数如下：

其中，马尾松年均单位面积碳汇经济价值净现值变化曲线如图1所示。

图1 不同初始密度下马尾松年均单位面积碳汇经济价值净现值变化曲线Fig.1 Change on Per Unit Area of present net worth of Pinusmassoniana under different initial density

4 讨论与结论

通过上述的讨论，得出碳汇经济成熟龄与初始密度的变化规律是：不同初始密度，达到碳汇经济成熟时的年龄和年平均碳汇经济价值净现值均不同，初始密度越高，达到碳汇经济价值成熟龄时越早，年平均碳汇经济价值净现值也越高。在森林碳汇项目中应采用合理的初始密度，通过选育良种和合理施肥来提高林分生长和维持林地生产力，以确保收获更多的碳汇经济价值。碳汇经济价值成熟年龄的确定有助于森林碳汇项目期限的确定以及树种的选择，对于时间已经确定的项目应选取适合的树种，使其在项目结束时达到碳汇经济价值成熟的年龄。

由于此次研究受数据、时间等客观因素的影响，还存在一些不足之处：

本文仅对比了不同初始密度下马尾松林碳汇经济价值的变化，实际操作中影响因子还有很多，比如林分密度、立地条件、利率等。后人可以进一步研究各个因素分别对森林碳汇经济成熟的影响，也可以对这些影响因素进行对比分析，并对它们的影响程度进行排序，以为森林的经营者、管理者等在有关碳汇决策方面提供科学依据。

在确定森林碳汇经济价值和净现值时，碳汇交易价格、利率和欧元对人民币的汇率保持12.74、6%和8.3305%不变，而事实上随着经济和市场的变化，其都在不断的变化当中，故用其固定值计算会产生一定的误差。

计算马尾松每年的碳储量时，借鉴方精云等人生物量的计算公式，再乘以相应的转换系数得出每年的碳储量，并没有建立马尾松的碳储量模型。建议后人在进一步研究碳汇经济成熟时，可以建立相关树种的碳储量模型，通过其模型计算碳汇经济成熟以使其更趋于合理。

［1］许文强，支玲.涉及国际碳汇贸易的林业项目碳汇价值的确定——基于森林碳汇经济学特性的分析［J］.林业经济问题，2008，28（5）：401－404.

［2］李顺龙.森林碳汇经济问题研究［D］.东北林业大学，2005：3－4.

［3］黄方，张合平，陈遐林.湖南主要森林类型碳汇功能及其经济价值评价［J］.广西林业科学，2007，36（1）：56－60.

［4］简盖元，冯亮明，王文烂，等.森林碳汇价值与农户林业收入增长的分析［J］.林业经济问题，2010，30（4）：304－308.

［5］淑君，洪伟.森林碳汇项目产权界定与价值评估的有关问题探讨［C］.／／国家林业局政策法规司.碳交换机制和公益林补偿研讨会论文汇编.北京：林业出版社，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，陈安平，赵淑清，等.中国森林生物量的估算：对Fang等Science一文（Science，2001，291：2320－2322）的若干说明［J］.植物生理学报，2002，26（2）：241－249.

［10］董方晓.对我国森林碳汇量的估算与分析——以辽宁省森林资源为例［J］.林业经济，2010（9）：54－57.

［11］续珊珊，姚顺波.基于生物量转换因子法的我国森林碳储量区域差异分析［J］.北京林业大学学报（社会科学版），2009（3）：109－114.

［12］亢新刚.森林资源经营管理［M］.北京：中国林业出版社，2001：134－136.