碳汇目标下竹林经营经济效益评价与差异分析*

计薇， 顾蕾，1b，1c， 范伟青， 王炳华， 朱玮强

（1. 浙江农林大学a. 经济管理学院， b. 浙江省乡村振兴研究院， c. 国家林业和草原局竹林碳汇工程技术研究中心， 杭州311300； 2. 遂昌县林业局 应村乡林业工作站， 浙江 丽水323306）

森林碳汇指森林植被通过光合作用吸收和固定大气中的CO2使其浓度降低的过程、 活动或机制[1]。发展森林碳汇是缓解大气中CO2浓度持续增长趋势的战略部署[2-4]， 也是中国应对气候变化的重要战略选择[5-6]。 2017 年12 月， 中国统一碳排放权交易市场启动， 林业碳汇作为自愿减排市场的重要组成部分， 为广大山区农民增收提供有效路径[7-8]。 为评价林业碳汇项目的经济效益， 学者运用机会成本[9]、复合实物期权定价思想[10-11]、 改进的项目经济价值评价模型[12-13]、 森林蓄积量扩展法[14]等展开研究，并对碳汇供给、 林业碳汇成本收益等进行了因素敏感性分析[15-16]。 毛竹林是中国重要的森林资源， 在增汇减排方面有着天然的优势[17-19]， 毛竹林碳汇经营还能给竹林主产区农民带来额外的碳汇收益。 但是， 已有研究大多关注的是碳汇造林项目的森林固碳量和影响因素， 而忽略了竹林经营目标和经营措施对竹林经营产出和项目减排量的影响。 遂昌县竹林经营碳汇项目是中国首批开展CCER (Chinese Certified Emission Reduction， 即中国核证减排量项目) 竹林经营碳汇项目的典型代表。 因此， 以遂昌县CCER 竹林经营碳汇项目为例， 构建新的项目经济效益评价模型， 对遂昌县竹林经营碳汇项目进行经济效益定量评估， 分析不同经营目标和不同经营措施下竹林经营碳汇项目净现值差异及影响因素， 以期为竹产区农户增加收入和实现森林增汇目标提供建议。

1 数据与方法

1.1 研究对象概况

遂昌县的竹林面积约2.33 万hm2， 是浙江省的竹业大县。 2015 年， 遂昌县竹产业产值12.70 亿元，是农村经济主导产业之一。 毛竹是遂昌县重要的适生竹种， 全县毛竹林面积2.00 万hm2， 占县竹林总面积的85.84%。 2016 年1 月， 遂昌县在北界镇、 新路湾镇、 金竹镇、 应村乡、 高坪乡实施为期30 年、经营规模为8 636.00 hm2的竹林经营碳汇项目。 项目开展后， 经过6 ～8 年的调整， 遂昌县竹龄结构、林分胸径和林分立竹密度将达到遂昌县竹林经营碳汇项目的要求， 即林分结构由3 度竹变为4 度竹， 林分胸径达到10.50～11.00 cm， 林分立竹密度达到3 600.00～3 900.00 株/hm2， 预计在30 年碳汇项目运行期内带来1 86.17 万t 二氧化碳当量的减排量， 可见遂昌县竹林经营碳汇项目初显成效。 因此， 选择遂昌县竹林经营碳汇项目区(北界镇、 新路湾镇、 金竹镇、 高坪乡、 应村乡) 作为研究区域， 将竹林的经营目标分为传统经营和碳汇经营、 将经营措施分为提高林分胸径和提高林分立竹密度对竹林经济效益差异进行分析。

1.2 数据来源

2017 年， 对研究区域的5 个乡镇各选取2 个行政村， 每个行政村随机选取14 个已参与竹林经营碳汇项目的农户， 最终对这140 人进行问卷调查以获取2017 年度农户竹林经营的劳动力用工量、 化肥、竹材、 竹笋价格数据。

2017 年的劳动力价格采用2018 年由丽水市统计局编制的《丽水统计年鉴》 中其他就业人员平均劳动报酬为标准； 2017 年林地租赁价格取值参考文献[20]； 碳汇价格采用2016 年北京平原造林工程开发的两个林业碳汇项目成交价格的平均价格。 事前基线分层和事前项目分层情况、 竹林经营规模、 调整年限、 项目减排量、 竹林经营技术措施以及项目开发及管理费用等， 来源于浙江省遂昌县竹林经营碳汇项目设计文件(PDD)[21]和2016 年由浙江农林大学编制的竹林经营碳汇项目作业设计方案等相关资料。

根据《竹林经营碳汇项目方法学》 (下文简称《方法学》 ) 的要求和竹林生产经营实际情况， 遂昌县竹林经营碳汇项目主要根据竹林权属单位、 结构状况和调整年限进行基线碳层和项目碳层的划分(表1)。

表1 竹林经营碳汇项目基线分层和项目分层Table 1 Baseline and project stratification of bamboo forest management project for carbon sequestration

1.3 研究方法

1.3.1 碳汇项目的投入与产出

碳汇项目投入方面， 由于项目各碳层竹材采伐存在大小年情况， 因此以竹材采伐周期(2 年) 为计算周期对遂昌县竹林经营碳汇项目的投入核算因素进行加总。 根据《方法学》 设计要求和毛竹林生长经营特征， 以劳动力投入(除草翻耕、 竹材和竹笋采伐、 清蔸除鞭)、 化肥投入、 开发管理费用、 林地租赁为核算因素对遂昌县竹林经营碳汇项目的现金流量进行计算， 最终核算结果以“万元/hm2” 为单位。 投入核算因素具体如下: ⑴劳动力投入方面， 劳动力价格为109.15 元/工日； 项目除草翻耕(割灌除草+林地垦复+施肥) 工作每4 年开展一次， 用工量为15.00 工日/hm2； 竹林采伐和挖笋均每2 年一次， 总用工量为22.00 工日/hm2； 项目期内于2031 年进行一次清蔸除鞭工作， 用工量为22.50 工日/hm2。 ⑵化肥投入方面， 化肥价格为3.00 元/kg， 施肥量为600.00 kg/hm2。 ⑶碳汇项目开发管理费用方面， 开发管理费用共计190.00 万元， 于2016 年支付70.00 万元， 2025 年、 2035 年、 2045 年各支付40.00 万元。 ⑷林地租赁价格方面， 林地租赁价格为399.90 元/hm2。 碳汇项目产出方面， 包括竹材、 竹笋和碳汇三方面收益。 首先， 利用单株毛竹生物量模型[式⑴][22]估算遂昌县竹林经营碳汇项目各碳层单株毛竹生物量； 然后， 进一步计算各碳层单株毛竹鲜重[式⑵]； 最后， 计算竹材产量[式⑶] 和竹笋产量[式⑷]。 根据竹材价格和竹笋价格得到各年竹材收益和竹笋收益的现金流量， 根据项目减排量和碳汇价格， 得到各年碳汇收益现金流量， 核算结果以“万元/hm2” 为单位。 竹材产量和竹笋产量计算公式:

式中Mi为第i 碳层单株毛竹平均生物量(干质量， kg/株)； Di为第i 碳层毛竹平均胸径(cm)； A 为竹龄(度)； Wi为林分结构稳定阶段第i 碳层单株毛竹平均鲜重(kg/株)； λ 为竹杆干质量比， 参考文献[23] 取值为0.44； Bt为第t 年竹材产量(kg)； n 为项目碳层数量； Ni和NT，i代表项目林分结构稳定阶段和调整阶段第i 碳层毛竹平均立竹密度(株/hm2)； VT，i为林分结构调整阶段第i 碳层单株毛竹平均鲜重(kg/株)， NT，i和VT，i取项目目标和基线水平的平均值； Ci为项目情景第i 碳层为期两年的竹林择伐强度； St代表第t 年的竹笋产量(kg)； Fi和FT，i为项目林分结构稳定阶段和调整阶段第i 碳层为期两年挖笋强度； APROJ，i代表第i 碳层毛竹面积(hm2)； i＝1， 2， ……， 6。

根据项目设计文件[21]及竹林生产经营实际情况， 竹林择伐强度为25%， 林分结构稳定阶段和调整阶段挖笋强度为30%和25%。 单枝竹笋的平均质量参考文献[13] 取值1.00 kg。 根据2017 年实地调研数据， 竹材价格为0.50 元/kg， 竹笋价格为2.50 元/kg。 碳汇价格参考文献[11] 取值33.00 元/t。

1.3.2 碳汇项目经济效益评价模型

竹林经营碳汇项目运行周期长需考虑资金的时间价值， 因此运用净现值法将项目运行过程中的现金流量通过折现率进行转换。 竹林经营碳汇项目通过调整林分及除草翻耕、 留笋等科学管理方式实现增汇目标的同时还提升竹材、 竹笋的产量， 是基于碳汇目标下的竹林经营决策。 由于竹林经营碳汇项目在运行过程中考虑了所有投入和产出， 所以参考文献[13] 构建新的项目经济效益评价模型预测遂昌县竹林经营碳汇项目和竹林传统经营净现值， 并对这两个不同经营目标下的净现值进行比较:

式中N净代表竹林经营碳汇项目净现值(元)， 用于衡量竹林经营所产生的经济效益； T 代表碳汇项目的运行周期； t 代表项目开始后的已经实施的时长(年)； △CNET，t代表经营竹林在第t 年减排量(t)；PC代表每单位的碳汇价格(元/t)； Pa和Pb分别代表竹材和竹笋的平均价格(元/kg)； Bt和St分别代表第t 年的竹材产量和竹笋产量(kg)； Xt代表肥料使用量(kg/hm2)； Pf代表肥料价格(元/kg)；APROJ，i代表第i 碳层毛竹的面积(hm2)； Lt代表第t 年劳动力投入量(工日/hm2)； Pl代表劳动力价格(元/工日)； Kt代表第t 年项目开发及管理费； Pr代表林地租赁价格(元/hm2)； r 代表折现率。

由于项目5 年监测一次， 折现率参考银行5 年期存款利率， 取值为5%。

1.3.3 碳汇项目净现值敏感性分析

以碳汇经营为目标探索不同经营措施对提升竹林经营碳汇项目经济效益的影响， 将经营措施分为提高林分胸径和提高林分立竹密度两种分别核算竹林经营碳汇项目的净现值。 具体如下: 首先， 保持基线林分立竹密度(株/hm2) 不变， 将林分胸径(cm) 调整到项目水平时的净现值变动与基线水平时净现值的比值， 确定林分胸径对竹林经营碳汇项目净现值的影响； 然后， 保持基线林分胸径不变， 将林分立竹密度调整到项目水平时的净现值变动与基线水平时净现值的比值， 确定林分立竹密度对竹林经营碳汇项目净现值的影响。 此外， 由项目经济效益评价模型可知碳汇价格、 竹材价格、 竹笋价格、 劳动力价格变动也是影响竹林经营碳汇项目净现值的重要因素。 因此， 采用这4 个因素对竹林经营碳汇项目的净现值作出敏感性分析， 即分别变动这4 个因素， 观察遂昌县竹林经营碳汇项目净现值的变动与项目原净现值的比值， 从而判定各因素对竹林经营碳汇项目净现值的影响。

2 结果与分析

2.1 劳动力投入、 竹材收益对竹林经营碳汇项目净现值影响较大

根据遂昌县竹林经营碳汇项目投入产出核算结果(表2) 和碳汇项目经济效益评价模型， 预测竹林碳汇经营净现值: 遂昌县竹林经营碳汇项目投入方面， 劳动力投入净现值为2.33 亿元、 化肥投入净现值0.66 亿元、 开发管理净现值为0.01 亿元、 林地租赁净现值为0.53 亿元， 可见劳动力投入对遂昌县竹林经营碳汇项目净现值影响较大。 由于碳汇项目开展过程中为避免产生额外碳排放， 除草翻耕、 竹材竹笋采伐、 清蔸除鞭等经营技术措施均采用人工作业方式， 导致劳动力投入对遂昌县竹林经营碳汇项目净现值影响较大。 因此， 劳动力价格变动是碳汇项目净现值变动的重要因素。 遂昌县竹林经营碳汇项目产出方面， 竹材收益净现值为10.12 亿元、 竹笋收益净现值为1.67 亿元、 碳汇收益净现值为0.37 亿元， 可见竹材收益对遂昌县竹林经营碳汇项目净现值影响最大、 碳汇收益最小。 毛竹具有生长速度快、生长量大、 成林后可隔年连续采伐等特点， 同时为改善竹林结构， 维持竹林健康持续生长， 项目经营周期内需进行频繁的择伐作业， 竹林择伐和挖笋均2 年一次， 所以竹材收益、 竹笋收益对遂昌县竹林经营碳汇项目净现值影响较大。 因此， 竹材价格、 竹笋价格变动是碳汇项目净现值变动的重要因素。 虽然碳汇价格较低且碳汇量每5 年监测一次， 但相比于传统经营的竹林， 碳汇收益是碳汇项目的额外产出， 因此碳汇价格也是影响项目净现值的重要因素。

表2 竹林经营碳汇项目投入产出核算Table 2 Cash flow of operating input and output per unit area of bamboo forest management project for carbon sequestration

2.2 竹林碳汇经营的净现值高于竹林传统经营

根据遂昌县竹林经营生产的实际情况， 传统经营的竹林一般为粗放管理， 采取留2 度伐3 度， 为期2 年的竹材采伐和挖笋强度均为33%。 传统经营投入仅考虑竹材采伐、 挖笋劳动力投入以及林地租赁成本， 产出仅包括竹材收益和竹笋收益。 至2045 年， 遂昌县竹林碳汇经营的净现值相比于传统经营提高了98.29% (表3)， 其中竹材收益提高了91.55%、 竹笋收益提高了35.39%、 经营投入提高了63.25%。根据遂昌县竹林经营碳汇项目的要求， 经过6～8 年的调整， 林分胸径相比于传统经营提高了25.14%～40.37%， 林分立竹密度提高了51.87%～109.42%， 使得林分的竹材产量和竹笋产量得到大幅提升。由此可见， 以碳汇经营为目的， 林农经营竹林不仅可以获得碳汇收益， 而且竹材收益和竹笋收益也将得到大幅提高。

表3 竹林碳汇经营和传统经营的净现值Table 3 Net present value of bamboo forest management under carbon sequestration target and traditional target

2.3 林分胸径对竹林经营碳汇项目净现值影响较大

碳汇项目净现值敏感性分析结果表明: 在控制相应条件后， 提高林分胸径和提高林分立竹密度对竹林经营碳汇项目净现值均有正面的影响。 但是， 当遂昌县竹林林分胸径从基线水平提高到项目水平后，竹林经营碳汇项目的净现值从4.35 亿元提高到6.94 亿元， 增加了2.59 亿元， 增长率为59.55%。 林分立竹密度从基线水平提高到项目水平后， 竹林经营碳汇项目的净现值从4.35 亿元提高到5.02 亿元， 增加了0.67 亿元， 增长率为15.41%。 这说明林分胸径提高后， 各碳层单株毛竹鲜重增加， 项目减排量更高， 进而产生更大的竹材收益、 竹笋收益、 碳汇收益和项目净现值。 可见， 在基线水平下， 提高林分胸径的经营措施更有利于竹林主产区农户增收。

2.4 竹材价格对项目的净现值影响较大， 而碳汇价格对项目的净现值影响较小

以碳汇经营为目标， 碳汇价格、 竹材价格、 竹笋价格提高50%时， 遂昌县竹林经营碳汇项目净现值分别提 高 2.16%、 58.63%、9.68%； 劳动力价格提高50%时， 项目净现值减少13.50% (表4)。 由 此 可知， 碳汇价格、 竹材价格、竹笋价格上升对竹林经营碳汇项目净现值有正面的影响， 劳动力价格上升对竹林经营碳汇项目净现值具有负面的影响， 且项目净现值受竹材价格、 劳动力价格波动影响大， 受碳汇价格波动影响小。 这4 个因素对竹林经营碳汇项目净现值的敏感程度从大到小依次为竹材价格、 劳动力价格、 竹笋价格、 碳汇价格。 自2012 年起， 竹材价格持续低迷， 劳动力价格攀升， CCER 林业碳汇交易价格低， 一定程度上会降低林农参与竹林经营碳汇项目的积极性， 给项目的开展带来重大风险。 然而，碳汇目标下科学的竹林经营方式有助于竹材质量的提高， 从而能一定程度上稳定竹材价格， 同时随着全国统一的碳市场建设的推进， 减排要求的日益迫切， 碳汇价格有较大上升空间， 因此竹林经营碳汇项目的效益提升存在巨大潜力。

表4 价格变动影响碳汇项目净现值敏感性分析Table 4 Sensitivity analysis of the impact of price changes on net present value of project for carbon sequestration

3 结论与建议

3.1 结论

第一， 以碳汇经营为目标的竹林经营净现值远高于传统经营的竹林。 以碳汇经营为目的， 林农不仅可以获得额外的碳汇收益， 竹材收益和竹笋收益也将得到大幅提升， 进而产生更高的净现值。 竹林经营碳汇项目有利于提升林农收入、 推进精准扶贫进程。 第二， 在基线水平下， 为实现碳汇经营目标， 提高林分胸径的经营措施将为竹林经营带来更大的经济效益。 林分胸径提高产生的竹材收益、 竹笋收益和碳汇收益高于林分立竹密度提高产生的收益， 进而提升的项目净现值更高。 第三， 竹材价格对竹林经营碳汇项目净现值影响较大， 碳汇价格对竹林经营碳汇项目净现值影响较小。 碳汇目标下科学的竹林经营方式有助于竹材质量的提高， 从而稳定竹材价格， 同时碳汇价格有较大上升空间， 因此竹林经营碳汇项目的效益提升存在巨大潜力。

3.2 建议

鉴于遂昌县竹林经营碳汇项目还将经历较长的运行周期， 还可从以下方面进行跟踪研究和扩展: 首先， 核算所得的遂昌县竹林经营碳汇项目净现值是基于相关资料进行的预测， 因此项目净现值应根据竹林经营碳汇项目实际开展情况以及本研究未预测到因素进行调整。 其次， 除了分析不同经营目标与不同经营措施下的竹林经营碳汇项目净现值差异外， 还可对竹林经营碳汇项目的生态效益、 社会效益进行全面评价。 最后， 还需进一步扩展分析不同立地条件、 基线状况对竹林经营碳汇项目净现值的影响， 对竹林经营碳汇项目进行更全面的分析。

综上所述， 拟从加强碳汇项目宣传和优化竹林经营技术两方面提出相关建议: 第一， 开展竹林经营碳汇项目不仅能带来碳汇收益， 还能大幅提高竹材、 竹笋的产量与收益， 因此， 政府应该鼓励当地农林业合作组织积极开展竹林经营碳汇项目， 并通过组织林业相关部门和科研院所进入农村普及碳汇相关知识， 提高林农对碳汇项目的认知程度和参与竹林碳汇经营的意愿。 第二， 竹林经营碳汇项目带来的经济效益提升幅度会受到提高林分胸径和提高林分立竹密度两种不同碳汇经营措施的影响， 且竹林经营碳汇项目净现值受竹材价格、 竹笋价格影响较大， 因此要积极组织当地林业局、 科研院所等对林农进行技术培训， 帮助农户掌握碳汇目标下的竹林经营措施， 如留优伐劣、 留大伐小等措施， 实现竹林产品产量和质量的“双提升”， 实现竹林经营碳汇项目经济效益的最大化。