我国森林资源木材生产能力预测分析∗

田明华 杜 磊 王 芳 马 爽 刘 丹

（北京林业大学经济管理学院，北京 100083）

20 世纪80 年代，由于我国长期以来重采轻育、木材生产实行以需定产，造成森林资源长期过伐，森林资源产生危机。1985 年实施的《中华人民共和国森林法》明确规定：国家根据用材林的消耗量低于生长量的原则，严格控制森林年采伐量。此后，我国制定了森林采伐限额管理制度，于“七五”期间（1986―1990年）开始实施[1]，“以调减木材产量换取生态恢复”[2]。特别是1998 年长江中下游洪灾及天然林资源保护工程开始试点后，调减了木材产量，取消了原木、锯材进口关税和专营权[2]。1999 年起，我国进入大量进口木材的阶段，木材对外依存度不断攀升[3-6]。

本文根据我国木材产量和进口原木、锯材数量，按照“木材供给进口依存度=进口原木和锯材折合原木量÷（木材产量+进口原木和锯材折合原木量）×100%”计算（其中锯材折合原木当量系数设为1.3[7]），1998年我国木材供给进口依存度为10.53%，1999年陡升到20.76%，我国加入WTO后的2002年为41.79%，2008年世界金融危机爆发时降至32.42%，2017年达到最高点55.33%，受2018年爆发的中美贸易战以及2020年的新冠肺炎疫情影响，我国木材供给进口依存度缓慢下降，2018年为54.92%，2019年51.67%，2020年50.33%。从2020年“国内循环为主，国内国际双循环”战略部署[8]以及“十四五”规划中“以深化供给侧结构性改革为主线”“统筹发展和安全”“加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”的提出[9]来看，我国木材供给需要逐渐转化为由国内人工林市场供给。本文旨在通过对我国森林资源木材生产能力进行预测，分析我国木材供给的增长潜力以及我国森林资源对国内木材市场需求的供给能力。

1 我国木材产量长期预测

1.1 我国木材产量变化历史分析

1949—2020年，整体来看，我国木材产量处于波动上升状态（图1）。1985年以前，我国实行木材生产计划管理制度，主要目标是满足经济发展需求，木材产量主要受经济发展影响。由于实行以需定产，重采轻育，造成森林资源长期过伐，80年代森林资源危机逐步显现，在1986年木材产量达到6 502.42万 m3后受森林采伐限额管理制度限制，木材产量连续下滑，到1990年时为5 571.00万 m3。此后，我国木材产量随着经济发展逐渐回升到1995年的6 766.90万 m3，停滞几年后，受1998年长江中下游洪灾及木材限产、木材进口等政策的影响，木材产量持续大幅下滑至2002年的4 436.07万 m3。在经济旺盛需求带动下，我国木材产量持续回升到2008年的8 108.34万 m3。受2008年世界金融危机影响，我国木材产量一度降低，再逐步恢复至2013年的8 438.50万 m3。此后，我国经济增长速度从高速转为中高速，进入新常态，对木材需求有所降低。特别是我国于2014年在黑龙江重点国有林区启动了天然林商业性停伐试点工作，于2015年在东北内蒙古国有林区和部分国有林场继续扩大停伐试点范围，我国木材产量于2015年下滑至7 218.21万 m3。随着我国速丰林、储备林工程建设，2016年起木材产量恢复增长，年产量为7 775.87万 m3，2017年8 398.17万 m3，基本恢复至2013年产量水平。2018年爆发的中美贸易战促进了国产木材的补偿性进口替代，2018年我国木材产量达到8 810.86万 m3，2019年进一步大幅增长到10 045.85万 m3，2020年持续增长达到历史高位10 257.01万 m3[10]。

图1 1949—2020 年我国木材产量变化[10]Fig.1 Changes of China's timber production from 1949 to 2020

上述分析表明，我国木材产量受到林业政策、森林资源状况、生态环境需求、国际经济、国内经济等多种因素的影响，是一个综合变化的过程，如何预测我国木材产量变化的长期趋势是一个比较复杂的问题。

1.2 我国木材产量模型预测

1）模型选择

多元回归分析（Multivariable Regression Analysis）可以确定自变量和因变量之间的定量关系并进行相应的预测，适用于因变量受多因素综合影响时使用。我国木材产量确实受到多种因素的影响，但由于各种影响木材产量的因素中有很多因素或者稳定性比较差、或者是非连续变量、或者是具有阶段性非线性影响，难以构造多元回归分析模型，而且多元回归分析用于预测还依赖于对各种影响变量的预测，降低了预测精度。这也是现有文献中涉及我国木材产量模型预测的研究均采用时间序列分析模型的重要原因[11-12]。时间序列分析的主要目的是根据已有历史数据对未来进行预测。时间序列模型主要包括自回归模型（Auto Regressive Model，简称AR模型）、移动平均模型（Moving Average Model，简称MA模型）两大类及其衍生出自回归移动平均模型（ARMA模型）等改进模型[13]。一般来说，MA类模型只适合在时间序列没有明显的趋势变动时做近期预测。观察图1，我国木材产量存在长期趋势变动、非季节因素引起的波动且波动周期、波幅差异比较大，限制了MA类模型应用，即使有文献基于2005—2020年我国木材产量数据采用集成经验模式分解（EEMD）技术构建ARMA模型也只能预测得到2021年我国木材产量[11]。AR模型适用于预测受自身历史因素影响较大的经济现象，被广泛运用在经济学领域，适合各种自然资源产量的预测[13]。因为使用时间序列为本期之前各期数据预测本期表现，所以为自回归，一般形式是多阶自回归模型：

式中：yt为当期t的时间序列值；c为常数项；p为阶数，即之前有几期影响本期；yt-1，yt-2，…，yt-p为影响本期之前的各期时间序列值；εt为随机误差项。

式（1）适合于平稳时间序列，即序列的统计特性（均值和协方差）不随时间的平移而变化。显然我国木材产量时间序列不能满足这一要求。基于时间序列的一元多次多项式回归模型，可以很好地解决这一问题，其不论因变量与其他自变量的关系如何，可以通过增加时间变量的高次项对时间序列的实测点进行逼近，拟合程度高，适合于随时间变化的时间序列的拟合预测，这也是多项式回归（Polynomial Regression method）的优点。由图1 可知，虽然多种因素影响了我国木材产量的波动，但变化的整体趋势明确，即呈现一种逐步上升的长期趋势，具有随时间变化的内在增长的稳定性特征。因此这里采用基于时间序列的一元多次多项式回归模型拟合我国木材产量的长期趋势线，利用最小二乘法（Least Sqaure method）使原数列与趋势线的离差平方和为最小，寻找数据的最佳函数匹配。

2）模型构建

时间序列的一元多次多项式回归模型的基本形式为：

式中：yt为第t期的时间序列值；c为常数项；t为时期，期；m为t的高次项；εt为随机误差项。

为检验预测模型的可靠性和准确性，首先选择1999—2018年、1987—2018年、1949—2018年我国木材产量时间序列数据，利用式（2）分别通过Matlab数学软件进行回归分析，将计算得到的2019—2020年的拟合值与实际值比较，结果显示基于1949—2020年历史数据进行预测误差更小，相对误差均在5%以内，可以接受，也与现有文献的预测模型误差相当[11-12]，说明了不宜采用近期数据而应采用长期历史数据进行预测。再扩大数据范围，基于1949—2020年我国木材产量时间序列数据，通过Matlab数学软件进行回归分析，结果见表1。

表1 回归结果Tab.1 The regression result

3）模型预测结果

根据式（3）预测2021—2030 年我国木材产量，预测值见表2。

表2 2021—2030 年我国木材产量预测值和不同情景下的进口依存度Tab.2 The forecast of China's timber production and import dependence in different scenarios from 2021 to 2030

1.3 我国木材供给主体转换情景分析

情景（1）：2017年我国进口原木、锯材数量折合10 402.11万 m3，2018年为10 732.12万 m3，2019年为10 739.59万 m3，2020年为10 393.70万 m3[10,14]，可认为我国木材进口在经过1999年后10余年的快速增长后到2017年后趋于稳定。因此假设以我国木材进口量保持不变作为情景（1），取2017—2020年4年平均值10 566.88万 m3，则我国木材供给进口依存度=10 566.88÷（10 566.88+木材产量），可依次计算2021—2030年我国木材供给进口依存度，结果见表2的情景（1）部分。预测结果为，到2022年我国木材供给进口依存度可降至48.95%，我国木材国内供给量可超过进口量，到2029年我国木材供给进口依存度降至40.12%，国内木材供给率基本达到60%，我国木材供给将从以国际市场供给为主体转化为以国内市场供给为主体。

情景（2）：我国木材产品市场总供给2015—2018年分别为55 170.80万、55 777.69万、56 851.97万、55 675.16万 m3[14]，可认为木材产品市场总供给在近期也趋于稳定。因此假设我国木材产品市场总供给保持稳定作为情景（2），即假设我国木材供给保持2020年的水平，2020年我国木材产量10 257.01万 m3，进口原木、锯材数量折合10 393.70万 m3[10]，合计2020年我国木材供给20 650.71万 m3，认为2021—2030年我国木材产量增加量取代部分进口木材，则我国木材供给进口依存度=（20 650.71-我国木材产量比2020年增加量）÷20 650.71，可依次计算2021—2030年我国木材供给进口依存度，结果见表2中的情景（2）部分。预测结果为，到2021年我国木材供给进口依存度可降至49.09%，我国木材国内供给量可超过进口量，到2025年我国木材供给进口依存度可降至38.12%，国内木材供给率达到60%以上，我国木材供给将从以国际市场供给为主体转化为以国内市场供给为主体。

因此，从1949—2020 年我国木材产量变化趋势预测2021—2030 年木材产量的角度分析，国内木材供给率可在2025—2029 年期间达到60%，我国木材供给可逐渐转化为由国内人工林市场供给。

2 我国森林资源支撑木材产量增长的能力分析

目前全国森林资源清查数据期间是2014—2018年。2014—2018年我国年均木材产量8 087.28万 m3[10]，同期年均全国林木采伐消耗量38 529.19万 m3[15]，木材产量与采伐消耗量之比为1:4.76，这与正常情况下的1∶（1.3～1.6）差距较大。即使只考虑用材林，该比例差距也较大。2014—2018年年均全国用材林采伐消耗量21 122.98万 m3[15]，木材产量与用材林采伐消耗量之比为1∶2.61。理论上，全国用材林采伐消耗量应该能产出13 201.86万～16 248.45万 m3木材。有两种原因，一是我国公布的木材产量只是商品材产量，其中包括原木和薪材（不符合原木标准的木材），未包括农民自用材和烧柴，2014—2018年年均估计是3 377.64万 m3[14]；二是可能存在超限额采伐的部分未纳入统计，估计在1 736.94万～4 783.53万 m3之间[14]，但大部分为不符合原木标准的木材，作为原料用于木质纤维板、木质刨花板生产，否则仅仅靠薪材、三剩物（采伐、造材、加工剩余物）、回收废旧木材、进口木片等难以支撑起我国庞大的木质纤维板（世界第一生产国，占世界50.47%）、木质刨花板（世界第一生产国，占世界27.89%）[16]生产对原料的需求。因此，我国木材产量与采伐消耗量之比有其合理性，可用木材产量与森林采伐消耗量之间的关系，从森林资源消长平衡的角度，分析我国森林资源木材供给的能力。

2.1 我国森林资源消长历史分析

根据表3数据，第五次全国森林资源清查（1994—1998年）至第九次全国森林资源清查（2014—2018年）期间，林木蓄积净生长量持续大于林木采伐消耗量，林木蓄积年均长消盈余增长迅速。很显然，为了森林资源恢复增长，在过去相当长的一段时期内，我国执行了严格的森林采伐限额管理政策，确保采伐消耗量低于净生长量，而且有不断增强的趋势，林木采伐消耗量占林木蓄积净生长量比例在第九次全国森林资源清查（2014—2018年）期间仅占49.61%。

表3 我国林木蓄积净生长和采伐消耗变化[15,17-20]Tab.3 Changes in net growth and logging consumption of forest stocks in China

因此，在“七五”期间（1986―1990年）实施森林采伐限额管理制度后，我国森林资源一举扭转了森林面积下降、森林蓄积停滞不前的局面，并且此后在森林面积增长趋缓的情况下保持了森林蓄积的大幅增长（见表4），所以，森林采伐限额管理对保护和发展森林资源起到了重要作用。

表4 历次全国森林资源清查数据[15]Tab.4 Data of national forest resources inventory

2.2 我国现有森林资源支撑木材供给主体转换的可能性分析

第九次全国森林资源清查（2014—2018年）显示，全国林木年均净生长量77 611.28万 m3，是林木年均采伐消耗量38 529.19万 m3的2.01倍；乔木林年均净生长量69 602.70万 m3，是乔木林年均采伐消耗量32 310.84万 m3的2.15倍；全国用材林年均净生长量36 721.95万 m3，是用材林年均采伐消耗量21 122.98万 m3的1.74倍[15]。

考虑到森林采伐限额管理制度是以用材林为管理对象，本文以用材林的消长平衡做分析。假定2014—2018年我国年均木材产量8 087.28万 m3对应同期的用材林年均采伐消耗量21 122.98万 m3，即比值1∶2.61，如果遵循森林资源消长平衡的原则，用材林年均采伐消耗量等于全国用材林年均净生长量，那么我国年均木材产量可以达到8 087.28×（36 721.95÷21 122.98）或者36 721.95÷2.61=14 059.60万 m3，同期我国进口原木、锯材数量折合原木量年均9 297.06万 m3，我国木材供给进口依存度可降至9 297.06÷（14 059.60+9 297.06）=39.80%，即国内木材供给率达到60%以上，我国木材供给可以从以国际市场供给为主体转化为以国内市场供给为主体。因此，在目前的森林资源条件下，从数量上来看，我国已经具备了主要依靠国内森林资源供给木材的条件。

根据测算，我国木材产量超过木材进口量时的用材林年采伐消耗量的临界点是24 282.78万 m3，即2014—2018年用材林年均采伐消耗量可以增长14.96%，此时用材林采伐消耗量仅仅是用材林年均净生长量的66.13%，仍低于用材林年均净生长量，这时我国木材供给进口依存度可降至50%。也即森林采伐限额只要放宽14.96%以上，我国木材国内供给量即可超过进口量，最高可放宽36 721.95÷21 122.98-1=73.85%，此时用材林年均采伐消耗量等于全国用材林年均净生长量，我国木材供给进口依存度可降至39.80%，我国木材供给就可以从以国际市场供给为主体转化为以国内市场供给为主体。这意味着，过去严厉的森林采伐限额管理制度具有较大的放松余地，在双循环战略下，目前森林采伐限额可以在提高14.96%～73.85%之间浮动。

2.3 我国未来森林资源支撑木材产量增长的能力分析

为考察我国未来的森林资源发展是否能支撑表2中预测的到2030年的木材产量增长，根据表2我国木材产量预测值，按2014—2018年木材产量与用材林采伐消耗量比值1∶2.61的同样口径计算2021—2030年需要的用材林采伐消耗量，见表5。

第九次全国森林资源清查（2014—2018年）显示，全国用材林面积7 242.34万 hm2，占全国林地森林面积的33.19%，全国用材林蓄积54.15亿 m3，占全国林地森林蓄积的31.75%，2014—2018年年均用材林总生长量4.07亿 m3，年均总生长率7.48%，扣除估损消耗量（率），年均用材林净生长量3.67亿 m3，年均净生长率6.74%[15]。假定保持2014—2018年的年净生长率，并逐年依次扣除2019—2020年实际木材产量折合的用材林采伐消耗量和2021—2030年每年预计的用材林采伐消耗量，可循环计算出2021—2030年每年用材林蓄积、用材林净生长量，以及每年用材林采伐消耗量占用材林净生长量的比例，见表5。

表5显示，在表2预测的我国木材产量对用材林的采伐强度下，2021—2029年每年用材林净生长量仍超过每年用材林采伐消耗量，符合用材林的消耗量低于生长量的原则。表5表明，我国未来的森林资源发展可支撑预测的到2029年以前木材产量增长。这样，我国未来的森林资源发展能够满足在2025—2029年期间实现我国木材供给将逐渐转化为由国内人工林市场供给（国内木材供给率达到60%）。但较长时期内我国仍难以达到木材完全自给，我国仍然需要从国外进口木材，我国木材供给进口依存度2029年可降至23.63%～40.12%（见表2）。表5显示2021—2030年用材林净生长量增长趋缓，若2030年木材产量达到16 648.7万 m3，则用材林的消耗量高于生长量，会导致用材林蓄积降低，根据测算，2030年木材产量不宜超过15 990.00万 m3。基于上述预测，若森林采伐限额管理制度根据森林资源木材生产能力逐年放宽，我国木材供给可逐渐转化为由国内人工林市场供给。

表5 2021—2030 年我国用材林采伐消耗量与用材林净生长量预计Tab.5 The forecast of logging consumption and net growth of China's timber forest from 2021 to 2030

近年来，我国已经逐步放松人工用材林[21]、人工商品林[22]、工业原料林[23]、集体林[24-25]的采伐限额管理，不断提高采伐审批效能[26]，尽量避免采伐限额与实际需求脱节，有力地释放了南方集体林区的木材生产潜力，特别是广西木材产量增长较快。2006年广西木材产量649.93万 m3，占全国9.83%，2016年2 686.55万 m3，占全国34.55%，此后一直保持在全国木材产量的1/3以上，2020年达到2 686.55万 m3，占全国35.10%[10]，是近年来我国木材产量增长的最大贡献者。根据第六次全国森林资源清查（1999—2003年），广西森林面积983.83万 hm2，占全国5.62%，森林蓄积36 477.26万 m3，占全国2.93%[19]，根据第九次全国森林资源清查（2014—2018年），广西森林面积1 429.65万 hm2，占全国6.49%，森林蓄积67 752.45万 m3，占全国3.86%[15]。这些数据表明，广西在木材产量迅速增长的情况下，实现了森林面积、森林蓄积的双增长，森林蓄积接近翻一番。广西的木材生产还支撑和促进了广西林产工业迅猛发展，促成了崇左、贵港、南宁、柳州等地区人造板、造纸、松脂等若干产业集群，有力带动了当地经济发展[27]。广西的案例表明，木材生产与森林资源保护并不相悖[28]，二者是可以同时实现的。

3 结论

根据1949—2020 年我国木材产量数据，运用多项式回归方法，预测2021—2030 年我国木材产量，假设了我国木材进口量保持不变和木材产品市场总供给保持稳定两种情景，预测结果显示，我国可在2025—2029 年期间实现我国木材供给将逐渐转化为由国内人工林市场供给。利用全国森林资源清查数据，从森林资源消长平衡的角度，分析我国森林资源支撑木材生产的能力，结果显示，在目前的森林资源条件下，从数量上来看，我国已经具备了主要依靠国内森林资源供给木材的条件，我国未来的森林资源发展也可支撑预测的到2029 年以前木材产量增长。