林農復合經(jīng)營綜合收益預測與分析——預測模型在河北林—糧間作中的應用

齊 巖 吳保國

(中國農業(yè)大學，北京，100083) (北京林業(yè)大學)

由于土地資源有限，林業(yè)生產經(jīng)營的理念發(fā)生了變化，綜合開發(fā)森林多種功能、實現(xiàn)綜合效益成為林業(yè)生產經(jīng)營活動的指導思想，林農復合經(jīng)營應運而生。林農復合經(jīng)營有很多人從不同角度給出了定義［1-2］，認為林農復合經(jīng)營定義為在同一土地經(jīng)營單元上，將在生態(tài)和經(jīng)濟上存在相互聯(lián)系的多年生木本植物與栽培作物或動物結合在一起，通過空間或時序的安排以多種方式配置的一種土地利用制度或系統(tǒng)。

林業(yè)與農業(yè)的結合將提高林地的使用效率，改善生態(tài)環(huán)境，增強林地功能，這種增強將體現(xiàn)在整個林地收獲之中，因此，有必要將林地的非林業(yè)經(jīng)濟收益、尤其是生態(tài)效益整合到林地預期收益中，衡量林地的綜合收益。本文嘗試對現(xiàn)有的林地收獲模型進行發(fā)展，通過模型進行林地的復合經(jīng)營綜合收益預測，為農民提供經(jīng)營決策支持。為簡化研究，本文選擇了華北平原常用的林—糧間作的復合經(jīng)營模式進行綜合收益預測與分析，演示建立的綜合收益預測模型的工作原理。

1 研究現(xiàn)狀

關于林農復合經(jīng)營綜合收益的評價，國外學者多采用目標優(yōu)化模型等現(xiàn)代數(shù)學模型方法，如Zhou等［3］、Mendoza 等［4］、Werf［5］等。國內學者多采用層次分析法，它的工作原理和步驟是先確定研究目標，針對研究目標建立評價指標體系，然后分別計算各評價指標值，最后結合各指標的權重得出復合經(jīng)營系統(tǒng)的綜合效益值，對比得出最佳經(jīng)營方案［6-7］。

多目標優(yōu)化模型與層次分析法有其優(yōu)勢所在，但均存在局限性。層次分析法能夠將生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益指標納入評價體系，但由于衡量單位不一致，最終提供的綜合效益值并非經(jīng)營者的貨幣收入;此外，社會效益中的一些指標計算一定程度上與經(jīng)濟收益重疊，由此得出的綜合效益值是相對值。多目標線性規(guī)劃模型的優(yōu)點是容易理解和方便使用，缺點在于經(jīng)營實踐中各變量、各收益指標間的關系并非線性，因此該方法實踐性不強。本研究通過借鑒與發(fā)展Hartman模型，建立針對一家一戶的林農復合經(jīng)營綜合收益預測模型，使農民在經(jīng)營活動中，通過輸入相關市場價格和生產資料成本等參數(shù)，得到綜合收益的預測和分析，使農民實現(xiàn)獨立生產經(jīng)營綜合收益的預測和決策。

此外，貫穿本文有兩個重要的經(jīng)濟學概念機會成本和資本收益率。機會成本是所放棄的選擇的價值，即將某種資源用于某個項目而放棄用于其他項目可能損失的利益。農民自己經(jīng)營土地所喪失的土地轉讓收入即為機會成本。資本收益率是一個百分率，可理解為投資回報率［8］。資金作為金融資產，它的收益率即為利率。本文涉及的貸款利率既可作為資金使用的成本，也可作為最低的預期資本收益率。

2 林農復合經(jīng)營綜合收益預測模型

從 19世紀到 20世紀，F(xiàn)austmann、Presler和Ohlin先后發(fā)展了之前的最優(yōu)輪伐期理論，最終形成Faustmann最優(yōu)輪伐期模型。Hartman木材與生態(tài)舒適性產出評價模型(簡稱Hartman模型)是由Hartman在20世紀70年代中期基于對Faustmann模型的發(fā)展和延伸而提出的，綜合考量森林的經(jīng)濟收益和生態(tài)收益，隨后眾多學者對其進行發(fā)展和延伸［9］。包含碳匯收益及木材收益核算的Hartman模型的表達式如公式(1)所述：

本文在Hartman模型基礎上，將農業(yè)生產收入和成本體現(xiàn)在Hartman模型中，則可建立起林農復合經(jīng)營綜合收益預測與評價模型，該模型可以表述為公式(2)形式：

在公式(1)和公式(2)中，LEV是Land Expected Value的縮寫，譯作土地期望值;T為林齡，如林齡為1 a，則為T1;t為時間變量，取值范圍為從0至給定的林齡T年;r為預期資本收益率、或貸款利率、或折現(xiàn)率;C為造林成本;pT為木材價格;VT為在林齡T年的活立木蓄積;pc為碳匯價格;gt為活立木t年的生長量;qt為t年采伐的木材的腐爛速度;d為采伐的木材完全腐爛的時間長度;pt為林副產品的價格;Vt為林副產品的產量;pa為農產品價格;Va為農產品產量;Ra為其他相關的農業(yè)收益;Ca為農業(yè)經(jīng)營成本。

碳匯價值的計算包含幾個關鍵步驟［10-12］：

①以林木蓄積為依據(jù)計算林農復合經(jīng)營系統(tǒng)中的總生物量。將蓄積量轉化為生物量可以依據(jù)公式B=aV，其中B為總生物量，V為林木蓄積量，a為系數(shù)，根據(jù)楊樹的生物量結構，B=1.49V。

②將總生物量轉化為碳匯儲量。通常，對植物生物量轉化為碳儲量是按照植物干重有機物中碳所占的比重進行，樹種的組成、林齡和種群結構不同則轉化率不同，但差異不大，一般在0.45～0.5的范圍內。由于獲取各種植被類型的轉化率具有難度，所以國際上通常采用0.5的轉化率，則碳匯儲量=生物量×0.5。

③依據(jù)碳匯的市場價格和碳匯儲量計算碳匯價值。根據(jù)碳稅收的價格和工業(yè)制氧的市場價格，碳匯價格可以采用城市森林固碳的造林成本值273.3元/t。

3 林農復合經(jīng)營綜合收益預測

永福莊鄉(xiāng)地處河北省邢臺市任縣中部，東經(jīng)114°44'33″～114°47'06″，北緯 37°11'55″～37°13'34″，處于大澤西部邊緣地帶，地勢平坦。經(jīng)濟以農作物為主，近年來林農復合經(jīng)營在當?shù)嘏d起并處于上升發(fā)展階段。在河北省邢臺市任縣永福莊鄉(xiāng)選取速生楊—小麥復合經(jīng)營模式進行綜合收益的預測和評價，冬小麥在河北地區(qū)為一年一季，一般在11月份播種，次年4、5月份收割。在純農經(jīng)營模式下當?shù)匦←湹钠骄a量是6 000 kg/hm2;當?shù)貜V泛栽種的樹種是生產周期相對短、經(jīng)濟效益較高的歐美楊(Populus canadensis)107號、108號，主要用途是板材用材，參照河北省的楊樹造林技術規(guī)程的標準種植密度是630株/hm2［13］。當?shù)剞r民在楊樹種植的前3 a在林下間作小麥，以提高收益和土地利用率。

2009年4—5 月永福莊鄉(xiāng)相關生產資料成本和市場價格通過計算調研數(shù)據(jù)平均值取得，具體數(shù)值如下：

①土地使用的機會成本為9 000元/hm2·a，也就是說該經(jīng)營者若將此土地出租給他人經(jīng)營，則可獲得每年每公頃9 000元的租金收入。

②該文采用5 a期以上貸款利率5.94%為預期資本收益率，因本實例中的土地經(jīng)營視為持續(xù)經(jīng)營，即農民擁有土地的使用權，并且在承包期屆滿之后可以繼續(xù)承包。

③造林成本：苗木費3元/株，整地費(包括客土)、栽植費、灌水等的費用共3 180元/hm2，合計為5 070 元/hm2。

④調研時當?shù)卮祟愒臼召弮r格為850元/m3。

⑤碳匯價格采用上文的森林固碳的造林成本值273.3 元/t。

⑥研究采用河北省林業(yè)調查規(guī)劃設計院建立的速生楊的3級胸徑—林齡模型、樹高—胸徑模型和樹高胸徑二元材積模型導出的以林齡為變量的材積收獲模型，以考察一般立地條件下的林木生長狀況［13］。

3級胸徑—林齡模型：D3=EXP(3.623 291+0.579 5344LOG(1-EXP(-0.045A)，2.718 282))

3級樹高—胸徑模型：H3=24.071 48(1-EXP(-0.03D))^0.566 63

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

⑦短期林—糧間作的農作物密度同純農經(jīng)營，間作的3 a中小麥的產量是遞減的，和同等面積土地上的純農經(jīng)營收益相比，間作第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。當?shù)剞r民的經(jīng)驗也符合中國林業(yè)科學研究院關于農林間作的科普常識總結的結論［14］。

純農經(jīng)營模式下種植小麥的每公頃相關成本如下：a.農業(yè)資料費用5 925元/hm2，包括種子費900元，化肥、農藥費為3 000元，灌溉費450元/hm2，機械作業(yè)費包括翻地、施肥播種、收割等等合計1 575元/hm2。b.人工費用每公頃為1 500元。c.土地使用的機會成本為9 000元/hm2·a。小麥的收益情況：小麥售價為1.8元/kg;種植小麥的直補、農資綜合補貼、良種補貼合計為1 029元/hm2。

利用公式(2)可得出當?shù)厝舾赡陾睢Z間作復合經(jīng)營模式的綜合收益預測值，提取林齡為1～20 a的復合經(jīng)營的綜合收益預測結果進行演示，可得到每公頃綜合收益預測結果如表1所示。

表1 河北省邢臺市任縣永福莊鄉(xiāng)林農復合經(jīng)營模式綜合收益預測結果

在速生楊—小麥復合經(jīng)營模式下，即在林帶內第1～3年間作小麥后，將土地機會成本納入預測體系前提下，能夠產出最大綜合收益的人工用材林的經(jīng)濟成熟齡為7 a，最大綜合收益期望值為29 939.85元/hm2。其中，碳匯收益期望值為8 720.55元/hm2，木材與小麥收益期望值為21 219.3元/hm2，林齡為7 a時的綜合收益現(xiàn)值為21 235.35元/hm2。則理論上的經(jīng)濟成熟齡為7 a，但是實踐中農民還需要結合市場供需情況，做生產經(jīng)營決策。

若不考慮土地使用的機會成本，即將土地機會成本從計算中刨除，可以得到表2河北省邢臺市任縣永福莊鄉(xiāng)林農不含土地機會成本的復合經(jīng)營綜合收益的預測結果。

在速生楊—小麥復合經(jīng)營模式下，若不考慮土地使用的機會成本，能夠產出最大綜合收益的人工用材林的經(jīng)濟成熟齡也是7 a，最大綜合收益期望值為176 999.55元/hm2。其中，碳匯收益期望值為8 720.55元/hm2，木材與小麥收益期望值為168 279元/hm2，林齡為7 a時的綜合收益現(xiàn)值為71 263.2元/hm2。

表2 河北省邢臺市任縣永福莊鄉(xiāng)林農不含土地機會成本的復合經(jīng)營模式綜合收益預測結果

4 結論與討論

通過實例預測結果的分析可以看出，通過應用林農復合經(jīng)營綜合收益預測模型計算各年可能取得的經(jīng)濟收益和生態(tài)收益、以及經(jīng)濟成熟齡，可以為農民選擇最優(yōu)輪伐期提供理論依據(jù)。此外，通過計算農民自己經(jīng)營土地所喪失的轉讓土地使用權的收入、即土地使用的機會成本，可以看出土地機會成本對于計算人工用材林的經(jīng)濟成熟齡沒有很大影響，但對林農復合經(jīng)營綜合收益的絕對值計算影響較大，若考慮土地機會成本，則可得到自行進行復合經(jīng)營的農民與轉租土地給他人經(jīng)營的農民相比的額外經(jīng)營收入。此外，農民進行生產經(jīng)營決策還要結合市場供需狀況、家庭成員結構等各種客觀因素和主觀因素，進行綜合考量和判斷選擇，通過本文建立的復合經(jīng)營綜合收益預測模型輔助生產經(jīng)營決策，即實現(xiàn)了本研究的目的。

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