基于造林成本法的森林碳匯成本影響因素研究

劉梅娟 錢怡霖 鄭根水

【摘要】以營林主體生產(chǎn)經(jīng)營的生物資產(chǎn)中的杉木為研究對象，基于造林成本法視角，運用Benítez等提出的固碳成本模型，分析輪伐期、利率、立地條件、木材價格以及勞動力價格五個因素對碳匯成本的影響，結果發(fā)現(xiàn)：隨著輪伐期的增加，杉木固碳成本呈現(xiàn)U型變化趨勢;杉木固碳成本與勞動力價格以及利率變動呈正相關關系，與立地質(zhì)量和杉木價格呈負相關關系?；诖耍瑥慕⒅虚L期低息貸款體系以降低營林主體的資金成本，實施完善的碳匯造林補貼政策以提高營林主體經(jīng)營碳匯林的積極性，加強林業(yè)基礎設施建設、改善營林技術以增加森林碳匯供給等方面提出相關政策建議。

【關鍵詞】營林主體;碳匯成本;造林成本法;輪伐期;勞動力價格

【中圖分類號】 F326.2 ? ? 【文獻標識碼】A ? ? ?【文章編號】1004-0994（2020）09-0079-6

一、引言

全球氣候變化是21世紀人類生存發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn)之一，積極應對氣候變化、推進綠色低碳可持續(xù)發(fā)展已成為當前全球共識[1] 。伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的能源消耗日益增加，但目前我國的能源結構仍然以傳統(tǒng)的煤、石油等化石能源為主。據(jù)統(tǒng)計，2018年我國消耗的非化石能源僅占總量的14.3%，與發(fā)達國家20%的比例結構相去甚遠，再加上我國人口與經(jīng)濟總量大的根本原因，最終導致我國的碳排放總量位居全球首位。因此，優(yōu)化能源消耗結構、減少二氧化碳釋放量，成為我國當前迫切需要解決的主要問題。

森林碳匯具有減緩和適應氣候變化、促進林業(yè)可持續(xù)發(fā)展的多重功能，增加森林碳匯是未來30 ～ 50年實現(xiàn)低碳發(fā)展目標的重要措施[2] 。2019年國家林業(yè)和草原局公布的第九次全國森林資源清查結果顯示，我國森林覆蓋率已提升到22.96%，但仍遠低于國際平均水平31%，這說明我國的森林碳匯存在較大的增匯空間[3] 。然而，目前我國多數(shù)省份固碳成本明顯高于成交價格，嚴重影響了營林主體森林增匯的積極性。因此，從碳匯成本視角探究森林碳匯的價值及其影響因素，并發(fā)現(xiàn)降低固碳成本的有效途徑，可為森林碳匯市場定價、碳匯生產(chǎn)和國家制定森林碳匯交易相關政策提供參考依據(jù)。

二、文獻回顧

目前，學界對森林碳匯價值評價方法的研究主要從成本與效益兩個角度進行：一是從成本的角度出發(fā)衡量碳匯的價值，最典型的方法如人工固定二氧化碳成本法、造林成本法等;二是以市場價值法、成本效益法及支付意愿法等為代表的，從市場效益角度衡量碳匯價值的方法[4] 。其中，森林碳匯的造林成本法因重視機會成本、交易成本及碳釋放成本而得到國際社會和學術界的廣泛認可。

歐美等發(fā)達國家由于工業(yè)化發(fā)展起步較早，因此對森林碳匯成本的計算及影響因素的研究起步也較早，1990年Thomas[5] 最早提出了造林成本的概念，他認為以造林的成本來核算森林固定二氧化碳的經(jīng)濟價值是最為合理的方式。Moulton等[6] 采用成本效益方法測算了森林固碳成本，并提出如果土地成本上升或者森林碳匯泄漏，將會造成森林固碳成本的上升。Dang等[7] 利用1995 ～ 2012年發(fā)展中國家的32個主要碳匯項目的數(shù)據(jù)，采用回歸分析方法，得出森林碳匯的單位固碳成本會受到項目面積、碳匯測算方法、營林周期、交易成本以及土地利用方式等的影響。

國內(nèi)對碳匯成本的研究起步相對較晚。姜東濤[8] 和黃方等[9] 對碳匯成本構成進行了分解，認為碳匯的計量檢測成本、土地機會成本及碳稅成本都是碳匯成本的重要組成部分，如果僅考慮營林成本則會造成測算結果的偏誤。馮亮明等[10] 通過對造林再造林項目的碳匯成本計算方法以及核算內(nèi)容的研究，總結了目前碳匯主要的成本構成。仲偉周等[11] 基于我國南方集體林區(qū)碳匯造林項目的數(shù)據(jù)，將土地利用機會成本通過凈現(xiàn)值的方式納入計算公式，對碳收益及固碳成本與利率、木材價格的變化關系的敏感性進行了分析。黃宰勝、陳欽[12] 分析了碳匯造林的機會成本，主要是土地利用的機會成本，假設土地只能在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和碳匯造林之間進行選擇，那么農(nóng)地生產(chǎn)的年收益越高，碳匯造林成本就越大，也就意味著碳匯成本越高。

綜上可知，目前碳匯價值評價方法尚未統(tǒng)一，不同的研究結果之間存在一定的差異，現(xiàn)有研究在固碳成本影響因素的分析維度上比較單一。本文從輪伐期、利率、立地條件、勞動力價格、木材價格五個維度出發(fā)，分析各個維度之間可能存在的關系，相對以往單一維度的分析具有一定的創(chuàng)新之處。基于此，從造林成本核算視角出發(fā)，利用Benítez等[13] 提出的固碳成本模型，以浙江省樣本四縣（市）的杉木林種植經(jīng)營主體為研究對象，將林地利用的機會成本以及林產(chǎn)品的碳釋放成本納入該模型，動態(tài)分析杉木輪伐期、貼現(xiàn)率、立地條件、木材價格和勞動力價格等因素對森林碳匯成本的影響，進而發(fā)現(xiàn)降低碳匯成本的有效途徑，為森林碳匯市場定價和國家制定森林碳匯相關政策提供依據(jù)。

三、研究設計

（一）數(shù)據(jù)來源

本研究的數(shù)據(jù)來源于浙江省集體林區(qū)林權改革監(jiān)測項目組于2016年在浙江臨安、開化、龍泉和慶元四縣（市）進行的營林主體調(diào)研。為確保抽樣的科學性與樣本的代表性，首先，項目組采用隨機分層的抽樣方法，在林業(yè)用地面積≥50%的各個林業(yè)大縣中抽取4個縣（市），分別是臨安、開化、龍泉和慶元。其次，在抽取的4個縣（市）中將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)村人均收入由高到低進行排序，并分成低、中、高3組，在每組中隨機抽取3個樣本鄉(xiāng)鎮(zhèn)，同理在各樣本鄉(xiāng)鎮(zhèn)中隨機抽取2個樣本村。最后，在每個樣本村內(nèi)隨機抽取10戶營林戶作為樣本農(nóng)戶，最終共抽取了240戶。通過對問卷與數(shù)據(jù)的整理，剔除無效及有數(shù)據(jù)缺失的問卷后共得到238份有效問卷，其中杉木經(jīng)營主體的問卷有198份，因此本文以杉木為研究對象。

（二）模型設定

1. 森林碳匯成本模型。森林碳匯成本模型最早由Benítez等[13] 提出，該模型通過綜合考慮林地凈現(xiàn)值、木材價格、林業(yè)收益率和放棄農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地機會成本等多個因素，探討土地最終是適合造林固碳抑或是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。根據(jù)理性經(jīng)濟人的基本假設，營林主體會選擇收益更高的方案進行經(jīng)營，也就意味著只有當該地區(qū)碳匯市場的碳交易價格足夠高，即碳匯收益大于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收益時，營林主體才會進行造林固碳。因此，本研究假定營林主體能夠自由地決定其土地的經(jīng)營方式，不受政策等因素的限制，同時也假定其經(jīng)營決策僅限于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與固碳造林兩種選擇。

利用碳匯成本模型，綜合考慮杉木輪伐期、貼現(xiàn)率、立地條件、木材價格、土地凈現(xiàn)值及土地機會成本等固碳成本的影響因素，基于裸地造林的前提假設，從理性經(jīng)濟人假設出發(fā)，計算固碳造林替代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最低碳價格，具體推導公式如下：

其中，NPVf表示該土地用于固碳造林的永久凈現(xiàn)值;NPVa表示該土地用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的永久凈現(xiàn)值;δ為木材蓄積與材積的轉(zhuǎn)換比例，根據(jù)營林主體經(jīng)驗與相關研究，一般為70%[14] ;t是杉木林的輪伐期;Q（t）為第t年林木蓄積量;Pt為杉木木材價格;C是營林成本的貼現(xiàn)值，包括杉木造林成本、管護成本以及采運成本;r為連續(xù)貼現(xiàn)率，具體數(shù)值設定為8%，這是國家規(guī)定的營林業(yè)基準收益率，由此可得木材凈收益的貼現(xiàn)值為Q（t）e-rtPt-C。α為碳轉(zhuǎn)換系數(shù)，當α=0時，說明林木中的碳在采運時就通過燃燒等方式全部進入了大氣中;當α=1時，說明木材固定的碳全部長期地貯存在了木制品中，并沒有通過燃燒、腐爛等方式釋放到大氣中，本文將該值設定為0.225[15] 。 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?是碳匯的凈收益，Pc是碳匯價格，β是歷年來未腐爛且固定下來的木材所占的比重，本文將該值設定為5%[14] 。ai為單位面積農(nóng)地每年的生產(chǎn)凈收益現(xiàn)值，本文假定單位面積土地的年農(nóng)業(yè)收益利潤率與貼現(xiàn)率相等，即單位面積農(nóng)地的永久收益凈現(xiàn)值等于其每年的農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值。根據(jù)統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)，樣本四縣（市）2015年單位面積農(nóng)業(yè)平均產(chǎn)值，即農(nóng)業(yè)用地凈現(xiàn)值NPVa為39171.2元/公頃。

當土地用于造林的永久凈現(xiàn)值等于該土地用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的永久凈現(xiàn)值，即NPVf=NPVa時，森林碳匯價格即固碳成本最低，碳匯成本（固碳成本）模型如下：

式（2）所得到的結果即為單位固碳的最低價格。值得注意的是，當前國際和國內(nèi)的碳交易市場均以每噸二氧化碳的價格為計量單位，也就是說，1噸碳等價于3.67噸二氧化碳，式（2）所得到的碳匯價格還要再除以3.67才能得到碳交易價格[16] 。

2. 杉木生長模型。若要計算不同輪伐期下杉木的固碳能力與林地期望值，則首先要采用林木生長模型計算出杉木歷年生長量的變化。因此，為了計算杉木在不同輪伐期下的生長蓄積量并考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性，本文采用陳則生[17] 提出的生長模型，該模型得到了相關學者的肯定并用于南方集體林杉木蓄積量的計算[18] ，該生長模型如下：

其中，SI為立地質(zhì)量，按好、中、差將其值分別設定為16、12、8[19] ，b1=4.53547，b2=4.53547，c=3.70004，k=0.096004。

目前，木材市場定價是根據(jù)杉木胸徑來制定的，胸徑越大價格越貴，因此需采用杉木平均胸徑模型測算，杉木生長模型如下：

其中，[D]表示杉木平均胸徑。

（三）理論分析

根據(jù)式（2）以及相關研究成果，森林碳匯成本主要涉及碳匯量（杉木生長量）、木材收益、造林成本與機會成本四個方面，這四個方面又受杉木經(jīng)營中多方面因素的影響。輪伐期、立地條件、林分結構是影響杉木碳匯量的重要因素，并通過影響碳匯量來進一步影響固碳成本;木材收益則受杉木價格的影響;機會成本主要是由土地農(nóng)用和林業(yè)生產(chǎn)之間的替代性導致的;勞動力價格與貼現(xiàn)率則通過造林成本影響碳匯成本。具體如圖1所示。

四、杉木碳匯成本影響因素實證分析

利用杉木生長模型與固碳成本模型，基于南方集體林區(qū)浙江省樣本四縣（市）的杉木調(diào)研數(shù)據(jù)，測算不同輪伐期下杉木的碳匯成本，并在此基礎上分析在最優(yōu)輪伐期下碳匯成本隨利率、立地條件、木材價格、勞動力價格變動的情況。

（一）輪伐期對碳匯成本的影響

由式（2）可知，隨著輪伐期的變化，碳匯成本也發(fā)生了變化。根據(jù)圖2可知，固碳成本與輪伐期之間并不是簡單的線性關系，而是呈現(xiàn)出U型變化趨勢，即隨著輪伐期的增加，固碳成本先降低后上升。其主要原因是，碳匯成本受林地凈現(xiàn)值的影響，而林地凈現(xiàn)值隨著輪伐期的增加表現(xiàn)出先增后減的變化趨勢[20] 。

本文測算了考慮木材收益與不考慮木材收益的碳匯成本，如圖2所示。從當前的碳交易來看，國內(nèi)不同地區(qū)碳匯市場成交價格差異較大，其中北京地區(qū)的碳交易價格最高約82元/噸，而國際碳交易市場價格更高，維持在25歐元/噸（193元人民幣）左右。由圖2可知，在考慮木材收益的情況下，輪伐期為21年時，碳匯成本最低，為685元/噸;在不考慮木材收益的情況下，由于杉木每年都存在一定的管護投入，當杉木碳增長小于杉木投入時，碳匯成本隨之增加，最低成本為1352元/噸。結合目前的碳匯成本與碳市場的價格，單從杉木碳匯成本收益的角度來看，碳匯經(jīng)營并不經(jīng)濟。

事實上，不同地區(qū)、不同特征的營林主體，其杉木采伐決策各不相同，營林主體的實際輪伐期與最優(yōu)輪伐期并不會完全一致。朱臻等[18] 研究了南方集體林區(qū)不同規(guī)模杉木經(jīng)營主體輪伐期的決策行為，發(fā)現(xiàn)杉木林種植密度越大，采伐時間越提前。另外，由于經(jīng)營主體一般通過流轉(zhuǎn)進行杉木林的經(jīng)營，因而受制于流轉(zhuǎn)合同期限、產(chǎn)權的不穩(wěn)定性等因素，導致有土地流轉(zhuǎn)行為的經(jīng)營者提前采伐杉木，使得輪伐期縮短。在本研究的樣本地區(qū)中，開化的實際輪伐期與最優(yōu)輪伐期一致，臨安的實際輪伐期為19年，略小于最優(yōu)輪伐期，龍泉與慶元的實際輪伐期均遠大于最優(yōu)輪伐期，因而造成碳匯成本的上升。由調(diào)研數(shù)據(jù)來看，開化與臨安的種植密度明顯大于龍泉與慶元，也符合相關研究結論，具體如下表所示。

（二）利率對碳匯成本的影響

森林經(jīng)營作為一種特殊的長期投資行為，根據(jù)對營林主體種植周期的調(diào)查，杉木投資周期一般為20年左右，因此貼現(xiàn)率的變化對杉木經(jīng)營成本有著直接且巨大的影響，即貼現(xiàn)率越高，成本越高，營林主體營林的積極性降低，反之亦然。按照理性經(jīng)濟人假設，當碳匯經(jīng)營的成本高于碳匯市場價值時，營林主體將放棄碳匯經(jīng)營。

如圖3所示，杉木碳匯成本與利率顯著正相關，其根本原因在于，當利率上升時，碳匯造林的機會成本也會隨之上升，直接導致碳匯成本大幅增加。此外，不同利率對造林和采伐行為也有不同影響，利率的提升會導致輪伐期的變化[15] ，使之偏離最優(yōu)輪伐期，進而導致碳匯成本增加。從具體數(shù)值來看，當利率在5%以下時，在考慮杉木收益的情況下（下文的分析均考慮杉木收益），碳匯成本為負，即市場不需要為碳匯付出額外的支出，只要營林主體從事杉木經(jīng)營就能取得碳匯收益。通過模擬測算可得，當貼現(xiàn)率為5.26%、5.75%時，相應的碳匯成本分別為82元/噸及193元/噸，分別對應國內(nèi)和國際碳交易市場高位碳價格。因此理論上而言，當貼現(xiàn)率小于5.26%（5.75%）時，碳匯項目在國內(nèi)（國際）碳交易市場才具有可行性。

（三）立地條件對碳匯成本的影響

根據(jù)式（2）森林碳匯成本模型可知，固碳成本與杉木生長量緊密相關，而根據(jù)式（3）杉木生長模型可知，立地質(zhì)量變量對杉木生長有巨大影響。顯然，當立地質(zhì)量良好時，杉木自身生長較好，而同時由于立地條件優(yōu)良，營林主體也愿意投入更多的精力與資本去經(jīng)營。

從圖4不同立地條件下的固碳成本來看，好的立地質(zhì)量在固碳成本上有明顯的優(yōu)勢，在最優(yōu)輪伐期下中等立地質(zhì)量對應的最低固碳成本僅509元/噸，是差等立地質(zhì)量的一半。一方面，土地質(zhì)量好的地塊本身由于天然的自然優(yōu)勢會促進杉木的生長，從而收獲更多的杉木，同時良好的土地質(zhì)量使得營林主體可以投入較少的成本去維護（如化肥支出等），從而降低了經(jīng)營成本，提高了營林效益;另一方面，在實地調(diào)研中，對于質(zhì)量差的地塊，營林主體普遍表現(xiàn)出放任其生長的態(tài)度，不愿意花費過多的精力與勞動力在這些地塊上，造成其固碳成本增加。

（四）木材價格對碳匯成本的影響

木材作為杉木經(jīng)營的主要產(chǎn)出品，其價格直接影響營林主體的生產(chǎn)與效益。根據(jù)式（2）可知，杉木價格與碳匯成本呈負相關關系。由圖5可知，當杉木價格漲幅達到70%時，固碳成本低于國際高位碳匯價格;當漲幅在80%以上時，固碳成本低于國內(nèi)高位碳匯價格。但值得注意的是，當杉木價格上漲時，營林主體砍伐杉木的積極性將會提高，從而產(chǎn)生提前砍伐的行為，造成輪伐期縮短，最終減少碳匯的供給[21] 。因此，在提升營林主體營林效益、降低固碳成本的同時，增加森林碳匯供給成為值得進一步研究的方向。

（五）勞動力價格對碳匯成本的影響

在杉木經(jīng)營中，無論是種植、撫育還是采伐，其主要費用支出均為用工投入（勞動力投入），約占總投入的九成，在目前農(nóng)業(yè)勞動非農(nóng)轉(zhuǎn)移、農(nóng)業(yè)勞動力價格不斷上升的背景下，研究勞動力價格對固碳成本的影響顯得尤為重要。因此，本文模擬計算了在碳匯最佳輪伐期下勞動力價格從-50%的降幅到+50%的漲幅之間固碳成本的變化情況，如圖6所示。

根據(jù)圖6可以看出，碳匯成本和勞動力價格呈線性正相關關系，即隨著勞動力價格的不斷上漲，碳匯成本呈現(xiàn)出線性上漲的趨勢。而從具體數(shù)值來看，即使勞動力價格下降50%，目前的固碳成本仍然高于國際高位碳匯價格。

五、結論與建議

（一）結論

本文基于浙江省樣本四縣（市）杉木經(jīng)營主體的數(shù)據(jù)，運用Benítez等[13] 提出的固碳成本模型，從輪伐期、利率、立地條件、木材價格以及勞動力價格五個方面對碳匯成本的影響因素進行了實證分析，發(fā)現(xiàn)固碳成本與輪伐期之間呈現(xiàn)出U型變化趨勢，而杉木固碳成本與勞動力價格、利率變動呈正相關的關系，與立地條件和杉木價格呈負相關的關系。

（二）建議

為了降低營林主體的碳匯成本，提高森林碳匯收益，更好地提升營林主體參與森林碳匯交易的積極性，本文提出以下三個方面的政策建議：

1. 建立中長期低息貸款體系以降低營林主體的資金成本。由實證模擬結果可知，杉木固碳成本與利率變動正相關，利率每提高1個百分點，固碳成本上升超過200元/噸。由于森林經(jīng)營周期普遍較長，杉木的一個輪伐期就在20年左右，在長達數(shù)十年的森林經(jīng)營過程中，需要大量的資金投入，資金的機會成本巨大，并且無法在短期內(nèi)得到經(jīng)濟回報。因此，為推進林業(yè)可持續(xù)發(fā)展，尤其是森林碳匯項目的推廣，應借鑒林業(yè)發(fā)達國家的先進經(jīng)驗，由政府牽頭建立林業(yè)中長期低息貸款機構與體系，降低林業(yè)貸款利息，放寬貸款期限，幫助林業(yè)經(jīng)營主體降低經(jīng)營成本，提高其經(jīng)營的積極性。另外，政府應建立完善的碳匯市場交易機制，引導社會資金進入森林碳匯項目，通過市場經(jīng)濟方式進一步激勵營林主體和造林公司投資森林碳匯項目。

2. 實施完善的碳匯造林補貼政策以提高營林主體經(jīng)營碳匯林的積極性。森林碳匯成本隨著營林投入成本的增加而增加，尤其是勞動力成本，在杉木經(jīng)營中勞動力投入占總投入的九成之多，然而隨著勞動力成本的不斷上升，營林主體的營林積極性在不斷下降，因此需要通過對林業(yè)經(jīng)營主體提供碳匯造林補貼的方式，降低其經(jīng)營成本，從而提高其經(jīng)營碳匯林的積極性。此外，森林碳匯作為一種公共產(chǎn)品，具有很強的外部性，解決這一問題也需要通過森林碳匯生態(tài)效益補償來實現(xiàn)。

3. 加強基礎設施建設、改善營林技術以增加杉木碳匯供給。林業(yè)基礎設施建設是林業(yè)生產(chǎn)的基礎保障，林道的建設、水電等基礎設施的加強，不僅可以提高杉木的產(chǎn)出，還能在一定程度上節(jié)約勞動力等投入成本。從實證模擬結果也可知，杉木的產(chǎn)出、投入成本以及立地質(zhì)量均會影響碳匯成本，因此可以通過加強林業(yè)基礎設施建設，提高營林技術水平來降低投入成本和提高杉木產(chǎn)出，實現(xiàn)營林主體經(jīng)營杉木等森林碳匯林的積極性，從而提升未來森林碳匯的供給潛力。

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[21] ? 王小玲，沈月琴，朱臻.考慮碳匯收益的林地期望值最大化及其敏感性分析——以杉木和馬尾松為例[ J].南京林業(yè)大學學報（自然科學版），2013（4）：143 ～ 148.