張貝貝，張興元，陳凱莉，楊建州

(福建農(nóng)林大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，福州 350002)

為積極應(yīng)對(duì)氣候變化，2020年中國正式提出了雙碳目標(biāo)。森林作為陸地最重要的生態(tài)系統(tǒng)，貯存著全球生態(tài)系統(tǒng)中78%～96%的有機(jī)碳。因此若以森林碳生產(chǎn)的方式獲取碳排放空間，能夠最大程度降低對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)向效應(yīng)[1]。

2016年福建省開始試點(diǎn)林業(yè)碳匯交易，但就目前已備案的20個(gè)項(xiàng)目，其項(xiàng)目業(yè)主均是國有林場、林業(yè)局等龍頭經(jīng)營主體，由于目前碳匯林認(rèn)證費(fèi)用高、監(jiān)管難度大等問題，農(nóng)戶難以進(jìn)入林業(yè)碳匯市場。為了增加農(nóng)戶參與碳匯交易途徑，提高林木固碳量，2021年3月，福建省三明市出臺(tái)了《三明市林業(yè)碳票管理辦法(試行)》，根據(jù)《辦法》，任何林業(yè)經(jīng)營主體都可以申請(qǐng)“碳票”。無論是開發(fā)主體，還是計(jì)量范圍，“碳票”都是目前林業(yè)碳匯項(xiàng)目的有益補(bǔ)充。

在“碳票”政策實(shí)施后，林農(nóng)獲得預(yù)期木材收益的同時(shí)，還可以得到額外的碳匯收益。當(dāng)森林碳的價(jià)格得到市場的反饋，森林經(jīng)營者開始追逐碳生產(chǎn)效益[1]，生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)將發(fā)生變化，尤其表現(xiàn)為當(dāng)林木到了砍伐期后，林地經(jīng)營者將考慮是否延遲采伐而繼續(xù)進(jìn)行碳匯生產(chǎn)，而當(dāng)碳票收益的增加能足夠彌補(bǔ)林地期望價(jià)值損失時(shí)，林木采伐期將會(huì)延長，碳匯供給量也會(huì)增加。本文基于福建省三明市的“碳票”政策，從“經(jīng)濟(jì)人”角度出發(fā)，基于林地期望價(jià)值模型，分析當(dāng)受到“碳票”政策影響后，林農(nóng)追求林地收益最大化的同時(shí)，其最優(yōu)采伐期如何變化，并對(duì)木材價(jià)格、碳票價(jià)格和利率水平進(jìn)行靈敏度分析，比較基于碳票和木材收益的經(jīng)營目標(biāo)之間最佳采伐期和碳供給的變化，以此判斷在“碳票”政策施行后，能否有效延長木材最優(yōu)采伐期，增加碳供給。

1 研究綜述

目前國內(nèi)外學(xué)者已對(duì)林業(yè)碳匯展開了大量相關(guān)研究，首先在林業(yè)碳市場方面，學(xué)者們對(duì)中國林業(yè)碳匯交易市場進(jìn)行了深入分析[2]。曹先磊等從碳匯市場融資機(jī)制和碳匯交易保障體系兩個(gè)方面提出完善林業(yè)碳匯市場的具體方案[3]。楊博文認(rèn)為中國林業(yè)碳匯交易市場的政策導(dǎo)向性較強(qiáng)，市場機(jī)制的穩(wěn)定運(yùn)行還有賴于有效的制度供給[4]。在碳匯林生態(tài)補(bǔ)償方面，于金娜等通過建立碳匯效益函數(shù)，并將其納入土地期望收益模型，得出政府財(cái)政支出凈現(xiàn)值最小時(shí)的退耕還林補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)[5]。董捷等研究了碳匯造林帶來的林業(yè)碳匯收益和農(nóng)戶損失的木材收益綜合測算碳匯造林的生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，并分析木材價(jià)格、碳價(jià)格和利率等經(jīng)濟(jì)因素變化對(duì)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)制定的影響[6]。在森林碳匯經(jīng)營決策方面，朱臻認(rèn)為雖然碳匯經(jīng)營模式下的杉木林地期望值快速增長，但由于杉木木材的市場價(jià)格遠(yuǎn)高于碳價(jià)格的現(xiàn)實(shí)，無限輪伐期作業(yè)下的杉木最佳輪伐期并沒有延長[7，8]。還有學(xué)者實(shí)證分析了碳匯經(jīng)營目標(biāo)下農(nóng)戶風(fēng)險(xiǎn)偏好對(duì)延長輪伐期的影響，研究結(jié)果呈正相關(guān)[9]。研究相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)對(duì)碳市場背景下林木最優(yōu)采伐期變化和森林碳匯供給潛力方面的系統(tǒng)研究缺乏，更缺少實(shí)地的調(diào)查案例研究。

基于以上研究基礎(chǔ)，在福建省三明市“碳票”改革背景下，對(duì)林木最優(yōu)采伐期和碳供給進(jìn)行分析。通過構(gòu)建單一輪伐作業(yè)的林地期望價(jià)值模型，以福建省杉木為研究對(duì)象，利用實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)，從生產(chǎn)經(jīng)營的角度分析在碳票政策的影響下，能否有效延長林地的最優(yōu)采伐期，以及在外生變量改變時(shí)其碳供給情況。

2 理論分析

輪伐期的延長是森林固碳增匯的重要途徑，以人工杉木林為例，其一般在20～25a進(jìn)行采伐，根據(jù)已有研究，若杉木的輪伐期延長到30～35a，土壤的碳儲(chǔ)量可以恢復(fù)到造林初期的狀態(tài)，保證了新一輪種植林木時(shí)其地力不會(huì)衰退，并可以提高碳匯能力和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。除此之外，林木能夠長時(shí)間儲(chǔ)存二氧化碳，特別是當(dāng)其被加工成木制林產(chǎn)品之后，儲(chǔ)存時(shí)間少則8～10年，多則上百年[10]，因此適當(dāng)延長林木砍伐的時(shí)間，使得林木吸收更多的碳匯以固定在家具等木制林產(chǎn)品中，也為研發(fā)清潔能源技術(shù)贏得了時(shí)間。

是否能夠延長林木最優(yōu)采伐期，對(duì)于林業(yè)經(jīng)營主體從生產(chǎn)經(jīng)營角度來說，邊際收益等于邊際成本時(shí)，其獲得的收益最大[1]，對(duì)應(yīng)的采伐期為最優(yōu)采伐期。當(dāng)森林經(jīng)營獲得的直接經(jīng)濟(jì)效益只來源于木材生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)林業(yè)經(jīng)營主體來說最優(yōu)的輪伐期，是單純考慮木材經(jīng)濟(jì)效益最大化時(shí)的采伐期，當(dāng)森林碳匯可以交易時(shí)，森林經(jīng)營目標(biāo)有一定的變化，林木最優(yōu)采伐期也將發(fā)生一定的變化，基于已有研究證明，杉木的邊際蓄積量先增加后減少，但其在樹齡為35a時(shí)碳吸收能力依然很強(qiáng)，因此當(dāng)杉木的碳匯收益能夠彌補(bǔ)延遲采伐而遭受的木材經(jīng)濟(jì)損失時(shí)，林業(yè)經(jīng)營主體會(huì)傾向于延長杉木采伐期，以獲得更高的利益。

三明市的碳票政策實(shí)施后，農(nóng)戶不僅可以獲得木材收益，在經(jīng)營過程中還可以獲得碳票所帶來的收益，對(duì)于在經(jīng)營林木過程中所產(chǎn)生的碳匯量經(jīng)過評(píng)估后，依據(jù)三明市“碳票”實(shí)行原則，對(duì)通過林木的碳匯量進(jìn)行評(píng)估后發(fā)放“碳票”憑證，該憑證具有交易、質(zhì)押等權(quán)能。當(dāng)林木到了原計(jì)劃的采伐期之后，受到碳票政策的影響，適當(dāng)碳價(jià)格補(bǔ)償可能會(huì)促進(jìn)經(jīng)營主體繼續(xù)追求碳收益而延長林木采伐時(shí)間，以獲得延遲采伐時(shí)間內(nèi)其他經(jīng)營收入，尤其是林木增加的碳票收入。在理論分析的基礎(chǔ)上(見圖1)，要研究碳票政策的實(shí)施能否從生產(chǎn)經(jīng)營方面，有效延長林地期望價(jià)值最大化時(shí)的輪伐期，提高森林固碳量，還需要依據(jù)林木蓄積量和碳儲(chǔ)量模型進(jìn)一步實(shí)證研究。依據(jù)已有研究所構(gòu)建的林地期望價(jià)值模型，關(guān)于木材及碳匯生產(chǎn)的輪伐期確定，主要有單輪伐期作業(yè)模型(Fisherian model)、無限輪伐期作業(yè)模型(Faustmann model)[11]，具體如下：

單輪伐期作業(yè)模型：B=W+E=(P-c)Q(T)e-rT-R+A(T)

其中A(T)為碳票收益，Q(T)為杉木蓄積量，R為造林成本。

圖1 采伐期影響機(jī)制的理論邏輯

3 研究區(qū)域與項(xiàng)目概況

三明市是福建省的重點(diǎn)林區(qū)，也是“碳票”政策的改革探索發(fā)源地，全市林地面積189.47萬hm2，占土地總面積的82.5%。市內(nèi)森林覆蓋率78.1%，杉木林面積40.98萬hm2，蓄積 4 156.8萬m3，占32.1%，2020年杉木商品材采伐產(chǎn)量約10萬m3。因此選取杉木作為案例樹種，研究“碳票”政策對(duì)林地最優(yōu)采伐期和碳供給影響具有典型性。本文以三明市林業(yè)碳票首發(fā)儀式地將樂?？诖?、沙縣俞邦村作為案例點(diǎn)開展實(shí)地調(diào)研。收集到農(nóng)戶經(jīng)營成本主要包括造林成本和采運(yùn)成本，且造林成本集中在營造的前期階段，包括營造成本和撫育成本。通過調(diào)查和整理計(jì)算得出，林農(nóng)平均營造杉木林成本為 16 000元/hm2，撫育成本為 2 200元/hm2，總計(jì)造林成本為 18 200元/hm2。采運(yùn)成本包括采伐和運(yùn)輸成本，約為360元/hm2。當(dāng)?shù)厣寄灸静牡钠骄蹆r(jià)為 1 000元/m3。

應(yīng)對(duì)氣候變化下，2021年福建省三明市開始試點(diǎn)探索“碳票”項(xiàng)目，碳票價(jià)值實(shí)現(xiàn)機(jī)理如圖2所示。其本質(zhì)是將森林碳匯賦利、賦權(quán)，使得碳票憑證具有交易、質(zhì)押等權(quán)能，借鑒“森林生態(tài)銀行”分散化輸入和集中式輸出的模式，三明市多部門聯(lián)合建立了當(dāng)?shù)靥假Y產(chǎn)管理公司——福建金森碳匯科技有限公司，對(duì)當(dāng)?shù)厣痔紖R資源進(jìn)行摸底清算，并建立數(shù)據(jù)信息管理中心和碳匯資產(chǎn)評(píng)估中心，對(duì)碎片化森林碳匯資源進(jìn)行集中收儲(chǔ)和規(guī)模整治，在完善碳匯價(jià)值核算體系是基礎(chǔ)上，通過包裝、定價(jià)、收儲(chǔ)、售出，完成市場化交易和可持續(xù)運(yùn)營平臺(tái)的搭建，實(shí)現(xiàn)森林生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有效轉(zhuǎn)化。

根據(jù)《三明市林業(yè)碳票管理辦法(試行)》可知，對(duì)申請(qǐng)?zhí)计表?xiàng)目的杉木林的立地條件沒有明確要求，文章取立地指數(shù)為13，同時(shí)申請(qǐng)的林木郁閉度要大于等于0.20，且連續(xù)分布面積均大于 0.066 7 hm2，計(jì)入期內(nèi)可進(jìn)行以撫育森林為目的形式的采伐。

傳統(tǒng)木材經(jīng)營模式中，林農(nóng)的主要收入來源于木材收益，而當(dāng)“碳票”政策實(shí)施后，林農(nóng)不僅考慮木材收益最大化目標(biāo)，還要考慮碳票收益最大化的目標(biāo)，此時(shí)的最優(yōu)輪伐期為木材和碳票收益帶來的的林地期望價(jià)值最大化時(shí)的輪伐期。故在兩種經(jīng)營目標(biāo)下的森林經(jīng)營，基于林地期望價(jià)值的最優(yōu)采伐期和碳供給可能會(huì)發(fā)生改變。因此分析在現(xiàn)有經(jīng)營方式下，增加碳票收益目標(biāo)后對(duì)于林地最優(yōu)采伐期和碳供給的影響。

圖2 碳票項(xiàng)目運(yùn)行機(jī)理

4 模型構(gòu)建

4.1 木材收獲模型

采用陳則生構(gòu)建的杉木人工林的蓄積量生長模型[12]，對(duì)杉木林分蓄積量進(jìn)行估算：

V=b1SIb2(1-e-kt)c

再根據(jù)蓄積量測算出杉木林木材收獲模型：

f(w)=a·V=196.970 195 041(1-e-0.096004t)3.720004

式中，V代表t時(shí)的林分蓄積量(m3/hm2)，b1=4.535 47，SI=13，b2=1.609 31，k=0.096 004，c=3.720 004，t表示林齡，f(w)代表木材收獲模型。ɑ取值為 0.7[6]。

4.2 碳儲(chǔ)量計(jì)量模型

根據(jù)三明市林業(yè)碳票碳減排量計(jì)算方法測算研究區(qū)內(nèi)杉木碳儲(chǔ)量：

B=V*WD*BEF*(1+R)

式中，f(c)表示杉木碳匯林的碳儲(chǔ)量(t.CO2/hm2)；V表示杉木的活立木蓄積量(m3/hm2)。根據(jù)《三明市林業(yè)碳票碳減排量計(jì)量方法》，將CF取為0.520t.CO2/t.d.m、WD取為0.307 t.d.m/m3、BEF取為1.634、R取為0.246。

4.3 林地期望價(jià)值模型

根據(jù)改進(jìn)的 Faustmann-Hartman模型構(gòu)建單輪伐期作業(yè)的杉木林地期望價(jià)值模型：

Vw=(Pw-Ct)f(w)e-rt-CZ

式中，Vl代表林地期望價(jià)值，Vw、Vc分別表示木材收益和碳票收益。Pw為杉木的木材價(jià)格，Ct為杉木木材的采運(yùn)成本，CZ為造林成本。f(w)為杉木的木材收獲模型，f′(c)為每年增加的碳儲(chǔ)量函數(shù)。r為貼現(xiàn)率，本文r取值為4%。Pc為碳價(jià)格，參考目前已成功交易的林業(yè)碳票，取其交易取均值為15元/噸。

5 結(jié)果分析

5.1 單輪伐期作業(yè)的林地期望價(jià)值分析

根據(jù)公式以及收集整理調(diào)研數(shù)據(jù)，分別計(jì)算10～30a內(nèi)杉木的林地期望價(jià)值Vl等值。結(jié)果如表1所示，隨著林齡增加，木材收益和林地期望價(jià)值都呈現(xiàn)先逐年增加又逐年減少的趨勢。碳票的邊際收益在26a開始降低，林地期望價(jià)值在24a時(shí)達(dá)到最大，為 16 406.66元/hm2，此時(shí)最優(yōu)采伐期為24a，碳供給量為226.745 t/hm2，與只計(jì)算木材收益時(shí)的最優(yōu)采伐期一樣，沒有發(fā)生改變。林地期望價(jià)值凈現(xiàn)值最大時(shí)，木材收益占比高達(dá)88.01%，碳匯收益占比較少僅有 11.99%，即使碳匯收益逐年增加，林地期望價(jià)值最大時(shí)的采伐期年限和碳供給并沒有改變。但加入碳票收益后，林地期望價(jià)值會(huì)比只考慮木材收益時(shí)增加11.99%，說明當(dāng)木材價(jià)格、碳票價(jià)格以及利率水平不變時(shí)，碳票政策的實(shí)施會(huì)提高林農(nóng)的收益。

表1 單位面積(hm2)杉木木材收益和碳票收益凈現(xiàn)值評(píng)價(jià)結(jié)果

5.2 林地最優(yōu)采伐期的敏感性分析

由于目前碳票交易市場不夠成熟，碳票價(jià)格還處于不斷調(diào)整階段，且隨著市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)生變化，木材價(jià)格和利率水平也會(huì)發(fā)生改變，因此需要針對(duì)木材價(jià)格、碳價(jià)格和利率水平進(jìn)行敏感性分析，增加林地期望價(jià)值等的測算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

①碳價(jià)格變化對(duì)林地最優(yōu)采伐期和碳供給的影響。碳票政策的實(shí)施能否會(huì)延長林農(nóng)采伐時(shí)間，從生產(chǎn)經(jīng)營的角度來看，主要決定于林地期望價(jià)值最大時(shí)的最優(yōu)采伐期是否改變，以杉木為例，當(dāng)碳票帶來的收益能夠彌補(bǔ)木材損失的收益時(shí)，林農(nóng)更傾向于延遲林木采伐。本文測算碳票收益的模型中碳價(jià)格的取值是目前三明市碳票成交價(jià)格的均值，但在實(shí)際碳票交易過程中，其價(jià)格會(huì)在一定范圍內(nèi)浮動(dòng)，目前而言，由金森公司創(chuàng)建的碳交易平臺(tái)，最低碳票成交價(jià)格為10元/t。因此本文結(jié)合目前已成交的碳票價(jià)格，分析碳票價(jià)格的改變對(duì)最優(yōu)采伐期和碳供給的影響，結(jié)果如表2所示。木材價(jià)格和利率水平不變時(shí)，隨著碳票價(jià)格的提升，碳票收益由 1 311.75 元/hm2提升至 3 936.25/hm2，碳匯供給量增加 9.35 t/hm2，林地期望價(jià)值由 15 748.787 6元/hm2提升至 18 373.287 6/hm2，增長了16.66%，而最優(yōu)采伐期和碳供給量改變較小，主要是因?yàn)樘计眱r(jià)格較低，碳票收益占林地期望價(jià)值的比重較小，因此碳票價(jià)格小范圍的變動(dòng)不足以較大程度改變林地的最優(yōu)采伐期和碳供給量。

表2 單位面積(hm2)不同碳價(jià)格下杉木林最佳采伐期和碳供給的變化

②木材價(jià)格變化對(duì)林地最優(yōu)采伐期和碳匯供給的影響。以當(dāng)前三明市1 000元/m3的木材市場價(jià)格上下浮動(dòng)，對(duì)比分析不同木材價(jià)格下的林木最優(yōu)采伐期和碳供給的變化，結(jié)果如表3所示。隨著木材價(jià)格的不斷提升，林地期望價(jià)值最大化時(shí)的木材收益從-11 060.648元/m3提高至 39 934.710元/m3，林地期望價(jià)值從 -8 961.315元/m3提高至41 902.337元/m3，碳票收益由2 099.332 8元/m3降低至1 967.627元/m3。碳匯供給量由251.523 t/hm2減少至226.745 t/hm2，每公頃杉木林共減少24.778 t碳匯量，最優(yōu)采伐期從27a提前至24a，縮短了3年，因此在沒有補(bǔ)償政策的支持，木材價(jià)格的提高促使林農(nóng)為了獲取更高的木材收益而提前砍樹，不利于提高碳供給量。

表3 單位面積(hm2)不同木材價(jià)格下杉木林最佳采伐期和碳供給的變化

圖3 單位面積(hm2)不同利率水平下對(duì)杉木林最佳采伐期和碳供給變化

③利率變化對(duì)林地最優(yōu)采伐期和碳供給的影響。碳票項(xiàng)目的監(jiān)測期一般在5～30年，對(duì)林農(nóng)來說周期較長，利率不同，資金使用成本也會(huì)發(fā)生變化，凈現(xiàn)值也會(huì)相應(yīng)改變，因此利率水平對(duì)林地期望價(jià)值也有重要影響。因此本文在木材價(jià)格和碳票價(jià)格不變的前提下，分析利率水平的變化對(duì)最優(yōu)采伐期和碳供給的影響。由計(jì)算結(jié)果得出隨著利率水平的升高，碳票收益從 2 956.201元/hm2下降低至 1 358.333元/hm2，林地期望價(jià)值由 40 562.001元/hm2下降至 4 211.504元/hm2，林木最優(yōu)采伐期由30a縮短至20a，碳匯供給量由270.497 t/hm2減少至185.944 t/hm2(見圖3)。利率的變化對(duì)林木最優(yōu)采伐期和碳供給具有顯著影響，而利率不斷提高會(huì)導(dǎo)致木材收益和碳票收益的不斷下降，林木最優(yōu)采伐期縮短，不利于碳供給的增加。

6 結(jié)論與討論

①現(xiàn)有情況下“碳票”政策實(shí)施后，杉木的最佳采伐期并沒有延長，但林地期望價(jià)值顯著提高，林農(nóng)在經(jīng)營林木過程中可以獲得額外的碳收益，提高了林農(nóng)的林業(yè)收入。

②靈敏度分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，利率對(duì)最優(yōu)采伐期的影響最大，當(dāng)利率水平較低時(shí)，林木最優(yōu)采伐期有延長趨勢，碳的供給也會(huì)有所增加。其次木材價(jià)格越高，從生林農(nóng)更傾向于提前采伐林木，不利于碳供給的增加。同時(shí)適當(dāng)?shù)奶计眱r(jià)格是對(duì)林木固碳能力的肯定，基于我國碳價(jià)格遠(yuǎn)低于國際碳價(jià)格的現(xiàn)實(shí)，未來碳票價(jià)格的上升，會(huì)促使經(jīng)營主體延長林木采伐期以獲得更高的碳匯收益。

③應(yīng)對(duì)氣候變化背景下，森林碳匯被賦利、賦權(quán)，三明市“摸著石頭過河”的“碳票”改革，為推進(jìn)碳匯項(xiàng)目方法學(xué)創(chuàng)新提供了可復(fù)制可推廣的經(jīng)驗(yàn)，從開發(fā)主體、項(xiàng)目流程和計(jì)量方式等方面來看，“碳票”都是傳統(tǒng)林業(yè)碳匯的有益補(bǔ)充，特定情境下不僅實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有效轉(zhuǎn)化，對(duì)延遲林木采伐時(shí)間也有積極影響。

④本文僅研究“碳票”政策對(duì)一個(gè)具體樹種采伐期的影響，所得出的研究結(jié)果雖具有一定的參考價(jià)值，但也存在區(qū)域上的局限性。同時(shí)，鑒于文中研究模型建立的限制，影響林木采伐期的因素還有很多，如立地條件、林分結(jié)構(gòu)和經(jīng)營方式等。因此，未來需要更多碳匯交易對(duì)林木采伐期影響的研究，以期豐富林業(yè)碳匯生產(chǎn)理論和實(shí)踐。