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近年来,二氧化碳排放导致全球气候变暖问题引发的人类生命安全、生态环境、社会可继续发展问题越来越严峻. 目前碳减排的方式有两种:①工业减排. 主要通过节约能源、采用减排技术减少污染物排放的方式降低空气中二氧化碳的浓度. 这种方式在具体行动中因为技术难度和成本巨大影响各国经济发展而阻力较大. ②森林碳汇. 主要通过造林、再造林或森林管护等措施增加森林吸收二氧化碳的能力来抵消工业中的碳排放. 国外相关学者研究表明,造林减排的成本比工业减排成本低很多,前者只有后者的1/30[1]. 森林碳汇相对于工业减排具有明显的成本优势而受到各个国家的青睐. 森林作为陆地生态系统的主体,通过光合作用吸收二氧化碳,释放氧气,将二氧化碳固定在植物体和土壤中,储存了陆地生态系统三分之二的有机碳. 作为一种经济有效的碳减排方式,森林碳汇在全球碳循环和全球气候变化中发挥了重要作用. 中国作为碳排放大国,增加森林碳汇是中国政府应对气候变化的重要策略. 目前森林碳汇交易渠道单一、公众对于森林碳汇的认知度低、缺乏一套标准的森林碳汇计量方法体系等因素阻碍了国内碳汇交易市场的进一步发展. 森林碳汇经济价值的核算就是将森林吸收二氧化碳的量价值化,能够帮助人们更直观地了解森林碳汇带来的生态效益,为政府生态补偿机制提供基础数据,进而加快森林碳汇交易市场的建立和完善. 福建省作为南方集体林区省,森林资源丰富,森林覆盖率连续40年保持全国第一. 为此,本文对福建省现有森林碳汇经济价值进行评价,为完善福建省森林碳汇市场交易提供建议,同时为南方集体林区诸省碳储量管理提供借鉴依据.
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国外学者开展森林碳汇研究相对较早,20世纪60年代末,国际科学理事会(ICUS)开展的国际生物学计划(IBP)拉开了森林碳汇研究活动的序幕. 20世纪70年代,部分欧洲国家以及美国、前苏联等国家开始生态系统碳平衡和碳循环的研究工作. 但研究内容主要集中于森林在碳循环中的功能、不同森林类型吸收二氧化碳的能力不同等自然学科领域. 1997年《联合国气候变化框架公约的京都议定书》出台,森林碳汇可以通过清洁发展机制(CDM)进行交易,森林碳汇的价值和其相关经济问题才被世界各国正式关注,同时国外学者开始了大量的相关研究工作. Lal等[2]指出森林不仅能够固定二氧化碳,而且具有从空气中吸收二氧化碳的巨大潜力. Lapenis等[3]研究认同了森林能够在应对气候变化中发挥重要作用. Murphy等[4]以加拿大林业局数据库为基础,指出采用经济计量模型来估计安大略省造林的固碳成本比采用工程方法学的固碳成本要低很多.
国内学者对森林碳汇的研究开始于20世纪70年代末,目前处于初级阶段. 1998年《京都议定书》的签订,明确了中国碳减排义务. 2003年,国家林业局成立碳汇管理办公室加强管理CDM造林及再造林碳汇项目. 2005年底,为了提升公众对森林碳汇的认识,加强环保意识,国家林业局开通中国碳汇网. 2006年,作为中国第一个林业碳汇项目的广西珠江流域治理再造林项目的顺利开展,为后续其他林业碳汇项目的开展奠定了基础. 国内学者最早是从碳循环认识了森林碳汇. 方精云[5]从全球生态学视角对我国森林碳汇进行了研究. 李怒云等[6]探讨了全球气候变化背景下林业碳汇发挥的巨大作用. 杨绍辉[7]指出森林碳汇不仅具有环境价值,还有经济价值和社会价值. 张伟伟等[8]通过等额年金法考察了林业碳汇的微观供给主体,指出地方政府应因地因树制宜,采取不同的碳汇补贴政策,并从提高碳汇供给收入和降低碳汇供给成本两方面促进碳汇林供给. 黄可权等[9]分析了林业碳汇试点的制约因素,认为短期内林业碳汇项目以省内交易所上市为主,主要面向省内企业和公众进行营销;中远期林业碳汇项目到国内其他交易所乃至国际交易所上市,面向国内外企业和公众营销交易.
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综合相关文献,关于森林碳汇经济价值评估的研究归纳起来包括两部分:①对森林碳储量的实物计量;②对森林碳汇价值的经济计量.
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通过对相关文献进行整理,学者对于森林碳储量的计量方法主要分为两类:①微气象学法. 这种方法在计量公式基础上,利用相关精密仪器直接测定二氧化碳通量的动态变化. 该方法因为所需仪器价格昂贵、操作难度大、对技术人员要求高等特点在国内使用较少,在国外应用较多. ②样地勘测法,包括生物量法、蓄积量法和生物清单法. 这种方法是在现存生物量的基础上估算森林碳储量. 生物量法和蓄积量法具有技术要求低、实用性强等优点被国内外学者采用. 但两种方法计量精度不高、参数不统一等缺点使测量结果相差很大. 生物清单法计量精度高,但存在获取所需数据大,需要耗费大量人力等缺点. 国内外学者采用上面的一种或者几种方法对森林碳储量进行了相关计量研究. Smith等[10]基于森林清查数据估计美国联邦政府各机构管理的林地碳储量变化,指出在美国本土,西部联邦拥有的林地比例更高,占森林碳储量的三分之二;东部联邦土地占森林碳储量的百分之九. Srinivas等[11]在东加特省东戈达瓦里地区选取3个研究地点,利用异速生长方程和非收获法估算树木的生物量和碳储量,结果表明树木的碳储量在44.51~218.84 mg/hm2之间. 蒋九华等[12]基于北京山区遥感影像数据和标准样地调查数据,利用InVEST模型碳储量模块,评估分析了北京山区森林生态系统的碳储量,结果表明北京山区森林生态系统总碳储量为77.41 Tg(1 Tg=1012 g). 王会荣等[13]以安徽省第8次森林资源清查数据为基础,采用生物量与蓄积量转换模型法和平均生物量法,估算安徽森林植被的碳储量和碳密度,结果表明安徽不同森林类型的总碳储量为8.51×107 t,平均碳密度为20.55 t/hm2. 吴国训等[14]基于江西省1988-2011年森林资源清查统计数据,采用生物量换算因子连续函数法和平均生物量法,计算江西省森林植被的碳储量、碳密度及固碳潜力,结果表明江西省碳汇潜力巨大.
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森林碳汇的经济价值计量是指把森林固定的碳储量予以货币化. 通过对相关文献进行整理,学者对于森林碳汇经济价值的计量方法主要包括造林成本法、人工固定二氧化碳法、碳税法、碳税率法、市场价格法、均值法等. 决定森林碳汇价值一个很重要的因素是单位森林碳汇的价格. 不同的学者研究对象不同、考虑的影响因素不同和采用的计量方法也不同,得出的碳汇价格相差很大,这对估算森林碳汇的经济价值造成了很大的影响. 黄宰胜等[15]运用条件价值法(CVM),引入计划行为理论,从碳控排企业支付意愿视角探讨林业碳汇经济价值,利用分段常数指数模型(PCE)计算得到其平均支付金额,即林业碳汇经济价值为47.36元/t. 杨美丽等[16]对造林成本法和碳税率法得出的碳汇价格取平均值来评估山东省森林碳汇的经济价值,得出了山东省第5次到第8次森林资源清查期间的森林碳汇价值. 张春华等[17]以国家标准《森林生态系统服务功能评估规范》(LY/T1721-2008)[18]中公布的参数为依据,采用碳税法评估山东省森林碳汇经济价值,得出山东省森林碳汇经济价值从2004-2008年的243.37亿元增长到2009-2013年的253.42亿元. 马楠[19]基于第7、第8次全国森林资源普查数据,参照我国8处碳排放权交易中心碳交易一般价格,核算了具有少数民族的8个地区森林碳汇经济价值,得出市场价值43.49亿元.
国内外学者关于森林碳汇经济价值评估展开了大量的研究,并取得了一定的成果. 在研究中蓄积量拓展法技术直接明了,操作简便且有较强的实用性,可以利用较大规模的森林资源清查数据宏观估算大范围森林碳汇量,本文采用蓄积量扩展法来测量森林碳储量. 森林碳汇不仅具有生态效益,还具有经济效益. 森林碳汇经济效益的价值化使其能在市场上进行交易. 森林碳汇的公共物品性和外部性使其价格不能完全由市场决定,因此市场上碳汇价格不固定,目前交易双方主要通过协商确定林业碳汇的价格. 本文借鉴前人的研究成果,以重点林业大省福建为例,森林蓄积量扩展法测算福建省森林碳汇量,采用市场价值法测算森林碳汇经济价值,并针对福建省森林碳汇实际问题提出相应的对策和建议.
1.1. 国内外关于森林碳汇认识问题的研究
1.2. 国内外关于森林碳汇经济价值评价方法的研究
1.2.1. 森林碳储量计量研究
1.2.2. 森林碳汇经济价值计量研究
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福建省地处东南沿海,东隔台湾海峡与台湾省相望,东北毗邻浙江省,西面、西北与江西省交界,西南与广东省相连. 地理位置依山傍海,九成陆地面积为山地丘陵,素有“八山一水一分田”之称,气候条件优越,具有发展林业的自然优势. 福建省拥有丰富的森林资源,根据第9次森林资源清查数据,福建省森林覆盖率为66.8%,位居全国第一. 全省森林面积811.58万hm2,森林蓄积7.29亿m3. 根据福建省第1~9次森林资源清查数据统计结果,福建省森林资源概况见表 1.
由表 1可知,从1988年开始福建省森林资源覆盖率逐年上升,保持在60%以上. 森林面积增长迅速,1978年森林面积为4 727 500 hm2,2018年达到8 115 800 hm2,是1978年的1.72倍,平均每年增长84 707.5 hm2. 森林活立木蓄积是决定森林碳储量的基本数据,间接反映森林碳储量的大小. 福建省森林活立木蓄积基本呈上升趋势,1978年活立木蓄积为243 300 000 m3,2018年达到797 112 900 m3,是1978年的3.28倍,平均每年增长13 845 322.5 m3;尤其2003年增长迅速,比1998年增长了18.9%. 福建省森林资源的快速增长一方面与1998年开始实施的天然林和公益林保护政策有关,改变了森林原有的粗放型管理方式;另一方面与林业政策改革有关,2001年的林业税负减免和2002年开始实施的林权制度改革等林业政策使农户积极参与到营林造林活动中,增加了福建省森林活立木蓄积量.
福建省树种以针叶林和阔叶林为主,不同树种的森林碳汇储量不同. 根据森林资源清查数据,阔叶混交林面积最大,占福建省森林总面积的32.67%;其次为人工林中的杉木,占森林面积的22.36%. 相关研究指出,不同树种森林碳汇能力中阔叶混交林和杉木的碳汇能力较其他森林树种强[20]. 福建省阔叶混交林、杉木面积超过50%,福建省的优势树种决定了其较强的碳汇能力. 不同龄组的相同树种碳储量也有很大差异. 不同龄组的碳储量从大到小依次为中龄林、近熟林、成熟林、幼龄林、过熟林[21]. 根据第9次森林资源清查数据,福建省中龄林蓄积量最大,其次为近熟林. 具有较强碳汇能力的龄组超过60%. 福建省气候条件优越,无论从优势树种还是从森林龄组的组成上都说明福建省森林资源基础较好,碳汇潜力巨大. 福建省应该充分发挥其生态优势,大力发展林业碳汇,实现经济的可持续发展.
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森林碳汇经济价值估算即把森林固定的碳汇量予以货币化,使森林的生态效益更加直观化. 森林碳汇的经济价值由2个因素决定:①森林碳储量,②森林碳汇单位价格. 森林碳汇的经济价值等于森林碳储量与森林碳汇单位价格的乘积,即表达公式为
式(1)中,V表示森林碳汇的经济价值,C表示森林碳储量,P表示森林碳汇单位价格.
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目前,关于森林碳储量的计量方法分为两大类:①样地勘测法;②微气象学法. 其中样地勘测法又分为生物量法、蓄积量法和生物清单法. 蓄积量法的原理是利用森林蓄积量数据求得生物量,再利用生物量与碳质量之间的换算系数求得森林总的固碳量. 蓄积量法可以利用较大规模的森林资源清查数据宏观估算大范围森林碳汇量,而且技术直接明了,操作简便且有较强的实用性,具有生物量法的优点,是生物量法很好的延伸[22].
目前关于森林碳汇量的测量结果大多都是偏低的,因为大多数学者只测量地表以上林木的碳汇量,对于林下植物、地下腐殖质和森林土壤的固碳量因为技术难度、测量困难等研究甚少,因此本文采用蓄积量扩展法来测量福建省的森林碳储量. 由于森林碳汇能力与活立木蓄积量具有相关关系,而福建省活立木蓄积量中森林蓄积占到90% 以上,其他蓄积类型单位面积树木量小、代表性差[23],因此本文采用蓄积量扩展法,以活立木蓄积量为研究对象估算福建省总的碳汇量,提高测算结果的准确性.
根据蓄积量扩展法的原理,森林总的碳汇量包括林木碳汇量、林下植物碳汇量和林地碳汇量3个部分. 其中林木碳汇量以森林蓄积量为基础,通过蓄积扩大系数、容积密度计算出生物量,再乘以含碳率得出林木总的碳汇量. 林下植物碳汇量可以通过林木固碳量与林下植物碳转换系数的乘积求得. 同样的道理,林地碳汇量通过林下植物固碳量与林地碳转换系数的乘积求得. 具体公式为
式(2)中:C表示森林总的蓄积量;C1表示林木碳汇量;C2表示林下植物碳汇量;C3表示林地碳汇量;V表示森林蓄积量;∂表示蓄积扩大系数;ρ表示容积密度;γ表示含碳率;α表示林下植物碳转换系数;β表示林地碳转换系数. 各系数采用国际通用的IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)默认值即∂取1.9,ρ取0.5,γ取0.5,α取0.195,β取1.244.
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目前,森林碳汇单位价格的计量方法有很多. 森林碳汇的公共物品性和外部性使其价格不能完全由市场决定,因此市场上碳汇价格不固定,交易双方主要通过协商确定林业碳汇的价格[24]. 中国碳交易市场经历了3个阶段:2002-2011年清洁发展机制阶段;2011-2017年试点交易阶段;2017年至今全国交易阶段. 现阶段,碳交易进入全国交易阶段,交易市场越来越活跃. 2011年起,中国先后在北京市、天津市、上海市、重庆市、广东省、湖北省、深圳市启动了7个碳交易试点. 自7个试点启动以来,碳交易市场十分活跃,截止到2017年12月31日,7省市试点碳市场及福建省碳市场配额累计成交量为1.85亿t[18]. 中国作为碳排放量最大的国家,2017年底启动的全国碳排放交易体系可能会成为世界最大的碳定价市场[18]. 因此,本文采用市场价值法,选取3个交易市场形成的碳汇项目交易均价作为森林碳汇单位价格,具体为中国碳排放交易网2019年福建地区碳市场成交均价、北京环境交易所2016年福建地区市场成交均价、海峡股权交易中心环境能源交易平台2017年碳汇项目成交均价.
3.1. 森林碳汇量计量方法
3.2. 森林碳汇价格确定
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本文关于森林碳汇量测算的数据来源于国家森林清查福建省森林清查结果(第1次-第9次),关于森林碳汇量经济价值测算的数据来源于中国碳排放交易网、北京环境交易所、海峡股权交易中心.
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利用蓄积量扩展法,把表 1中的福建省历年森林活立木蓄积数据代入公式2可以得到福建省历年森林碳汇量,如表 2所示.
从表 2测算结果可以看出:福建省森林碳汇量呈现出快速上升趋势. 1978年森林碳汇量为28 186.91万t,2018年为84 500.07万t,增长66.6%,年平均增速1.7%. 尤其2个时间段增长最快. 第一个阶段1998-2003年这五年森林碳汇量从48 384.20万t增长到57 545.54万t,增长了9 161.34万t,年平均增长3.2%,这与福建省转变林业发展政策有关. 1998年开始实行天然林保护和生态公益林管理,加强森林管护,减少对森林的采伐,保护了福建省原始森林存量. 福建省2001年完成公益林区划界定工作,2002年林业厅制定《福建省生态公益林管理办法》,加大对生态公益林的生态补偿,同时对生态公益林的禁伐等政策极大地保护了生态公益林. 2002年福建省作为试点率先进行林权制度改革,有效地解决了制约林业发展的产权问题,调动了林户营林造林的积极性,农户积极植树造林,增加了福建省的森林面积. 第二个阶段2008-2013年增长最快从61 663.66万t增长到77 244.21 t,5年增长25%,年平均增长5%. 福建省不断深化林权制度改革,一直走在全国前列. 2006年福建省率先推进综合配套改革,2013年出台《关于进一步深化集体林权制度改革的若干意见》等相关林业政策,都使福建省生态优势不断加强和固定,森林蓄积量不断增加. 因此,福建省应继续加快林权制度改革,激发林业经营活力,同时合理规划林业开发,加强森林资源管理,不断增加森林的蓄积量和固碳能力,助推福建省森林碳汇交易市场的不断完善.
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森林碳汇量经济价值由森林碳汇量和森林碳汇单位价格2个因素决定. 森林碳汇不仅具有生态效益,还具有经济效益. 森林碳汇经济效益的价值化使其能在市场上进行交易. 本文采用市场价值法,选取3个交易市场形成的碳汇项目交易均价作为森林碳汇单位价格,具体为中国碳排放交易网2019年福建地区碳市场成交均价17.83元/t、北京环境交易所2019年市场成交均价10.93元/t,环境能源交易平台2019年碳汇项目成交均价13.92元/t. 通过选取这3组森林碳汇单价来对福建省的森林碳汇量经济价值进行估算,结果如表 3所示.
由表 3可知,福建省森林碳汇经济价值先下降后上升. 1978-2013年森林碳汇经济价值上升很快,除了1988-1998年有所下降外,其他年份逐年上升. 1978年福建省森林碳汇量经济价值在30.81~50.26亿元之间,1983年在54.52~88.94亿元之间,1988年在47.98~78.26亿元之间,2003年在62.90~102.60亿元之间,2008年在67.40~109.95亿元之间,2013年在84.43~137.73亿元之间,2018年在92.36~150.66亿元之间. 这些数据都充分说明福建省凭借其区位生态优势,森林资源丰富,具有发展林业的优越条件,在发展森林碳汇方面潜力巨大.
4.1. 数据来源
4.2. 福建省森林碳汇量测算
4.3. 福建省森林碳汇量经济价值测算
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为了加快福建省森林碳汇发展,促进生态效益价值转化,用生态优势助力福建经济可持续发展,本文提出以下建议:
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2002年,福建省在全国率先实行林权制度改革,将集体林改为林农个人所有,明晰林农对林地的所有权,同时为了确保林农对林地的收益,林农可以自主决定林地所有权的流转和林地经营权. 林权制度改革改变了林农对森林资源的权益分配机制和对森林资源的利用方式[25],进而影响了森林资源的整体结构和总量. 因此,应该不断深化林权制度改革,激励林农积极从事林业生产活动,增加林农造林面积. ①加快转变政府在林业生产中的职能,发挥市场的主导作用,充分赋予林农对林地的自主权,减少政府相关部门对林地流转和林权抵押贷款等的约束和干预,降低林户林地交易成本,增加林户林业经营收益,激励林户不断完善生产经营行为. ②完善林改政策,落实林地家庭联产承包责任制,加快明晰林地产权步伐,稳步推进林权制度改革,加快传统林业向现代林业转变. ③加大林权制度改革宣传力度,深化林户对林改政策的认识,完成明晰产权、承包到户的改革任务.
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森林碳汇计量体系的建立是使森林碳汇得以交易的基础,是促进碳汇交易市场不断完善的关键因素. 森林碳汇计量方法很多,目前国内外还没有建立一套公认的森林碳汇计量方法,具体可以分为两大类. ①样地勘测法. 经济、操作简单,但计量精度不够. ②微气象学法. 测量比较准确,但所用仪器比较昂贵,测量难度大,适用范围有限. 不同计量方法因为适用性不同、计量标准不同等得出的计量结果相差比较大. 探索建立一套适用地方区域的森林碳汇计量方法意义重大. 林业部门可以组织相关权威专家,通过对福建省林业碳汇详细情况进行调研,研究确定一套全省统一适用的计量体系. 特别是针对评估森林碳汇经济价值的基本要素—森林碳汇储量和碳汇单位价格应根据区域、森林类型、评价时期等不同建立一套标准,保障计量体系的适用性.
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福建省拥有发展林业碳汇丰富的森林资源,但林业碳汇在福建省发展较慢. 林户文化程度普遍不高,接触新事物的能力比较有限,因此碳汇对于他们来说是一个全新的概念. 因此,相关部门要多角度、全方位加大对林业碳汇的宣传力度,增加公众对其的认知度. 在宣传对象上,对于公众个人在其了解碳汇基本概念的基础上,积极宣传碳汇的生态效益、经济效益和社会效益,引导他们积极加入到植树造林增加森林碳汇的活动中来. 对于企业来讲林业碳汇相对于工业减排具有成本优势,因此可以对碳排放量较大的企业,积极宣传政府出台的企业购买林业碳汇的相关优惠政策,引导他们积极参与到碳汇交易市场中来,加快碳汇交易市场的建立. 在宣传方式上,不同的公众对于信息的接收方式不同,将手机、电视、微博等多种多媒体形式相结合,以具体森林碳汇项目效益为实例,使人们切实了解森林碳汇带来的巨大经济价值,提升人们对森林碳汇的认知度. 在宣传内容上,突出温室气体排放引起气候变化导致的一系列生态问题,引起公众对于环境保护的重视,倡导人民低碳生活,提高人们对森林碳汇的认识.
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科学技术是第一生产力. 2017年,碳交易在全国开始交易,但碳汇项目实施技术要求高、碳储量计量标准不统一等问题一直是制约森林碳汇项目的重要因素,因此福建省要继续加大科研资金投入,不断完善林业科技管理机制,加快林业科学基础项目的研究,提高林业科学技术水平. ①构建多样化林业科技推广平台. 由政府部门主导,鼓励高校、林业研究院所或林业协会等相关林业科研部门积极参与林业问题研究项目,促进林业科技成果转化,提高林业科学技术服务水平. ②完善培训机制. 林业从业人员大多为农民,文化程度不高,对新生事物的接受能力较低,林业部门应定期组织相关森林碳汇培训,使林户掌握先进的森林管理知识和管理技术. 森林碳汇专业性比较强,理论上认知抽象,在培训方式上应理论与实践相结合,例如采用案例教学的方式,让林业从业人员切身体会实际遇到的林业经营管理问题,增加他们参与培训的积极性,增强培训效果. ③林业部门应积极引进国内先进的林业管理技术,增强森林固碳能力.
5.1. 深化林权制度改革,增加林农对林地的自主权,激励林农积极营林造林
5.2. 建立一套适用地方区域的森林碳汇计量体系
5.3. 加大对森林碳汇的宣传力度,提升公众对其的认知度
5.4. 加大科研投入,加强科学技术对森林碳汇的支撑力
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基于历年森林清查福建省森林清查数据,采用森林蓄积量扩展法对福建省森林碳储量进行估算,研究显示森林碳储量呈现出快速上升趋势,从1978年28 186.91万t增长到2018年的84 500.07万t. 采用市场价值法确定福建省森林碳汇单位价格,测算出福建省森林碳汇经济价值从1978年的30.81~50.26亿元增长到2018年的92.36~150.66亿元,这得益于福建省积极转变林业发展政策、深化林权制度改革和合理规划林业开发等措施. 本文研究结果以期能为福建省相关政府部门进行森林管理,出台配套相关林业改革措施和开发林业碳汇提供借鉴. 在研究过程中,由于数据资料和科研条件的限制,在估算森林碳汇碳储量时采用的计量方法只对大面积的数据进行了宏观估算,未进行实地调研考察,同时未考虑立地条件、树种差异对测算结果的影响,因此计量结果或许存在误差. 下一步还需结合实地调研数据,分树种、分区域进行深入分析.