黑龙江省森林生态系统功能与经济利益平衡研究

黑龙江省森林生态系统功能与经济利益平衡研究

一、森林碳汇计算森林作为地球生态系统的主体，在碳源和碳交换方面发挥着双重作用，在应对世界气候变化中发挥着重要作用。森林碳汇指森林等吸收并储存CO2的多少,或者吸收并储存CO2的能力。森林碳汇对降低大气中温室气体浓度、减缓全球气候变暖具有十分重要的作用。而且森林碳汇抵消CO2排放已成为国际气候公约的重要内容,并受到世界各国政府和科学家的广泛关注。对森林碳汇的计量研究起步于20世纪60年代中后期,由于森林碳汇量估算数据来源、实际数据采集、估算方法等的差异,目前对碳汇计量的方法还不统一,对森林碳汇量的估算结果也存在较大差异,具体的计量项目也未达成共识。目前,森林总生物量估算方法可以分为样地清查法、模型模拟法和遥感估算法3类。其中应用较为广泛的是样地清查法。样地清查法通常用样地研究植被森林的生物量、碳蓄积量等的估算,进一步分为生物量法、蓄积量法、生物量与蓄积量为基础的植物碳储量估算法以及微气象学法等。在我国,首先在国家层次上对森林碳汇进行计量的是康惠宁等人(1993年),他们采用蓄积量法计算出我国森林每年平均净碳汇量为0.8627×108t,未来20年内增加的森林净碳汇能力约为773×108t。方精云等(2000年)使用我国森林资源清查资料和文献发表的生物量实测资料,总结提出了生物量换算因子(BEF)法建立生物量与蓄积量关系。结果表明,我国森林总碳量为4.5×109t,疏林及灌木丛总碳量为0.5×109t。王效科等(2001年)用改进的方法计算中国(全国第3次森林资源普查资料)森林固碳量为128115×108tCO2。魏殿生(2003年)对我国森林年均碳汇量进行计算,结果为每年0.089Pg。Piao等(2005年)对1982-1999年森林植被碳汇量进行估算,结果表明,1982-1999年森林植被年碳汇量为0.019Pg。顾凯平等(2008年)采用植物分子式的方法,根据第6次森林资源清查资料,按树种计算了森林的碳储量为5.50Gt(1Gt=109t)。李秀娟等(2009年)采用NPP增长驱动下的碳周转模型分别计算了1982-1999年森林生态系统累积碳汇量为0.862Pg,年均碳汇量为0.051Pg,其中,年均固定在森林植被中的碳汇量为0.034Pg,固定在凋落物中的碳汇量为0.013Pg,固定在森林土壤中的碳汇量为0.004Pg。在对国家森林碳储量进行研究的同时,也有许多学者对各个区域的森林碳汇量进行了核算。李意德等采用蓄积量法对我国热带天然林植被碳贮存量估算结果为2166×108tCO2;郗婷婷等采用森林蓄积量扩展法计算黑龙江省现有森林资源森林碳汇储量为6137×108tCO2。曹军等根据海南林业资源二类调查数据,建立生物量与蓄积量关系计算海南(1996)森林碳汇量为1138×107tCO2。胡长青等通过利用立木蓄积量及森林面积等基本监测数据,计算湖南省森林生态系统碳汇量为7938115MtCO2。此外,贺红早等计算了贵阳二环林带主要造林树种碳汇;于雷等计算了黑龙江省国有林区森林碳汇;何友军等计算了湖南长防林一期工程碳汇量;沈文清等计算了千烟洲人工针叶林碳储量;姬惜珠等计算了三北防护林中杨树的碳汇以及马钦彦等计算了中国油松林碳储量等等。从上述各计量结果可以看出,无论是从国家层面还是从区域层面,我国森林碳汇的计量结果差别都较大。鉴于上述国内外森林碳汇的研究现状,本文将应用森林蓄积量扩展法从实证的角度系统分析黑龙江省发展森林碳汇贸易的潜力,力求为黑龙江省开展森林碳汇贸易提供有益的参考。并在此基础上,为黑龙江省更好地发掘和提高森林碳汇贸易潜力提供一些可行性建议。二、森林碳汇贸易潜力巨黑龙江省森林资源丰富,是林业大省,也是林业强省。截至2007年,全省林业经营总面积3375万hm2,占全省土地面积的2/3,其中森林总面积2007万hm2,活立木蓄积达15.7亿立方米,森林覆盖率达43.6%。森林面积、森林总蓄积和木材产量均居全国首位,是国家最重要的国有林区和最大的木材生产基地。所以说黑龙江省开展森林碳汇贸易的潜力巨大,但具体有多大,就需要通过实证研究进行定量分析。根据森林碳汇蓄积量是开展森林碳汇贸易的基础,本文从黑龙江省现今森林碳汇蓄积量和未来森林碳汇蓄积量预测的角度来分析黑龙江省开展森林碳汇贸易的潜力。1.森林碳汇潜力的计算方法目前国内外有关森林碳汇的计量方法主要有蓄积量法、涡旋相关法、驰豫涡旋积累法、箱式法、生物量法和基于蓄积量法、生物量法的生物清单法。但是这几种方法基本上都属于纯自然科学范畴,虽然计算结果十分精确,但需要实地的测量,并且计算方法比较繁杂。从经济学和社会科学的角度出发,我们研究森林碳汇蓄积量是为了分析黑龙江省开展森林碳汇贸易的潜力,如果计算方法过于复杂,就失去了可操作性。因此,基于计算方法的实用性和可操作性的考虑,本文以森林碳汇蓄积量自然科学计算方法和研究结果为基础,运用一套新的经济计量方法:森林蓄积量扩展法。(1)模型简介森林蓄积量扩展法基本上分为两部分内容:第一,以森林蓄积(树干材积)为计算基础,通过蓄积扩大系数计算树木(包括枝材、树根)生物量,然后通过容积密度(干重系数)计算生物量干重、再通过含碳率计算其固碳量。这样计算出以立木为主体的森林生物量碳汇量;第二,如果需要计算森林自然固碳量,则可以在计算森林生物量固碳量的基础上,根据森林生物量固碳量与林下植固碳量之间的比例关系、森林生物量固碳量与林地固碳量之间的比例关系计算森林全部固碳量。在森林资源调查和统计中,森林资源蓄积量都是指树干部分生物量,为了计算总的生物量,必须根据树木各部分生物量之间的比例关系进行推算,从而进一步计算森林生物量固碳量。根据木材产量可以计算木材的固碳量,根据采伐出材率、木材利用率之间的关系,可以推算为了进行木材生产所消耗的森林资源碳汇量,二者之差即为林业生产过程中二氧化碳排放量。根据上面的介绍可知,其模型也必然包括两种形式,第一种即以第一部分内容为基础建立的模型,具体形式如下:CF=树木生物量固碳量其中:Cij=Vij×δ×ρ×γSij—第i类地区第j类森林类型的面积;Cij—第i类地区第j类森林类型的生物量碳密度;Vij—第i类地区第j类森林类型单位面积蓄积量;δ—生物量扩大系数;ρ—容积系数(容积密度);γ—含碳率。第二种模型即以第二部分内容为基础建立的形式,具体形式如下:CF=树木生物量固碳量+林下植物固碳量+林地固碳量式中:α—林下植物碳转换系数;β—林地碳转换系数。为了使黑龙江省森林碳汇潜力的评估更加清晰准确,本文将采用以上两种模型形式分别计算。(2)参数确定在计算黑龙江省森林碳汇潜力的分析中,本文各参数均取IPCC的默认值。第一,森林资源蓄积扩大系数δ。利用该系数可以将树木蓄积量换算成以树木为主体的生物蓄积量。国际通用IPCC默认值为1.90。第二,容积密度ρ。该系数是为了将森林全部生物量蓄积转换成干重的换算系数。一般取0.45-0.5,本文采用国际通用IPCC默认值为0.5。第三,含碳率γ。该系数是为了将生物量干重转换成固碳量的换算系数。我国阔叶树一般含碳率值都低于0.5,而针叶树的的平均含碳率一般等于或者高于0.5,用.05作为平均含碳率计算森林中乔木层碳储量所的结果比较客观真实。IPCC默认为0.5。本文采用IPCC默认值0.5。第四,林下植物固碳量换算系数α。该系数作用就是根据森林生物量计算林下植物(含凋落物)固碳量。国际通用IPCC默认值为0.195。第五,林地固碳量换算系数β。该系数作用就是根据森林生物量固碳量计算林地固碳量。国际通用IPCC默认值为1.244。需要说明的是,以上参数的确定都是取平均值,其结果基本能够满足本文宏观研究的需要。但是,如果运用这些系数对某一具体森林地块进行固碳量分析计算,可能会存在一定的误差。(3)数据来源森林碳汇核算的主要数据来源于《全国森林资源统计》、《中国森林资源清查》、《黑龙江省统计年鉴》以及黑龙江省林业局网站。需要指出的是,在数据收集中,由于我国每5年进行一次森林资源清查,所以基本数据在5年内保持相同。2.森林碳汇潜力(1)评估方法简介运用上文介绍的森林碳汇的计算方法,评估分为以下二种情况分别进行。第一种情况:森林碳汇量只计算林木生物量固碳量。林木生物量碳储量=森林蓄积×扩大系数×容积系数×含碳率=V×1.9×0.5×0.5第二种情况:森林碳汇量包括林木生物量碳储量、林下植物碳储量和林地碳储量。森林全部碳储量=树木生物量固碳量+林下植物固碳量+林地固碳量=∑(Sij×Cij)+α∑(Sij×Cij)+β∑(Sij×Cij)=V×1.9×0.5×0.5+0.195(V×1.9×0.5×0.5)+1.244(V×1.9×0.5×0.5)=2.4395(V×1.9×0.5×0.5)(2)未来潜力评估黑龙江省政委出台的《关于加快林业强省建设的决定》确定的目标是到2010年,力争全省有林地面积达到2141万hm2,林木总蓄积达到17亿m3,森林覆盖率提高到47%以上。到2020年,全省有林地面积达到2324万hm2,林木总蓄积达到18.6亿m3,森林覆盖率提高到51%以上,到2050年,基本建成资源丰富、生态完备、功能改善、效益显著的现代林业,最大限度的满足国民经济和社会发展对林业生态、经济和社会的需求,实现林业经济和社会的全面、协调和可持续发展。按照《关于加强林业强省建设的决定》要求,黑龙江省森林覆盖率到2010年达到47%,2020年达到51%。根据森林生物量碳汇潜力计算公式,我们分别计算在以下两种情况下黑龙江省森林碳汇贸易的潜力(具体结果见表1)。第一种情况:单位面积蓄积保持目前的水平,78.23立方米/公顷。第二种情况:单位面积蓄积达到国际平均水平,100.00立方米/公顷。根据表1,到2010年,黑龙江省森林覆盖率达到47%,如果单位面积蓄积保持目前水平,黑龙江省森林树木生物量碳汇潜力为1.67亿吨碳,占现有碳储量的9.27%。如果单位面积蓄积达到国际平均水平100立方米/公顷,则黑龙江省森林树木生物量蓄积碳汇潜力为6.78亿吨碳,占现有碳储量的37.62%。到2020年,黑龙江省森林覆盖率达到51%,如果单位面积蓄积保持目前水平,黑龙江省森林树木生物量碳汇潜力为3.53亿吨碳,占现有碳储量的19.60%。如果单位面积蓄积达到国际平均水平100立方米/公顷,则黑龙江省森林树木生物量蓄积碳汇潜力为8.90吨碳。占现有碳储量的49.39%。根据森林全部碳汇量潜力计算方法,计算出黑龙江省在2010年和2020年森林碳汇贸易潜力,同样,分为以下两种情况计算森林碳汇贸易的潜力(具体结果见表2)。第一种情况:单位面积蓄积保持目前的水平,78.23立方米/公顷。第二种情况:单位面积蓄积达到国际平均水平,100.00立方米/公顷。从表2中可以看出,到2010年黑龙江省森林覆盖率达到47%,如果单位面积蓄积保持目前水平,即78.23立方米/公顷,则黑龙江省森林全部碳汇潜力为4.07亿吨碳,占现有碳储量的9.26%,如果单位面积蓄积达到国际平均水平100.00立方米/公顷,则黑龙江省森林全部碳汇潜力为16.54亿吨碳。占现有碳储量的37.63%。到2020年,黑龙江省森林覆盖率达到51%,如果单位面积蓄积保持目前水平,黑龙江省森林全部碳汇潜力为8.61亿吨碳,占现有碳储量的19.62%。如果单位面积蓄积达到国际平均水平100.00立方米/公顷,则黑龙江省森林全部碳汇潜力为21.71亿吨碳。占现有碳储量的49.40%。从上述分析可以看出,只要在扩大森林面积的同时,能够提高森林经营管理水平,进而提高单位面积蓄积量,黑龙江省的森林碳汇潜力巨大。三、提高黑龙江省森林碳交换贸易潜力的政策建议1.加大森林抚育和林业管理力度,不断提高林分质量,进行森林碳汇森林碳汇在应对气候变暖的过程中发挥着举足轻重的作用,通过森林碳汇减排也是最经济、最容易的方法。但是黑龙江省的林业生产和森林经营长期投入不足,森林抚育和林业管理不到位,使林地的生产潜力和生态效益没有得到有效的发挥。在将来的发展中,黑龙江省要特别注意以下几点:第一,加大森林抚育经费,从而加大对现有森林的抚育力度,促进其快速生长,提高森林蓄积量,达到增加森林碳汇的目标;第二,加强碳汇林业的科技支撑,提高森林碳汇的科技水平,引进发达国家林业建设和管理技术,提高我省林木的管理水平;第三,建立森林火灾的预警机制,加大对森林病虫害的科学防治。2.发展速生丰产林继续加强天然林保护、退耕还林和“三北”防护林体系等重点工程的建设,同时坚持造林的多样化,积极营造人工林和速生丰产林特别是速生丰产林。因为黑龙江省具有丰富的气候资源、水资源和土壤资源优势,许多速生丰产林如落叶松、樟子松、杨树等非常适宜生长,营造速生丰产林的优势和潜力明显。同时这些林木不但生长快,成活率高而且固碳能力非常强。不断扩大植树造林的面积能有效地提高黑龙江省森林碳汇的水平。在造林的资金筹集方面,要鼓励企业捐资造林增汇,志愿减排。企业由于生产、服务和贸易等经济活动像空气排放了大量的温室气体,因此企业有减少温室气体排放的责任,而植树造林可以以较低的成本吸收CO2。所以有必要为企业构造一个捐资造林提前储存碳信誉的平台,通过这个平台使得造林的资金增加,企业的公益形象得以提升,两全其美。3.采用碳排放许可证,作为营林的原料森林碳汇作为资源资产与其他资产一样,也存在产权管理问题。只有明确产权关系,改变资源无尝占有和无偿使用制度,才有可能从根本上建立起资源有效利用的机制,促进资源资产化工作、市场化工作的进展。由于森林碳汇是以森林资源蓄积为载体的,所以森林碳汇资源产权与森林资源产权保持一致,应归国家或集体所有。完善黑龙江省森林碳汇补偿机制,在对森林碳汇价值进行科学评估和计量的基础上,按照“受益者付费,损害着赔偿”的原则,进行适当合理的计价收费。因为森林碳汇是纯公共产品,具有消费的非竞争性和受益的非排他性,森林一旦造成,森林的碳汇功能也会自然产生,每个企业都可以无偿的享受这种服务。但营林造林需要资金,这仅仅依靠国家的财政支付转移是不够的,需要企业的支持。,所以我们要采取一些措施来迫使企业为植树造林做一份贡献。参照排污权交易制度,在对各个行业的CO2排放量进行统计调查的基础上,针对各行业的不同情况分别制定一个较为合理的碳排放量,然后发放许可证。如果一个企业的CO2排放量超过了行业要求水平,可以出资购买碳排放的许可证,而这些资金将用于建造森林。至于许可证的定价问题,应当按照单位森林的吸碳固碳能力来确定。通过这种途径,不但为造林增汇筹集了资金,也有利于企业改进技术,转变生产中的能源消费结构。用图形来简单表示最优排放权和最优价格的确定问题,如图1所示。MAC:边际降污成本,此处可看做吸收单位CO2所需造林的数量;MEC:外部边际成本;当MAC=MEC时所得的Q为企业最优的CO2排放量,P则为相关部门发放Co2排放权的最优价格。4.森林碳汇贸易的标准化根据森林碳汇贸易项目数据显示,贸易成本由1美元上升到5美元时,全球森林碳汇贸易潜力将由46.2MtC下降到37.7MtC。因此,有效降低森林碳汇贸易成本,将是提高黑龙江森林碳汇贸易的潜力重要途径。第一,设计标准化合同。森林碳汇贸易最为关键、最首要的步骤是遵循合同法设计森林碳汇贸易的标准化合同,同时,这也是降低森林碳汇贸易成本的有效途径。第二,简化贸易程序。森林碳汇贸易项目的相关规则要求满足额外性、持久性并且促进发展中国家经济的可持续发展。要满足森林碳汇贸易项目的这些要求,需要大量的计量和检验程序,这也是导致森林碳汇贸易成本高的主要原因。因此,应该简化森林碳汇贸易的计量和检验程序,并使这些程序标准化。这在规范森林碳汇贸易的同时,也能够有效降低森林碳汇贸易成本。第三,扩大贸易规模。由于森林碳汇贸易成本有固定贸易成本和可变贸