林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)測與分析——預(yù)測模型在河北林—糧間作中的應(yīng)用

齊 巖 吳保國

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，北京，100083) (北京林業(yè)大學(xué))

由于土地資源有限，林業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)經(jīng)營活動的指導(dǎo)思想，林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營應(yīng)運而生。林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營有很多人從不同角度給出了定義［1-2］，認(rèn)為林農(nóng)復(fù)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(jié)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(nóng)業(yè)的結(jié)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(yù)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(jìn)行發(fā)展，通過模型進(jìn)行林地的復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)測，為農(nóng)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(fù)合經(jīng)營模式進(jìn)行綜合收益預(yù)測與分析，演示建立的綜合收益預(yù)測模型的工作原理。

1 研究現(xiàn)狀

關(guān)于林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營綜合收益的評價，國外學(xué)者多采用目標(biāo)優(yōu)化模型等現(xiàn)代數(shù)學(xué)模型方法，如Zhou等［3］、Mendoza 等［4］、Werf［5］等。國內(nèi)學(xué)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(biāo)，針對研究目標(biāo)建立評價指標(biāo)體系，然后分別計算各評價指標(biāo)值，最后結(jié)合各指標(biāo)的權(quán)重得出復(fù)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(biāo)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?qū)⑸鷳B(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益指標(biāo)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(biāo)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(biāo)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(biāo)間的關(guān)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(nóng)復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)測模型，使農(nóng)民在經(jīng)營活動中，通過輸入相關(guān)市場價格和生產(chǎn)資料成本等參數(shù)，得到綜合收益的預(yù)測和分析，使農(nóng)民實現(xiàn)獨立生產(chǎn)經(jīng)營綜合收益的預(yù)測和決策。

此外，貫穿本文有兩個重要的經(jīng)濟學(xué)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(nóng)民自己經(jīng)營土地所喪失的土地轉(zhuǎn)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(chǎn)，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(yù)期資本收益率。

2 林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)測模型

從 19世紀(jì)到 20世紀(jì)，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(chǎn)出評價模型(簡稱Hartman模型)是由Hartman在20世紀(jì)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(xué)者對其進(jìn)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(dá)式如公式(1)所述：

本文在Hartman模型基礎(chǔ)上，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)收入和成本體現(xiàn)在Hartman模型中，則可建立起林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)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(yù)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(chǎn)品的價格;Vt為林副產(chǎn)品的產(chǎn)量;pa為農(nóng)產(chǎn)品價格;Va為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量;Ra為其他相關(guān)的農(nóng)業(yè)收益;Ca為農(nóng)業(yè)經(jīng)營成本。

碳匯價值的計算包含幾個關(guān)鍵步驟［10-12］：

①以林木蓄積為依據(jù)計算林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營系統(tǒng)中的總生物量。將蓄積量轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)，B=1.49V。

②將總生物量轉(zhuǎn)化為碳匯儲量。通常，對植物生物量轉(zhuǎn)化為碳儲量是按照植物干重有機物中碳所占的比重進(jìn)行，樹種的組成、林齡和種群結(jié)構(gòu)不同則轉(zhuǎn)化率不同，但差異不大，一般在0.45～0.5的范圍內(nèi)。由于獲取各種植被類型的轉(zhuǎn)化率具有難度，所以國際上通常采用0.5的轉(zhuǎn)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(nóng)復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)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(nóng)作物為主，近年來林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營在當(dāng)?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(fù)合經(jīng)營模式進(jìn)行綜合收益的預(yù)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(nóng)經(jīng)營模式下當(dāng)?shù)匦←湹钠骄a(chǎn)量是6 000 kg/hm2;當(dāng)?shù)貜V泛栽種的樹種是生產(chǎn)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(shù)規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)種植密度是630株/hm2［13］。當(dāng)?shù)剞r(nóng)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(guān)生產(chǎn)資料成本和市場價格通過計算調(diào)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(yù)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(nóng)民擁有土地的使用權(quán)，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(diào)研時當(dāng)?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(diào)查規(guī)劃設(shè)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(dǎo)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(nóng)作物密度同純農(nóng)經(jīng)營，間作的3 a中小麥的產(chǎn)量是遞減的，和同等面積土地上的純農(nóng)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(dāng)?shù)剞r(nóng)民的經(jīng)驗也符合中國林業(yè)科學(xué)研究院關(guān)于農(nóng)林間作的科普常識總結(jié)的結(jié)論［14］。

純農(nóng)經(jīng)營模式下種植小麥的每公頃相關(guān)成本如下：a.農(nóng)業(yè)資料費用5 925元/hm2，包括種子費900元，化肥、農(nóng)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?zhǔn)蹆r為1.8元/kg;種植小麥的直補、農(nóng)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(dāng)?shù)厝舾赡陾睢Z間作復(fù)合經(jīng)營模式的綜合收益預(yù)測值，提取林齡為1～20 a的復(fù)合經(jīng)營的綜合收益預(yù)測結(jié)果進(jìn)行演示，可得到每公頃綜合收益預(yù)測結(jié)果如表1所示。

表1 河北省邢臺市任縣永福莊鄉(xiāng)林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營模式綜合收益預(yù)測結(jié)果

在速生楊—小麥復(fù)合經(jīng)營模式下，即在林帶內(nèi)第1～3年間作小麥后，將土地機會成本納入預(yù)測體系前提下，能夠產(chǎn)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?zhǔn)找嫫谕禐?1 219.3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(nóng)民還需要結(jié)合市場供需情況，做生產(chǎn)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(nóng)不含土地機會成本的復(fù)合經(jīng)營綜合收益的預(yù)測結(jié)果。

在速生楊—小麥復(fù)合經(jīng)營模式下，若不考慮土地使用的機會成本，能夠產(chǎn)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?zhǔn)找嫫谕禐?68 279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(nóng)不含土地機會成本的復(fù)合經(jīng)營模式綜合收益預(yù)測結(jié)果

4 結(jié)論與討論

通過實例預(yù)測結(jié)果的分析可以看出，通過應(yīng)用林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)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(nóng)民選擇最優(yōu)輪伐期提供理論依據(jù)。此外，通過計算農(nóng)民自己經(jīng)營土地所喪失的轉(zhuǎn)讓土地使用權(quán)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(nóng)復(fù)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(jìn)行復(fù)合經(jīng)營的農(nóng)民與轉(zhuǎn)租土地給他人經(jīng)營的農(nóng)民相比的額外經(jīng)營收入。此外，農(nóng)民進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營決策還要結(jié)合市場供需狀況、家庭成員結(jié)構(gòu)等各種客觀因素和主觀因素，進(jìn)行綜合考量和判斷選擇，通過本文建立的復(fù)合經(jīng)營綜合收益預(yù)測模型輔助生產(chǎn)經(jīng)營決策，即實現(xiàn)了本研究的目的。

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