基于林業碳匯額外性的碳基線情景與生態補償水平

中圖分類號F307.2 文獻標志碼 A 文章編號1002-2104（2025）06-0156-11

DOI：10.12062/cpre.20250117

為了有效減緩氣候變化、實現人類可持續發展，林業碳匯作為一種基于自然的解決方案（nature-basedsolu-tions，NbS）已經引起了社會的廣泛關注[1]。2023年《溫室氣體自愿減排交易管理辦法（試行）》的頒布為林業碳匯的市場化交易提供了制度保障，同時對項目的額外性提出了明確要求。同年，《深化集體林權制度改革方案》強調，“建立健全林業碳匯計量監測體系，形成林業碳匯核算基準線和方法學。支持符合條件的林業碳匯項目開發為溫室氣體自愿減排項目并參與市場交易，建立健全能夠體現林業碳匯價值的生態保護補償機制”。隨著2024年1月22日中國核證自愿減排量（Chinacertifiedemissionreduction，CCER）交易市場正式重啟，推動強制碳市場和自愿碳市場互補銜接，可以預期林業碳匯項目仍是中國目前最主要、最具潛力的林業增匯途徑，也是未來可進入碳排放權交易市場的合格林業碳匯。激勵林農參與森林經營，積極開發林業碳匯項目，是促進林業增匯和提升碳匯水平并助力\"碳中和\"目標實現的重要途徑[2-6]。

然而，當前的林業碳匯項目由于存在項目基線和額外性界定不清、凈碳匯量核算與監測困難、價格偏低且有波動性、固定項目年限無法滿足林農利潤最大化目標下的采伐預期等問題，林農的參與意愿不強，項目碳匯供給量有限[7-9]。因此，需更大程度關注人工林種植廣泛的集體林區碳匯能力提升問題，激勵林農通過森林經營的方式參與CCER項目。本研究在納入多個碳庫的基礎上，構建并拓展用于森林經營管理決策的廣義Faustmann模型，從林業碳匯額外性的視角評估3種碳基線情景下林農的收益變化及最優輪伐期確定，進而測度生態補償水平，為確立合理的碳基線政策，激勵林農參與林業碳匯經營，進而為充分發揮林業碳匯在“碳中和”目標實現過程中的作用提供理論支撐。

1 文獻綜述與理論分析

《聯合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》均要求穩定大氣中的 CO₂ 濃度，其中，基于清潔發展機制（cleandevelopmentmechanism，CDM）的碳匯林項目是碳排放大國抵消 CO₂ 排放、履行 CO₂ 減排義務的重要途徑；此外，以森林經營為代表的非CDM項目對減緩氣候變化具有更加重要的意義。但是，將這部分林業碳匯納入碳交易的前提是在額外性原則下形成科學的碳基線和方法學[10]。隨著世界各國碳抵消市場的發展，額外性作為一項關乎碳信用額度核算和 CO₂ 抵消有效性的關鍵問題逐漸受到學者和政府的關注[11]。林業碳匯經營中的額外性通常被定義為：超過預先確定碳基線的凈碳匯量[12]。這種額外性可以通過經營碳匯實際發展過程中的周期性變化減去基線碳匯量的周期性變化來計算[6。如果忽視額外性，由于無法區分額外與非額外的碳匯量，企業可能會在購買碳信用時支付更多費用，卻未能獲得相應的實際減排效果，從而導致企業面臨更高的減排成本和更低的實際減排量[10.13-14]。然而，由于碳基線的主觀性，證明林業碳匯項目的額外性可能很困難，因此設計一個準確的碳基線十分重要。一般來說，與林業碳匯項目相關的碳基線有兩種類型。第一種類型采用固定基線法，即使用固定水平的碳儲量作為碳基線。這通常是項目開始前的土地碳儲量，但無論該固定碳儲量為多少，基線情景下的碳儲量變化量始終為0，因此不會對林業碳核算造成任何影響。第二種類型采用反事實的一切照舊（business-as-usual，BAU）方法，即通過比較項目碳儲量的變化與假定在項目未實施的情況下發生的碳儲量變化來計算項目減排量[6.12.15]。就中國而言，生態環境部為推動CCER重啟而頒布的《溫室氣體自愿減排交易管理辦法（試行）》也強調了額外性的重要性，要求CCER項目根據額外性原則簽發減排指標，以更好地服務于CCER市場的良性發展。

Mason等[13和Bento等[16基于額外性原則，監測了森林生物量碳庫的碳儲量變化，并分析了碳抵消機制在減緩氣候變化方面的成本有效性。Coffield等[17]和Stapp等[18]也基于遙感數據測算了額外性原則下美國加利福尼亞州林業碳抵消項目生物量碳庫部分的氣候效益。然而，森林除了生物量碳庫外，還包括由土壤、枯死木、枯落物等在內組成的死亡有機質（dead organic matter，DOM）碳庫[15.19]。Sedjo等[4指出，在額外性原則下，忽視DOM碳庫可能導致對凈碳匯量的低估。此外，出于林業碳匯的永久性（即被封存的碳是否會過早地重新釋放回大氣）考慮，也有必要核算木質林產品（harvested wood products，HWP）碳庫在其生命周期內的碳釋放[10.20]。《森林經營碳匯項目方法學》也強調了DOM和HWP碳庫存在凈碳匯量時對其進行核算的必要性。在中國，已有學者從價值評估[21-22]、成本核算[23]、減排監測[24]、經營風險[7]等視角對林業碳匯經營展開了研究，但忽略了額外性原則，也均忽略了DOM和HWP碳庫。事實上，上述研究可以視為在固定碳基線下計算了林業碳匯經營的額外性，即使用固定碳儲量（0或項目開始前的土地碳儲量）作為整個生命周期的碳基線，這種假設在開展林業碳匯經營前的無林地碳儲量極低時是合理的[23]。但當原有土地上存在一定數量植被時，這種假設忽略了無林業碳匯經營情景下土地碳儲量本身的動態變化，可能造成碳匯量的高估[12]。同時，上述研究對DOM和HWP碳庫的忽視也可能造成碳匯量的低估，從而對林業碳匯項目的經營決策、價值評估、碳匯核算等造成影響。

林農作為“理性人\"會根據利潤最大化原則作出林業經營決策。從木材生產的角度出發，林農可以基于Faustmann模型來確定達到私人最優狀態的林分采伐時間[25]。政府出于社會最優的角度考慮，通常會規定一個固定的林業碳匯經營期限（例如， 20～60a 1），這種社會最優狀態通常與林農的私人最優狀態相沖突，林農也可能因此缺乏參與林業碳匯經營的意愿[25-26]。一般來說，決定林農是否愿意參與林業碳匯經營的一個主要因素是能否獲得足夠的貨幣回報，因此，要求林農參與林業碳匯經營至少應滿足碳匯營林的收入大于經營傳統用材林的收入[27]，否則應給予一定的生態補償，使之為保障林業生態價值達到社會最優狀態的林農得到經濟上的轉移支付以抵消其成本[28-30]。而中國學者目前多基于納人了碳匯收益的Faustmann模型來計算林業碳匯經營的綜合效益或碳匯量[8-9.31]，對激勵林農參與林業碳匯經營的生態補償水平卻缺乏關注。事實上，生態補償機制與額外性也密切相關。為了限制公共資金支出，政府希望避免為非額外的碳抵消支付生態補償[6.13]。Niinimaki等[32]和Pihlainen等[33]在林分水平的實證研究表明，如果忽略額外性，裸地的價值可能增加2～4倍，從而給公共財政帶來巨大負擔。

在實際經營過程中，林農的決策還會面臨包括資源風險（如火災等）[34-35]、市場風險（如價格波動等）[26.36]、決策者偏好風險（如政策不確定性等）[37-38]在內的多種風險。2021年、2022年中國火災起數和受害森林面積持續保持在歷史性低位。隨著《關于全面加強新形勢下森林草原防滅火工作的意見》的頒布，預期森林火災風險會越來越小，在林業碳匯經營過程中可以忽略不計。而由于中國木材市場的區域性特征，碳排放權交易市場也處于起步和發展階段，價格波動是林農面臨的最主要風險[39]。同時，中國目前與林業碳匯相關的政策不確定性主要體現在碳配額的縮減上，并最終通過供需關系的變化傳導到碳價格波動上[40]。因此，有必要結合價格波動更加精確地核算林農收益及最優輪伐期，為制定合理的林業管理決策提供依據。

基于上述分析，本研究以在中國集體林改區浙江、福建和江西3省被廣泛用作林業碳匯樹種的南方杉木人工林為例開展研究。首先，繪制充分考慮生物量、DOM和HWP碳匯收益下的碳基線；其次，構建包含林業木材和碳匯收益的廣義Faustmann模型并求解林農利潤最大化的一階條件，在林業碳匯額外性原則下結合木材及碳價格波動核算土地期望值（landexpectationvalue，LEV）和最優輪伐期；最后，就政府所期望達到的社會最優狀態而制定的經營期限與林農在利潤最大化目標下設置最優輪伐期而達到的私人最優狀態不一致加以探討，并根據不同的碳基線情景測度生態補償水平，為開展準確的林業碳核算、制定合理的林業碳基線方法學、激勵林農參與林業碳匯經營提供科學依據。

2研究方法與數據來源

杉木是中國重要的人工林樹種，已在作為集體林改區的浙江、福建和江西3省林業碳匯經營中被廣泛種植，選取其作為研究對象具有一定的代表性[9。本研究以杉木人工林為例，考慮3種碳基線情景。

（1）假設林業碳匯經營未實施時，土地的碳儲量恒定，即固定碳基線。需要指出的是，不論假設該固定碳儲量為多少（0或項目開始前的土地碳儲量），固定碳基線下的基線碳儲量變化量始終等于 0^[12] 。因此，在額外性原則下，林業碳核算所考慮的凈碳匯量等于林分碳儲量變化量。在中國，多數以林業碳匯項目為對象的研究均使用了固定碳基線[8-9.31，36]

（2）假設林業碳匯經營未實施時，林農將按照木材收益最大化原則（Faustmann原則），以林分經濟成熟為目標周期性種植并采伐林分，因此土地上的碳儲量變化將構成一條碳基線，即Faustmann碳基線。這種碳基線是在經濟學視角下根據反事實模型構建的，它扣除了林業碳匯經營過程中林農為了獲取木材收益而維持原有經營狀態時固有的碳匯量，已經在國際上得到了廣泛應用[6.12]。只有當林農作出Faustmann原則以外的經營決策調整時，項目情景和基線情景之間的碳匯量差異才被視為林業碳匯額外性原則下的凈碳匯量。

（3）假設林業碳匯經營未實施時，林農將按照最大持續產量（maximumsustainableyield，MSY）原則，以林分數量成熟為目標周期性種植并采伐林分，因此土地上的碳儲量變化將構成一條碳基線，即MSY碳基線。這種碳基線是在生態學視角下根據反事實模型構建的，旨在促進木材利用的最大化，同時確保林分的再生能力不受損害以維持森林資源的持續再生和利用。雖然MSY原則不如Faustmann原則那樣對林農和林業投資者具有吸引力，但從長遠來看，它對森林的可持續發展和維持生態平衡至關重要[12.39]。只有當林農作出MSY原則以外的經營決策調整時，項目情景和基線情景之間的碳匯量差異才被視為林業碳匯額外性原則下的凈碳匯量。依次納入生物量、DOM和HWP碳庫，使用蒙特卡羅模擬確定木材及碳價格波動時的LEV和最優輪伐期，最后根據不同的碳庫數量及碳基線測度相應的生態補償水平。

2.1廣義Faustmann模型構建

Faustmann[41]最早為評估林業投資的經濟可行性提供了一種系統性方法。Faustmann模型假設林農是“經濟理性人”，會依據利潤最大化原則確定最優輪伐期 T ，使得LEV最大化。之后，Hartman[42]將生態系統服務價值納入Faustmann模型中，并由VanKooten等[43]擴展至碳匯收益。參考Asante等[15]和Holtsmark等[19]的研究，單個輪伐期下的LEV由包含木材、生物量、DOM和HWP碳庫收益在內的4部分構成。它們對應的凈現值 N_w（t），N_b（t） N_d（t） 和 N_h（t） 分別見式（1）—式（4）。

N_w（t）=（P_w-C_v）λQ（t）e^-πt-C_r

式（1）中，木材收益表示為收人減去重置成本 C₁ （單位：元 /hm² ）。其中，木材價格 P_w （單位：元 /m³ ）需要扣除采運成本 C_v （單位：元 /m³ ），商品材體積表示為蓄積量 Q（t） （單位： m³/hm² 乘以出材率 λ，r 為折現率 ，t 為時間。

式（2）中，生物量碳匯收益表示為森林生長過程中累積的碳匯價值減去采伐過程中的碳匯損失。其中， P_c 為碳價格（單位：元/t）， B（t） 為生物量方程（單位： t/hm² ）； B^′（s） 表示生物量方程在 s 時刻的一階導數;s代表與時間相關的積分變量;δ為碳與 CO₂ 之間的轉換系數（單位： t/t） 。

式（3）中，DOM碳庫受到初始碳儲量 D（0） 的影響，將以恒定的速率衰減，生物量碳庫每年也以固定比例凋落物的形式轉移至DOM碳庫中，且采伐后生物量碳庫中除了被采伐部分外，全部轉移至DOM碳庫中。因此，DOM碳匯收益表示為DOM碳庫中累積的碳匯價值加上采伐過程中轉移到DOM碳庫中的碳匯價值。其中， D（t） 是 Φ_t 時刻DOM碳庫的碳儲量方程（單位： t/hm² ）； D^′（s） 表示DOM碳庫碳儲量方程在 σ_s 時刻的一階導數； γ 為樹木的碳轉換因子（單位： Ω_tC/m³ ）。

式（4）中，HWP碳庫以采伐后用作商品材部分的生物量為初始碳儲量，并在之后的生命周期過程中按一定的速率分解。因此，HWP碳匯收益表示為在采伐過程中轉移到HWP碳庫中的碳匯價值減去HWP在未來生命周期中分解所造成的碳損失。其中， H^′（s） 表示HWP碳儲量方程（單位： 在 s 時刻的一階導數。

進一步地，本研究參考Chang[44]的做法，將首個輪伐期之后的LEV匯總至可以直接從市場交易數據中獲得的未來土地價值 L₂（ 單位：元 /hm² ）中，從而將Faustmann模型拓展至廣義Faustmann模型。該模型更加適用于處理林業經營管理中的風險問題，其對土地利用用途假設的放松也更加符合集體林權制度改革下“放活林地經營權\"的要求[26.44-45]。廣義Faustmann模型下的 L（t） 見式（5）。

L（t）=N_w（t）+N_b（t）+N_d（t）+N_h（t）+L₂e^-nt

使用 L（t） 對時間 Φ_t 求導并令其等于0，即可以得到廣義Faustmann模型下林農利潤最大化的一階條件，見式（6）。

其中， .Q^′（t），B^′（t），D^′（t） 分別表示蓄積量方程、生物量方程、DOM碳庫碳儲量方程在 Φ_t 時刻的一階導數。 f（t）= 表示多個輪伐期內HWP碳庫由于延遲衰減而對碳儲量產生的邊際貢獻。式（6）表明，林農應在邊際收益和邊際成本相等時采伐林分以實現利潤最大化目標。其中，式（6的左側表示邊際收益，即由于森林生長而選擇等待所獲得的額外收益，這部分收益包括木材收益 （λP_wQ^′（t）） 、生物量碳庫收益（δP_cB^′（t）） 、DOM碳庫收益 （δP_cD^′（t）） 、HWP碳庫收益（δP_cf（t）） 以及采伐時的碳損失 （-δP_cγ（1-λ）Q（t）） ；式（6的右側表示邊際成本，包括持有樹木的成本 和持有土地的成本 （rL₂） 。

2.2額外性原則下的林業碳核算

當考慮額外性原則時，一片林分在t時刻的凈碳匯量應該等于 Φ_t 時刻的碳儲量變化量減去基線碳儲量變化量[12]。就生物量和DOM碳庫而言，式（2）和式（3）等號右邊第一項均表示每年凈碳匯量所對應的價值總和。為了便于描述，本研究使用 C_net^′（t） 表示生物量和DOM碳庫的凈碳匯量，使用 C（t） 表示生物量和DOM碳庫在 Φ_t 時刻的總碳儲量。給定碳基線 C_base（t） ，則額外性原則下的凈碳匯量 C_net^′（t） 見式（7）。

其中， ΔC_net（t） 為 C_net^′（t） 的離散形式。在計算碳基線C_base（t） 時，由于發生基準采伐后，林分會被重新建立，因此林齡會被周期性重置為1。其中，在固定碳基線下，不論假設該固定碳儲量為0或項目開始前的土地碳儲量， 1）和 C_base（t） 始終保持相等，即 C_base（t+1）-C_base（t）=0 ，因此林分的凈碳匯量等于碳儲量變化量。而在Faustmann碳基線和MSY碳基線下，當僅考慮生物量碳庫時，通過給定基準采伐時間 T_base ，碳基線 C_base^B（t） 可以由式（8）得到。

式中， 表示取余符號，用于計算時間 χ_t 相對于最近一次基準采伐過去了多久。 B（tmodT_base） 表示考慮生物量碳庫時的碳基線 C_base^B（t） 會以生物量方程 B（t） 的形式展現，并根據基準采伐時間 T_base 發生周期性變化。

進一步考慮DOM碳庫時，由于采伐時本質上只損失了采伐部分的生物量，其碳基線 C_base^BD（t） 也會高于僅考慮生物量碳庫的情景，見式（9）。

式中，表示向下取整符號，用于計算已經經歷了幾次基準采伐。式（9）等號右邊的前兩項表明，考慮生物量和DOM碳庫時的碳基線 C_base^BD（t） 會以生物量方程 B（t） 和DOM碳儲量方程 D（t） 之和的形式展現，并根據基準采伐時間 T_base 發生周期性變化；式（9）等號右邊的第三項表明，相較于僅考慮生物量碳庫，每經歷一次基準采伐，都會有數量為 的生物量轉移至DOM碳庫中，從而逐漸提高碳基線。需要指出的是，此時DOM碳庫的初始碳儲量 D（0） 應該等于上個輪伐期采伐時刻的DOM碳儲量（假設首個輪伐期的 D（0）=0）^[12，15] 。

進一步考慮HWP碳庫時，采伐時本質上只損失了非商品材部分的生物量，其碳基線 C_base^BDH（t） 也會進一步升高，見式（10）。

式（10）右側的第二項表明，相較于僅考慮生物量和DOM碳庫，每經歷一次基準采伐，都會有數量為 的商品材轉移至HWP碳庫中，從而逐漸提高碳基線。就HWP碳庫而言，式（4）等號右邊第一項本質上反映了HWP在采伐后的生命周期過程中由于分解而損失的碳匯價值。考慮到 C_net^′（t） 僅能反映各碳庫的凈碳匯量，還需要定義HWP碳基線 H_base（t） ，以便在額外性原則下核算HWP分解所帶來的碳損失量 H_net^′（t） ，見式（11）和式（12）。

式中， ΔH_net（t） 為 H_net^′（t） 的離散形式，t表示當前處于第 i 個輪伐期內。式（11）表明HWP碳庫在 Φ_t 時刻的碳損失量應該等于 Φ_t 時刻的HWP碳儲量變化量減去基線HWP碳儲量變化量。就式（12）而言，當 t?T_base 時，HWP碳基線 H_base（t） 始終為0，因為此時基準采伐尚未發生，HWP也尚未生產；當 tgt;T_base 時，HWP碳基線 H_base（t） 應為每次基準采伐所收獲HWP中碳儲量的總和。其中， ??t/T_base? 用于計算已經經歷了幾次基準采伐，而求和符號Σ用于將每次基準采伐所收獲HWP中的碳儲量加總。

2.3生態補償模型構建

一般來說，林農在林業經營中面臨3種選擇： ① 以木材收益最大化為目標的傳統營林模式； ② 以木材和碳匯收益最大化為目標的碳匯營林模式； ③ 參與具有固定期限的林業碳匯經營模式。

其中，前兩種可以視為林農通過選擇合適的采伐時間以達到私人最優狀態，而最后一種則可以視為政府通過給定固定的采伐時間以達到社會最優狀態。為了激勵林農由經營用材林向碳匯林轉變，甚至參與具有固定期限的林業碳匯經營以完成私人最優向社會最優轉變，政府需要給予林農一定的生態補償，使得轉換經營模式后的經濟收益與生態補償之和不少于轉換前的經濟收益[28-30]。因此，生態補償水平可以定義為轉換經營模式后的經濟收益與機會成本之差。在此標準下，激勵林農由用材林轉向碳匯林經營和參與具有固定期限林業碳匯經營的生態補償水平 M_c 和 M_s 分別見式（13）和式（14）。

式中， T_w?T_c 和 T_s 分別表示林農經營用材林的最優輪伐期、林農經營碳匯林的最優輪伐期和林業碳匯經營的固定期限。值得注意的是，此處的 M_c 和M均表示一次性給予林農生態補償的凈現值。此外，結果分析部分還以年金的形式提供了每年應給予林農的生態補償水平，為政府合理制定激勵林農參與林業碳匯經營的生態補償政策提供參考。

2.4 價格波動建模

本研究使用林業經濟學家常用的均值回復過程（meanreversion，MR）來描述木材和碳價格波動[46]。MR是完全競爭市場假設下的一個特例。在完全競爭市場中，商品的較高價格會促使成本較高的廠商也參與市場競爭中，從而增加商品的總供給量，導致商品價格下降；相反，當價格低迷時，高成本廠商的退出會導致商品的總供給量減少，從而引起價格上升[47]。相較于另一種基于有效市場假說的幾何布朗運動（geometricBrownianmo-tion，GBM），MR會使得價格穩定在均值附近波動，且其期望值和方差不會無限放大，因此更加符合實際[48]。MR的一般形式見式（15）。

式中， dP 為價格增量； v 為回復速率 ，μ 為長期均衡價格， σ 為波動率， dz 為維納過程的增量。根據余智涵等[39]的研究，參數 和 σ 可以通過結合離散近似和線性回歸的方式獲得。

就碳價格而言，CCER市場尚未與國際市場接軌，但作為中國碳排放權交易市場的重要補充，其價格與碳配額價格具有長期趨同的趨勢[49]。因此，本研究使用全國碳排放權交易市場2021—2023年碳排放權配額日度數據來代表碳的市場價格，并進行MR建模。如圖1所示，模擬的木材價格和碳價格分別在1115元 /m³ 和70元/t CO₂ 附近波動，符合均值回復的特征。進一步，使用蒙特卡羅模擬法進行2000次迭代以確定木材及碳價格波動時的LEV和最優輪伐期，并根據不同的碳庫數量及碳基線測度相應的生態補償水平。

2.5模型參數

本研究模型中所涉及的數據主要包括經營成本、林木成長方程和生物量方程等，見表1。

3 結果分析

3.1林業碳匯額外性視角下的碳基線

分別依據Faustmann原則和MSY原則，計算出Faust-mann碳基線和MSY碳基線下的基準采伐時間分別為20.77a和 23.22a 由此可以得到考慮不同碳庫時未來100a的Faustmann碳基線和MSY碳基線，如圖2所示。其中，由于林分的經濟成熟時間短于數量成熟時間，Faust-mann 碳基線會比MSY碳基線以更快的速度發生周期性變化。在首次基準采伐之前，碳基線與林分碳儲量保持相同的走勢，之后隨著基準采伐而發生周期性變化。依次納入生物量、DOM和HWP碳庫后，碳基線將逐漸升高并變得更加平滑。值得注意的是，由于本研究的對象為單一林分，碳基線仍存在一定的波動性，但考慮由許多這樣林分組成的森林將會得到一條更加平滑的碳基線[12]。

圖3顯示了未來100aHWP碳庫的碳基線和碳儲量變化。在首次基準采伐之后，商品材將進入HWP碳庫分解，Faustmann原則和MSY原則下的HWP碳庫碳儲量也將以 H（t） 的形式經歷指數衰減。而HWP碳基線在每經歷一次基準采伐之后，都將由于新的商品材流入HWP碳庫而升高，但隨著HWP碳儲量的增加，其每年的碳損失量也將增加。如圖2所示，在首次基準采伐之前，碳基線與HWP碳儲量保持相同的走勢，之后隨著基準采伐而發生周期性變化。

圖1模擬的木材和碳價格路徑

表1模型參數

注：DOM碳儲量方程中的 D（0） 在首個輪伐期被假設為0，在后續輪伐期應等于上個輪伐期采伐時刻的DOM碳儲量;HWP碳儲量方程中的T表示采伐時間。

3.2不同碳基線情景下的最優輪伐期和土地期望值表2顯示了不同碳基線下的最優輪伐期和LEV。就固定碳基線而言，考慮碳匯收益將延長最優輪伐期并提高LEV，且隨著碳庫數量的增加，LEV的提高幅度也逐漸增大，這一結果與現有中國南方杉木人工林的研究保持一致[8-9.31]。而納入多個碳庫對最優輪伐期的提升并不明顯，這可能是因為當前的長期均衡碳價格與長期均衡木材價格相差太大，只有當兩者較為接近時，才能對最優輪伐期產生明顯影響[31.36]。但從另一方面來說，納入多個碳庫可以幫助林農在不對其原有經營決策作出過多調整的情況下提高收益，這可能是激勵林農參與碳匯林經營較為有利的碳基線政策。

圖2考慮不同碳庫時的碳基線和林分碳儲量變化

圖3HWP碳基線和碳儲量變化

就Faustmann碳基線和MSY碳基線而言，考慮碳匯收益將延長最優輪伐期，且最優輪伐期均保持在中國南方杉木人工林較為合理的 20～30 a左右。而對LEV的影響取決于納入碳庫的數量，特別是對于MSY碳基線，無論納入何種碳庫，LEV均低于僅考慮木材收益的情景。這主要是因為在額外性原則下，只有超出碳基線的凈碳匯量才允許被計算收益。而根據圖2，碳基線與林分碳儲量在首次基準采伐之前保持相同，這意味著林農只能從首次基準采伐之后的碳匯量中獲益，從而導致LEV下降。但Faustmann碳基線和MSY碳基線均遵循了《溫室氣體自愿減排交易管理辦法（試行）》中所強調的額外性原則，且提供了一種對最優輪伐期和LEV更加準確的估計方法。

表2不同碳基線下的最優輪伐期和土地期望值

注：T表示木材收益， T+B 表示木材收益+生物量碳匯收益， T+B+D 表示木材收益+生物量 +DOM 碳匯收益， T+B+D+H 表示木材收益+生物量+DOM+HWP碳匯收益。

3.3不同碳基線情景下的生態補償水平

根據式（13），可以測度不同碳基線下激勵林農由用材林經營轉向碳匯林經營的生態補償水平，見表3。當考慮固定碳基線時，無論納人何種碳庫，只需要碳交易市場相對建設完備、林農能夠在碳交易市場中自由交易，那么政府無須提供生態補償，林農自然會依據利潤最大化原則由用材林轉向碳匯林經營。而在Faustmann碳基線下是否需要政府提供生態補償則取決于納入的碳庫數量。當僅納入生物量碳庫時，政府需要一次性補償1414.42元 /hm² 、或每年補償105.02元 /hm² 以激勵林農轉向碳匯林經營；當進一步納入DOM和HWP碳庫后，政府則無須提供生態補償激勵。就MSY碳基線而言，當僅納入生物量或DOM碳庫時，由于碳匯林經營的LEV低于用材林經營（表2），政府需要一次性向經營碳匯林的林農提供336.14～2236.30元 /hm² 或每年提供23.10～162.76 元 /hm² 不等的生態補償，且補償標準隨著納入碳庫數量的增加而降低，而在納入HWP碳庫后無須提供生態補償激勵。

表3不同碳基線下激勵林農由用材林轉向碳匯林經營的生態補償水平

注： T+B 表示木材收益 + 生物量碳匯收益， T+B+D 表示木材收益 + 生物量 +DOM 碳匯收益， T+B+D+H 表示木材收益 + 生物量 σ+DOM+ HWP碳匯收益。

根據《森林經營碳匯項目方法學》，林業碳匯經營的固定期限通常為 20a，30 a ?40 a、50a或 60a 。因此可以測度不同碳基線下激勵林農參與具有固定期限林業碳匯經營的生態補償水平，見表4。總的來說，當僅納入生物量碳庫時，固定碳基線下的生態補償水平最低，對公共財政支出也最為有利。而進一步納入DOM和HWP碳庫后，不論固定期限如何，MSY碳基線總是能夠提供最低的生態補償水平。同時，雖然Faustmann碳基線下的生態補償水平不是最低的，但當納入完整碳庫或固定期限較長時，它也低于固定碳基線。若進一步考慮中國南方杉木人工林實際的20a或30a左右的輪伐期，MSY碳基線會對公共財政支出顯得更加有利。

4 結論與討論

4.1結論

本研究以中國南方杉木人工林為例，在納入生物量、DOM和HWP碳庫的情況下，構建了廣義Faustmann模型并求解林農利潤最大化的一階條件，使用蒙特卡羅模擬評估了木材及碳價格波動時、林業碳匯額外性視角下林農的收益變化及最優輪伐期確定，測度了不同碳基線下的生態補償水平。主要結論如下。

表4不同碳基線下激勵林農參與具有固定期限林業碳匯經營的生態補償水平

注： T+B 表示木材收益+生物量碳匯收益， T+B+D 表示木材收益+生物量 +DOM 碳匯收益， T+B+D+H 表示木材收益+生物量+DOM+HWP碳匯收益。

（1）當納入生物量、DOM和HWP碳庫時，固定碳基線、Faustmann碳基線和MSY碳基線下的最優輪伐期分別為 22.45a，24.64 a和26.07a，LEV分別為32198.97元 /hm²，23939.16 元 /hm² 和21584.91元 /hm² 。在固定碳基線下，納入多個碳庫可以幫助林農在不對其原有經營決策作出過多調整的情況下提高收益，這將有利于激勵林農參與碳匯林經營。而就Faustmann碳基線和MSY碳基線而言，林農只能從首次基準采伐之后的碳匯量中獲益，從而導致LEV相較于僅考慮木材收益時有所下降。

（2）當碳交易市場相對完備、林農能夠在碳交易市場中自由交易時，在固定碳基線下，政府無須提供生態補償，林農自然會依據利潤最大化的原則由用材林經營轉向碳匯林經營。而在Faustmann碳基線和MSY碳基線下，政府則需根據納入碳庫的不同，一次性提供至多2236.30元/hm或每年提供至多162.76元 /hm² 的生態補償以激勵林農參與碳匯林經營，且補償水平隨著納入碳庫數量的增加而降低。

（3）為了激勵林農參與具有20～60a固定期限的林業碳匯經營，政府需要一次性提供748.83～36624.47元 /hm² 或每年提供59.23～1927.17元 /hm² 不等的生態補償。當僅納入生物量碳庫時，固定碳基線所要求的生態補償水平最低。進一步納入DOM和HWP碳庫時，MSY碳基線提供了最低的生態補償水平。特別是考慮到中國南方杉木人工林實際的20a或30a左右的輪伐期，MSY碳基線會對公共財政支出更加有利。

4.2討論

本研究基于林業碳匯額外性原則，以中國南方杉木人工林為例，評估了不同碳基線對LEV和最優輪伐期的影響，并對生態補償水平進行了測度，能夠為政府開展準確的林業碳核算、制定合理的林業碳基線方法學、激勵林農參與林業碳匯經營提供科學依據。同時，以下幾個問題在有關林業碳匯額外性及生態補償的研究過程中也值得探討和重視。

（1）完善碳核算方法學，全面納人森林多碳庫。當前，生物量碳庫已成為林業碳匯核算的主要對象，但DOM和HWP碳庫在碳循環中同樣扮演著重要角色。納入DOM和HWP碳庫，可以更全面地反映森林生態系統的碳匯功能，有助于提升林農的收益，增強其參與碳匯經營的積極性。然而，多碳庫的納入也增加了碳核算的復雜性和不確定性。因此，需要進一步完善碳核算方法學，提升監測和核查技術，確保碳匯量核算的準確性和可靠性，包括引入遙感監測、物聯網傳感器和大數據分析等技術，可以實現對森林生長、碳儲量和環境變化的實時監測和精細化管理。同時，開發標準化的數據采集和分析工具，建立全國統一的碳匯數據庫，將為林業碳匯的科學管理和政策制定提供堅實基礎。

（2）合理設定碳基線，優化林業碳匯政策。碳基線的設定直接影響林農的碳匯收益和經營決策。固定碳基線雖然簡單易行，但沒有考慮如果項目未實施也會發生的碳儲量變化，從而無法確定該項目是否導致碳匯水平發生變化。另外，Faustmann碳基線和MSY碳基線還依賴于未來多年、甚至是幾十年對碳儲量的反事實模型預測，這可能出現信息不對稱的情況。因為除了項目負責人外，沒有人知道在忽略碳市場的情況下該項目會如何發展，從而造成項目負責人和政策制定者之間的博弈，無法充分體現林農的額外減排貢獻。同時，不同碳基線下的LEV和最優輪伐期存在差異，政策制定者需要權衡林農收益、生態效益和財政支出，制定兼顧效率和公平的碳匯政策。特別應考慮地區差異和樹種特性，制定適應性的碳基線方案，提升政策的針對性和有效性。例如，在生態脆弱地區或碳匯潛力大的地區，可采取更為激勵性的碳基線和補償政策，以最大化減排效果。

（3）加強碳市場建設，完善生態補償機制。碳市場的發展程度直接影響林農參與碳匯經營的積極性。在碳交易市場相對完備的情況下，林農可以通過出售碳匯獲得額外收益，政府的財政壓力也可相應減輕。然而，目前碳市場仍存在價格波動大、交易機制不完善等問題，限制了林農的參與度。因此，政府應加快推進碳市場體系建設，穩定碳價預期，提供技術和信息支持。同時，針對碳市場無法完全彌補林農收益損失的情況，建立合理的生態補償機制，動態調整補償標準，確保林農的利益，促進碳匯林經營的可持續發展。

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Carbon baseline scenarios and ecological compensation levels based on forestry carbonsinkadditionality

YU Zhihan ，^1，2 ， WANG Xiaowen1.2， YANG Hongqiang ^1，2，3 （1.College ofEconomics and Management，Nanjing ForestryUniversity，NanjingJiangsu 21oo37，China; 2.Research Centerfor Economicsand TradeinForestProducts，NFGA，Nanjing Jiangsu21Oo37，China; 3.Research Center for theYangtze RiverDelta's Socioeconomic Development，Nanjing Jiangsu 21O093，China）

AbstractAditionalityistefoundationforconductingcarboncreditaccountingndvalidatingtheefectivenessofcarbonfsetproects.Undertheprciplefforestryarbonsinkaditioalitystablsingasientificarbonaselineandaccuratelyalculatinget carbonsequestrationhavebecomepracticalissues thaturgentlyneedtobesolvedindeepeningthereformoftenureincolectivefor ests.TheseefortssereasabasisfordeterminingareasonablelevelofecologicalcompensationandencouragingforestfarmerstoparticipateiforestrycarbosequestrationmanageentTisstudyexaminedCinsefirlantatiosinZejang，Fujn，andJangxipro inces withinthecolectiveforestreformareasofsouthenChinaasacasestudyutilzingageneralizedFaustmamodelincoprating multiplecarbonpoolssuchasomass.FromtheperspectieofforestryarbonsinkadditionaitythstudyemploedMonteCarlmu lationstoevaluatetecologicalcompensationlevelsprovidedthroughgovermentincentiesforforestfrmerstoparticipateiforest ry carbon sink management under three carbon baseline scenarios.The research results indicated that： ① The optimal rotation periods forfixedarbonbaseline，Faustmanncarbonbaseline，andmaximumsustainedyield（MSY）carbonbaselinewere2.45years，24.64 years，and 26.07 years，respectively. ② Under the fixed carbon baseline，forest farmers would switch to carbon sink forest management basedontheprincipleofmaximizingprofits.However，undertheFaustmannandMSYcarbonbaselines，thegovermentwouldndto provide ecological compensation of up to RMB 2236.30/hm² on a one-time basis or RMB 162.76/hm² annually， depending on the inclusion of different carbon pools. ③ To encourage forest farmers to participate in forestry carbon sink management with a fixed duration， the governmentwouldned toprovideecologicalcompensationranging fromRMB748.83 to36624.47/monaone-timebasis，or RMB59.23to927.17/manuall.TheYcarbonbaselinewouldprovidethelowestlevelofecologicalcompensationwhencludedinmultiplecarbonpols.Basedonthesefidings，thisstudysuggeststhefolowing：establishingasoundcarbontradingmarketytemandnsuringaccurateaccountingofforestrycarbonsinks，setingreasonablecarbonbaselinesfordiferentforeststandsandtree species，anddevelopingareasonablecologicalcompensationpolicythatintegratestimberandcarbonsinkrevenues.Tesemeasures are critical to fully exerting the role of forestry in reducing emissions.

KeyWordscarbonaseline;forestrycarbonsinkdditionalityoptialrotationperiod;ecologicalcompensation;Chinesfirlanta tion; forest management

（責任編輯：劉照勝）