承德市森林碳汇价值核算及其相关问题研究

张 颖，易爱军

(1.北京林业大学经济管理学院，北京 100083；2.江苏海洋大学商学院，江苏 连云港 222005）

森林具有生态、经济和社会等多种效益，能够提供供给、调节、文化和支持等服务，在气候变化中发挥着重要作用。森林碳汇是其中多种效益之一。开展森林碳汇价值核算的研究，对应对气候变化及实现我国提出的2030年前CO排放量达到峰值、2060年前力争实现碳中和的“双碳”目标等具有重要价值和意义。我国政府已将森林碳汇作为应对气候变化、实现“双碳”目标的三大举措之一，并凝聚共识，积极部署，推进绿色低碳发展。因此，如何科学评价森林碳汇潜力，并对碳汇价值进行核算，为“双碳”目标的实现提供依据和支撑等，不仅是需要研究的科学问题，也是应对气候变化的重要举措。承德市作为我国重要的国际旅游城市，具有独特的区位优势。森林在承德市的社会经济发展中发挥了重要作用，开展城市森林碳汇效益评价，并对碳汇价值进行核算，对促进承德市社会、经济和生态环境的和谐发展以及提高森林资源的经营管理水平等具有重要价值，也对开展全国其他城市森林碳汇价值核算等具有一定的参考意义。

1 国内外研究现状

气候变化会对森林物候造成一定的影响，并影响森林生产力和森林碳储量、碳汇量等。针对森林在应对气候变化中的作用，目前一些学者就森林碳汇实物量和价值量核算以及相关生态价值实现等展开了系列研究，积累了不少文献。实际上，国际上对森林碳汇的研究可分为2个阶段：1991—2006年为萌芽阶段；2007年至今为快速发展阶段。1991年，Paul最早使用森林生长模型，分析了森林集约经营对碳储量的影响，其是最早开展森林碳汇与气候变化关系研究的学者之一。1997年，Sohngen和Mendelsohn（1997）对美国森林碳汇进行了较为系统的经济价值评价和分析。政府间气候变化专门委员会（Intergov⁃ernmental Panel on Climate Change，IPCC）是较早开展森林碳汇研究的国际组织之一。从1990年起，IPCC针对全球气候变化问题进行了全面研究，并发布了5次相关评估报告。2004年，IPCC发布了森林地上生物量、地下生物量、枯落物、枯死木、土壤有机质碳库等的核算方法，并制定了森林碳汇的核算指南。2006 年，Eggleston（2006）也对森林碳汇的计量问题进行了研究，并探讨了森林碳库、森林经营活动对碳汇量评估的影响问题。2007年后，国际上对森林碳汇与气候变化关系的研究进入了快速发展阶段。随着自然科学和经济学等学科的交叉融合以及全球性碳动态分析框架和模型的较快发展，国际上对森林碳汇供给、碳汇市场、碳金融和碳汇经济学等的研究逐步趋于成熟。尤其是随着碳交易活动的开展，造林和再造林活动被列入CDM（Clean Development Mechanism，清洁发展机制）、CERs（Certified Emission Reduction，核证减排量）、VERs（Voluntary Emission Reduction，自愿减排量）、REDD+（Reduces Emissions from Deforesta⁃tion and Forest Degradation，减少森林砍伐和森林退化造成的排放）等碳汇项目的交易之中，相关研究得到了快速发展。

国内对森林碳汇的研究，主要集中在新中国成立以来的碳储量和碳汇量计量方法上。目前，森林碳汇测算方法主要有生物量法、蓄积量法、生物量清单法、微气象学法、箱式法、模型模拟法以及稳定性同位素法等，其中生物量法是目前应用最为广泛的方法。该方法较为直接和准确，研究对象从特定区域到省域再到国家层面，应用范围也比较广泛。例如，方精云等基于连续生物量换算因子法对我国1981—2000年的陆地植被碳汇量进行了估算。李奇等分析了中国乔木林的碳储量和碳汇潜力，预计2050年中国乔木林总碳储量将达到11 125.76 Tg。张煜星等分析了森林活立木蓄积生物量与碳汇变化的关系，指出1977—2018年我国林分碳汇和总碳储量均逐年增加，且仍具有增长趋势。在碳汇价值评价方法上，国内的主要评价方法有市场价值法、造林成本法、碳税法、人工固定CO成本法、均值法、支付意愿法和成本效益法等；近年来，也出现了实物期权法，该方法是一种新兴的碳汇价值评价方法。另外，不少学者从金融学角度对林业碳汇项目融资与管理等问题展开了研究。胡原等、张冬梅等在对政府、企业、居民等主体的碳汇造林项目融资行为展开理论与实证分析的基础上，结合国外碳汇项目融资经验，提出了碳汇造林项目融资机制创新框架。

在森林碳汇价值核算研究中，不能不提到由联合国等国际组织发布的综合环境经济核算体系（The System Of Integrated Environmental and Economic Accounting，SEEA）。现行的国民经济核算体系（The System of National Accounts，SNA）更多关注的是经济发展情况，在经济总量核算中没有考虑经济发展引起的资源损耗和环境降级等问题，因而造成了现行GDP核算存在明显的不足。从1993年开始，联合国等将环境因素纳入国民经济核算体系中，正式发布了不断改进的综合环境经济核算体系（SEEA），并计算出了经资源损耗和环境降级等调整后的GDP，即绿色GDP。SEEA在20多年的实践中，先后形成了不同的版本。从SEEA-1993到SEEA-1998，到SEEA-2003，到SEEA-2008，再到SEEA-2012，核算的内容不断完善，核算方法也越来越成熟。其中，SEEA-2012作为综合环境经济核算的“统计标准”被正式发布，相比之前的框架体系更加成熟、科学。尤其是《2012年环境经济核算体系：生态系统核算实验》（The System of Environmental Economic Accounting 2012-Experimental Ecosys⁃tem Accounting，SEEA-EEA）明确提出，将森林碳汇纳入核算体系中，并建立相应的生态系统核算账户，以反映经济增长、人类福祉和从生态环境中获得的相关收益等情况。

SEEA-2012是一个多用途的框架体系，其借鉴了各国环境经济账户的编制经验，参考了不同环境经济核算的优秀案例，且不局限于某一国家或某一地区中某一经济活动与生态环境关系的核算，具有一定的可比性和权威性，对于提高环境经济核算的统计质量，准确描述环境资产存量与流量的变动等具有重要的指导意义。SEEA-2012主要通过两条逻辑线索来体现经济体系与生态环境之间的关系。其中：第一条逻辑线索是经济体系对生态环境的利用，主要表现为生态环境与经济体系两个系统之间的实物流；第二条逻辑线索是经济体系对生态环境的支撑，主要包含自然资源管理和生态环境保护两个方面的作用。因此，SEEA-2012的核算框架弥补了过去SNA账户的不足，并将资源损耗、环境降级等内容考虑在内，是一个比较完整的综合环境经济核算框架体系，也是衡量可持续发展的3个重要体系之一。

SEEA-2012的核算框架体系在明确不同环境资产定义和分类的基础上，共设置了7组环境资产账户。这些资产账户主要包含实物量核算与价值量核算两大类。其中，实物量核算不需要考虑环境资产是否带来了经济利益，并且涵盖了没有经济收益的环境资产。在实物量核算中存量增加主要包括4种：存量增长、重新分类、向上重估、发现新存量；存量减少包括5种：开采量、向下评估、存量正常减少、重新分类、灾难性损失等。价值量核算规定的主要估价方法包括直接市场估价法、非市场估价法、净现值法等。价值量核算主要是通过市场估价的方法，将能够带来收益的环境资产纳入核算体系，并计算环境经济活动的GDP，以此反映经济活动对资源损耗和环境降级的影响程度以及对生态系统的影响程度。《2012年环境经济核算体系：生态系统核算实验》对森林碳汇的实物量核算、价值量核算都进行了明确的统计规定，是国际上重要的森林碳汇价值核算的技术性指导文件。2020年，我国政府提出了“双碳”战略目标，在森林碳汇市场不断发展的背景下，本研究以承德市森林资源为例，开展森林碳汇价值核算及其生态价值研究，这对提高森林经营管理水平、落实乡村振兴战略目标、促进“双碳”目标的实现等具有重要的价值和意义。

2 研究方法及数据来源

2.1 森林碳汇实物量核算方法

森林碳储量、碳汇量的实物量核算方法主要有生物量法、蓄积量法、碳密度法、碳平衡法等，不同的方法有不同的适用范围和要求。近些年的理论研究和实践表明，在宏观层次上，蓄积量法有较强的操作性和实用性，相关计算结果与我国森林资源清查实际碳储量监测数据十分接近，相对准确度较高，达到90%以上。因此，本研究主要采用蓄积量扩展法进行碳储量、碳汇量核算。蓄积量法包括森林（林木）蓄积量法和森林蓄积量扩展法。其中，森林蓄积量扩展法的计算公式为：

上式中：TC为森林碳储量，具体包括林木固碳量、林下植被固碳量和林地固碳量；S为第类森林的面积；C为第类森林的碳密度；V为第类森林单位面积蓄积量；为林下植被碳转换系数；为林地碳转换系数；为生物量扩大系数；为生物量蓄积转换成生物干质量的系数，即容积密度；为生物干质量转换成固碳量的系数，即含碳率。在实际核算中，各种换算系数一般按照IPCC要求的默认参数取值。生物量扩大系数一般取1.90；容积密度一般取0.45～0.5 t/m³，本研究取0.5 t/m³；含碳率一般取0.5；林下植被碳转换系数取0.195；林地碳转换系数取1.244。

2.2 森林碳汇价值量核算方法

碳汇价值量核算主要是森林碳汇价格的确定。在SEEA核算体系中，碳汇价格主要依据福利经济学的有关理论和方法来确定。如图1所示：如果从生产成本角度考虑，森林碳汇的价格主要由生产成本（C）和生产者剩余（B）决定；如果从收益角度考虑，森林碳汇的价格主要由生产成本（C）、生产者剩余（B）和消费者剩余（A）决定。由于考虑的角度不同，所计量的森林碳汇的价格应该是一个范围，而不是一个固定值，在这个范围内的价格都是合理的。森林碳汇价格的最小值是生产成本（C）加生产者剩余（B），最大值是生产成本（C）加生产者剩余（B）再加消费者剩余（A）。最终的森林碳汇价格的确定，在完全市场情况下，应该由碳汇供求市场共同决定；在不完全市场情况下，应该由碳汇生产者和消费者双方协商谈判确定，即所谓的“协商价格”或“协议价”。

图1 消费者及生产者剩余示意图

在气候变化影响日益严重的情况下，森林碳汇具有商品稀缺性等属性。因此，森林碳汇能够在市场上进行交换，并进行有关资源的配置。目前，碳汇价格估算的主要方法包括直接市场估价法、非市场估价法、净现值法等。尤其在相关定价方法中，边际分析方法（Marginal Analysis）是与碳汇价值核算原理非常接近的一种定价方法。边际分析方法把森林碳汇生产的追加支出和碳汇生产的追加收入相比较，两者相等时为临界点，也就是当森林碳汇生产投入的资金所得到的收益与所产生的损失相等时的点。如果森林碳汇生产的目的是取得最大利润，那么当生产追加的收入和追加的支出相等时，就能够实现碳汇生产的利润最大化。

在经济学中，边际分析法往往是研究资源最优效率和最优配置的主要定价方法。定价时，往往从资源的边际收入（Marginal Revenue，MR）和边际成本（Marginal Cost，MC）等方面考虑。具体计算公式为：

上式中：表示资源生产投入；(）表示资源产出，其表现为的函数；△表示变量。在采用边际分析法定价时，一般假设资源基数是不断变化的，每增加一个单位的资源生产投入，所引起的资源产出的增量也是变化的。边际分析的定价方法实际上是一种最优分析的定价方法，它既有利于资源管理的最优决策和配置，也有利于寻找森林碳汇资源配置的最佳规律。因此，在国民经济核算中常常采用该方法来对资源资产进行定价。

在承德市森林碳汇价值核算中，本研究主要根据最优价格模型确定森林碳汇的价格，其是边际分析法中最优分析法的一种。具体计算公式如式（4）和式（5）所示。

其中，H表示森林资源的采伐量；（H）表示森林资源的采伐收益；（H，S）表示采伐成本；表示森林资源的增长率；表示时间。

令L为哈密顿函数，则哈密顿方程为：

其中，P表示拉格朗日乘子，也就是森林资源的影子价格。

根据收益最大化的条件方程，得：

森林资源的增长方程为：

定义=(H)，其中，表示森林资源的总价格。因而有：

将式（9）带入式（3）得：

因此，根据上述最优价格模型可求得森林资源的影子价格，进而求得最优森林碳汇价格。另外，森林碳汇价值核算也须在实物量核算的基础上对森林碳汇的存量、流量进行核算，相关方法主要参照国民经济核算的有关账户进行，此处不再列出。

2.3 数据来源

承德市位于内蒙古高原与华北平原的过渡地带，南邻京津，北接辽蒙。全市土地面积393.51万 hm，其中林业用地面积 290.81 万 hm。在土地类型中，山地约占79%，其他约占21%。林业在承德市生态环境保护、基础设施建设和经济社会发展中发挥了重要的作用，尤其是近年来，林业快速发展，其基础性作用越来越明显。承德市的森林覆盖率由新中国成立初期的5.8%，提高到目前的59.41%，明显高于河北省的平均森林覆盖率（35%）。承德市草地面积为79.97万hm，草原综合植被盖度约为73.6%。另外，承德市每年植被的涵养水源量为37.6亿m，涵养水源能力较新中国成立初期提高了约30倍。尤其是近年来，承德市依托京津风沙源治理、退耕还林还草、京冀水源林、草原修复治理等重点生态工程建设，林木蓄积量达到1.02亿m，实现了有林地面积和活立木蓄积量的双增长，为碳汇产业的发展打下较好的基础。

本研究采用的数据主要来源于《中国森林资源清查》《中国林业统计年鉴》《中国统计年鉴（2021）》，以及已公开发表的相关文献资料和数据。具体数据包括森林面积、蓄积量，不同林分的面积、生长量、蓄积量等，主要数据如表1所示。

表1 承德市森林资源统计

3 承德市森林碳储量、碳汇量核算

3.1 森林碳储量、碳汇量实物量核算

根据上述统计资料，2008年承德市森林面积为171.46万hm²，2020年增加到234.67万hm²，年复合增长率（CAGR）为2.65%；2008年森林活立木蓄积量为3 807.60万m³，2020年增加到9 502.00万m³，年复合增长率为7.92%；森林覆盖率由2008年的46.03%提高到2020年的59.38%。由以上数据计算可得，2008年承德市森林单位面积蓄积量为 22.21 m³/hm²，2020 年为 40.49 m³/hm²，年复合增长率为5.13%。

根据上述森林蓄积量扩展法的计算公式和相关参数，计算出承德市森林碳储量、碳汇量实物量如表2、表3所示。

表2 承德市森林碳储量、碳汇量实物量核算表

表3 按照林木类型核算的承德市森林碳储量、碳汇量实物量表

由表2可知，2008年承德市森林碳储量为4 411.20 万 t，2020年增加到 11 008.30万t，共增长6 597.10万t；2008年森林活立木碳储量为1 808.61万 t，2020年增加到 4 513.45万 t，年复合增长率为7.92%；2008—2020年期间，年平均碳汇量为225.40万t。

从林木类型来看，2008年承德市森林、疏林、散生木的碳储量分别为1 788.49万t、12.90万t和7.22万t；2020年森林、疏林、散生木的碳储量分别为4 463.24万t、32.20万t和18.01万t；2008—2020年活立木、森林、疏林和散生木的年平均碳汇量分别为225.40万t、222.90万t、1.61万t和0.90万t。

从林龄来看，2008年承德市森林中幼龄林的碳储量最大，为1 330.28万t，过熟林的碳储量最小，为32.91万t；2020年幼龄林、过熟林的碳储量分别为3 319.76万t、82.12万t；2008—2020年，幼龄林、过熟林的年平均碳汇量分别为165.79万t和4.10万t，幼龄林的碳汇量占森林碳汇量的74.38%，过熟林仅占1.84%。因此，从2008—2020年承德市森林碳储量、碳汇量实物量核算结果来看，其碳汇产业还有较大的发展空间。

3.2 森林碳储量、碳汇量价值量核算

同样地，按照碳汇价值核算方法，根据最优价格模型计算出承德市森林碳汇最优价格为10.11～15.17 美元/t；根据目前美元兑人民币汇率，计算出承德市森林碳汇最优价格为64.42～96.67元/t。按照碳汇最优价格的上限计算，承德市森林碳储量、碳汇量价值量核算结果如表4、表5所示。

表4 承德市森林碳储量、碳汇量价值量核算表

表5 按照林木类型核算的承德市森林碳储量、碳汇量价值量表

从林木类型来看，2008年承德市森林、疏林和散生木的碳储量价值量分别为172 893.33万元、1 247.04万元和697.96万元；2020年，森林、疏林和散生木的碳储量价值量分别为431 461.41万元、3 112.77万元和1 741.03万元；2008—2020年活立木、森林、疏林和散生木的年平均碳汇价值量分别为21 789.42万元、21 547.74万元、155.64万元和87.00万元。

从林龄来看，2008年承德市森林中幼龄林的碳储量价值量最大，为128 598.17万元，过熟林的碳储量价值量最小，为3181.41万元；2020年幼龄林、过熟林的碳储量价值量分别为320 921.20万元、7 938.54万元；2008—2020年，幼龄林、过熟林的年平均碳汇价值量分别为16 026.92万元、396.35万元，幼龄林的碳汇价值量占森林碳汇价值量的74.42%，过熟林仅占1.86%。核算结果同样也表明，承德市森林碳汇产业有较大的发展潜力，在实现“双碳”目标的过程中有较大的发展空间。

4 结论与讨论

4.1 结论

森林碳汇是重要的森林生态产品，在实现“双碳”目标中发挥着重要作用。生态产品价值化是目前研究的热点问题，森林碳汇价值核算不仅是生态产品价值化的基础，而且是实现“双碳”目标的重要途径。本文利用蓄积量扩展法对承德市2008—2020年的森林碳储量、碳汇量进行了初步核算。从实物量核算结果来看：承德市森林碳储量是增加的，2008—2020年期间年复合增长率为7.92%；活立木碳储量也是增加的，由2008年的1 808.61万t，增加到2020年的4 513.45万t。从林龄来看，幼龄林的碳汇量最大，过熟林的碳汇量最小，两者分别占森林碳汇量的74.38%和1.84%。从价值量核算结果来看，2008—2020年，承德市活立木、森林碳汇价值量分别为2.18亿元、2.15亿元，分别占2020年承德市GDP的0.141%、0.138%。从林龄来看，幼龄林的碳汇价值量占森林碳汇价值量的比例最高，为74.42%；过熟林占比最小，为1.86%。因此，加强承德市森林的抚育和有效经营管理，提高森林生产力，改善林龄结构，提高森林碳汇效益，是实现生态产品价值化的重要途径和手段。综上可知，无论从实物量核算结果来看，还是从价值量核算结果来看，承德市森林碳汇在实现“双碳”目标的过程中具有较大的发展潜力。

另外，加强现有森林资源保护，进行森林分类经营，加强中幼龄林培育，提高森林质量等，也是实现森林碳汇和生态产品价值化及效益最大化的重要途径。目前，承德市森林单位面积蓄积量仅为40.49 m³/hm²，距离全国平均水平的78.17 m³/hm²还有很大的差距。尤其是承德市的森林资源结构不平衡，森林质量亟待提升。在承德市的森林资源中，森林单位面积蓄积量约为全国平均水平的一半，而芬兰、德国、瑞典等林业发达国家森林单位面积蓄积量约为300 m³/hm²，承德市仅为其1/10左右，林分质量差，且生态效能和经济效益低，单位面积碳汇效能也低。因此，在提高森林经营管理水平和森林单位面积蓄积量方面，承德市还有较大的潜力，这也是承德市提高森林碳汇效益的有效途径和今后发展的重要任务。

4.2 讨论

根据上述研究结果，仍有几个问题值得讨论：

①森林碳汇效益价值核算应考虑森林的其他多种效益。森林碳汇效益仅仅是森林生态效益的一种，在进行森林碳汇效益价值核算时，森林的其他效益往往被忽略，森林其他效益的价值计量问题也被忽略。相关研究表明，森林具有生态、经济、社会等多种效益，并具有保护生物多样性、涵养水源、提供林副产品等多种功能。森林碳汇效益的大小不仅与森林结构、降雨量、平均气温等因素有关，也与森林风险和经营管理水平有关。其中，森林碳汇受生物多样性的影响较大。因此，为实现“双碳”目标，在进行森林碳汇效益价值核算时，要考虑森林的其他多种效益和影响因素，不能撇开其他多种效益和影响因素而单独核算其碳汇效益的大小，这在以后的研究中还需要进一步改进和完善。

②森林碳汇效益价值核算应采用最优价格。最优价格或影子价格是反映社会资源得到最佳配置时的一种价格。进行森林碳汇效益价值核算的主要目的是提高森林资源的管理水平，使森林资源在气候变化中发挥应有的作用。在国民经济核算中，对资源环境进行核算，也往往采用最优价格来核算其价值的大小。因此，在进行森林碳汇效益价值核算时，尽管碳市场交易价也是一种价格，但从资源管理和国民经济核算的角度更应考虑最优价格，以进一步提高森林资源的管理水平。

③发展城市林业有助于提高森林碳汇的价值。据统计，承德市现有国家和省级自然保护区14处，国家和省级森林公园27处，国家和省级湿地公园20处，风景名胜区5处，地质公园3处，沙漠公园2处。这些不同类型的保护区、公园等，在丰富居民文化生活、应对气候变化等方面发挥了重要作用。相关统计也表明，承德市森林单位面积蓄积量较低，距离全国平均水平还有很大的差距。因此，在“双碳”目标实现的过程中，发展城市林业，提高经营管理水平，提高城市林木绿化率，增加森林单位面积蓄积量，构建良好的城市森林生态系统，不仅有利于改善居民生活环境，减缓气候变化，发挥森林碳汇效益，也有利于促进生态经济和谐发展，促进“双碳”目标早日实现。

④应积极发展森林碳汇市场，并探索生态产品价值化的多种路径。由承德市森林碳汇的实物量、价值量核算结果可以看出，承德市森林碳汇具有较大的发展潜力。因此，承德市应借助国家“双碳”战略目标的发展机遇以及京津冀一体化的发展机会，做好森林碳汇市场发展规划，探索生态产品价值化的多种路径，制定森林碳汇项目实施标准和利益分配机制等；在市属国有林场先行先试，并建立适宜开发森林碳汇项目的数据库，做好相关资源的统计、核算工作，为发展森林碳汇市场、探索生态产品价值化提供技术支撑，也为其他地区森林碳汇核算做好示范。根据承德市林业和草原局测算，到2025年，承德市森林碳汇交易额将达到1亿元。因此，承德市应积极发展森林碳汇市场，做大做强塞罕坝等国有林场碳汇生态产品的开发；借鉴福建省南平市“生态银行”的经验，整合森林资源优势，提升森林资源的经营管理水平；探索森林碳汇、园林绿化、林下经济等生态产品价值化的多种路径，把生态产品价值化做实、做优、做强；推动承德市由“绿水青山”向“金山银山”的转化，实现森林资源的综合利用以及生态、社会、经济的和谐发展，真正把森林碳汇做成承德市良好发展的一张“名片”。

①碳汇量根据活立木碳储量计算。

②目前，美元兑人民币汇率为1美元=6.372 4人民币。