森林碳匯影響因素的計(jì)量模型研究

崔雪妍+董佳宇

[摘 要]近年來(lái)，全球氣候變暖引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注，在CDM機(jī)制下發(fā)展以碳匯為目的的森林經(jīng)營(yíng)，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)都有重要意義。在這樣的國(guó)內(nèi)外背景下，我國(guó)應(yīng)依靠森林的碳匯功能，大力發(fā)展碳匯林業(yè)，為林業(yè)發(fā)展帶來(lái)新契機(jī)。文章以全國(guó)30個(gè)省市為樣本，計(jì)算2008年、2011年、2014年三年數(shù)據(jù)的平均值，以此建立內(nèi)蘊(yùn)線性模型，用OLS分析影響我國(guó)森林碳匯量的因素。

[關(guān)鍵詞]森林碳匯；蓄積量轉(zhuǎn)換法；回歸分析

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2016.33.121

1 引 言

森林碳匯指的是森林生態(tài)系統(tǒng)吸收大氣中的CO2并將其固定在植被或土壤中，從而減少大氣中CO2濃度的過(guò)程、活動(dòng)或機(jī)制。有研究表明，森林是地球上最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，是碳循環(huán)的重要組成部分。森林具有碳源和碳匯的雙重作用，特別是森林碳匯功能不僅在緩解氣候變暖趨勢(shì)方面具有重要作用。對(duì)森林碳匯的計(jì)量研究起步于20世紀(jì)60年代中后期，但目前對(duì)碳匯計(jì)量的方法還不統(tǒng)一，具體的計(jì)量項(xiàng)目也未達(dá)成共識(shí)。森林碳匯的實(shí)物計(jì)量方法主要有生物量法、蓄積量法、生物量清單法等方法。根據(jù)森林碳匯已有研究文獻(xiàn)和全國(guó)森林資源清查數(shù)據(jù)，采用蓄積量轉(zhuǎn)換法，利用內(nèi)蘊(yùn)線性模型，研究森林碳匯變化的影響因素。

2 森林碳匯影響因素分析的計(jì)量模型

在實(shí)踐中，被解釋變量與解釋變量可能是線性關(guān)系，也可能是非線性關(guān)系。研究人員可以通過(guò)變量替換或者參數(shù)替換將某些表面看來(lái)是非線性函數(shù)關(guān)系的轉(zhuǎn)換為線性形式，稱(chēng)這種模型為內(nèi)蘊(yùn)線性模型。內(nèi)蘊(yùn)線性模型有多種形式，本文采用的雙對(duì)數(shù)模型。

本文以2008年、2011年、2014年我國(guó)各省、自治區(qū)、直轄市森林資源情況為研究對(duì)象，對(duì)這三年我國(guó)各省市森林碳匯的影響因素進(jìn)行分析。建立內(nèi)蘊(yùn)線性模型，運(yùn)用stata軟件對(duì)模型進(jìn)行回歸分析，并對(duì)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)等確保模型準(zhǔn)確性，最后利用OLS進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，分析得到影響我國(guó)省市森林碳匯情況顯著的因素。

2.1 指標(biāo)變量

森林固碳的過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的生物學(xué)與生態(tài)作用的過(guò)程，森林資源通過(guò)吸收大氣中的二氧化碳來(lái)達(dá)到固碳的目的。因此，其固碳量的多少在宏觀上體現(xiàn)為森林資源的多少，而具體的則取決于多種因素，既包括森林的樹(shù)種、植被生長(zhǎng)情況（樹(shù)齡、活立木蓄積、土地肥沃程度等），也包括林地的木材產(chǎn)量、病蟲(chóng)害情況等消耗項(xiàng)諸多影響因素。

另外，出于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的“可獲得性”的考慮，將一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)使用間接統(tǒng)計(jì)量來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，綜合已有的學(xué)者對(duì)于森林碳匯的影響因素的研究的成果，根據(jù)公式：森林碳匯量=活立木蓄積轉(zhuǎn)換系數(shù)（即1.158525）來(lái)計(jì)算森林碳匯量。本文中使用“活立木蓄積”這一統(tǒng)計(jì)量來(lái)轉(zhuǎn)義“森林碳匯量”，選取對(duì)其進(jìn)行回歸分析預(yù)測(cè)的指標(biāo)為“森林覆蓋率”“森林蓄積量”“造林面積”“木材產(chǎn)量”，作為本文對(duì)我國(guó)森林碳匯量的回歸分析的分析指標(biāo)變量。

2.2 數(shù)據(jù)收集

森林碳匯核算的主要數(shù)據(jù)來(lái)源于《全國(guó)森林資源統(tǒng)計(jì)》《中國(guó)森林資源清查》《中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，具體來(lái)自：全國(guó)第七次森林資源清查結(jié)果、全國(guó)第八次森林資源清查結(jié)果、《中國(guó)林業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒（2014）》。由于上海市木材產(chǎn)量指標(biāo)三年數(shù)據(jù)均為0，不包括在內(nèi)。則選取全國(guó)30個(gè)省、自治區(qū)、直轄市為樣本，利用2008年、2011年、2014年三年數(shù)據(jù)的平均值分析森林碳匯影響因素。

2.3 虛擬變量

《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》將我國(guó)區(qū)域發(fā)展格局劃分為西部大開(kāi)發(fā)區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)西部地區(qū)，下同）、東北地區(qū)、中部地區(qū)和東部地區(qū)。森林覆蓋率東北地區(qū)最高，達(dá)40.22%，西部地區(qū)最低，僅為17.05%。由此可見(jiàn)我國(guó)各省份所處區(qū)域?qū)ζ渖仲Y源情況有很大影響。不同地理位置有著不同的自然條件，影響森林的生長(zhǎng)，因此根據(jù)《規(guī)劃綱要》對(duì)我國(guó)省、自治區(qū)、直轄市進(jìn)行分類(lèi)，并由此引入虛擬變量。

D1=1西部地區(qū)：重慶、四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、內(nèi)蒙古、廣西（12個(gè)省或自治區(qū)），D1=0其他地區(qū)；D2=1 東北地區(qū)：黑龍江、吉林、遼寧（3個(gè)省），D2=0其他地區(qū)；D3=1東部地區(qū)：北京、天津、河北、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、海南（9個(gè)省或直轄市），D3=0其他地區(qū)；若D1=D2=D3=0 則為中部地區(qū)：山西、安徽、江西、河南、湖北、湖南（6個(gè)省或自治區(qū)）。

2.4 模型確定

設(shè)定模型首先要知道所選取的自變量和因變量之間的關(guān)系，根據(jù)樣本數(shù)據(jù)，在stata中對(duì)每個(gè)自變量與因變量之間的相關(guān)關(guān)系描繪散點(diǎn)圖，大致得到因變量和自變量之間的關(guān)系。根據(jù)散點(diǎn)圖可知，活立木總蓄積量對(duì)數(shù)（lny）與森林蓄積量對(duì)數(shù)（lnx2）之間呈現(xiàn)明顯的線性關(guān)系，與其他自變量對(duì)數(shù)大體呈線性變化趨勢(shì)。因此，取對(duì)數(shù)后的活立木總蓄積量和取對(duì)數(shù)后的森林覆蓋率、取對(duì)數(shù)后的森林蓄積量、取對(duì)數(shù)后的造林面積、取對(duì)數(shù)后的木材產(chǎn)量之間的關(guān)系可以選取線性模型來(lái)分析。并據(jù)此，建立內(nèi)蘊(yùn)線性模型如下：

2.5 模型OLS結(jié)果及檢驗(yàn)

對(duì)模型進(jìn)行回歸，得到如下結(jié)果：

根據(jù)線性回歸結(jié)果，調(diào)整R2=0.9985，可見(jiàn)擬合優(yōu)度很高，選擇的解釋變量對(duì)被解釋變量的聯(lián)合解釋能力很強(qiáng)。

2.5.1 多重共性性檢驗(yàn)

常數(shù)項(xiàng)、D1、D2、D3的p值都大于0.05，說(shuō)明解釋變量之間可能存在多重共性。利用Stata軟件，計(jì)算解釋變量的條件數(shù)，以此判斷解釋變量之間是否存在多重共線性。條件數(shù)=53.52>30，說(shuō)明各個(gè)自變量之間存在嚴(yán)重的多重共線性，因此采用逐步回歸法消除多重共線問(wèn)題。通過(guò)逐步回歸，最終保留變量lnx2、lnx3。修正多重共線性影響的回歸方程為：

lny=0.333+0.95lnx2+0.026lnx3

（0.028） （0.000） （0.048）（括號(hào)內(nèi)為p值）

2.5.2 異方差性檢驗(yàn)

根據(jù)懷特檢驗(yàn)結(jié)果可知，prob>chi2=0.1895，表示在原假設(shè)為真的情況下，觀測(cè)到的數(shù)值出現(xiàn)的概率為0.1895，是否拒絕原假設(shè)取決于是否認(rèn)為以0.1895概率出現(xiàn)的事件為小概率事件，只要選取的顯著性水平小于0.1895就不能拒絕原假設(shè)，而5%、1%、10%都小于0.1895，則接受原假設(shè)。說(shuō)明不存在異方差性。

2.5.3 模型結(jié)果分析

由上述計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，在全國(guó)森林碳匯各影響因素中，森林蓄積量和造林面積是主要影響因素，森林蓄積量是指有林地中活立木材積之和，活立木蓄積量指包括散生木在內(nèi)所有活立木的總蓄積量。因此，森林蓄積量的變化對(duì)活立木蓄積量有著顯著的影響。此外，造林面積對(duì)活立木總蓄積量也有顯著影響，所以，大力植樹(shù)造林能夠有效促進(jìn)森林碳匯容量“外延”的增加，為我國(guó)森林碳匯量的增加提供支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]許松浚，李亮宇，趙艷，等.中國(guó)森林碳匯研究進(jìn)展[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（4）.

[2]黃彥.低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代下的森林碳匯問(wèn)題研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，27（3）.