馬思雨，宋華春，關(guān)亦如，郝立麗

（作者單位：東北林業(yè)大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院）

　　摘要：碳中和背景下，清潔能源開發(fā)尤為重要，林木生物質(zhì)能源是優(yōu)質(zhì)的清潔能源，不僅能夠緩解資源短缺的問題，而且對我國的能源發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)具有十分重要的作用。本文首先利用自下而上的估算模型對林木生物質(zhì)能源潛力進(jìn)行測算；然后利用GM(1,1）對其進(jìn)行預(yù)測，通過預(yù)測結(jié)果可知，我國林木生物質(zhì)能源潛力呈現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢，發(fā)展態(tài)勢良好；最后利用面板數(shù)據(jù)模型分析其影響因素，得出活立木蓄積量、森林面積和森林覆蓋率對林木生物質(zhì)能源潛力有正向影響，而林業(yè)投資額和地區(qū)生產(chǎn)總值對其有負(fù)向影響。最后，針對分析結(jié)果提出提升林木生物質(zhì)能源潛力的建議。

　　一、引言

　　隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人類面臨著資源和環(huán)境的巨大壓力，清潔能源的開發(fā)已經(jīng)成為了“雙碳”背景下的重要話題。林木生物質(zhì)能源是優(yōu)質(zhì)的清潔能源，相較于化石燃料，它在提供相同能量下，對環(huán)境產(chǎn)生的污染更小。因此，大力發(fā)展利用林木生物質(zhì)能源是我國緩解資源環(huán)境壓力的有效舉措。從發(fā)展資源來看，我國森林蓄積已達(dá)到175.6億立方米，這為我國開發(fā)林木生物質(zhì)能源奠定了堅實的基礎(chǔ)；從發(fā)展技術(shù)來看，我國的林木生物質(zhì)能源的開發(fā)技術(shù)和利用技術(shù)均在逐步提高[1]；從消費角度來看，我國的市場和政策環(huán)境完全有利于發(fā)展林木生物質(zhì)能源[2]。因此，對我國林木生物質(zhì)能源潛力的預(yù)測為未來清潔能源的開發(fā)以及“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)有著重大意義。

　　在國家“雙碳”政策、經(jīng)濟發(fā)展以及環(huán)境保護(hù)等多方面需求的共同推動下，越來越多的學(xué)者開展有關(guān)研究。通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)學(xué)者對于林木生物質(zhì)能源的研究主要集中于定性分析，對其潛力進(jìn)行估算，有部分學(xué)者進(jìn)行時間維度的分析，但僅限于淺層預(yù)測，未進(jìn)一步探究其潛力發(fā)展影響因素，且多集中在個別省份[3]，對整體發(fā)展指導(dǎo)意義較小。基于此，本文利用1993—2018年的各省有關(guān)數(shù)據(jù)，采用灰色預(yù)測模型對全國林木生物質(zhì)能源的發(fā)展?jié)摿M(jìn)行預(yù)測，使用面板數(shù)據(jù)模型對發(fā)展?jié)摿Φ挠绊懸蛩剡M(jìn)行了實證分析，分析結(jié)果具有一定現(xiàn)實意義。

　　二、我國林木生物質(zhì)能源潛力測度及分析

　　（一）指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來源

　　林木生物質(zhì)能源是指所有來自林木的生物質(zhì)資源總量，主要包括林木生長剩余物、林業(yè)生產(chǎn)剩余物、能源林采伐物三部分。林木生長剩余物指在非保護(hù)區(qū)域內(nèi)生長的且尚未列入工業(yè)用材采伐的林木所產(chǎn)生的剩余物資源，用灌木林地面積、經(jīng)濟林面積、四旁樹株數(shù)三個指標(biāo)代表；林業(yè)生產(chǎn)剩余物指森林經(jīng)營和生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的林木剩余物，用苗木產(chǎn)量、中幼齡林撫育面積、年森林采伐限額、商品材產(chǎn)量、竹材產(chǎn)量五個指標(biāo)代表；能源林采伐物指在保持森林生態(tài)功能和可持續(xù)發(fā)展的前提條件下，以生產(chǎn)林木，生物質(zhì)能源為主要目的的林木，經(jīng)過采伐后所產(chǎn)生的林木生物質(zhì)能源，用薪炭林面積代表[4]。利用上述指標(biāo)對林木生物質(zhì)能源總蘊藏量進(jìn)行測算，進(jìn)一步計算林木生物質(zhì)能源潛力。

　　文中九個指標(biāo)數(shù)據(jù)來自于《中國林業(yè)統(tǒng)計年鑒》、《全國森林資源清查結(jié)果報告》和《森林采伐限額匯總表》。由于部分?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)計周期，本文只研究1993年、1998年、2003年、2008年、2013年和2018年六個年份的林木生物質(zhì)能源情況，并選取中國31個省（市、自治區(qū)）作為研究對象。

　　（二）研究方法

　　林木生物質(zhì)能源資源量在測度時通常包括：林木生物質(zhì)能源實物總蘊藏量、可獲得量、可利用量和潛力總量。故本文利用自下而上的估算模型，首先對以上四個部分分別進(jìn)行測算，然后對我國1993—2018年林木生物質(zhì)能源資源量進(jìn)行測算。

　　林木生物質(zhì)資源實物總蘊藏量指理論上森林資源所擁有的可再生能源資源量。通過以下公式得出:

　　（三）估算結(jié)果

　　利用收集數(shù)據(jù)及公式（1）—（4）的計算結(jié)果，分析全國林木生物質(zhì)能源潛力的時間變化如圖1所示。

　　具體來看，1993—2018年中國林木生物質(zhì)資源實物總蘊藏量呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢；林木生物質(zhì)資源可獲得量與前者變化趨勢相同，也持續(xù)上升；與前兩者的變化狀態(tài)相同，林木生物質(zhì)資源可利用量從1993年的1.31億噸增長到2018年的2.14億噸；同時，中國林木生物質(zhì)能源潛力總量也從1993年的0.75億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長到1.22億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，25年間增長了62.67%，增長速度平穩(wěn)緩慢。

　　總體而言，中國林木生物質(zhì)資源總蘊藏量、可獲得量和可利用量及其潛力總量均呈現(xiàn)出持續(xù)上升趨勢，且變化較為穩(wěn)定，未出現(xiàn)較大幅度的波動。

　　三、基于灰色GM的林木生物質(zhì)能源潛力預(yù)測

　　（一）灰色預(yù)測方法選取

　　灰色預(yù)測模型以“既有部分已知信息，又有部分未知信息”的信息不完全系統(tǒng)作為研究對象，利用歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行建模與預(yù)測，探究事物的潛在發(fā)展規(guī)律[3]。該模型能利用較少數(shù)據(jù)得到較為精確地預(yù)測結(jié)果。因此，本文利用灰色預(yù)測模型挖掘中國林木生物質(zhì)能源潛力的變化規(guī)律，進(jìn)而更可靠地預(yù)測中國林木生物質(zhì)能源潛力總量。

　　（二）灰色預(yù)測模型的建立

　　基于預(yù)測時期與歷史的一致性，以及灰色系統(tǒng)“小樣本”和“新息優(yōu)先”的建模思想，選用1993，1998，2003，2008，2013，2018共6個年份的我國林木生物質(zhì)能源潛力總量數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)。

　　（三）灰色預(yù)測模型的誤差檢驗

　　灰色系統(tǒng)模型GM(1,1）建立完成后，還需進(jìn)行以下檢驗來確定模型可靠性。

　　（四）灰色預(yù)測模型預(yù)測結(jié)果與分析

　　依據(jù)灰色預(yù)測模型對2018年以后的中國林木生物質(zhì)能源潛力總量進(jìn)行10次預(yù)測，預(yù)測結(jié)果如下：

　　由圖3可知，2023—2063年中國林木生物質(zhì)能源潛力呈現(xiàn)遞增發(fā)展趨勢，2063年可達(dá)到30564.24萬噸。隨著我國林業(yè)的蓬勃發(fā)展以及碳中和政策的深入推進(jìn)，我國林木數(shù)量逐漸增多，直接增加我國生物質(zhì)能源原材料數(shù)量，進(jìn)而增加生物質(zhì)能源。

　　四、林木生物質(zhì)能源潛力影響因素的實證分析

　　（一）變量選取

　　本文因變量為林木生物質(zhì)能源潛力總量，同時，已有研究結(jié)果表明林木生物質(zhì)能源潛力受自然環(huán)境條件、社會經(jīng)濟和林業(yè)營林特征等多方面因素影響[6]。因此，本文林木生物質(zhì)能源潛力的影響因素設(shè)定如下：

　　自然環(huán)境條件部分，利用活立木蓄積量（LW）、森林面積（FA）、森林覆蓋率（FC）、森林蓄積量（FS）刻畫。林木生物質(zhì)能源主要來源于森林資源，森林資源規(guī)模對其潛力有直接影響，利用活立木蓄積量和森林蓄積量代表森林資源規(guī)模。林木生物質(zhì)能源發(fā)展與林木生長直接相關(guān)，而林木生長需要良好的土地狀態(tài)，選擇森林覆蓋率和森林面積代表各省份土地狀態(tài)。社會經(jīng)濟部分利用人均地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）刻畫。林木生物質(zhì)能源發(fā)展?jié)摿εc經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關(guān)，一般而言，經(jīng)濟發(fā)展水平負(fù)向影響林木生長和森林資源，進(jìn)而對林木生物質(zhì)能源潛力有負(fù)向影響。選取人均地區(qū)生產(chǎn)總值代表地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平。林業(yè)營林特征部分利用林業(yè)投資總額（FIC）和林業(yè)總產(chǎn)值（FO）刻畫。林業(yè)投資對林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展有促進(jìn)作用，林業(yè)生產(chǎn)總值則是在開發(fā)林木資源的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，因此，利用林業(yè)投資總額和林業(yè)總產(chǎn)值代表。

　　（二）數(shù)據(jù)預(yù)處理

　　本文以五年為間隔，選擇1993—2018年相關(guān)數(shù)據(jù)，組成31個省份的面板數(shù)據(jù)。對所選指標(biāo)進(jìn)行HT檢驗，驗證數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，由表1結(jié)果可知，需對數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)差分處理，再次檢驗，結(jié)果顯示各指標(biāo)檢驗均拒絕原假設(shè)，數(shù)據(jù)平穩(wěn)。

　　（三）模型選擇

　　面板數(shù)據(jù)模型包括固定效應(yīng)和隨機效應(yīng)兩種，利用F檢驗和Hausman檢驗確定最合適的面板模型。F檢驗和Hausman檢驗對應(yīng)P值均為0.000，小于0.05，拒絕原假設(shè)，應(yīng)選取固定效應(yīng)模型分析。

　　建立模型如下：

　　（四）模型估計結(jié)果及分析

　　為了減少截面數(shù)據(jù)造成的異方差性，我們采用GLS估計模型。固定效應(yīng)的變截距模型估計結(jié)果如下[7]：

　　活立木蓄積量、森林覆蓋率和森林面積分別在10%和1%的顯著水平下對林木生物質(zhì)能源潛力有顯著正向影響。活立木蓄積量和森林面積越大代表森林規(guī)模越大，進(jìn)而正向影響林木生物質(zhì)能源潛力。森林覆蓋率越大，林木生長的環(huán)境越好，林木生物質(zhì)能源潛力越大。同時，森林覆蓋率對林木生物質(zhì)能源潛力的影響程度最大，說明良好的生長環(huán)境對林木生物質(zhì)能源的發(fā)展意義重大。

　　林業(yè)投資額和人均地區(qū)生產(chǎn)總值分別在5%和1%的顯著水平下對林木生物質(zhì)能源潛力有顯著負(fù)向影響。經(jīng)濟發(fā)展帶來的環(huán)境污染對林木生長有較大的影響，進(jìn)而負(fù)向影響林木生物質(zhì)能源潛力。其中，林業(yè)投資完成額對林木生物質(zhì)能源潛力影響程度最小，在林業(yè)投資進(jìn)行后，由于林木生長周期較長林木生物質(zhì)能源潛力的變化效果并不十分顯著。

　　五、結(jié)論和建議

　　隨著我國碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)的提出，發(fā)展林木生物質(zhì)能源成為了刻不容緩的任務(wù)。通過上文分析可得出：林木生物質(zhì)能源發(fā)展趨勢整體良好，其潛力逐年上升。活立木蓄積量、森林面積和森林覆蓋率對其潛力有顯著正向影響，經(jīng)濟發(fā)展水平和林業(yè)投資完成額對其潛力有負(fù)向影響。

　　根據(jù)分析結(jié)果，提出以下幾點建議：

　　1.加強政策支持

　　政策支持是發(fā)展林木生物質(zhì)能源的重要保障。建議政府加大對林木生物質(zhì)能源的政策支持力度，包括制定相關(guān)法律法規(guī)，鼓勵企業(yè)和農(nóng)民參與林木生物質(zhì)能源的生產(chǎn)和利用，提供財政和稅收支持，加大對林木生物質(zhì)能源技術(shù)研發(fā)和推廣的投入。

　　2.加強林木管理

　　林木生物質(zhì)能源的質(zhì)量和產(chǎn)量與林木的管理密切相關(guān)。建議加強林木管理，包括加強林木保護(hù)，防止病蟲害和森林火災(zāi)等自然災(zāi)害的發(fā)生；加強林木撫育，提高林木的生長速度和木材質(zhì)量；加強林木采伐管理，合理控制林木采伐量，保護(hù)森林生態(tài)環(huán)境。

　　3.推廣林木生物質(zhì)能源技術(shù)

　　林木生物質(zhì)能源技術(shù)是林木生物質(zhì)能源的核心。建議加大對林木生物質(zhì)能源技術(shù)的研發(fā)和推廣力度，包括提高林木生物質(zhì)能源的利用效率，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效益；探索新的林木生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)，如生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)、生物質(zhì)氣化技術(shù)、生物質(zhì)液化技術(shù)等。

　　4.加強林木種植

　　林木生物質(zhì)能源的發(fā)展需要大量的林木資源，加強林木種植是發(fā)展林木生物質(zhì)能源的關(guān)鍵。建議政府加大資金投入，鼓勵農(nóng)民和企業(yè)參與林木種植，提高林木種植的效益。同時，要注重林木品種的選擇，因地制宜的選擇合適的樹木品種，選擇適合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的樹種。

　　5.發(fā)展經(jīng)濟兼顧森林保護(hù)

　　在發(fā)展經(jīng)濟的同時，一定要兼顧森林保護(hù)，加大對濫砍濫伐、過度采伐等不良行為的整治力度，進(jìn)一步明確相關(guān)政策，為林木生物質(zhì)能源的發(fā)展提供支持。

　　總之，發(fā)展林木生物質(zhì)能源是實現(xiàn)我國碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)的重要手段。我們需要加強林木種植和管理，推廣林木生物質(zhì)能源技術(shù)，加強政策支持，共同推動我國林木生物質(zhì)能源的發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]俞國勝,袁湘月,李美華等.第三章中國林木生物質(zhì)能源開發(fā)利用技術(shù)設(shè)備研究[J].中國林業(yè)產(chǎn)業(yè),2006(01）:22-34.

　　[2]何繼新,劉瑩.林木生物質(zhì)能源消費市場性分析[J].吉林廣播電視大學(xué)學(xué)報,2010,No.101(05）:82-84.

　　[3]宓春秀,蘇世偉.江蘇省生物質(zhì)能源潛力的灰色系統(tǒng)模型預(yù)測[J].中外能源,2017,22(07）:91-98.

　　[4]張衛(wèi)東,張?zhí)m,張彩虹,于丹.我國林木生物質(zhì)能源資源分類及總量估算[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版）,2015,14(02）:52-55.DOI:10.13931/j.cnki.bjfuss.2015.02.010.

　　[5]臧良震，張彩虹.中國林木生物質(zhì)能源潛力測算及變化趨勢[J].世界林業(yè)研究，2019，32(01）:75-79.DOI:10.13348/j.cnki.sjlyyj.2018.0100.y.

　　[6]于丹.林木生物質(zhì)能源資源供給能力評價及影響因素分析[D].北京林業(yè)大學(xué),2016.

　　[7]胡佐,胡琨.影響我國房地產(chǎn)上市公司資本結(jié)構(gòu)的宏觀因素分析[J].統(tǒng)計與咨詢,2009(02）:30-32.