中国跨境林业碳汇规划的双层编程模型及区域协同策略研究

《Small-scale Forestry》：A Bilevel Programming Model for China’s Cross-border Forestry Carbon Sink Planning Considering Regional Collaboration Strategy

本研究针对中国跨境林业碳汇(FCS)规划问题，提出了一种考虑区域协作策略的双层规划模型(FCSM)。该模型通过Karush-Kuhn-Tucker条件将复杂双层问题转化为单层非线性规划，并采用改进粒子群优化算法求解。京津冀案例表明，模型可实现Stackelberg均衡，使北京、天津碳汇林地(CSF)分别减少43.40%、24.08%，河北增加13.45%，中央政府成本降低19.84%，为区域碳汇资源优化提供了创新解决方案。

　　

研究人员开发了一种新颖的双层规划模型(FCSM)，用于研究中国跨境林业碳汇(FCS)规划中的区域协同策略。该模型中，中央政府作为领导者，通过设定碳汇森林(CSF)补贴以实现发展成本最小化；地方政府则作为跟随者，通过权衡扩大自身CSF规模或参与跨区域碳交易来优化其FCS开发成本。针对模型固有的复杂性，研究团队首先利用Karush-Kuhn-Tucker条件将双层FCSM模型转化为单层非线性规划问题，随后采用改进的粒子群优化算法进行求解。基于京津冀地区的案例研究表明，该FCSM模型能够实现Stackelberg均衡状态：北京和天津的CSF面积需要分别减少43.40%和24.08%，而河北省则应增加13.45%。特别值得注意的是，中央政府的相关成本显著降低了19.84%，这充分体现了区域协同策略在优化碳汇资源配置方面的巨大潜力。