北欧森林碳储存权衡探索：采伐木材产品与避伐策略的成本效益分析

本研究针对北欧森林部门在气候减缓中碳储存策略的成本效益问题，利用北欧森林部门模型（NFSM）结合建模生成替代方案（MGA）方法，对比了最大化采伐木材产品（HWP）碳储存和最大化避伐加HWP总碳储存两种优化目标。结果显示，避伐加HWP策略能以较低边际成本（约15–463欧元/tCO2）实现更高CO2增益，而仅依赖HWP的策略成本较高（约44–1200欧元/tCO2）。研究揭示了碳导向策略对工业和贸易动态的相反影响，强调了减少对产品碳储存依赖、加强森林固存和储存的综合政策需求。

　　

在全球气候变化的紧迫背景下，森林作为重要的碳汇，其管理策略在气候减缓中扮演着关键角色。然而，森林部门面临着多重挑战：既要提供可再生原材料和经济价值，又要作为碳汇以缓解气候变化。这种双重目标在北欧国家尤为突出，因为这些国家拥有发达的森林生物经济，并强调气候中和目标。目前，政策辩论中出现了两种日益分化的策略：一种是生物经济导向的方法，鼓励积极森林管理以供应可再生材料、生物能源和生物化学品；另一种是保护导向的策略，强调通过减少采伐、延长轮作期和保护高碳储量森林来发挥森林作为长期碳汇的作用。这两种策略在碳储存、工业生产和贸易动态方面存在显著权衡，但它们的相对成本效益和影响尚未得到系统评估。

为了解决这些问题，研究人员在《Forest Policy and Economics》上发表了一项研究，题为“Exploring trade-offs in forest carbon storage: A cost-effectiveness study of Nordic forests and harvested wood products”。该研究由Junhui Hu、Eirik Ogner J?stad和Per Kristian R?rstad合作完成，他们来自挪威生命科学大学（Norwegian University of Life Science）的环境科学与自然资源管理学院。

研究团队采用了北欧森林部门模型（NFSM），这是一个空间部分均衡模型，覆盖挪威、瑞典、芬兰和丹麦，并包括与世界其他地区的贸易。模型结合了建模生成替代方案（MGA）方法，以探索在福利损失约束下的近最优策略。主要技术方法包括：使用NFSM进行基准情景（锚点解决方案）计算；通过MGA框架引入用户定义的松弛值（从0.1%到10%），以生成替代碳优化策略；碳核算基于产品特定半衰期和碳含量因子；以及敏感性分析，测试碳含量、运输成本、产品半衰期以及结构和贸易约束的影响。

研究结果分为几个部分。首先，在碳储存成本方面，Max.GrossCarbon策略（最大化避伐加HWP碳储存）在相同福利损失下实现了比Max.HWPCarbon策略（仅最大化HWP碳储存）更高的碳固存。边际减排成本（MAC）曲线显示，Max.HWPCarbon的边际成本范围约为44–1200欧元/tCO₂，而Max.GrossCarbon的成本较低，约为15–463欧元/tCO₂。这表明避伐加HWP策略更具成本效益。平均减排成本也呈现类似模式，Max.GrossCarbon为8–260欧元/tCO₂，而Max.HWPCarbon为20–680欧元/tCO₂。经济机制在于，森林碳积累在减少采伐时成本较低，而HWP储存受产品寿命和工业产能限制，导致收益递减。

在工业和市场影响方面，Max.HWPCarbon策略推动了圆木采伐增加（特别是锯材原木，增长40%–80%），工业产出（如锯材）翻倍或三倍，但依赖锯材原木进口（增长高达500%–600%），增加了碳泄漏风险。相反，Max.GrossCarbon策略减少了采伐（锯材原木和浆材均下降），导致工业产出收缩（锯材产量接近零），并调整贸易模式（HWP净出口下降）。这些结果突显了碳分配策略如何重塑价值链动态。

敏感性分析显示，碳含量假设对成本估计影响最大，碳含量增加20%会降低估计成本。运输成本变化（±20%）对结果影响较小，而产品半衰期变化（±25%）对Max.HWPCarbon策略影响更显著。结构约束（如锁定贸易或采伐）大幅增加碳储存成本，尤其是Max.HWPCarbon策略下，采伐限制导致成本急剧上升。

在讨论部分，研究将建模的减排成本与文献基准进行了比较。Max.GrossCarbon的成本与森林经济学中的低至中范围估计一致（例如，afforestation成本为35–65美元/tCO₂），而Max.HWPCarbon成本较高。与市场基准如欧盟ETS（约65欧元/tCO₂）和社会碳成本（均值约55美元/tCO₂）相比，Max.GrossCarbon在低范围具有竞争力，而Max.HWPCarbon大多超出这些基准。这表明保护导向策略可能更经济高效。

研究还强调了平衡森林碳储存和木材使用的必要性。实证研究发现，增加采伐可能增加净温室气体排放， due to reduced forest carbon sinks and increased biogenic emissions。因此，策略应优先保护碳储量，除非木材使用的净气候效益条件明确。可持续采伐实践（如选择性采伐）和材料效率提升（如级联使用和回收）被推荐以增强碳和经济价值。

研究局限性包括静态单年建模，未包括替代效应或 intertemporal dynamics，这可能导致对HWP策略的偏见。极端结果（如采伐崩溃和贸易激增）在现实中不可行，但用于说明碳优先化的理论权衡。未来研究应扩展至动态模型、纳入替代效应、并整合生态和操作约束。

总之，这项研究通过创新地应用MGA方法，提供了北欧森林碳储存策略的成本效益比较。结果表明，避伐加HWP策略以较低成本实现更高碳增益，但涉及工业收缩；而HWP-only策略成本高，但支持生物经济扩张。这些发现强调了综合政策设计的必要性，以平衡气候目标与经济可持续性，为森林部门的气候政策提供了重要见解。研究的意义在于 reframing 森林碳减缓为价值链问题， linking sequestration outcomes with industrial production and trade，从而贡献于森林经济学和气候政策设计。