114 年 國立臺灣大學森林環境暨資源學系碩士班丁組《森林經營學》

核心觀念

本題考查森林資源財務分析中的「複利計算」與「前價淨收益」。

森林經營具有投資期間長、收入與支出分散於不同年度的特性。不同時間發生的現金流，不能直接以名目金額相加，必須考慮資金的時間價值，將各年度現金流折算至同一基準時點。本題以「當年」為基準，計算各項現金流的前價。

複利計算的重要性如下：

1. 資金若投入金融市場，可隨時間產生利息，未來金額會逐年累積。
2. 森林投資期間通常長達數十年，時間差異會大幅影響收入與支出的實際經濟價值。
3. 透過折現，可將不同年度的現金流換算為當年度價值，以便計算投資的真正收益。
4. 森林經營中的造林、撫育、間伐與主伐收入均發生於不同時間，必須以同一時點比較。

若第 $t$ 年的現金流為 $C_t$，年利率為 $i$，則其前價為：

$$PV_t=\frac{C_t}{(1+i)^t}$$

因此，全部現金流的前價淨收益為：

$$NPV=\sum_{t=0}^{n}\frac{C_t}{(1+i)^t}$$

其中，收入記為正值，支出記為負值。

解題方法

本題採用前價法，將十五年後與二十五年後的收入，以及第一年至第五年的各項支出，全部折算為當年價值，再以總收入前價減去總支出前價。

年利率為：

$$i=5\%=0.05$$

一、各項支出的前價

當年造林費用不需折現：

$$PV_{\text{造林}}=80,000$$

一年後刈草及撫育費：

$$PV_1=\frac{30,000}{1.05} \approx 28,571.43$$

兩年後刈草及撫育費：

$$PV_2=\frac{20,000}{1.05^2} =\frac{20,000}{1.10} \approx 18,181.82$$

三年後刈草及撫育費：

$$PV_3=\frac{20,000}{1.05^3} =\frac{20,000}{1.16} \approx 17,241.38$$

四年後刈草及撫育費：

$$PV_4=\frac{10,000}{1.05^4} =\frac{10,000}{1.22} \approx 8,196.72$$

五年後刈草及撫育費：

$$PV_5=\frac{10,000}{1.05^5} =\frac{10,000}{1.28} =7,812.50$$

支出總前價為：

本題主要探討森林在國家淨零碳排目標中的角色，以及如何透過森林經營來達成其碳匯目標。

一、森林碳匯在臺灣長期淨零碳排路徑規劃中的角色：

森林碳匯 (Forest Carbon Sink) 指的是森林透過光合作用吸收大氣中的二氧化碳 (CO₂)，並將碳儲存於生物量（樹幹、枝葉、根部）及土壤中的過程。在國家淨零碳排的總體目標下，森林碳匯扮演著至關重要的角色，主要體現在以下幾個方面：

1. 碳移除的自然解決方案： 森林是地球上最大的陸地碳庫之一，也是最有效的碳移除機制之一。相較於許多工業技術，森林的碳匯功能是一種低成本、可持續且具備生態效益的自然解決方案，有助於抵銷難以減量排放的部門（如工業製程、航空運輸）所產生的溫室氣體。
2. 實現碳中和的關鍵貢獻者： 淨零碳排的目標是達成碳排放量與碳移除量之間的平衡。森林碳匯是達成此平衡的重要一環，能夠顯著貢獻於國家整體碳預算的達成。
3. 提升氣候韌性與生態系統服務： 森林不僅是碳匯，還能提供涵養水源、防止土壤侵蝕、維護生物多樣性、調節微氣候等重要的生態系統服務。這些功能與氣候變遷的影響（如極端天氣事件）相互關聯，健康的森林碳匯有助於提升區域的氣候韌性。
4. 支持綠色經濟與永續發展： 發展森林碳匯相關的產業，如碳權交易、生態旅遊、永續林產品，可以為國家經濟帶來新的成長動能，並與聯合國永續發展目標 (SDGs) 相結合。

二、為達森林碳匯目標，臺灣森林經營可採取的策略：

為最大化森林碳匯功能，並配合國家淨零碳排路徑，臺灣的森林經營應採取以下策略：

1. 擴大森林覆蓋面積與增加蓄積量：

   • 造林與再造林： 在適宜的土地上積極推動造林（新植森林）及再造林（恢復已伐除的森林），增加森林總面積。
   • 提升現有森林蓄積量： 透過優良的森林撫育管理，促進樹木生長，增加單位面積的生物量，進而提高碳儲存量。這包括適當的疏伐、修枝等。

2. 優化森林結構與多樣性：

   • 選擇高生長潛力的樹種： 優先選擇生長快速、固碳能力強的樹種進行造林或輔助更新。

本題主要考查森林認證制度的定義、目的及其主要種類。

一、何謂森林認證制度？

森林認證制度 (Forest Certification System) 是一種由獨立的第三方機構，依據一套預先制定、廣泛認可的標準，對森林經營單位或林產品的生產過程進行評估和驗證的體系。其主要目的是：

1. 促進永續森林經營： 確保森林的經營管理能夠在環境、社會及經濟層面達到永續發展的要求。
   • 環境面： 保護生物多樣性、維護森林生態功能、防止森林劣化、合理利用森林資源。
   • 社會面： 保障林業工作者的權益、尊重原住民權利、促進社區參與、確保森林遊憩與文化價值。
   • 經濟面： 確保森林經營的經濟可行性，為林業產業提供穩定的生產基礎。
2. 提供消費者市場訊息： 透過認證標籤，讓消費者能夠辨識出是來自永續經營森林的林產品，進而引導消費行為，形成對永續林業的支持。
3. 提升林業產業的國際競爭力： 在國際市場上，越來越多的消費者和企業關注產品的來源與生產方式。獲得森林認證有助於林產品進入國際市場，並可能獲得較高的市場價格。
4. 促進政策與法規的遵循： 認證標準通常會要求符合國家相關的林業法律法規。

二、森林認證制度的種類：

森林認證制度主要可分為兩大類：

1. 森林經營認證 (Forest Management Certification)：
   • 目的： 驗證森林經營單位（如國家森林、私有林地、林業公司）的森林管理實踐是否符合永續經營的標準。
   • 驗證對象： 森林本身及其經營管理行為。
   • 結果： 若通過驗證，該森林經營單位可獲得經營認證證書，並可將其生產的林產品標示為「來自永續經營的森林」。
   • 主要國際體系：

本題考查森林學中重要的生長量概念，以及如何應用於永續經營的輪伐期決策。

一、連年生長量 (Current Annual Increment, CAI) 與平均生長量 (Mean Annual Increment, MAI) 之意義：

1. 連年生長量 (CAI)：

   • 意義： 指的是某一特定林分（或單一樹木）在某一年份內所增加的生物量（或材積）。它代表了林分在當下某一時間點的生長速率。
   • 計算： 通常是透過比較前後兩年（或極短時間間隔）的總材積或總生物量來計算。例如，某林分在第 $t$ 年的 CAI 為該林分在第 $t$ 年的總材積減去在第 $t-1$ 年的總材積。
   • 特性： CAI 的值會隨著林分年齡的增長而變化。在林分幼齡期，CAI 快速增長；隨著林分進入成熟期，CAI 達到最大值後開始下降，並最終趨近於零（當林分達到最大蓄積量時）。

2. 平均生長量 (MAI)：

   • 意義： 指的是從林分開始生長（通常是從造林或自然更新的起始點）到某一年齡為止，平均每年所增加的生物量（或材積）。它代表了林分在其整個生長週期中的平均生長速率。
   • 計算： MAI = (林分在某一年齡 $T$ 的總材積) / (該年齡 $T$)。
   • 特性： MAI 的值也會隨著林分年齡的增長而變化。在林分幼齡期，MAI 通常低於 CAI；隨著年齡增長，MAI 逐漸上升；在某一年齡點達到最大值後，MAI 會開始下降。

二、利用 CAI 與 MAI 決定最大木材永續收穫 (MSY) 之生物輪伐期：

最大木材永續收穫 (Maximum Sustainable Yield, MSY) 指的是在不損害森林生產力的前提下，能夠每年從森林中持續收穫的最大材積。在單純的材積生長模型下，MSY 通常發生在 MAI 達到最大值的那個林分年齡。這個年齡被稱為「經濟輪伐期」或「MAI 最大輪伐期」。

繪圖表示：

我們可以繪製一條曲線來表示 CAI 和 MAI 隨林分年齡 (Age) 的變化，並從中找出 MSY 的輪伐期。

1. 繪製座標軸：

   • 橫軸 (X 軸)：林分年齡 (Age)
   • 縱軸 (Y 軸)：材積 (Volume) 或 生長量 (Increment)

2. 繪製 CAI 曲線：

   • CAI 曲線從零開始，隨著年齡增長而快速上升，達到一個峰值後，再逐漸下降，最終趨近於零。這個峰值點代表了林分生長速率最快的時期。

3. 繪製 MAI 曲線：

   • MAI 曲線也從零開始（MAI 在年齡為 0 時為 0）。
   • MAI 曲線會先上升，然後達到最大值，之後再下降。
   • MAI 曲線的上升階段會低於 CAI 曲線。
   • MAI 曲線在達到最大值時，其切線與原點 (0,0) 相交於 CAI 曲線上的某一點。也就是說，MAI 的最大值發生在 CAI = MAI 的那個年齡。
   • MAI 曲線的下降階段會高於 CAI 曲線（直到 CAI 趨近於零）。

4. 標示 MSY 輪伐期：

   • 找出 MAI 曲線的最高點。這個最高點所對應的林分年齡，就是能產生最大木材永續收穫 (MSY) 的「生物輪伐期」（或稱「材積最大輪伐期」）。
   • 在此年齡進行砍伐，並讓森林更新，則平均每年的材積收穫量將是最大的。

圖示說明：

      ^ 材積/生長量
      |
      |       /---- CAI ----\
      |      /               \
      |     /                 \
      |    /                   \
      |   /                     \
      |  /                       \
      | /                         \
      |/                           \
      +-----------------------------> 林分年齡
      0      T_CAI_max   T_MSY   T_max_acc