我國林業經濟發展與氣候之間的因果關系研究向中華1 曾勝2（1.西南交通大學經濟管理學院 成都 610031） (2.重慶工商大學財政金融學院 重慶 400067）摘要 我國林業經濟在國民經濟發展中有著重要的地位，森林與氣候之間也有著密切的關系。利用格蘭杰因果檢驗分析林業經濟發展與氣溫、降水量、濕度與日照數等氣候因素之間的因果關系，林業生產總值與降水量、氣溫、濕度之間具有單向因果關系，林業生產總值與日照數之間因果關系不明顯。通過這種因果關系，可以捕捉到氣候因素的變化趨勢，當認識到這種變化趨勢，就可以采取相應的措施。這將會對制定宏觀經濟發展規劃與森林資源開發戰略，具有一定的指導與實踐意義。 關鍵詞 林業經濟;氣候;因果關系;格蘭杰因果檢驗分類號 F062.9 Research of the causality between Forestry Economy Development and Climate of ChinaXiangzhonghua1 Zengsheng2(1.School of Business & Administration, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031 2.School of Finance and Fiscal Affairs, Chongqing Technology and BusinessU niversity, Chongqing 400067)Abstract Forestry economy of China has an important status in national economic development; forest and climate have close relationship as well. Through the Granger-Causality Test verify the causality between forestry economic development and climate factors such as the temperature, precipitation, moisture and sunshine .There is a unidirectional causality from Forestry total output value to precipitation , temperature and moisture , however, not obvious to sunshine. Through The causality,we catch the trends of climatic factors. When we realize this variation tendency of temperature, precipitation, moisture and sunshine, we should take corresponding measures. It will have guidance and practical meaning for macro economic development planning and forest resources development strategy.Key words Forestry Economy;Climate;Causality; Granger-Causality Test 我國林業經濟發展，近年來取得了較快的增長，從2000年以來，每年都以超過10%的增長速度，而其中有5個年份增長率超過了20%。林業經濟總產值在我國GDP中所占的比重也有增加的趨勢(見表1)。林業經濟在我國的經濟發展中起著越來越重要的作用，而碳匯交易又將是林業經濟一個新的經濟增長點。因此，對林業經濟的研究有著十分重要的意義。林業經濟的來源主要是靠森林資源，而氣候對森林資源有重要的影響，從而氣候影響林業經濟，反過來，森林資源的發展也會影響著氣候的變化。本文將研究林業經濟發展與氣候之間的關聯關系，在這里林業經濟發展可以作為森林資源的效益指標看待。而碳匯交易機制與森林能源低碳消費的相關問題有待下一步進行深入研究。表1 林業經濟總產值在我國GDP中的比重 單位: %年份20002001200220032004200520062007200820092010比重3.713.793.894.344.324.554.904.684.565.095.73注：數據來源于歷年中國統計年鑒與中國林業統計年鑒。 1 文獻回顧有關林業與氣候之間的關系的文獻主要在以下幾個方面。第一，林業對氣候的影響。Christopher(2009)認為森林可以改善溫室氣體對氣候的影響1。曾華鋒(2009)認為林業在應對氣候變暖中具有不可替代的作用、潛力巨大2。Ronald(2010)利用全球性林業產品模型(GFPM)分析認為，應對面臨的氣候變化應成立政府間氣候變化專門委員會，并制定統一的使用森林資源的計劃3。賈治邦(2010)在2009年6月召開的中央林業工作會議指出，在應對氣候變化中林業具有特殊地位，發展林業是應對氣候變化的戰略選擇4。王戰男(2010)探討了林業應對氣候變化的地位和作用，森林與氣候之間有著十分密切的關系，主要從減緩與適應正反兩個方面來體現，在關注通過造林綠化增加碳匯來實現減緩全球變暖作用的同時，我們也必須注意到，氣候變化對生態環境的影響5。李怒云(2010)認為全球氣候變化已是不爭的事實，林業在應對氣候變化中具有特殊功能和作用，林業是當前和未來30年甚至更長時期內，技術和經濟可行、成本較低的減緩氣候變化的重要措施6。金哲根(2010）認為森林和林業在保持全球總的碳循環的大致平衡中，起到了決定性的作用7。劉周全(2011)以廣東為例，闡述了通過大力培育森林資源以增加森林碳吸收，從而應對氣候變化8。第二，氣候對林業的影響。高均凱(2005)認為氣候變化與我國林業的關系，主要表現在，一方面，我國植樹造林的發展，對減緩全球變暖做出了重大貢獻；另一方面，氣候變化對我國森林的格局產生重大影響，并進而威脅到國家生態安全。森林對氣候變化是十分敏感的，氣候的微小擾動都可能對森林群落的結構和演替過程產生巨大影響9。姚曉紅(2010)認為影響天水林業資源的主要氣象要素是年降水量和年0積溫10。第三，林業與氣候相互影響。Ogden(2008)以加拿大育空地區南部為例，認為氣候的變化要求對森林的管理進行相應的改變，氣候與森林之間相互影響11。李劍泉(2010)探討了氣候變化對森林造成的重大影響，同時分析了森林在緩解氣候變化中的重要作用12。周化成(2010)認為全球氣候變暖，對自然和生物系統產生負面影響，而林業在應對氣候變化中的不可替代性作用也日益顯現13。劉曙紅(2011)認為林木的生長發育和樹種的分布受氣象條件的影響和制約。特別是溫度、水分、風等氣象因子對森林的組成和分布有重要的影響。反之,森林對大氣也具有多重影響。它能調節氣溫、涵養水源、凈化空氣、改善局地小氣候等。第四，氣候變化對經濟的影響14。皮軍(2010)以氣溫、降雨量、極端氣候事件和海平面的變化及趨勢，對東南亞經濟的影響15。縱觀上述文獻，主要是圍繞氣候與林業之間的關系進行定性分析，鮮有對林業經濟與氣候之間的關聯關系進行定量研究，而皮軍(2010)也只是定性分析了極端氣候變化對整個經濟帶來的影響。本文在已有文獻的基礎上，對林業經濟發展與氣候之間的關聯關系進行定量分析。根據蒲晶巖(2002)認為表征氣候的指標有溫度、日照、降水16，以及劉曙紅(2011)認為溫度、水分、風等氣象因子影響森林的組成和分布，因此本文選取氣象因子變量為降水量、平均氣溫、濕度、日照數。2 模型描述格蘭杰因果關系檢驗方法為2003年諾貝爾經濟學獎得主克萊夫格蘭杰（Clive W. J. Granger）所開創，用于分析經濟變量之間的因果關系。進行格蘭杰因果關系檢驗的一個前提條件是時間序列必須具有平穩性，否則可能會出現虛假回歸問題。因此在進行格蘭杰因果關系檢驗之前首先應對各指標時間序列的平穩性進行單位根檢驗(unit root test)。常用ADF檢驗與PP檢驗來分別對各指標序列的平穩性進行單位根檢驗。格蘭杰因果性檢驗假定了有關和每一變量的預測的信息全部包含在這些變量的時間序列之中。檢驗要求估計以下的回歸17： (1) (2)其中白噪音和假定為不相關。單位根檢驗模型有如下三種形式： (3) (4) (5)其中或者由實驗來確定。模型(3)沒有常數項和時間趨勢，模型(4)僅含有常數項，沒有時間趨勢，模型(5)含有常數項和時間趨勢。3 模型分析本文數據采用1985-2010年的歷史數據（歷年中國統計年鑒、中國林業統計年鑒與中國氣象年鑒）。林業經濟發展用林業生產總值表示。由于氣象資料的獲取靠的是氣象觀測站的數據，觀測點越多數據越多，所獲取的數據越接近真實的情況，但從中國統計年鑒與氣象年鑒所能獲得的是我國主要34個城市的數據，而這34個城市覆蓋了我國所有區域，特別是重要的森林覆蓋區，因此，氣象數據就選擇我國主要34個城市的降水量、平均氣溫、濕度和日照數的平均數。由于大連、青島、海口、桂林、重慶有個別年份數據缺失，便采用相近區域城市數據與前后年份數據進行平均化處理而得。根據模型(3)(5)式對林業生產總值(Forestry total output-value)與降水量 (precipitation)、氣溫(temperature)、濕度(moisture)、日照數(sunshine)的數據序列進行單位根檢驗，檢驗結果如表2所示。林業生產總值序列一階平穩，降水量、溫度、濕度、日照數在一定時間階段保持相對的穩定性，表現為原數據序列平穩，也是一階平穩，這樣它們皆是一階平穩。因此，可以對林業生產總值、降水量、溫度、濕度、日照數之間進行協整分析，以及格蘭杰因果關系檢驗。表2 林業生產總值、降水量、溫度、濕度與日照數的ADF單位根檢驗結果序列ADF檢驗值10%顯著水平5%顯著水平1%顯著水平是否平穩林業生產總值(FV)-1.36552-3.2367-3.6027-4.3738否FV一階差分-3.56131-3.2418-3.6118-4.3942是降水量(PP)-3.34135-3.2367-3.6027-4.3738是PP一階差分-8.03155-3.2418-3.6118-4.3942是氣溫(TP)-3.24740-3.2367-3.6027-4.3738是TP一階差分-9.72856-3.2418-3.6118-4.3942是濕度(MT)-4.19882-3.2367-3.6027-4.3738是MT一階差分-10.80703-3.2418-3.6118-4.3942是日照數(SH)-3.49543-3.2367-3.6027-4.3738是SH一階差分-7.77144-3.2418-3.6118-4.3942是注：本文所給出的10%、5%、1%顯著水平的臨界值是MacKinnon協整檢驗單位根的臨界值。 利用回歸模型(1)(2)式對林業生產總值與降水量、溫度、濕度、日照數之間進行格蘭杰因果關系檢驗，其檢驗結果如表3 所示。 表3 林業生產總值與降水量、溫度、濕度、日照數之間的格蘭杰因果關系檢驗結果零假設滯后期F-統計概率結論PP does not Granger Cause FVFV does not Granger Cause PP22.797960.08846 拒絕0.144860.86609 接受TP does not Granger Cause FVFV does not Granger Cause TP20.734770.49276接受3.181200.06432拒絕MT does not Granger Cause FVFV does not Granger Cause MT20.132480.71935接受2.892170.06869拒絕SH does not Granger Cause FVFV does not Granger Cause SH20.695050.60865接受0.397190.80717接受TP does not Granger Cause PP2 0.89615 0.42470接受PP does not Granger Cause TP 0.22864 0.79777接受MT does not Granger Cause PP2 0.50554 0.73260接受PP does not Granger Cause MT 2.99026 0.04694拒絕SH does not Granger Cause PP2 0.08727 0.91679接受PP does not Granger Cause SH 0.73835 0.49112接受MT does not Granger Cause TPTP does not Granger Cause MT2 6.47963 0.00715拒絕 0.15854 0.85450接受MT does not Granger Cause TPTP does not Granger Cause MT4 1.01179 0.43679接受 3.33112 0.04373拒絕SH does not Granger Cause TPTP does not Granger Cause SH2 3.26651 0.06035拒絕 18.1312 3.9E-05拒絕SH does not Granger Cause MTMT does not Granger Cause SH2 1.07767 0.31050接受 2.20413 0.15183接受 根據表3的結果我們可知，拒絕接受降水量不是林業生產總值的格蘭杰原因，同時接受林業生產總值不是降水量的格蘭杰原因，表明林業生產總值與降水量之間具有單向因果關系，降水量是林業生產總值的原因，即降水量可以影響林業生產總值，而林業生產總值的變化對降水量的影響不明顯。拒絕接受林業生產總值不是氣溫的格蘭杰原因，同時接受氣溫不是林業生產總值的格蘭杰原因，表明林業生產總值與氣溫之間具有單向因果關系，即林業生產總值會對氣溫帶來影響，而氣溫的變化對林業生產總值的變化影響不明顯。林業生產總值與濕度的關系，其結論與林業生產總值與氣溫的關系一致，林業生產總值與濕度之間具有單向因果關系，林業生產總值具有影響濕度的關系，反之，濕度的變化對林業生產總值變化的影響不顯著。從表3 也可以看出，林業生產總值與日照數之間沒有因果關系。在降水量、氣溫、濕度、日照數之間格蘭杰因果檢驗中，降水量與氣溫之間、降水量與日照數之間、濕度與日照數之間沒有因果關系。降水量與濕度之間具有單向因果關系，拒絕接受降水量不是濕度的格蘭杰原因，表明降水量是濕度變化的原因之一，降水量的變化影響濕度的變化，濕度不是降水量的格蘭杰原因被接受，表明濕度的變化對降水量的影響不明顯。氣溫與濕度之間具有單向因果關系，但是隨滯后期所選的不同，表現出的單向關系不一樣，當選取滯后期為2時，濕度不是氣溫的格蘭杰原因被拒絕，表明濕度的變化是氣溫變化的原因之一，濕度的變化影響氣溫的變化，氣溫不是濕度的格蘭杰原因被接受，表明氣溫的變化是否引起濕度的變化不明顯；當選取滯后期為4時，表現出的關系與區滯后期為2所表現出的關系相反，氣溫是濕度的格蘭杰原因，氣溫的變化會引起濕度的變化。氣溫與日照數之間具有雙向因果關系，氣溫的變化會引起日照數的變化，日照數的變化同樣會引起氣溫的變化。4 結論 根據上述格蘭杰因果檢驗的結果可知，降水量的變化將顯著的影響林業生產總值的變化，這與實際情況是相吻合的，其原因在于，林業生產總值的主要來源于森林資源，而降水量對森林資源有著非常重要的作用，即降水量對林業經濟發展起著重要的作用。從林業生產總值的變化對氣溫與濕度的影響關系來看，我們在借助開發與使用森林資源來增加林業生產總值的同時，帶來了我們周圍環境氣溫與濕度的變化。 在經濟的快速發展與人類活動過程中，加劇了大氣的溫室效應，使得地球空間熱散射變慢，而致地球變暖，全球氣溫的升高，同時也影響氣候的其它因素（比如降水量、濕度、日照數等），反過來，氣候的變化又影響我們整個生態平衡發生著變化。而平均氣溫的上升，會帶來糧食產量的增加（中國氣候學家張家誠認為氣溫變化1，大體相當于農作物變化一個熟級。每變化一個熟級，產量變化10%，即氣溫上升或下降1，糧食產量具有增產或減產10%的潛力）18，但同時會帶來環境的變化，如冰川融化導致海平面的升高，江川河流中水的蒸發量增加，導致一些地區干旱，一些地區水澇，溫度升高還會導致一些物種的滅絕，破壞生態平衡。降水量表明上與氣溫、日照數不具有明顯的因果關系，但降水量與濕度之間具有單向因果關系，而濕度與氣溫、氣溫與日照數之間都具有因果關系，這也可以說明，降水量、氣溫、濕度、日照數四個氣候因素之間具有密切的關聯關系。事實上，降水量是受氣溫的影響，平均氣溫上升帶來整體降水量的增加，但會出現區域降水量的不均衡。濕度的下降，將會使氣候越來越干燥，其實也從另一方面印證濕度隨溫度的升高而下降。日照數的下降，說明人們看見太陽的時間在減少，表明空氣中顆粒物濃度增加，污染加重。本文的工作在于通過歷史數據從數理關系角度驗證了林業經濟發展與平均氣溫、降水量、濕度與日照數等氣候因素之間的相關關系。林業生產總值與降水量、氣溫、濕度之間具有單向因果關系，林業生產總值與日照數之間沒有因果關系。還論證了降水量與濕度之間、濕度與氣溫之間具有單向因果關系，氣溫與日照數之間具有雙向因果關系，降水量與氣溫之間、降水量與日照數之間、濕度與日照數之間不具有因果關系。雖然氣候因素是我們無法進行改變的，只能接受，但根據林業生產總值與氣溫、濕度的因果關系可以看出，林業生產總值是氣溫升高、濕度下降的原因之一。氣溫與濕度的趨勢如圖1所示。當我們認識到平均氣圖1 1985-2010年我國平均氣溫與濕度的趨勢溫、降水量、濕度與日照數的這種變化趨勢，就可以采取相應的措施，比如推廣植樹造林，擴大森林綠化面積，林業經濟的發展要盡可能減少森林木材的使用，同時建立碳匯交易機制，踐行低碳經濟，減少碳排放，延緩氣溫的升高，維持生態平衡，保持空氣中的水分，調節濕度。這將會對制定宏觀經濟發展規劃與森林資源開發戰略，具有一定的指導與實踐意義。參考文獻 1Christopher S.Galik, Robert B.Jackson. 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