日本林业模型[＊]——Forest sector modeling in Japan，本文主要内容关键词为：日本论文,林业论文,模型论文,Forest论文,modeling论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
国外林业经济
张玉福（译）东北林业大学经管院 哈尔滨市 150040
摘要 日本木材市场高度依赖国外供应。由于世界范围的环境保护方面的努力，在不远的将来，进口到日本的原木和制材的数量将会急剧下降。另一方面，由于60年代营造了大量人工林，在近10年里，日本国内森林蓄积水平在增加。建立日本林业模型，以期分析日本国内以及来自美国、加拿大的长期木材贸易动态。其包括日本森林生长模型、以日美、日加贸易为重点的木材贸易模型、地区木材市场模型和最小运输成本模型。模拟分析显示，即使日本木材生产者能够控制日本的木材市场，木材仍然短缺，仍然需要木材输出国来弥补。它还显示，关东、东海和关西地区的木材生产者不会受到国外供应的强烈影响，而在东北、中国、四国和九州地区，日本木材生产者将与国外供应者处于竞争状态。
1 引言
在过去的几十年里，由于国外木材价格比较低，日本木材市场强烈依赖于国外木材。行武（1989年）通过对1960年至1984年日本市场的年度资料进行分析后指出，美国原木对日本原木价格的交叉弹性为1.65，弹性很大。从美国、加拿大进口的制材的价格与日本产制材（包括由进口原木加工的制材）相比，弹性也很大，为1.20。这些数字表明，日本原木、制材价格的微小变化会导致日本市场对美、加木材需求数量的巨大变化。
1989年以来，日本主要用材树种杉（Cryptomeria japonica）的价格在下降，杉与铁杉（Tsuga heterophylla）、 花旗松（Pseudotsugamenziesii）的价格差距在缩小。结果，正象行武（1992 年）指出的那样，在日本市场上，日本制材有了与美国制材竞争的力量。在某些地区，杉价比铁杉、花旗松更便宜。
日本是最大的原木和制材进口国，所以，大多数研究人员都把注意力集中在美国和加拿大对日本的木材贸易动态上了，没有人考虑日本国内各地区木材市场模型问题。因为日本森林很快就要进入采伐阶段，所以，分析木材贸易和地区木材市场之间的关系很重要。由于现今的环境保护运动，木材贸易结构在过去的几年里一直在发生变化。美元对日元汇率的迅速变化加剧了这一变化。另外，重新分析木材贸易也是非常必要的。
本文的目标在于建立日本林业模型，分析日本、美国、加拿大及日本国内地区间木材市场的长期木材贸易动态。建立的模型包括森林生长模型、木材贸易模型、地区木材市场模型和最小运输成本模型。
2 建立模型
本分析中，我们主要考虑美国、加拿大对日本的木材贸易动态以及日本木材市场的国内木材动态。我们假定，美国向日本出口原木和制材，而加拿大只向日本出口制材。不考虑俄罗斯、北欧国家及新西兰等国的制材出口。进口木材直接卖到日本木材市场，而进口原木在日本制材厂加工后进入市场。
日本木材市场分为7个地区：东北、关东、东海、关西、中国、 四国和九州。历史资料表明，东北区和九州区生产了大量的制材，而中国区主要从美国进口原木。关东、东海和关西区是最大的木材消费地。从美国和加拿大进口原木和制材直接被分配到各个地区。
在我们的林业模型——最小运输成本模型中，日本市场制材需求和供给数量是根据经济计量模型和地区森林生产模型预测的。
3 森林资源模型
森林资源在提供木材方面发挥着重要作用。在下面讨论的经济计量模型中，日本森林蓄积水平是制材供给函数中的一个说明性变量。
森林生产模型以1991年林野厅（林业厅）提供的各地区森林资源合计数为依据。资源所显示的是日本各行政区（县）不同林龄的一个横断面，各林分林龄、面积和蓄积水平资料均为已知。
已知了生产资料，就可以用下面的Richards生长函数（1958年）来预测各期的森林蓄积水平：
4 木材贸易模型
在本模型中，日本市场被分成针叶原木市场和制材市场。为简便起见，我们假定在本模型中，美国和加拿大是日本的两个主要国外材供应者。来自俄罗斯及其他地区的原木和制材供应在模型中被当作外生变量。我们在木材贸易模型中为每一个需求和供给函数采用了对数线性函数。
下面的3个函数是国内原木需求和供给函数。
国内原木供应（2）被假定是森林蓄积（VJ）、采运成本（CJ ）和国内原木价格（PRJ）的函数。T1是1973年至1991年间的时间趋势。 在国内原木需求函数（3）中，PRJ为国内原木价格，SLJ[-1]为上一期的日本加工的进口原木的供给，而CPJ为锯材生产能力， 可被看成是需求中的规模因素。等式（4）为供给与需求的平衡条件，系数为a[,ij]。
在日本，美国原木的供给和需求可表示为：
美国对日本供应的原木的数量（SRA）是原木的价格（PRA）、美国的木材采伐水平（THA）、美国的住宅开工数（HSA），以及虚设变量（DMI）的函数（见等式（5））。虚设变量在石油危机之前为1， 以后为0。日本对美国原木的需求（DRA）是以日元反映的原木价格（PRAJ）、上一期的日本加工的进口制材的供给（SLJ[,-1]）、锯材生产能力（CPJ），以及另一时间趋势变量T2的函数（1973年至1989年，见等式（6 ））。等式（7）给出了平衡条件。原木价格根据等式（8）由美元转换成日元。系数为b[,ij]。
日本加工的进口制材的供给和需求模型如下：
日本加工的进口制材的供给（SLT）被假定是它的价格（PLJ）、日元原木价格（PRAJ）、其他国家制材供给（OTR）、 锯材生产能力（CPJ）和时间趋势T2的函数（见等式（9））。等式（10）是日本加工的进口制材的需求函数（DLJ）。它是其价格（PLJ）和国内上一期住宅开工数（HSJ[,-1]）的函数。等式（11）为平衡条件。系数是C[,ij]。
美国进口制材的供给和需求函数可表述为：
供给是它的价格（PLA）、美国制材用立木价格（STPA）、 美国的木材采伐水平（THA）、美国的住宅开工数（HSA ）和两个时间趋势（T1、T3）的函数（见等式（12））。时间趋势T3始于1990年， 它反映日本泡沫经济的崩溃。进口制材需求（DLA）是它的日元价格（PLAJ ）和滞后的国内生产总值（GDPJ[,-1]）的函数（见等式（13））。等式（14）为平衡公式。系数为d[,ij]。
加拿大进口制材的需求和供给可表述如下：
制材供给是它的价格（PLC）、加拿大的木材采伐水平（THC）和时间趋势（T1）的函数。我们把美国的住宅开工数（HSA）加进去， 作为一个说明性变量。另一方面，制材需求（DLC ）是它的日元价格（PLCJ）、日本制材价格（PLJ）和虚设变量（DMI）的函数（见等式（17））。等式（18）为平衡条件。制材价格根据等式（19）由加拿大元转换为日元。系数为e[,ij]。
5 地区木材市场模型
6 最小运输成本模型
为了追求日本木材市场上贸易数量的平衡，我们采用了最小运输成本模型。其主要假定是，生产者根据供给的原木数量和以总运输成本为基础所设计的市场来决策。建议的目标函数可用如下数学表达式表示：
7 日本林业模型（JAFSEM）
把上面讨论的所有模型联系起来，我们建立了日本林业模型，以进行模拟分析。模型用FORTRAN程序语言编写，用的是TSP（Hall，1993年）经济计量软件，同时将FORTRAN程序库用于线性规划。 该模型可在PC机上运行。
我们设计了日本林业模型的流程图。首先，估计木材贸易模型和地区木材市场模型的系数，以进行模拟。这两个模型一经建立，再有了所有外生变量的估计值，就可以开始利用日本林业模型来模拟各期的国际、国内木材贸易了。
根据木材贸易模型一年模拟的结果，可以计算从美国、加拿大进口到日本的原木和制材的数量。这一数值再返回到地区木材市场模型中去，以估计各行政区制材的供给能力。同时还预计出各行政区的制材需求。这些数值要合计到7个地区上去， 以计算各地区制材供给限制和需求上的要求。通过求解最小运输成本模型（其间运用了MINOS（Murtagh和Saunders，1993年）子程序），可以产生制材贸易的平衡量。
在制材贸易的平衡量确定下来以后，我们就可以确定各地区相应的采伐量。采伐时，先采伐林龄最大的林分。必要的采伐量实现以后，所有行政区内未采伐的所有龄级的林分各年的生长量都按地区森林生长模型确定。相应的森林蓄积水平反映在木材贸易和木材市场模型中，以便进一步模拟。
本模型资料描述和模型检验由于篇幅所限，略去。
8 结论
本研究的目标是通过建立日本林业模型来分析日本国内以及美国、加拿大对日本的长期木材贸易动态。我们建立的日本林业模型为最小运输成本模型，市场上的木材贸易平衡量通过确定在需求和供给约束条件下从一个市场向另一个市场运输木材的总运输成本的最小值求得。在日本林业模型中，美国和加拿大的制材供给由木材贸易经济计量模型确定，而日本7个地区的供给能力由地区木材市场模型确定。
分析木材贸易模型有3点重要发现。第一， 森林蓄积水平对国内针叶原木供给有正向影响。由于日本的蓄积水平最近有所增加，国内针叶原木供给在近期内也会增加。第二，美国原木和制材供给的价格弹性大于国内原木和制材供给的价格弹性，意味着美国的木材出口商比日本木材生产者在价格上更具敏感性。最后，在需求分析中，锯材能力成为决定原木需求的重要因素。
至于地区木材市场模型，我们的结论是，地区木材供给会随着林龄30年（进入可采阶段）以上的森林的蓄积水平的上升而增加。日本加工进口材的供给分析显示，进口原木水平对制材供给有正向影响。这样，随着美国、加拿大出口原木的显著下降，由来自美国、加拿大的原木加工的制材将会大幅度下降。
利用日本林业模型计算模拟显示，即使日本制材生产者具有价格优势，能控制日本的市场，制材仍有短缺，这需要国外进口制材来弥补。模拟还显示，日本关东、东海和关西地区的制材生产者不会受外材供给影响太大，而东北、中国、四国和九州地区的制材生产者将不得不与外材供应者竞争。
来稿日期 1996年1月
[＊] 本文是行武洁教授等为参加1995 年在芬兰召开的国际林联第20届世界大会而撰写的。该研究由日本文部省资助。