重塑人工林

在过去十年里,亚太地区的木制板材和木材市场已经实现了巨大的增长,这主要受到更多实惠型产品供给的驱动。然而,这一增长的可持续性将可能取决于人工业的发展。Joao Cordeiro & Petteri Pihlajamaki , Pöyry咨询和工程规划公司

在过去的十年内,亚太地区的人造板和木材市场规模已经实现了四倍速的增长,几乎超出所有人的预期值。促成这一发展势头的关键因素是消费者对于各种经济实惠型的实木家具和建材产品的需求水平不断提升。同时,人造板市场的增长会继续受到强劲的经济增长势头和城市化进程的推动。未来的增长引擎主要将集中在印度尼西亚、印度、越南和中国等市场,这些战略地区对于上述产品的需求会经历最高的增长率。

在这几个国家中,中国、印尼和越南等国的人工林资源和规模在近年来已得到了持续扩大,主要聚焦热带地区的速生型桉树和相思树,以及中国北部和东部地区的杨树等树种。然而,中国及其周边地区还需要扩大额外的人工林建造规模,以满足当前木材供应链体系的预期缺口。总之,人工林在满足亚洲木材需求方面将扮演关键的角色。

如今,人工林正悄然发生着变化。在过去的四十年里,从速生型的工业人工林开采的木材,其市场份额要比从其它天然林和半天然型的森林开采的木材高出27%。工业人工林的重要性之所以日益提升,其背后隐藏的核心驱动力是速生型人工林展现的成本优势和品质竞争性、林产业向新兴国家迁移,以及不断深化和增强的环保意识降低了从天然混合型热带林开采木材的需求水平。

就促成这一趋势的驱动力来看,相比温带和寒带地区的天然林和半天然林而言,热带和亚热带地区的速生型人工林的生产周期通常更短(后者为5-12年,前者为20-60年),而生产力则相对更高(后者为每年30-50 立方米/公顷;前者为 5-15立方米/公顷)。

此外,林业作业可以在很大程度上采用机械化和自动化,从而使木材的品质实现更高的均质性,以此适应和匹配现代化的大型工业生产方式。这些特点使整个木材价值链实现了经济优化性以及品质改善性。

就热带地区的速生型人工林所取得的经济成就来看,这一点是毋庸置疑的。然而,人工林曾经拥有的这种经济竞争性已逐渐被弱化,同时也有明确的信号显示了一个根本性的变化会对人工林的成本竞争性产生影响。对人工林的经济效益产生影响的三个核心因素分别为森林生产力、投入成本以及土地的机会成本。

 

森林生产力—进入停滞期?

在过去40年里,人工林的生产力获得了显著的提升:在世界范围内,商业人工林的产量平均增加了近5倍,年增长率约为3.5%。然而,尽管人工林的高产已成为一个主要的竞争优势,但对产能增长最乐观的预估也同时会伴随着对其增长速率下滑的预见,或许年下滑率会达到1.5%。

人工林产量达到平稳(停滞)阶段也会伴随着一些地区的产量下降,尽管这些地区提升了林业技术的投资水平。这可能表明:在当前的人工林模式、管理体制以及气候变化的影响下,人工林的潜在产能已经达到了饱和。

当前,世界几种主要的农作物正经历类似的情况。“绿色革命”所提供的显著优势似乎已开始逐渐消退。鉴于此,需要寻找更多新的作业模式来增加人工林的产能,例如大力推广创新的生物技术解决方案,提高森林经营和管理的精准性以及更好地理解人工林在生态生理学等方面的知识。

 

投入成本

在人工林产业的早期发展阶段(20世纪60年代和70年代),巴西和智利等国都对森林创新领域做出了很大的投入。这主要涉及一些林产品企业、大学和研究机构之间所开展的合作。这些举措推动了“新型热带林业”模式的创建。这些创新举措带来的便是经济成效。 

此外,通过机械化手段来降低工人的劳动强度是至关重要的。在一系列正经历着根本性社会变革的国家,例如中国、巴西、印尼、越南以及乌拉圭等新兴经济体,劳动力成本势必会随着通胀问题而得到剧增。因此,人工林的木材成本优势再也不能仅依靠将廉价的劳动力作为核心的竞争力基础了。

 

土地的机会成本

从理论上讲,南美洲和非洲的许多地区都坐拥大量适宜建造人工林的土地。然而,这些土地的品质参差不齐。鉴于此,在筛选人工林地时,必须综合考虑一系列问题: 包括退化的农业区、倾斜的地形、低产的牧场和潜在的农业领域等一系列问题。

然而,商业人工林的位置应当尽可能毗邻它所选择的产业所在地,举例来说,如果木材的公路运输距离超过250公里,便可能显著减少关联工厂的竞争力。当前在世界范围内,有几个人工林在工业领域缺乏竞争力。这是因为它们所在的地区基础设施差,或水源等资源获得有限。因此,相对于产业本身或消费者市场而言,人工林的位置都是确保其获得经济效益的关键性因素。

随着土地竞争的日趋激烈,在许多新兴经济体和国家,合适的人工林地也变得愈发昂贵。此外,在土地由私人投资者,农户和企业控制的那些国家,土地的升值受到其不断增长的替代用途的需求驱动,这里的替代用途主要是指农业用途。

在土地由政府控制的国家,土地特许权费用(如长期租赁)也有望基于同样的原因得到增值。尽管农民、人工林投资者和农业企业试图为最好的土地保留各项权利,政府和私营业主则更会意识到这些珍贵资源的政治和经济价值。

当林业生产力,投入成本以及土地问题等各种经济力量萦绕在脑海里时,亟需新一轮的创新浪潮。为了进一步提高人工林木材的竞争地位,以及帮助这些人工林企业在激烈的竞争中脱颖而出,需要关注和解决两大主要领域的问题:卓越的运营和颠覆性的创新。

企业需要寻找改善森林管理流程和举措的良机,以此保持卓越的经营机制。这涉及到人工林的建立和维护,木材采伐以及供应物流等一系列问题。鉴于此,需要解决的主要问题包括:当今市场和行业实施的最佳举措和做法是什么?如果企业选用了新的运营模式,生产率究竟能够提高多少?可以节省多少运营成本?要达到预期的收益,哪些是必要的投资?如何将这些改进举措落实到实践中来?

手头拥有一套坚实的解决方案对于帮助降低交付木材的成本(无重大资本支出),对于通过开发和采用最佳实践举措来提高生产效率都是一个必要的工具。

卓越的运营将实现巨大的成本优化。然而,为人工林建立一套新典范的前提是必须加强颠覆性技术的发明和应用,即完全新型的用于生产人工林木材的技术和手段。

在部分人工林产业的龙头企业中,开始出现了一些新技术,这些新技术要求对应用科学和研发领域投入时间,精力以及显著的投资。因此,企业需要在广泛的领域寻求与专家人士,设备供应商,研究机构以及大学之间的有机合作,这是一项将跨学科知识所展现的力量应用到人工林业和相关产业并且最终使这些产业受益的艰巨任务。下面我们将对其中部分颠覆性的创新技术做一个概述。

 

定制的树木

就树木本身而言,它们可以被“改造”后以满足高度专业化和定制化的应用目的。例如,通过减少木材中的木质素含量,或通过对木质素中的不同组分进行混合或改变等方式,浆材产量能够提到大幅度的提高。同时,如果目标是生产生物质能源,那么要求的便可能是另外一种相反的情况:木材中较高的能源含量通常与木材中较高比例的木质素含量息息相关。

如今,将传统的选择性育种手段与先进的基因组学以及改善的造林技术结合使用已被引入更具挑战的人工林环境(例如,需要应对水源可得性等挑战)。此外,用于生产增值化学品、生物塑料和生物燃料等产品所需的纤维素衍生糖的使用也在很大程度上取决于先进的遗传学和数字选择工具。

 

机械化种植

约三分之二的人工林造林成本都是在最初几年的运营过程中所产生的。通常而言,每公顷土地种植1000到3000棵树苗多半都采用机械化操作手段完成,这往往需耗费大量的人力和时间。另外一方面,现在大多数的农作物都完全采用了机械化操作,利用无人驾驶机器和机械设备来提高生产率。

在此背景下,2013年,一批领先的巴西种植企业组成了一个联盟,旨力于攻克和解决造林机械化的问题。他们与精心选择的设备供应商、大学以及科研院所通力合作,开发出“多功能复合加工机床',其目的是通过规划、设计和重塑最初几年造林种植的整个生产流程等一系列综合手段来降低造林成本。

这种多功能复合加工机床通过将多个林业加工工序(例如播种、施肥、除草和昆虫防护)合并在一个集成式加工流程中来消除密集的劳动力。此外,多任务机床也正得到持续的发展,以此能够完成木材采伐和运输操作。

 

无人驾驶飞行器

多年来,土地调查通常都是采用小飞机或直升机来执行的。这是昂贵且费时的。随着配置了传感器(如光探测元件以及测距激光束)的无人驾驶飞行器(无人机)的出现,它们为降低调研成本以及提高测量精度和频率等方面带来了巨大的潜力。这类无人飞行器已被广泛应用在农业领域,并且现在也触及到更多的人工林企业中。

如今,每棵树的测量精度都可以被控制在1公分以内,从而大大节约了森林资源的清查成本。同时,无人驾驶飞机也可以被用来精确检测和勘查具有虫害的区域,从而有助于改善杀虫剂和除草剂的使用效率,并且降低这些剂体的用量。

同样的技术还可以被用来快速和精确地检测森林火灾,为灭火团队提供即时的信息。因此,全球领先的企业都已经采用了配备多个远程传感器的无人机,以提高他们的森林管理效率。数字时代的一系列先进工具正被森林工业广泛地采纳和应用。

 

重思所有权战略

在70年代中期,智利和巴西等国的人工林所有者多半都是核心的产业领路人:如纸浆、板材和锯木企业。这是理所当然的,因为当时土地相对较便宜,并且也很难说服当地农民,让他们相信种植树木会发展成为一个具有商业可行性的企业。随着时间的推移,农民和企业的思维都发生了转变,农民和机构投资者都了解到发展人工林业务能够补充他们的农业收入,同时为他们提供稳定的投资回报。

近年来,行业已经观察到独立生产商在人工林所有权体系中的比例显著增长,他们约占据巴西商业人工林35%(或250万公顷)的比重。因此,人工林生长的木材的市场份额将超过来自天然林或半天然林出产的木材。

然而,人工林的竞争优势正在缩小,在最坏的情况下,它可能会慢慢消失,除非人工林种植者能够投入更多精力来提高生产力,并且挖掘更多潜在的成本优化机会。新兴经济体成本的不断上升,尤其是劳动力成本的激增是重塑人工林的一个催化剂。

 

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