林业科学  2007, Vol. 43 Issue (9): 96-104   PDF    
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张耀启, 毛显强, 李一清.
Zhang Yaoqi, Mao Xianqiang, Li Yiqing.
森林生态系统历史变迁的经济学解释
Forest Ecosystems in the Long Sweep of History: An Economic Perspective
林业科学, 2007, 43(9): 96-104.
Scientia Silvae Sinicae, 2007, 43(9): 96-104.

文章历史

收稿日期:2006-03-21

作者相关文章

张耀启
毛显强
李一清

森林生态系统历史变迁的经济学解释
张耀启1, 毛显强2, 李一清3     
1. 美国奥本大学森林与野生动物学院 Auburn,AL,USA 36849-5418;
2. 北京师范大学环境学院 北京 100875;
3. 美国夏威夷大学农林业与自然资源管理学院 Hilo,HI,USA 96720-4091
摘要: 人类经济的发展从来就是用相对丰富的资源替代相对稀缺的资源。从采集渔猎,到刀耕火种,最后进入永久农业的过程,从经济学角度分析就是在技术不断更新下人造资本取代自然资本的过程。历史上一直是原始林被次生林和农地取代,只是在近百年来,许多国家和地区相继出现林地取代农地的现象。人工林也成为木材生产的主要来源,同时还相继出现许多专门为人类提供生态服务的森林。森林变迁主要原因是农业技术革新和人口变化导致农产品、林产品以及森林资源生态服务的相对价值变化的结果。本文用美国、新西兰以及中国的海南岛为例来验证这一原理,从经济学的角度提出对未来森林生态系统的展望。
关键词:森林生态系统    森林变迁    相对稀缺    土地利用    美国    新西兰    海南岛    
Forest Ecosystems in the Long Sweep of History: An Economic Perspective
Zhang Yaoqi1, Mao Xianqiang2, Li Yiqing3     
1. School of Forestry & Wildlife Sciences, Auburn University Auburn, AL, USA 36849-5418;
2. Institute of Environmental Sciences, Beijing Normal University Beijing 100875;
3. College of Agriculture, Forestry & Natural Resource Management University of Hawaii at Hilo Hilo, HI, USA 96720-4091
Abstract: Expansion or contraction of forest ecosystems on the earth has been driven by the changes in relative scarcity of the products and services from the lands. For a long history worldwide, food has been relatively scarcer than wood, so forests have been largely changed into agricultural uses. However, due to the dramatic decrease of forests in the world during the last century, wood products as well as forest ecological services are becoming relatively scarcer than food and therefore many agricultural lands have been converted back into forestlands. Meanwhile, Plantations have replaced natural forests as a major timber supply in most countries. This paper first briefly explains the evolution of forest land use/cover from economics perspective, then uses land use changes in the US, New Zealand and the Hainan Island of China as examples to support our argument. Finally a perspective of the future forestland change is presented based on the principles of economics.
Key words: forest ecosystem    forest transition    relative scarcity    land use    the United States    New Zealand    Hainan Island    

森林生态系统的形成与演变本是自然地理或生态学现象。自从有人类之后, 森林生态系统的演变就不再是纯粹的自然现象,在很多情况下是人类适应自然与改造自然的结果。美国在18—20世纪初大量森林变成农田,后来又有大量农田变为森林,这显然就是一个社会经济现象。森林作为陆地生态系统的主体, 与人类的关系在一定程度上反映了人与自然的关系。自然创造了人,人也改造了自然。由于森林生态系统的演替进化周期很长,要深入理解这一关系就必须从大的时间跨度来分析。虽然有些非系统性的因素可以改变局部森林的短期状况,但是这些因素改变不了人与森林关系的一般规律,只有从大的空间与时间跨度去分析,这一规律才会显示出来。

当前的许多环境与生态问题实际上与我们认识自然的能力有关,但在更大程度上更是人类发展的选择。人类从诞生的那一天起,就要做许多选择。这些选择不完全是漠视自然或是人类社会在发展的道路上迷失了方向的结果。从原始社会采集、渔猎、钻木取火、刀耕火种,到农业化社会把大面积的森林变成了农田和牧场,大多是当时社会经济与技术下的合理经济选择。当木材及森林生态服务功能变得相对稀缺时,又要把一些农田和牧场变成林地。当采伐森林到一定程度,木材价格上升。这一方面降低对木材的需求,另一方面推动营林技术的更新。毁林后造成的水土流失、土地沙化、洪水、自然灾害严重,此时森林的边际生态价值会超过林地的其他边际经济价值,人类就要对森林采取保护或退耕还林,这也是一种经济选择。

总之简单地断定过去之刀耕火种、毁林开田是错误的选择未必正确,因为这些选择有其内在经济原因。本文的目的在于从经济学的角度来分析森林生态系统的历史变迁。文中将阐述导致这种变迁的经济学原理,并以美国、新西兰以及中国的海南岛为例进行验证,最后提出对未来森林生态系统的展望。

1 森林变迁的简单经济学模型

经济学的本质是关于如何对稀缺资源进行有效利用的科学。人类经济的发展从来就是用相对丰富的资源替代相对稀缺的资源。自然资源减少、人口增加就意味着人力资源变得相对丰富,自然资源变得相对稀缺,其结果就是用人力资源取代部分自然资源。人类发展的同时也是资本积累与知识积累的过程,无论是资本还是人力总是追求更高的回报,也就是从低回报处流往高回报处。

人类最早期靠采集与狩猎为生, 这有2方面的原因:一是当时没有种植与养殖的技术;而另一个常被忽视的重要原因是,当时自然资源极为丰富,采集野果与狩猎在很长时间里比种植与养殖更经济(Boserup, 1981; 1990)。最迫切需要的技术不是种植与养殖,而是采集与狩猎。林业学科的发展也有相似的历程:木材采运学科也远远先于营林学科。可见技术的革新最终取决于经济动力。

在靠采集与狩猎为主的经济中,一个居住点的资源减少了,人就往资源丰富的地方迁移。其实人也可以保持固定的居住点。由于运输和交通条件的限制,人们往资源丰富的地方迁移比从远处采集并搬运回住所更经济,所以迁徙式的生活方式比永久式生活方式更有效。但是,这种生存方式需要依靠很大的空间,维持每个人的生活平均需要有5 km2的肥沃野生地,有些学者甚至估计要有20 km2(郑先祐,1999)。尽管到后来发现了火的利用,但这种生活方式对生态环境的影响不大,森林植被在人的干预消失之后依靠自然力一般都可以恢复。在大量欧洲移民到来之前,美国东南部大片土地上的优势树种是长叶松(Pinus palustris),这主要是由于土族人(早期通过白令海到美洲的亚洲移民)长期利用火的结果(Earley,2004)。

在很长一个历史时期人类经历着半游耕半游牧的生活,也就是同时依靠采集狩猎与刀耕火种。刀耕火种与半游耕半游牧是一种过渡性的生产方式,与完全采集与狩猎的生活方式相比,既是野生果实和猎物资源相对稀缺的表现,也是人类知识与技术积累的结果。农学家或历史学家对人类为什么会逐渐减少狩猎而进行农耕的动机有不同的解释(胡兆华,2003)。然而经济学家对此有更合理解释:当野生果实和猎物资源变得越来越稀缺, 狩猎与采集的成本越来越高,而依靠种植与牧养的相对成本就变得越来越低;当狩猎与采集的成本变高时,人类也就倾向于探索新的品种和新的技术来改进耕种与牧养技能(包括尝试新的品种)。人口增加后地球上有些地区就会有饥荒。饥饿一方面迫使人们迁移找寻可资生活的地区,另一方面迫使人们尽力寻找所有可作替代品的食物和探索种养技术(Boserup, 1981; 1990)。

中国古代“农"字就有用石器伐木之意,所以伐木为农可以理解为原始农耕的开始。胡兆华(2003)认为人类的农业是从林火之后根茎露出的生机而发现植物生长的奥妙,所以他认为农业是从无性根茎植物开始。刀耕火种不仅广种薄收,而且会使地力不断下降,几年后不得不换个地方。当一个地方土地资源减少,土地肥力下降到一定程度,或当地的人口超过土地的承载力, 那么部分或全部的人口就要往别处寻找资源。在这一漫长过程中,人类不断迁徙与扩散。如果人口稀少,或者有无尽的疆土,采集狩猎与刀耕火种或许会延续更长的时间。

由于当时农产品的稀缺性远远高于木材,提高农产品产量技术的出现要远早于林木栽培技术。每一项农业技术的创新都是对人类从完全依靠野生动植物资源到从事农业生产的巨大推进。当初驯化的植物和驯养的动物可能多种多样,经过不断地比较和选择,原始人类最终将种植畜养的重点确定在少数几种动植物上,逐渐使之脱离野生状态成为栽培植物和家养动物,如籽粒丰硕易于保存的植物和性情温顺的草食性动物。随之,人类也脱离了采集渔猎生活,进入了农业社会。生活在不同地区的人们,各自发现不同的野生农作物,譬如中东地区的小麦、大麦,东南亚地区的稻米,美洲的玉米等。现在不依靠野生动植物资源并不是因为没有这些资源,而是因为靠种植(养殖)比采集获取食物更经济。

总之,从采集渔猎,到刀耕火种,最后进入永久农业的过程,从经济学角度分析就是人造资本取代自然资本的过程,这一过程也是人类从游耕(牧)到定居的过程。从游耕(牧)到定居下来有2个原因:1)种植与牧养技术的提高或新作物的发现;2)人口的增长导致人均可依托的空间减小。但在很长时间里, 由于交通问题及专业化程度很低,一个地区的农地决定了其承载人口的多寡,反过来人口密度也决定了农地的多少。在当时,开垦农地是占用林地的最主要原因,所以众多的研究都发现人口密度与森林密度的负相关性(Mather et al., 2000樊宝敏等,2001), 这种相关性在农业主导的社会更明显。因此,分析农地与林地的关系是分析人与森林关系的关键。

农地与林地的关系可用图 1来表示。用于农业的土地(边际)价值曲线和用于林业的土地(边际)价值曲线相交于边界平衡点A。质量好于A点的土地用于农作物栽培可创造更多的价值,所以这些地就被用于农作物生产。处在A点与B点之间的土地质量一般,就用于林木栽培(人工林)。但在很长的历史时期,因为有大量的原始林和次生林储量,林木栽培没有发展的经济动力与基础,真正的人工林并不存在,也就是说A点和B点是重合的。劣于B点的土地一般是既没有很好经营又经常受到人为干扰的次生林(无效经营的林地)。距离B点更远的是无人经营的荒地或无人干扰的处女地(即原始森林)。

图 1 林地与农地的关系 Fig. 1 The relation between forest land and agricultural land

当一个地区人口增加后,农产品和林产品(木材)都变得稀缺,用于农业和林业的土地价值都增加了。但是农产品的相对稀缺性(也就是其相对价格)要比林产品增长得快,其结果就是一部分林地被农地取代,边界点A往右移动到A′。木材的稀缺从经济学来说就是相对价格的上升,价格的上升意味着点B往右移动到点B′,也就是有可能一部分荒地或次生林得到有效经营,另外对天然林的采伐也越伸越远。土地不是无限的,人口的增长与扩散必然导致处女地的消失(或者仅剩下无法利用的土地,诸如冰川、极地、荒原等)。当然,林地的价值还不仅表现在木材产出上,还表现在其生态价值,这也是林地取代农地的部分原因。

当人口增长并且定居下来,原始林(或可及原始林)逐渐减少,特别是人类农耕与牧养技术发展后,就有可能出现林产品的相对稀缺性(或相对价格)比农产品增长快。这一转折是推动林地由缩减向扩张转变的重要因素。从图 1来看,这时有可能林地取代农地,也就是点A往左移动。另一方面,一旦从天然林中获取木材的难度增大(搬运距离和成本增加),则通过人工营林获取木材变得相对便宜,人工林便开始取代天然林提供木材(经济学分析从来都是指边际,也就是部分取代)。

人工种植驯化植物的农业约有几万年的历史,已经完成了从主要依靠自然力到主要依靠人力的转变(基本上靠10多种驯化的植物与5种动物),打猎在发达国家主要是一种休闲娱乐方式,靠野生资源获取食物的几乎没有。可是林业从依靠天然林(原始林与天然次生林)到人工林只有几百年的历史,木材生产从完全依靠天然林向依靠人工林的转变才刚刚开始,在许多地区也就是几十年的历史。中国有营造林木的历史或许有上千年,但大规模的造林还是近50年的事情。由于农地取代林地以及人口的增加,必然导致木材的稀缺,也就是相对价格的上升。价格的上升不仅意味着原来经济上不可及的森林变得可及,同时也意味着人工经营林地的可行性增加,以及对人工林经营技术发展的激励和促使人工林面积的比例提高。

一旦人工经营林地面积的增加超过天然林面积的减少,那么林地总面积就开始从下降到增加。可以看到在经济起步阶段森林面积往往下降,但随着经济的增长,森林最终会恢复增长(Mather,1992Rudel,1998Zhang,2000),这和经济学里的Kuznets曲线有相近之处,这一关系可以用图 2来表示。表 1也列出一些国家的林地总面积从下降到增加的转折点出现时的森林覆盖率以及发生的时间(Clawson, 1979; Mather et al., 2000; Rudel et al., 2005)。

图 2 土地利用的变迁 Fig. 2 Historical trend of land use
表 1 部分国家森林面积变化的转折点 Tab.1 Forest transition in some countries

以上只分析了木材价值的变化,森林生态价值的变化也一样。森林生态价值(边际价值)的增加,也增强了林地与农地及其他用地方式的竞争力。如果考虑森林生态效益,那么把林业用地的价值曲线往上移,其结果是人工林地取代边际上的农地,也就是A点往左移;同时过去没有经营价值的荒地就可能变得有经济价值,而令B点往右移动,结果人工林地面积增大(图 1)。人工林可以是以木材生产为主要目的,也可能是提供生态服务的森林。一旦把森林保护起来的生态效益大于可产木材的价值,完全保护起来就是最合理的利用了。

经济学关注的是经济学意义上的稀缺资源,无论森林生态系统对个人或社会是何等重要, 其边际价值时常非常低,特别是在其储量还比较丰富的时候。许多很有价值的东西,当其储量太大时,其边际价值甚至可以是负数。当大量的欧洲人初到美洲时,茂密的原始林是农业发展的障碍,这时谈生态价值对经济学来说没有意义。作者在考量生态价值时更看重边际价值,决策的依据是比较边际价值与边际成本,而不是森林的总生态效益(张耀启等,2005)。生态服务随着相对稀缺性的增加,其边际效益也会增加,其价值就更可能得到市场和社会的承认。受益者可以直接经营林地,比如我国许多水库林场就是专门为水源涵养与净化服务的。有时也可以是受益者集体补偿与购买林场主的生态服务,最著名的莫过于纽约市对其上游林场主的补偿。

2 实证分析

人们关于森林对人类文明的贡献以及森林在地球上的不断消失已经有很多研究(Fernow,1907Perlin,1989), 对林地从缩减到扩张也有不少研究(Mather,1992Williams,1994Rudel,1998Uusivuori et al., 2002),但往往没有触及深层的根本原因,即经济因素是导致其转折本质上最主要的动力(Zhang et al.,2000)。以下用美国、新西兰和中国海南岛的历史对上述论断做实证分析。

2.1 美国:弃耕育林

美国各大区森林面积过去几百年的变化过程基本反映了美国人口变迁、技术革新(特别是农业技术)、产业结构演变导致农产品与林产品相对稀缺程度的变化(Smith et al., 2004)。大约在300年前,幅原辽阔的北美只有极少量的农地开垦。大规模的林地向农地的转变大约发生在1700—1900年间(Williams,1989),其中有很大一部分农地被用于种植棉花与烟草,而非满足本地的粮食供应。

由于拥有大量天然森林,美国的木材价格在19世纪一直很低。以1967年的不变价计,在19世纪初大约是2.5 $·m-3, 到19世纪末才增加到10 $·m-3左右(Clawson,1979)。木材的价格主要取决于采伐与运输的成本。在木材价格很低的情况下,人工林的集约经营没有经济上的合理性, 甚至连最粗放地经营天然更新林地的经济动力也没有。

到20世纪初美国除了西北部山区外已经没有多少处女地。由于西北部山区的林地很难用于农业,在这之后的几十年间在该地区的森林开采只是把原始林变成次生林,并没有改变林地的用途。而美国东部,可用于农业的林地已经基本上完成了土地利用方式的转变,从林地到农地的转移已经很困难。

20世纪初是美国从农业到工业转变的历史转折点,20世纪20—40年代也成为美国森林面积变化历史进程中的一个转折点,这时人口、资本及经济中心从农业向工业全面转移。劳动力成本的上升导致农业生产国际竞争力下降,这就抑制了农地的扩张。同时农业生产技术的提高大大地提高了农产品的单产,可以用更少的土地生产更多的食物,部分农地开始荒废,在随后的几十年里,大量的农地荒废变成了次生林。因为这些林地的树种主要是松树且又生长在废弃的旧农地上,所以常被叫做旧地松,也就是所谓的美国第2代森林,这些森林成为20世纪30—50年代锯材厂的重要资源。

真正意义上的人工林发展实际上始于20世纪50年代。这时南方开始匮乏大的木材,许多锯材厂开始转移和倒闭,而纸浆与造纸厂正寻找原料,造纸工业在20世纪50—60年代飞速发展。随着木材供应的减少,原料来源成为造纸工业发展的关键,这时美国农业部的土壤保持项目对边际农地退耕还林采取补贴政策,工业界也对造林施行各种帮助。这些退下的农地就成了美国南方的第3代森林以及后来的第4代森林。大型造纸厂为了巩固原料来源,纷纷从锯材厂和农场购买林地。美国南方育林业在20世纪50—80年代的发展之根本在于木材价格的提高,这一价格使集约人工林在经济上可行,也激励了国家和公司对林业的研究(Hyde et al., 1999)。

近100多年来,由于毁林后自然环境的恶化而引发的环保运动在美国的森林变迁中起很大作用。在19世纪末和20世纪初对自然的浪漫主义色彩和保护主义浪潮在北美达到顶峰,因此而建立了早期国家森林公园。20世纪中期的土壤保持项目对边际农地退耕还林也是体现了对森林生态价值的认可。与生态价值相关的是森林的游憩功能也在森林变迁中起作用,美国的国家公园系统(national park system)把户外游憩作为联邦政府土地经营的主要目标。随着国有林系统的建立和美国林务局的成立,国有林地很快成为最重要的户外游憩目的地,这保护了大量的林地。

美国的家庭林地占美国总林地的42%,1993—2003年的10年间, 家庭私有林主从930万户上升到1 030万户(Butler et al., 2004)。在调查他们为什么拥有林地时, 绝大部分林主把游憩与保护作为主要目的而不是木材生产。除了家庭林地外, 林产工业公司拥有的林地也占近10%,早在几十年前就已经开始关注这些林地的游憩资源潜力(Patrick,1969),近20年来成为重要的户外游憩资源。他们一般是通过把林地出租给俱乐部、当地县和社区等来实现为大众提供其游憩资源的。特别是当木材生产的价值在减少,许多林主在寻找新的经济来源时,为社会提供收费的游憩资源是一个值得考虑的途径。国际造纸公司(international paper company)在提供游憩资源方面的收益从1983年的25万美元增加到1998年近600万美元(Anderson et al., 2001)。其方法就是出租林地的游憩资源, 包括打猎、爬山、钓鱼和野营等。最大的一笔是向2 100个俱乐部出租猎场, 收取10美元·hm-2a-1左右。

纵观过去300年来美国林地的变迁,可以发现其背后的主要驱动力是林地相对价值的变化(可以是木材价格, 也可以是其生态与游憩价值)。大量的欧洲移民从本质上无非是从资源稀缺而人力丰富的欧洲往资源丰富而人力稀缺的美洲转移。先是在北美的新英格兰及东部沿海,后扩散到南方然后往中部与西部推进。在300年的时间里人口遍布北美大陆,而大片的北美土地经历了林地到农地,又部分从农地回归林地的轮回。如果不从较大的区域和较长的时间尺度观察,很难发现其内在经济动力。

2.2 新西兰:弃牧育林

新西兰也为我们提供了一个从毁林到兴林的例子。新西兰的众多岛屿曾经被森林所覆盖,但大约4/5的森林先被1 000年前乘坐独木舟抵达的毛利人以及后来19世纪来这里的英国人伐光了。现在的牧场曾经都是森林。因为羊毛和羊肉的出口成为新西兰的主要财源,所以新西兰的毁林主要也受经济因素的驱动。

同样,新西兰人弃牧从林也归因于林地相对价值的变化。羊毛和羊肉价格的大幅度下跌导致大量牧场遗弃。20世纪20年代,第一次世纪大战后归来的士兵要求工作,新西兰政府就派他们在这些边际土地上造林。其初衷是尝试用几十个不同的树种造林来控制裸露坡地的土壤侵蚀,结果发现在加州海岸长得弯曲散乱的幅射松,在新西兰肥沃的土壤和湿润温和的气候条件下生长异常繁茂。30年内能长到直径1 m,高12 m。真正对人工林感兴趣还是到1 957年对日开展木材出口贸易后,当时的出口价大约是当地立木价的10倍,这一价格使得人工林商业性投资具有相当大的吸引力。紧接着更大一波人工林的发展是在整个20世纪70年代和80年代初期。1985年新西兰的人工林突破百万公顷(Wilson et al., 1999)。

20世纪80年代中期以来,新西兰每年从将近200万hm2的林木种植场上采伐的木材达到85亿板英尺(board feet)。2001年林产品出口价值达310亿新元,占全国总出口值的12%。2001年仅原木出口就达720万m3,价值达8亿新元。由于20世纪70和80年代营造的大量人工林进入成熟期,预计木材生产可从2001年的1 800万m3增长到2006年的3 000万m3,估计到2025年可以使木材出口量增加本世纪初的6倍。虽然一些新西兰人不愿看到上好的牧场被用来种树,但这种选择最终还是取决于能从地里挣多少钱(Carlton,2003),也就是说大面积的牧场转变为森林是受经济的驱动。

由于新西兰急需外国公司来投资采伐林木,惠好公司在1997年通过支付2亿新元购买一个近10万hm2林地的本地公司的采伐运作权而进入新西兰市场。虽然这只占惠好公司在全球2 000万hm2(主要在美国和加拿大)林地的0.5%, 但惠好公司认为在新西兰的营林面积还有很大的扩张潜力。瑞士的UBS AG公司的一个分部也作为惠好公司的伙伴展开在新西兰的投资运作。其他来自日本、韩国等地的跨国公司也纷纷加入或正在跃跃欲试,例如加州的Soper-Wheeler公司宣布将在这里签约种植经基因工程改良的红木(Carlton, 2003)。

新西兰的环保人员由于担心天然林急剧减少,与木材工业界长期对立。1991年环保团体与工业界达成协议:如果不采天然林,环保人员不再对采伐种植场林木的采伐业进行干涉。其实新西兰环保人员采取的务实态度很大程度上也是出于经济考虑。面积大约只有美国俄勒冈州大小、人口仅400万的新西兰,在20世纪80年代后期由于遭受肉类与奶制品业不振的沉重打击,其环保主义者比美国的环保主义者更乐于接受林木种植场。另外,新西兰的林场是建在被剃光的牧场上;而在美国,林场与天然林比肩相邻,环保主义者担心这些林场会对天然林进行侵占从而减少了森林动物的栖息地。所以可以看出新西兰的弃牧育林主要是生产木材比牧业更有利可图, 而保护下来的天然林就主要体现在其生态价值了。

2.3 海南岛:弃荒育林

中国的森林面积在经过几千年的持续缩减后,终于在20世纪80—90年代开始上升。除了人们对森林生态功能的认识得到提高以及国家政策鼓励外,重要的原因还是经济的发展可以承受林地扩张的经济成本。有关中国的林地变迁在陈嵘(1983)Zhang(2000)樊宝敏等(2001)文章中已有论述,这里仅以海南岛为例来分析。

海南岛的森林史是一部开发天然林、将天然林地变成农地或次生林地、再从次生林变成荒地、最后又从荒地变成人工林地的历史。经济原因贯穿整个土地利用变迁的过程。海南岛在历史上曾经被热带雨林所覆盖。在汉唐时期刀耕火种是主要的农业生产方式,但由于人口稀少,对森林和植被的影响很小。到宋代,移民日众,对耕地的需求增加,土地利用渐渐向岛内发展,对森林的利用随之从沿海向山区延伸。到明清时期,本岛人口倍增、屯田广泛,农地作物栽培和荒地面积扩大,天然林缩小。司徒尚记(1992)提供了一个海南岛历代开拓示意图:在西汉时期,人口基本上只在沿海地区;隋唐和宋元人口就开始往内陆的平原与丘陵推进;明清时期,除中部五指山和黎母山外,人口已经遍布全岛。

到20世纪30年代,热带雨林还占全岛总面积的50%。日本侵占海南后在此建立了4个采伐场,雇有1 500名工人,年采木材1万m3,为18个木材加工厂提供原料(陈植,1948)。二战时期,不少木材用于修路架桥和战争储备,更多因战火烧掉。到20世纪50年代早期,森林覆盖率下降到大约30%。剩下的主要分布在中部山区1)。为满足岛内外土地与木材需求,森林继续减少。从20世纪50年代后期到70年代初期,每年有4~6万m3的木材流出岛外。由于重复采伐,有些迹地退化成为灌丛和裸地, 海南岛也从20世纪50年代的木材出口地区变为80年代的木材进口地区。

1) 海南农业区划委员会.1980.海南农业区划报告

占用林地最多的是热带作物。热带作物(如橡胶、茶与水果)在20世纪初开始引进,到50年代后期开始大面积种植。由于西方的贸易封锁及中国对天然橡胶需求的增加,海南岛建立了大规模的农垦系统来种植橡胶林,在60年代末已经发展到20多万hm2;在80—90年代,由于经济体制改革,热带作物又得到进一步发展(图 3)。农垦系统起初有大约45万hm2的天然林,到1980年只剩下10万hm2 (司徒尚记,1992)。这期间农用地并没有太大的增长,但刀耕火种在少数民族中还很普遍。鲍克明(1991)估计在20世纪70—80年代有4万少数民族过着游猎生活,刀耕火种每年毁掉大约2 700 hm2雨林。到20世纪70年代末海南岛的森林面积达到低谷,覆盖率仅15%,且退化土地占很大的比例。20世纪70年代中期海南大约有1/4的土地为退化土地1)

图 3 海南岛近40年土地利用结构的变化 Fig. 3 Land use/cover change in Hainan Island (1957—1997)

到20世纪70年代末,正当中国经济开始向市场经济方向发展,国际桉树木片市场开始增长之时,海南岛也抓住时机发挥其地理和资源优势。当时的林业部从1982年开始在海南岛建设以桉树为主的速生丰产林,由林业部提供资金,当地集体提供土地,当地群众提供劳力。其他形式的联合造林也相继得到发展。到1995年这些造林大约占所有人工林的1/3,从而使森林覆盖率提高4%。这些林子后来也成为外汇收入的重要来源。仅在1989—2000年,就有大约上百万吨木片出口。海南岛的人工林不仅局限于生产木片的人工桉树林,还有大量的沿海防护林。天然次生林的保护也是促进森林全面恢复的重要原因。这样,森林面积下降趋势到20世纪70年代后期得到扭转,90年代林地面积快速增长(图 3)。

木材价格对天然林与人工林都有影响,但它们对价格的反应是不同的,因为人工经营管理森林类似于其他行业(如农业)的投资行为, 而对天然林采伐更像采矿业。所以木材价格提高会刺激对天然林的采伐,从而减少天然林面积,但能够通过激励森林经营管理(比如人工造林)增加人工林面积。这一假设在Zhang等(2000)的文章中进行了证实。

海南岛人工林与美国和新西兰人工林的发展历程是相似的,亦即造林的驱动力都是木材生产的赢利性,经济因素在人工林的发展中起了决定性作用。在美国和新西兰,人工林地主要是从农田和牧场转变过来,而海南岛的桉树林主要是种植于荒地之上(海南岛在20世纪60—70年代有近1/4的土地是退化的荒地和灌丛)。这种差异主要是由于它们所面临的人口压力与土地产权制度不同。在美国和新西兰,人口压力小,土地私有,经济也发达,不会像海南岛那样发生对次生林的重复采伐与利用而导致其变成荒地。

值得注意的是,海南岛天然林面积从20世纪80年代后就没有继续下降。这时开始的天然林禁伐政策实际上反映了社会对天然林提供的环境功能需求的增加,比如水土保持、生物多样性、生态旅游等。这些生态价值都促使把剩下的天然林和次生林保护下来。

3 总结与展望

今后林地的发展如何?影响未来林地走向的主要因素是什么?森林生态系统的变迁规律基本上可以用图 12表示,这一点可以从美国、新西兰及我国海南岛的实例得以证实。预测未来土地利用的变迁要看其相对价值的变化趋势。尽管土地利用总是动态的,但相对于过去200年的变迁,林地的总面积在全球范围内应该更趋于稳定并且有上升的趋势。这一上升趋势先在欧洲与北美出现,然后在中国、越南出现,最新的数字也显示印度的森林也开始上升(FAO,2006)。这也主要是由于地球上人类从未触及的处女林地已经基本不存在,人口增长更加趋向稳定,经济的全球化也有助于土地的更合理分配和利用。作者认为以下几方面可能会对林地的状况有较大的影响。

第一,对森林生态效益的认识与评估。森林生态效益对今后对林地价值的评估可能影响很大。最主要的包括森林的固碳、水源涵养与净化、保护生物多样性等功能。固碳功能的价值随着《京都议定书》的签署逐步得到国际社会的承认;但是森林的固碳对减少温室效应到底有多大的作用,以及是否有其他更有效的途径,看法还不一致。森林的生态效益增加了林地与农地及其他用地方式的竞争力。如果考虑森林生态效益,那么把林业用地的价值曲线往上移,其结果是人工林地取代边际上的农地,也就是A点往左移;同时过去没有经营价值的荒地就可能变得有经济价值,而令B点往右移动,结果人工林地面积增大(图 1)。尽管生态效益的经济价值很难计算,但不难理解。生态价值可以表现在许多方面,比如农业的增产、洪涝灾害的减少、森林旅游收入的增加等。人们可能会怀疑,很多森林生态效益没有市场价格,怎么可以增加林地与其他用途的竞争力呢?这有个认识误区:对生态效益的补偿(购买)可以是个人,也可以是集体和国家,甚至是非政府组织和其他国家。

第二,总人口的增加在未来几十年会减缓,而人口的布局将会有很大的改变,对森林的布局也会产生重要影响。中国以及其他发展中国家,大量农村人口往城市迁移。这一方面导致城市扩张占用农地,从而增加农地的压力,有可能使得部分林地转为农地。但农村人口的下降导致农地向林地转移的数量很可能更大。除人口密集的国家与地区,居住与工业用地占土地总面积的比例还是很小。值得注意的是,随着经济的增长,城市及市郊的森林呈现明显增长趋势。美国东北部在过去几十年的城市化还导致森林总面积的上升,全美市区林冠覆盖率已经超过30% (Dwyer et al., 2000)。这体现了人们对森林生态和游憩价值的评估的上升所致。

第三,科学技术的发展以及经济的国际化,土地利用与分配可能不像过去只取决于当地的人口与经济,而受国际市场对资源需求的影响。比如全球致力于对亚马逊森林进行保护,就是因为其对全人类具有的价值。又如新西兰的木材生产主要以国际贸易为导向,它不仅人力成本低,而且离亚洲木材市场近,因而具有木材生产的比较优势。木材生产的国际化,有可能导致专门木材生产的技术与单位产量的提高。其结果是,我们不再需要那么多的林地来生产木材,而可以将更多的林地用于提供各种生态服务。Sedjo(2001)认为:到2050年世界上绝大多数工业木材主要从面积很小的人工林(占目前全球林地5%~10%)产出,其他的森林将主要提供生态服务。

如何从森林生态系统历史变迁看我国未来的森林变化呢?笔者认为最主要的还是取决于未来经济的发展。经济(GDP)的增长固然会增加对木材、农产品、生态服务、游憩资源的需求。经济学看重的是增长相对性,首先在林业与农业争地方面, 就很大程度上取决于经济的发展,从林产品与农产品生产的竞争而言, 经济增长也会导致林产品生产更具竞争力。农产品生产是更劳动密集型的, 工资的上升对农业更不利。我们从过去20多年来许多边际性的农地抛荒就可以看出:经济越发展, 人民的生活越提高, 城市化的进程越快,林地取代农地的速度越快。大量农地抛荒的往往是经济比较发达的地区。

经济增长对生态服务与游憩资源相对需求的影响会超过其他方面,而这一需求对森林是起正作用的。对木材需求的增加, 会通过对部分林地的集约经营, 一部分会靠进口,它的价格更取决于国际市场。就中国的人口与土地质量而言,除个别地区外, 在国际上木材和农产品生产都没有比较优势。所以总体上进口木材和农产品不可避免,但是许多生态服务功能是不能进口的。与其他国家相比,中国应当有更大比例的林地用于提供生态服务产品。几十年来在三北防护林、平原林带、沿江沿海防护林的大规模投资都是国家直接对生态效益的生产,我国目前的退耕还林与天然林保护工程也是最好的体现。另外在提供森林游憩资源方面也将是促进森林保护方面不可低估,中国在城市林业方面也发展很快,这在一定程度上提高了森林的总面积。

除经济增长外, 林地产权与制度也可能对未来森林生态系统的变迁有一定的影响。我国林政管理监管成本极高, 根据林业部资源和林政管理司(1992)的资料, 我国森林资源和林政管理人员有110万人之众。当经营管理(特别是看护其成果)极为昂贵时,不经营就是最理性的选择。我国未来林业政策对制度的改善以减少产权的保护费用,提高农民对产权稳定性与连续性的信心。因此,政府应首先加强制度建设以促进产权的界定、保护与流转。

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