述评

“森林转型”研究进展与展望

“森林转型”研究进展与展望

卢龙辉1,2 许月卿1,2, 黄安1,2 黄玲3 刘超1,2 王惠1,2

1.中国农业大学土地科学与技术学院, 北京 100193; 2.自然资源部农用地质量与监控重点实验室, 北京 100193; 3.新疆大学资源与环境学院, 乌鲁木齐 830046; †通信作者, E-mail: xmoonq@sina.com

摘要 通过分析有关“森林转型”的文献, 归纳总结“森林转型”的概念与内涵、理论发展、分析框架、研究方法以及影响因素, 提出“森林转型”未来的研究重点, 为森林保护政策和可持续发展提供科学依据。主要结论如下: 1)“森林转型”指森林面积由减少至增多的趋势性逆转, 是社会-经济-环境系统相互适应的结果, 是土地利用的综合反映, 主要核心问题是趋势逆转的驱动因素与内在机理; 2)“森林转型”具有特殊性、偶发性和并发性, 具有非线性动态、明显转折和多维的特征; 3)“森林转型”具有多种路径(经济发展路径、森林稀缺路径、全球化路径、国家森林政策路径和农户土地利用集约化路径), 目前主要通过林地利用的相对地租、土地质量调整和社会生态反馈来解释“森林转型”发生机制; 4)需要在更加综合的整体分析框架下, 集成多源数据与方法, 按照“概念-过程-机制-效应-应用”的思路研究“森林转型”, 注重系统性的尺度综合与异质性, 扩展案例研究范围, 加深跨学科研究, 并加强政策应用的实践。

关键词 森林转型; 土地利用变化; 可持续发展

森林具有重要的环境与生态系统服务功能[1] (供给服务、调节服务、文化服务和支持服务[2]), 在世界上受到普遍的重视。“森林转型”指一国或区域的森林覆盖面积在经济和社会发展初期普遍减少, 但最终逆转为森林增长。与“环境库兹涅兹曲线”[3]类似, “森林转型”表现为森林覆盖面积与时间的函数关系呈 U 型曲线[4]。有关“森林转型”的研究开始于 20 世纪末, 作为全球气候变化与生物多样性保护背景下新兴的概念[5], 主要关注在经济和社会发展背景下森林的变化趋势, 并逐渐发展成一系列综合、交叉和集成的理论。“森林转型”最基本的假设是一国或区域的森林覆盖面积下降趋势最终会逆转[4], 甚至可以在没有政府干预的情况下解决环境问题[5], 这为各国面对森林减少与可能的危机而寻求可持续发展社会的转型带来希望[6]

“森林转型”的概念自提出以来, 引起学者的广泛探讨, 相关研究成果有 4 次集中出版。Springer在 2000 和 2010 年分别出版“World Forest: World Forests from Deforestation to Transition?”[7]和“Refo-resting Landscapes: Linking Pattern and Process”[8]专题, 《Land Use Policy》2010 年刊出“森林转型”专题[9], 《Forest Policy and Economics》2017 年发表亚洲“森林转型”专题[10]。这些专题研究包括解释“森林转型”内在机理的一系列理论假设, 以及影响“森林转型”的诸多因素, 并且通过大量经验研究, 对“森林转型”的规律与特征进行分析, 极大地推动了“森林转型”的相关研究。

作为亚洲主要的森林增加国家之一[11], 中国的森林面积在 20 世纪 80—90 年代就进入转型期[5,11–12],然而国内学者 2005 年才开始“森林转型”的研究。2005 年, Rudel 等[5]发表重要论文“Forest transitions: towards a global understanding of land use change”。许建初[13]指出“森林转型”可划分为工业化的“欧洲型”和经济欠发达的“亚洲型”两个类型。Xu 等[14]分析云南“森林转型”的原因及其环境影响, 提出森林政策在中国“森林转型”中起主要作用。He 等[15]研究了森林保护政策与法律、生计变化与制度因素, Zhai 等[16–17]研究了天然林/人工林对云南“森林转型”的贡献。参文[18–23]从农地边际化角度研究中国“森林转型”, 关注农户生计等关系到土地利用决策的微观机制对中国“森林转型”的促进作用。李凌超等[24]和 Liu 等[25]从制度与经济学角度研究中国“森林转型”, 李凌超等[26]还研究了劳动力迁移对中国森林质量的促进作用。还有一些学者研究“退耕还林”政策[27]与自然灾害[28]对中国“森林转型”的贡献。对比国外, 国内学者对“森林转型”的研究起步较晚, 偏重经验研究, 对“森林转型”概念的内涵、理论框架等方面的研究较薄弱。

本文基于前人关于“森林转型”的研究, 整理并分析“森林转型”的研究进展, 系统地梳理“森林转型”的概念与内涵、理论假设与发展, 归纳总结“森林转型”的分析框架、研究方法及其影响因素, 评述当前研究现状, 并提出未来研究的重点和框架, 以期推进“森林转型”研究, 丰富完善“森林转型”的研究内容和方法体系, 为森林保护政策与区域可持续发展提供科学依据。

1 “森林转型”的概念与内涵

1.1 “森林转型”概念的起源与发展

Mather[29]在系统地分析各国森林资源的历史变化后, 发现许多发达国家(尤其是欧洲和北美)森林面积的长期变化存在先减少后增加的规律, 并将变化规律与农业、城市化和工业化等方面的经济社会发展变化相联系, 1992 年正式提出“森林转型”的概念[30]。Mather[31–32]指出, “森林转型”包括国家森林面积由减少阶段转为增加阶段的整个变化过程。Grainger[33]提出“森林转型”是国家土地利用转型期(森林减少期即国家土地利用调整至均衡状态的时期)后, 经过一定的过渡期或滞后期, 出现的“森林增长期”的起始点。Perz 等[34]指出, “森林转型”是在工业化、人类发展和城市化过程中经济活动、资源利用及环境影响之间的一种理论假设关系。Meyfroid等[35]进一步发展“森林转型”的概念, 指出“森林转型”由多种土地覆盖趋势在不同时空上共同组成, 包括森林自然增长、森林种植、农艺林和森林减少等, 其过程与模式具有地理异质性, “森林转型”是涵盖这些经验性规律的总体, 与地方性的人地关系具有密切的联系。由于社会–经济–环境系统变迁的持续性和不可分割性, 导致“森林转型”的过程不能简单地、单独地分为森林减少期、转型点和森林增长期, 应视为一个连续的过程[35]。随着“森林转型”的研究逐渐转向以发展中国家为主的区域(亚洲和南美等), “森林转型”的概念开始关注国家森林制度与政策变迁[11]

1.2 “森林转型”的内涵研究

区别于“林业转型”中因造林技术与管理水平提高引起的森林生产力转型[36], “森林转型”指森林面积转型, 涉及的森林包括天然林、次生林、家庭园林、农艺林和种植林, 涉及的参与者包括政府及其机构、企业、NGOs 和农户[37]。“森林转型”不仅是一种森林面积增加现象, 也可能存在继续毁林的趋势, 森林自然恢复与造林超过毁林的速度和程度(增长率大于减少率)也会发生“森林转型”[38]

“森林转型”通过刻画经济社会环境下森林面积的变化来说明社会经济状况对可持续人类社会发展的影响[39], 是对森林在人类社会状况变化下的历史概括[9]。“森林转型”往往伴随着一种“前工业化转为工业化”的范式转移: 前工业化时代的森林与当地居民多样化的土地利用目的有关, 工业化时代的森林与“城市–工业”国家的需求有关[40]。作为一种大尺度、长时间序列的土地利用分析[33], 一国或区域的森林面积变化具有复杂的影响因素和作用机制, 是长期历史演化的结果, 是社会–经济–生态大系统复杂的相互作用的结果, 具有非线性动态与明显转折的特征[41]。Krausmann[42]指出, 应将“森林转型”视为土地利用系统复杂变化的整体结果, 与农业、社会–经济–生态–能源系统的转型有直接的关系。由于各国社会–经济–环境状况不同, “森林转型”的模式与过程也各不相同[35], 具有特殊性、偶发性和并发性[5,32], 需要依据特定区域、特定环境和特定社会–经济条件等异质性的因素来分析, 因此“森林转型”也具有多维特征。

2 “森林转型”研究进展

2.1 理论研究

Mather[30]运用“资源退化–改善”理论解释“森林转型”的现象与规律, 发现“森林转型”的 U 型曲线与该理论模型的曲线相似, 理论模型中资源“基线”正好对应“森林转型”的“转型点”。“森林转型”不像 Friedrich 的“自然资源更新”理论(资源枯竭–人类需求–保护–恢复)那样在资源枯竭时才发生逆转, 而是在森林完全消失前就开始“森林转型”。

Grainger[33,43]提出“国家土地利用转型期(森林减少期)”与“森林增长期”属于不同的“国家土地利用过程”。“森林转型”不会主动出现, 而是在“国家土地利用转型”(农业与居住占用林地导致一国森林减少阶段, 但减少程度逐渐降低)完成后才发生“森林转型”。“国家土地利用转型”与“森林转型”的作用机制不同, “国家土地利用转型”阶段得益于政府干预下市场力量引起的农业生产力提高, 继而引起林地占用的减少程度降低(耕地面积需求降低, 边际耕地撂荒); “森林转型”得益于林产品需求的增长(撂荒地自然恢复为林地, 人工种植), 农业生产力的发展水平以及政府政策制定和执行的效果决定“森林转型”的异质性。

Mather 等[31]提出“农业土地质量调整”理论: 农业与居住用地不断地向土地质量较高的区域调整, 由于农业和居住用地与土地质量之间更优的空间匹配, 即使没有农业集约化与科技进步, 农业生产力水平的提高也可在农业用地面积减少的情况下实现, 农业用地减少释放出的土地可以用于森林恢复和人工种植树木, 进而引起“森林转型”。Meyfroidt等[44]通过对越南“森林转型”的研究, 将“土地利用”调整理论扩展至林业部门, 指出国家间森林产品存在漏损、溢出和替换的现象。国家间的替换正是“土地利用调整”理论在国际尺度上的证明, 即森林种植逐渐集中于较高土地生产力的国家, 这有助于“森林转型”与经济发展。

Rudel 等[5,40]提出并不断完善“路径假说”, 包括“经济发展路径”与“森林稀缺路径”。“经济发展路径”: 粮食和纺织品的需求引起耕地与砍伐的增加, 导致森林大面积减少, 农业扩张停止后, 城市化和工业化带来经济发展, 使得农村劳动力逐渐由农业转为非农就业, 劳动力不足又提高了工人工资, 使得农业的不经济性显露, 之后质量较差的偏远的耕地与牧场被弃, 继而转变为林地, 同时政府实施的森林公园和林地保护等项目也推动了“森林转型”。“森林稀缺路径”: 在人口增长、进口森林产品能力较低的国家, 森林减少造成森林产品价格上升, 随之刺激农业和牧业转为树木种植, 政府为应对森林稀缺引起的洪水等灾害, 也促进实施树木种植项目。Meyfroidt 等[35]进一步阐述“经济发展路径”由 3个互相增强的过程组成: 工业化与服务业增长将乡村劳动力吸引至城市, 农业集约化增加宜耕地的粮食产量与适宜性, 市场发展加速边际化土地上乡村人口与耕地的减少。这些过程提高了国家尺度上农业模式与土地适宜性的空间匹配, 尤其在与经济中心有较好连通性且生产力高的地区。Meyfroidt 等[35]还提出另外一种“小农农业集约化路径”: 在人口密度高的山区, 小农户放弃高海拔地区不适于游耕的土地, 通过改造土地(建造梯田等)和谷底集约化耕作, 使高海拔的山地植被自然恢复。Lambin 等[45]提出在“经济发展路径”与“森林稀缺路径”之外, 还有 3 个路径: “全球化路径”、“国家森林政策路径”和“农户土地利用集约化路径”。“全球化路径”是“经济发展路径”的现代模式(国际市场与文化对国家经济有显著影响), “国家森林政策路径”在“森林转型”中起核心作用, 多个路径间相互作用最终促使“森林转型”的发生。

在“森林转型”的经济学解释方面, Angelsen[46]运用“屠能圈”理论, 提出“森林转型”是与森林有关的土地利用活动在时间上的分异规律, 可视为农业与林业地租随时间变化的系统模式, 增长的农业地租导致森林减少、降低的农业地租(经济发展路径) 或增长的林业地租(森林稀缺路径)引起森林增加。Barbier 等提出“土地相对价值的变化决定森林转型过程”[47], 森林面积变化应视为土地利用变化模式的总体反映, 并提出 3 点理论假设[4]: 1)森林面积变化由森林转换为其他土地利用或其他土地利用转入造成; 2)森林的利用(生产木材、观光休闲和自然保护等)价值(回报率或地租)与竞争性土地利用价值的高低决定最终的土地利用方式; 3)森林面积随时间变化是由森林与竞争性土地利用的相对价值随时间变化决定的(农业扩张导致林地转出的价值降低, 原始林价值因稀缺价值增加)。Rudel 等[48]借鉴“空心边疆”假说, 指出“森林转型”与“空心边疆”均可发生在前殖民地的开发历史中, 受土地利用决策因素的影响(土地质量、交通、收入、比较收益、家庭规模与结构等), 农业转为牧业的区域(未来预期收益较低)出现“空心边疆”, 放弃农业(等待时机)或转为种植林业的区域(预期收益较高)发生“森林转型”。Mather[32]也指出, 打猎活动的兴起并未使苏格兰半岛的撂荒地转变为林地, 符合“空心边疆”假说。

Lambin 等[45]运用“社会–生态反馈”理论来解释“森林转型”, 认为“社会–生态反馈”是直接决定森林覆盖变化的内在机制(使森林减少至稳定状态), 社会–经济动力是导致“森林转型”的主要驱动力(实现森林恢复)。“社会生态反馈”包括资源限制下的发展与适应周期、土地稀缺与农业集约化和土地利用调整, “社会经济动态”包括经济现代化、地租与市场准入、土地制度变迁、全球贸易和环保观念的传播。

2.2 分析框架

1)历史比较分析框架。通过综合长时间序列(几十年至数个世纪), 多种数据类型的森林面积存量、增量和减量等数据, 定性或定量地分析与社会及经济变量的关系, 通过国家间对比、跨部门分析及历史地理分析, 解释“森林转型”的发生机制[7,32,42,49–50]

2)政治生态学分析框架。Mather 等[49]从政治生态学角度提出一种分析框架: 人口发展趋势、“农业集约化–农业技术进步–乡村人口流出”模式与“木材贸易–燃料需求的转变”模式、意识与感知、森林法律与法规、保护意识与管理模式。Luzar[51]同样运用政治生态学分析框架研究秘鲁的“森林转型”。

3)生物物理–社会经济历史框架。通过分析约束生物生长的生物物理条件(土壤质量、地形地貌和降雨水分等), 阐明社会经济历史变化中人与土地利用活动(地方性的土地利用决策与行为、人口动态、市场供给与需求、政策等)的变化规律[3]

4)路径分析框架。与其他分析框架相比, 路径分析是发展最充分、接受度最高的分析框架。目前已有 5 种路径[45]: “经济发展路径”、“森林稀缺路径”、“全球化路径”、“国家森林政策路径”和“农户土地利用集约化路径”。同一区域“森林转型”的研究中也出现多路径的分析框架, 如 Jadin 等[52]指出全球化、土地利用集约化和经济发展这 3 种路径是智利发生“森林转型”的原因。一个区域中“森林转型”多种路径中的作用大小不同, 如 Truong 等[53]指出, 越南北部山区“森林转型”主要由“农户土地利用集约化路径”引起, 但政府、技术专家、木材加工企业、贸易和研究机构起重要的支持作用。

5)社会学分析框架。Perz[6]提出一种社会学的“解构–解释–概念化”分析框架: 首先, 运用植物学与林学基础知识, 明确区分原始林和次生林等类型; 借鉴 LUCC 研究方法, 在关注长期转型的同时, 也关注短期和中期转型; 其次, 区分驱动力的不同作用尺度, 明确不同层次驱动力之间的关系, 如个体、组织、区域和国际尺度, 而不仅仅在国家层面; 考虑更多的涉及力量大小、不平等、策略行动、冲突、社会组织与活动等问题; 最后, 重视生物物理因素与社会经济因素的综合交叉影响。

6)社会生态学分析框架。通过社会–经济–生态系统的分析, 阐明社会生态变迁的内在逻辑, 如Krausmann[42]在研究奥地利“森林转型”过程中, 通过分析社会–经济–生态–能源系统的历史转变, 阐明“森林转型”的产生过程。Gringrich 等[54]通过社会经济碳库的分析(土地利用状况–碳库变化–碳消费变化–社会经济碳库变化), 指出“森林转型”是社会经济变迁的结果, 从社会生态学的角度支持“森林转型”背后的社会–经济–政治驱动机制。

7)经济学分析框架。通过建立单一或多个农业部门与林业部门的经济地租模型, 进行时序变化分析, 可有效地阐述林地变化的规律[46]。如 Barbier等[4,47,55]基于随时间变化的土地相对价值变化, 构建“森林转型”微观经济学研究框架。

8)管理学分析框架。Evans 等[56]提出一种基于SWOT 分析的研究框架, 通过阐述森林覆盖类型与面积的历史变化轨迹, 分析内部优势(耕地弃耕、劳动力转移、非农就业和社区管理等)和劣势(后城市化的人口外迁、县级土地利用规划薄弱等)、外部机会(普通法系统的积极作用、土地信托、NGOs)以及威胁(农户经济状况、生物质燃料推广、政府管理状况)等因素对“森林转型”的影响。内部优势与外部机会都对“森林转型”后的变化具有正向促进作用, 内部劣势与外部威胁具有负向作用。

9)土地利用变化分析框架。通过土地利用指标变化[57]、类型转换[58]、空间分析[59]或模型[60], 定量地分析土地利用类型、多种生物物理条件及社会经济变量与森林覆盖变化的时空关系。该分析方法还可用到“森林转型”景观生态学的研究, 如“森林转型”对景观和生物多样性[61]的影响。

10)环境效应分析框架。Meyfroidt等[41]充分应用多元数据(遥感等)融合的方法, 结合生态区估算和景观指数, 提出“森林转型–碳固变化–生境破碎程度变化”的分析框架, 随后, 针对森林恢复又提出“生态–水文与侵蚀–生物量与土壤碳–景观”的分析框架。Wilson 等[62]提出“生态系统服务转型”框架, 通过区分“森林转型”的 3 种不同驱动因素、不同尺度和不同路径森林增长形式(自然恢复、植树造林和农艺林)产生的不同生态系统服务转型, 描绘不同生态系统服务或产品的“生态系统服务转型曲线”, 为“森林转型”的环境效应研究提供一种新的研究框架。

11)政策综合框架。Park 等[63]提出一种政策综合分析框架: 森林减少与“森林转型”分析、国家计划间的协调、政府各部门的合作(能源替代、控制木材供应)及组织改革, 全面地分析韩国“森林转型”的“国家政策路径”。Andoh 等[64]与李凌超等[65]通过相同的政策综合分析框架, 分别研究加纳和中国的“森林转型”。

2.3 研究方法

对于“森林转型”的研究, 已有许多具有普遍性或地方性[9]的方法, 归纳为以下几类。

1)元分析[49,66–67]。通过搜集、整合历史文献和资料, 绘制一国或区域的长期历史森林变化曲线, 从而识别“森林转型”。

2)历史比较分析。对森林长时间序列(或时点) 曲线(或数据表)进行国家或区域间对比[3,30,49,68–69]。如 Liu 等[25]通过亚洲九国的森林变化分析, 指出在亚洲“森林转型”的国家(日本、韩国、中国、越南、印度和菲律宾)中, “经济发展路径”和“国家森林政策路径”是主要的转型路径, 经济全球化也有重要的作用, 但“农户土地利用集约化”路径不明显。

3)回归分析。对不同时期国家与区域的森林面积变化、毁林比例数据与人口变化、城市化水平(城乡居民人口结构[40])、农业[70]、经济、贸易[71]及自然灾害[28]等数据进行回归, 可以在一定程度上分析人口增长、城市化、工业化对“森林转型”各阶段趋势的驱动作用, 并可预测“森林转型”趋势[70]

4)模型模拟。通过数学模型模拟土地利用类型调整[31]、MAUP[72]和生态学[73]假设。

5)经济分析模型。针对农户的人口迁移、农业土地利用行为(撂荒、放牧收入和种植收入等)、家庭规模和土地规模等, 进行微观经济学分析, 定量地分析与森林增长或减少有关的影响因素和过程[39,48,74–76]

6)社会学分析。Schmook 等[77]通过对墨西哥南部 14 个社区 203 个农户的调查, 阐述国际劳动力在尺度和规模方面对家庭经济、社会行为及土地利用决策的影响, 继而促进“森林转型”。

7)遥感方法(航片、卫星影像和高分影像)。在处理大面积的连续的森林数据方面, 遥感方法不断得到应用[34,48,53,57–58,60,70,75,78], 但在利用遥感影像识别森林时, 需要注意分类样本检验的鲁棒性和地形校正[79]

2.4 影响因素

“森林转型”的影响因素具有地方性特征, 如印度“森林转型”发生的影响因素包括森林政策、经济发展、全球贸易、农业生产力提高、农业面积稳定、种植林业、木材进口以及国际环保运动与协议[80]; 对不丹“森林转型”的研究表明, 生计农业向市场导向农业的转变是主要原因[79]。有些国家“森林转型”的原因类似, 如 Mather[30]对法国、匈牙利和日本等国家“森林转型”的分析表明, “森林转型”的原因为人口变化趋势、林产品与服务需求、资源价值及对资源的感知(政策) 3 个方面。归纳相关的研究结果, “森林转型”的影响因素有以下几个方面。

1)在一定程度上, 政府是森林扩张的主要驱动力。政府通过直接获取土地实施植树造林项目, 或间接地提供植树补贴等激励措施是主要的途径, 政府对农业的态度或支持力度也影响着森林增减。无论欧洲还是亚洲的“森林转型”, 政府对森林面积的逆转都起关键作用[9]。在许多国家, “森林转型” 发生的标志或起点是新的法律或法规的制定[48]。即使在私人拥有土地的国家, 政府的作用仍非常关键[32,56]

2)“森林转型”与人口转型息息相关[9], 人口发展对森林面积具有决定性的影响, 尤其是在森林减少阶段。人口增加会加大粮食与林产品需求, 都需要砍伐森林来满足, 但人口增加趋势与森林面积并不是线性关系, 并存在滞后效应[49]。从事农业和牧业的劳动力数量[39,81]以及耕地和牧地的面积直接影响“森林转型”的程度和范围[39]。城市规模[82]会阻碍“森林转型”, 城乡人口密度差异[39]会影响“森林转型”的空间分布。乡村–城市人口收入差距会影响“森林转型”[3], 如研究表明, 收入分布与发展水平的差异使巴西城市郊区普遍发生“森林转型”, 但贫困地区的乡村并未实现“森林转型”[39]。旅游业提供的非农就业机会也会促进“森林转型”[39]

3)贸易与经济全球化也是重要的因素, 使得在森林减少加快的同时, 也使“森林转型”更早到来。如 Li 等[71]对亚洲九国“森林转型”的研究表明, 降低林产品出口比例、调整贸易结构和增加外商直接投资(FDI)将有利于“森林转型”。森林产品的进出口通过国家间的漏损和替换[44]使一些国家较快地发生“森林转型”。国际劳动力迁移会对家庭收入、物质福利、土地利用实践有直接的影响[77], 从事农业所获收入也会逐渐减少, 有利于森林的恢复, 尤其是边际地区[77]。粮食进口(包括国际援助)[57]也将影响“森林转型”。

4)危机刺激。如英国在战争中面临森林短缺, 法国与瑞士遭遇山地洪水, 都促使国家采取森林种植的应对措施。但是, 危机刺激需要两个条件: 一是达到一定的阈值, 二是有一定的预热阶段[32]

5)自然环境条件。生物物理条件影响城市分布[39]、土地质量和气候条件等, 将对“森林转型”产生限制性的影响, 影响森林恢复速度, 甚至如果没有人为辅助, 很多地区无法恢复[32]。交通也会影响“森林转型”的空间异质性[48]。野火作为一种内部因素, 近期被证明会影响“森林转型”后续的发展, 甚至改变增长趋势[59]

6)种植树木的力度[39]、国际环境项目[5,44]、能源利用方式(木材转为煤炭等)[9]、生物质能源的推广[56]以及公民社会与森林利益相关组织[5,32]的作用不可忽视。

2.5 案例研究

目前, 大量案例研究集中于宏观尺度(以全球、国家和省域为单元), 很少关注微观尺度(农户和村级等)。现有研究表明, 已有超过 38%的国家发生“森林转型”[5]。由于城市化和工业化进程不一致, 社会–经济–环境系统状态不同, 导致“森林转型”的特征各不相同[39]。宏观尺度的案例研究结果表明, 从 18 世纪开始, 许多国家或地区陆续发生“森林转型”, 但“森林转型”的形式、时间、剧烈程度和转型的程度等各不相同。有些国家早在 18 世纪工业化早期就已实现“森林转型”, 如日本[30]等国家; 有些国家或地区在 19 世纪完成“森林转型”, 如俄罗斯、丹麦[30]、法国[49]和奥地利[42]; 一些国家和地区在 20 世纪完成“森林转型”, 如中国[12]、越南[11]、不丹、古巴、摩洛哥、智利、阿尔及利亚、新西兰、美国、英国、保加利亚、瑞士、荷兰、匈牙利[30]、苏格兰[32]、韩国、波多黎各、印度、意大利、瑞典[40]、菲律宾、挪威[49]、萨尔瓦多[35]、巴拿马[81]、哥斯达黎加[52]、冈比亚、卢旺达、多米尼加[10]和菲律宾[25]; 其余国家目前正在经历“森林转型”的森林减少期或稳定期, 总体上还未出现森林增长, 但存在部分区域出现“森林转型”, 如巴西[34,60]、厄瓜多尔[48]等亚马逊流域或次区域、老挝[25]、印度尼西亚、马来西亚[30]、墨西哥[48]、埃塞俄比亚[57]和澳大利亚[75]; 从整体上看, 发生“森林转型”的有西欧、北美洲、大洋洲[30]等大陆区域及“经合组织国家”[40]

微观尺度以县、乡、村和农户为主[20,22,83], 采用土地利用分类和社会经济调查等方法, 进行“森林转型”的识别、影响因素分析和驱动机制解释。

3 “森林转型”研究现状与展望

3.1 “森林转型”研究现状

自提出“森林转型”20 多年来, 相关研究涉及地理学、植物学、社会学、经济学、环境学、生态学和管理学等诸多学科。国外学者从森林变化的历史规律、与社会–经济–政治系统变化的关系、与城市化–工业化发展的关系以及制度与政策的变迁等多个角度不断丰富“森林转型”的研究。国内学者的研究尽管起步较晚, 仍取得一定的成果。综观以往对“森林转型”的研究尚处于起步探索阶段, 存在诸多不足, 主要表现在以下几个方面。

1)有关“森林转型”的内涵和基础理论尚未统一,不同学者从不同角度对“森林转型”的概念和内涵进行解释。受早期研究者 Grainger[33,43]的影响, 大部分研究都是将森林减少期与森林增长期分开来分析。而将“森林转型”的各个阶段视为一个整体来研究, 可以发现社会–经济–环境变迁的内在逻辑, 探讨各方面因素变化的状况和过程, 为观察和解释“森林转型”提供统一的理论基础与研究范式。

2) 对“森林转型”研究的方法体系和分析框架探讨不足。目前, “森林转型”研究的分析框架以“转型路径”的应用最为广泛, 这是由于“转型路径”能够包含大部分的转型类型和影响因素, 也能够开放性地适用于研究方法。但是, “转型路径”很难分清各路径间的贡献差异、过程耦合以及复杂的综合交叉作用, 因此需要其他视角的“森林转型”研究体系和分析框架。

3)“森林转型”研究的内容需丰富和完善。作为一种长期历史观下的综合分析框架, “森林转型”涵盖与涉及的领域极其广泛, 在现有研究成果的基础上, 需扩展其研究范围。目前的研究主要针对“森林转型”中森林减少阶段(前一阶段), 而对森林增加阶段(后一阶段)的研究不足。大部分的研究针对可以定量化的因素(如人口数据等)进行分析, 但一些难以定量化的因素尚未得到足够的关注。

4)对“森林转型”的研究成果应用不足。虽然目前全球天然林的减少趋势有所缓解, 但森林减少仍被视为主要的土地变化趋势[35], 尽快实现“森林转型”仍是管理者和学者关心的重要问题。有学者认为将在未来的几十年内完成全球“森林转型”[50], 但对“森林转型”暗含的因素与机制, 如何促进“森林转型”及政策理念的选择, 如何在政策支持与设计、管理组织与监管及环境效益体现方面实现生态与社会友好的森林恢复, 仍缺乏充分的研究。

3.2 对“森林转型”研究的展望

“森林转型”是长期土地变化的综合结果, 随着社会经济发展到一定阶段, 预期可以发生的结果, 是科学的土地利用与区域生态环境保护与修复的重要科学依据。“森林转型”涉及一系列问题: 一个区域是否发生“森林转型”, 如何尽早实现“森林转型”, 如何维持“森林转型”的良性发展, 如何降低“森林转型”前的危害, 地方政府如何在政策设计与管理上做出选择。在乡村振兴、土地制度改革以及城乡融合发展等一系列国家新兴政策背景下, 这些问题具有重要的理论研究和应用价值。“森林转型”的研究目前处于理论发展的初级阶段[84], 需要关注以下几个方面。

1)完善“森林转型”内涵和基础理论的研究。作为社会–经济–政治–环境系统变化的综合结果, 森林变化的趋势受外部社会–经济系统的影响, “森林转型”理论应着眼于未来社会–经济系统变化的宏观和微观状态, 包括政治、气候、法律政策、土地利用系统与部门等, 吸收相关学科的新知识, 进一步发展其内涵(图 1)。“森林转型”主要针对森林面积进行研究, 但森林质量和功能对于土地利用决策和生态环境保护同样重要, 因此应完善“森林转型”质量与功能内涵的研究, 并且从整体上把握趋势的变化特征(趋势变化速度和趋势逆转)。

对“森林转型”理论方面的改进, 需要在时间尺度、空间尺度、历史比较以及跨学科方面有所重视, 注重对大尺度整体模式[6]的研究以及对驱动因素和机理的理论化和概念统一。本文构建“森林转型”理论的研究框架(图 2)。在未来的研究中需要以土地利用系统、部门(农业和林业)为研究核心; 需要注意微观、中观和宏观尺度的集成, 既关注国家尺度的“森林转型”规律, 也关注农户尺度和行政区尺度的差异性(尤其是面积较大的国家, 如中国、美国和俄罗斯等, 其内部各地区间包含复杂的地理差异和社会经济差异, “森林转型”的规律也将会存在差异); 重视研究社会–经济系统下“森林转型”的环境效应、社会效应和经济效应。

2)构建综合分析框架。“森林转型”研究需要构建综合的分析框架(图 3), 遵循“概念–过程–机制–效应–应用”的综合思路, 重视“森林转型”的时空特征, 明确“森林转型”路径与作用机制, 明确“森林转型”影响因素与贡献, 评估其生态环境效应, 模拟未来趋势, 丰富“森林转型”理论与案例研究, 为科学的土地利用与区域生态环境保护与修复提供决策依据。综合地理学、生态学、经济学和社会学等学科的理论与方法, 探索“森林转型”研究的综合理论与方法体系, 形成交叉研究成果。

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图1 “森林转型”概念图

Fig. 1 Concept of Forest Transition

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图2 “森林转型”综合理论框架

Fig. 2 Comprehensive theoretical framework of Forest Transition

3)加强“森林转型”方法体系的研究, 深入跨学科研究。应加强多源数据与方法的综合集成, 如遥感(多光谱、高光谱和热红外等)、GIS (自然因素、社会因素和经济因素等)、大数据、非线性模型、计算机模拟等, 兼顾不同空间尺度、不同时间范围和不同情景的方法体系的研究。结合定性和定量方法, 注重系统性的尺度综合与异质性, 扩展案例研究范围, 加深跨学科研究。

4)加强“森林转型”研究成果政策应用的研究。研究“森林转型”具有极大的现实意义, 正确认识“森林转型”驱动机制与国家及地方林业、农业及其他相关政策的制定有密切的联系, 错误的“森林转型”研究结论可能误导相关政策的制定与实施。“森林转型”会对人类社会产生多方面的效应[35], 对地方经济、土地利用、农户生计、生物多样性和景观[61]产生不同的影响, 所以必须明确“森林转型”的社会效应、环境效应和经济效应, 进而提出土地利用及生态环境保护的政策建议。

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图3 “森林转型”综合研究框架

Fig. 3 The comprehensive research framework of Forest Transition

“森林转型”不一定意味着森林减少的趋势随着时间的发展而主动转型, 由于受多重因素影响以及各地区或国家间影响因素异质性的影响, “森林转型”的规律可能受到破坏, 导致森林从净增加的趋势转变为净减少的趋势。即使森林开始恢复或增加, “森林转型”前一阶段的损失也已经造成[30], 并且大部分损失可能难以恢复。

经济学方法能够对微观农户的决策行为进行明确清晰的解释, 并对制定有效的政策措施具有很好的指导作用, 应重视经济学分析的应用。

Park 等[63]指出, 政策综合应作为森林相关政策设计与实施的基本原则, 如国家计划间的协调与跨部门的合作[64], 具体措施上, 可尝试增加人工种植林的产出、可持续的天然林采伐、生态消费与新型环境企业、支持森林恢复以及通过农业集约化节省土地发展森林[35], 实施降低天然林的破坏、增加高生产力林木种植、可持续的森林管理、支持鼓励森林保护以及推行农林复合系统[85]等政策与措施。

4 结论

本文遵循“概念起源与内涵–理论发展–分析框架–研究方法–影响因素–案例研究”的逻辑思路, 从地理学、生态学、社会学、社会生态学、经济学和管理学等多学科视角, 总结“森林转型”的研究成果, 并提出“森林转型”未来的研究重点, 得到如下结论。

1) “森林转型”的概念指森林面积由减少至增多的趋势性逆转, 归根结底是土地利用的综合反映, 主要核心问题是趋势逆转的驱动因素与内在机理。“森林转型”是社会–经济–环境系统相互适应的结果, 应视为一个连续的过程。

2)“森林转型”往往伴随一种“前工业化转为工业化”的范式转移, 具有特殊性、偶发性和并发性, 具有非线性动态、明显转折和多维的特征。

3) “森林转型”具有多种路径(经济发展路径、森林稀缺路径、全球化路径、国家森林政策路径和农户土地利用集约化路径), 目前主要通过林地利用的相对地租、土地质量调整和社会生态反馈来解释“森林转型”发生机制。

4)目前, 从不同学科角度提出多种分析框架、研究方法和影响因素, 但仍需在更为综合的整体分析框架下集成多源数据与方法, 按照“概念–过程–机制–效应–应用”的思路进行研究, 注重系统性的尺度综合与异质性, 扩展案例研究范围, 加深跨学科研究, 并加强政策应用实践。

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Reviews and Prospects for Forest Transition

LU Longhui1,2, XU Yueqing1,2,†, HUANG An1,2, HUANG Ling3, LIU Chao1,2, WANG Hui1,2

1. College of Land Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193; 2. Key Laboratory for Agricultural Land Quality, Monitoring and Control, The Ministry of Natural Resources, Beijing 100193; 3. College of Resources and Environmental Science, Xinjiang University, Urumqi 830046; †Corresponding author, E-mail: xmoonq@sina.com

Abstract In order to support the scientific forest conservation policy and sustainable development, through collecting and analyzing the domestic and foreign academic literature about “Forest Transition”, this paper summarized the concept, connotation, theories, research framework, methods and impact factors, put forward the future research focus and prospect of “Forest Transition”, and proposed an integrated theoretical framework of “Forest Transition”, The main conclusions are as follows. 1) The concept of “Forest Transition” refers to the reversal trend of forest area from reduction to increase, which is the result of the mutual adaptation of social-economic-environment system. “Forest Transition” is the comprehensive reflection of land use. The main core issue of “Forest Transition” research is the driving factors and internal mechanism of reversal trend. 2) “Forest Transition” has the characteristics of particularity, occasionality and concurrency. It has the characteristics of non-linear dynamics, obvious turning point and multi-dimension. 3) “Forest Transition” has many paths (economic development path, forest scarcity path, globalization path, national forest policy path, intensive of peasant land use path). At present, the mechanism of “Forest Transition” is mainly explained by relative rent of forest-land use, land quality adjustment and social-ecological feedbacks. 4) Currently, the achievements about “Forest Transition” are plentiful but still need to integrate multi-source data and methods in accordance with a more comprehensive theoretical research framework of overall analysis, follow the research line of “concept-process-mechanism-effect-application”, focus on systematic scale synthesis and heterogeneity, expand the scope of case studies, deepen interdisciplinary research, and strengthen policy application.

Key words forest transition; land use change; sustainable development

doi: 10.13209/j.0479-8023.2020.003

国家自然科学基金(41971238, 41571087)资助

收稿日期: 2019–02–19;

修回日期: 2019–04–29