傅太柏 （武汉科技大学中南分校，武汉430223）

摘要：传统森林立法把提供木材及各种林产品作为森林的主要功能，并为保护森林资源对人们的采伐、种植行为进行规范。该立法只调整了人与人的关系，不能有效保护森林，森林系统因其内部的正熵流不断产生而处于混乱衰竭状态。当今森林立法以蓄水保土、调节气候、改善生态环境为主要功能，调整了人与自然的关系，为稳定森林系统输入了环境负熵流，森林系统受到实质性的保护，能形成稳定的有序结构。

关键词：森林立法    生态功能    环境负熵

前言

自古以来，我国为保护森林资源、获取木材及林产品就有森林立法活动。在西周时期就有了“毋伐树木”的禁令，新中国成立后保护森林的立法是最早的立法之一。但是，人们看到的是，森林虽然不断受到法律的保护，却屡遭毁坏，乱砍滥伐、毁林开荒、砍树建房之风愈演愈烈，环境污染、病虫灾害频繁发生，森林覆盖面积越来越小，森林立法未达预期效果。究其原因，难道森林立法不能建立在以森林经济功能为主的基础上？为了稳定森林系统，当代森林立法是否应该将森林主要功能调整为生态功能？这些以蓄水保土、调节气候、改善生态环境为立法指导思想的森林立法等问题，都值得人们认真思考。

一、森林开发的环境问题

森林作为一种自然资源被人们认识，主要是因其具有显著的经济功能。人类社会为了生存和发展，对森林资源进行了大规模的开发利用。随着地球人口数量的增加和人类社会活动的加剧，对森林资源的需求和开发越来越多，不仅使一般森林面积锐减，也使得原始森林和热带雨林越来越少，对全球的气候和生物多样性已构成了严重威胁。

就我国来说，长期以来就存在着乱砍滥伐、毁林开荒、森林火灾、森林更新赶不上森林采伐及病虫害侵蚀等问题，使得森林资源不断遭到破坏，出现森林覆盖率降低、森林生物生产能力锐减、生物多样性减少、以及森林生态系统日益脆弱、退化的现象，并在更大范围内导致涵养水源能力、调节气候能力下降及水土流失严重，洪涝灾害频仍、气候发生异常和土地快速沙化等环境问题。

对于森林大系统而言，上述各类环境问题之表现形式正是其内部杂乱的多种微观状态。按照系统状态理论说法，一个系统内部的多种微观状态必然组成或者对应着系统外部的某种宏观状态，微观状态数目愈繁多，形式愈杂乱，则宏观状态愈凝滞、愈僵化。在这种情况下系统表现出的宏观状态是一种无生气的衰竭的平衡态。可想而知，森林系统内部由于存在着许多无序的、不良的微观状态，其外部必然处在一种缺乏强度的脆弱的宏观状态中。

环境法学是建立在传统法学和环境科学的基础上的边缘科学，它对于森林系统处于污染与清洁、衰竭与兴旺、脆弱与强盛的状态，不仅能用定性的方法去描述，还能用定量的方法来表征。当今能够比较恰当地定量表征和描述自然环境要素，诸如大气、水体、草原、森林等状态的环境科学概念莫过于“熵”了。因为在统计热力学中，熵本身就是微观状态数目的量度，熵值的大小显示了系统内部微观状态数目的多少，二者的关系遵循着波兹曼定律：

S = K㏑W        （1） 

式中，S — 熵    

K — 波兹曼常数

W—微观状态数目

所以说，用熵来表征由内部多种微观状态组成的某种宏观状态是合适的。

需要进一步指出的是，系统内部微观数目愈多，则内部混乱度愈大。于是，熵的微观物理意义又可以表述为系统内部混乱程度大小的量度。 其实，熵的宏观物理意义，在普通热力学中就是克劳修斯根据卡诺循环的可逆热温商定义出的一个状态函数，是系统的强度性质，一定的状态对应着一定的熵值。当一个系统发生某变化过程，从不稳定的初态达到稳定的终态即平衡态后，其内部的杂乱无章的微观数目则达到最大，系统外部宏观状态的熵值亦达到最大。

当今由于森林开发利用不当，使得森林系统的宏观状态因内部的不良微观状态的杂乱产生而处于一种脆弱衰竭的地步，并且正在趋向于无生气的僵化的平衡态，森林系统状态的熵值亦趋于达到最大。这就是森林开发利用中出现环境问题的熵本质。

二、森林脆弱的自身因素

森林开发利用之所以会出现环境问题，首先有着森林自身的本质的原因。

（一）森林是一个冲突严重的界面

    界面是相互作用、相互联系的事物或系统之间的共同部分，是不同事物或系统的物质、能量和信息的交汇处，它广泛地存在于自然界和人类社会中一切相互作用、相互联系的事物之中。在界面上，各种物质、能量和信息由于来源不同具有不同的运动方式和变化趋势，因而极易发生冲突和矛盾。这也使得界面具有很强的活跃性和脆弱性。

    森林作为一种重要的自然资源，是联系物质生产和环境生产的界面。在自然系统中，森林能够维持一定的水分循环、一定的气温和一定的大气组成，对涵养水源、养育生物起着重要作用。对于人类社会，森林能够提供大量木材、林产品以及狩猎、观光、旅游等娱乐去处。森林的这些作用，一方面要求它必须具有一定的蓄积量，另一方面它还必须满足人类社会发展的需要。这样一来，森林就成为了人类社会系统与自然环境系统争夺的对象。其结果是可想而知的，由于人口膨胀对资源需求的急剧增加和科学技术的飞速进步，人类社会发展行为的强度变得异常猛烈，使得许多森林被毁坏了，甚至消失了，有的成了品种单一的耕地，有的则退化成荒地等等。人类社会在自然资源界面上的作用引发森林系统内部产生出许许多多的环境问题，并以各种微观状态的形式存在着，使得森林系统宏观状态的熵值不断增大。可以说，界面的角色使得森林伤痕累累、满目疮夷，成为产生熵的温床。

（二）森林有着相互矛盾的二重性

森林之所以成为界面正是由于其具有经济功能与生态功能二重性造成的。同样，森林宏观状态的变化亦是由此二重性功能相互作用的结果。可以设想，由于人类社会需要木材及林产品、需要林地种粮食，还有污染物排放以及病虫灾害频仍等，就象一股推动力，使得乱砍滥伐、毁林开荒、环境污染及病虫灾害等象潮流一般涌入森林内部。这股人类社会需求的推动力即广义力X,这股毁损森林的潮流即广义流J，二者关系遵守唯象定律，其唯象方程形式如下：

J = L X                        （2） 

L称为唯象系数。

此外，森林毁损流J的作用范围有着辽阔的空间和漫长的时间，因此J还是空间坐标x.y,z和时间t的函数，即J = j（x,y,z,t） ,具有全微分的性质，其连续性微分方程可以表达如下：  

əJ/ ət + əJ/əx + əJ/ əy + əJ/əz = 0

但是，空间坐标x,y,z亦是时间t的函数，所以，对上式再按复合函数处理为：

əJ/ ət + ə（Jux）/ əx + ə（Juy）/ əy + ə（Juz）/ əz = 0       （3）

式中，ux= əx/ət  uy= əy/ət    uz= əz/ət 

当进一步考察J,虽然是广义流，亦应具有实际流的基本性质，即可以按紊流来作类似处理，其瞬间流可以表示成时均流与脉动流之和：

                          J = j均 + j脉                                   

将此叠加关系代入（3）式，并根据时均化法则进行时间平均，得到二阶偏微分方程：

əJ/ət =Dxə2J/əx2+ Dyə2J/əy2+ Dzə2J/əz2- uxəJ/əx - uyəJ/əy -uzəJ/əz  （4）

为将上式简约，设：

M = Dxə2J/əx2+ Dyə2J/əy2+  Dzə2J/əz2 

N =- uxəJ/əx - uyəJ/əy - uzəJ/əz

则（4）式变成为：

                       əJ/ət = M + N                               （5）

上式物理意义表明：                                                    

1、森林的宏观状态可以用森林毁损流J随时间t的变化率əJ/ət来描述：

当əJ/ət＞0，毁损流不断增加，则森林处于恶劣状态

当əJ/ət= 0，毁损流已被制止，则森林处于稳定状态；

      当əJ/ət＜0，毁损流已被抵消，则森林处于良好状态。 

2、变化率əJ/ət取值是正是负还是零，由M与N的绝对值大小来决定。

3、N值为负，表示森林的生态功能抵御毁损流的侵害，促使和保障森林茁壮生长；

M值为正，表示森林的经济功能带来毁损流沿着生态功能方向对森林造成破坏。 

上述物理意义亦表明了（4）式及其原型（5）式是根据森林二重性建立的描述森林状态的数学模拟模型。

在模型中，经济功能与生态功能是一对作用方向完全相反的矛盾的两个方面，森林的宏观状态由二者的作用强度决定，但是经济功能的发挥是容易的、快速的、显现的，生态功能的发挥是艰难的、缓慢的、隐性的，因此长期以来经济功能是矛盾的主要方面，其作用发挥得稍有不当，则会对森林状态产生重大负面影响，由其引入森林内部的力和流便会肆意横行，造成满目疮夷。

    生态功能的发挥将会使森林得到修养生息，积蓄增长，受损的状态便会逐步恢复，对森林的稳定具有全面的深刻的长远的意义。

    总起来看，在森林功能的二重性之间，具有尖锐的矛盾和激烈的冲突，而且森林这个实物不能同时发挥两种功能，强调经济功能就会失去生态功能，突出生态功能就会限制经济功能，往往顾此失彼，使得森林本身充满了脆弱性、不稳定性。                      

    上述数学模型反映了森林系统是一个矛盾的统一体，里面充满着正负熵的激烈博弈。

三、森林遭毁的功能原因

长期以来人们认为森林的功能就是提供木材及林产品，森林只有经济功能，没有生态功能，因此森林状态的变化只由其经济功能所决定，上述（5）式因为N = 0,变成下式：

əJ/ət = M                               （6）

那么在这种情况下，森林状态是恶化下去、是稳定下来还是恢复转化，即əJ/ət＞0、əJ/ət= 0  或əJ/ət＜0这个问题是否就可以由（6）式的M来决定? 很显然，由M就能够作出决定，因为在前文中不仅论述了M 与 N的符号相反，而且明确指出M是正值，əJ/ət会大于零。因此可以说，当只强调经济功能而不顾生态功能时，森林状态便会恶化下去。

关于数学模型左边əJ/ət 的取值问题，用熵概念加以分析也会得出相同结论，现试述如下：

   对于一个任意系统，无论是孤立的、封闭的还是开放的，当其状态发生改变后，所对应的熵值的变化dS为：

                    dS = deS + diS                               （7）

上式中，deS — 熵流，   diS — 熵产生。deS是系统与外部环境之间因有物质和热量的流动而产生的熵的流动，其值因熵的流进、流入或不流而可正、可负、可为零。一般规定，系统流出的熵为正熵流，外部环境向系统内部输入的熵为负熵流。diS是系统内部不断发生的各种不可逆过程所产生的熵，其值因内部总是发生不可逆过程而永远为正。dS是上述二者的综合结果，代表系统宏观状态改变引起的熵值总变化，故又称为总熵变值。

    至此，可以看到会出现如下结果： （1）当熵流与熵产生都大于零时，随着系统状态的改变，总熵值会增加； （2）当熵流为负且等于熵产生时，系统状态虽然有改变，但总熵值不变化； （3）当熵流为负且绝对值大于熵产生时，随着系统状态的改变，总熵值反而减少。

    现在再来考察传统森林立法只强调森林经济功能的情况，

    由于只强调经济功能，在森林内部会出现各种毁坏现象，诸如乱砍滥伐、毁林开荒、环境污染、病虫灾害等。它们发生后，想要森林恢复原态，如果没有外部环境投入人力、物力、财力、时间，那是不可能的，或者说森林虽然能恢复原态，但外部环境为此付出了代价，环境的状态不能复原。因此它们都是不可逆过程，它们的熵产生diS＞0。又因为随着过程的进行，时间总是在增加的，即dt＞0，所以熵产生随时间的变化率即熵产率P亦大于零：

P = diS/dt                                   （8）

P＞0                                         （9）

熵产率P是非平衡态热力学中的一个重要概念，除上述定义式外，其计算式是系统内部进行不可逆过程的广义流J和广义力X的乘积：

P = J X                                     （10）

由于广义力X代表着社会的需求，总是取正值，即X＞0，所以根据上式可知广义力J一定大于零,即J＞0,则有：

dJ/dt ﹥0                                      （11）

当考虑J为x，y，z，t的函数而求偏微分时，上式变成为：

əJ/ət＞0                                      （12）

上式表明，从熵的角度来看，由于传统森林立法只突出经济功能则会使森林毁

损流率增加，森林不可避免地被破坏。                      

现以（12）式代入（6）式可知：        

M＞0                                         （13）

本式亦是从熵的角度分析出的，它与前述数学模型对M为正值的论述是吻合的。

四、森林稳定的生态选择

从上述论述可知，以经济功能为主的森林立法不能有效保护森林，只有调整森林功能以生态功能为主，才能稳定森林、修复森林，这点亦可以从森林状态的数学模拟模型看出。因为模型中的N部分是复合函数对三维方向进行的偏微分，其值为负，实际意义是指生态功能对森林正常、茁壮成长的促进和保障以及对经济功能在各个方面造成的损失进行修复和维护，具体表现为森林立法既考虑有计划的采伐和及时种植，还建立起了森林补偿机制。

1979年全国人民代表大会常务委员会通过了《森林法》（试行），对森林的作用、管理、保护、植树、采伐等作了详细规定。这次立法主要调整了人与人的关系，突出了经济功能。随着时间的推移，森林生态功能越来越显得重要。到1984年，全国人大常委会正式通过的《森林法》，就对1979年试行法的“把提供木材及各种林产品作为森林主要功能”的指导思想进行了修正，确立森林主要功能是蓄水保土、调节气候、改善环境，而把提供木材及林产品的经济功能放在了最后。这次修正为我国现代森林立法打下了坚实的基础。

森林功能以经济功能为主到以生态功能为主，表明了人们的思想认识从物质生产发展到了生态生产，这是人类认识上的飞跃，是思想观念的重大更新和调整，必将进一步约束和指引人们的环境行为。

所以，1998年全国人大常委会通过《关于修改﹙中华人民共和国森林法〉的决定》，又对1984年正式颁布的《森林法》进行了较大的修改，将原法42条增加到49条，特别强调了森林在国家生态环境保护方面的重要作用，并且新增加了关于“国家设立森林生态效益补偿基金，用于提供生态效益的防护林和特种用途林的森林资源、林木的营造、抚育、保护和管理”的规定。

  这些新增加的条款的行为方向都是和经济功能的行为方向相反的，即N＜0，与M＞0的方向相反，当N之绝对值逐渐增加到与M相等甚至超过时，则会出现森林毁损流率等于零和小于零，即（5）式变为： 

əJ/ət = M + N≤0                               （13）

上式说明，当代森林立法将森林主要功能调整为生态功能后，受损森林便能得到修复、维护直至稳定。

从熵的角度来看，一个系统的状态是否稳定，其内部结构就必须先稳定。传统森林立法以经济功能为主，保护、维护、呵护森林的发挥森林生态功能的法律条款没有进入森林，森林相对于法律是封闭的，森林系统成为孤立系统。如前所述，力X与流J遵循线性的唯象定律，森林状态处于非平衡态线性区，森林系统内部结构不稳定，森林宏观状态亦不稳定，在熵产生最小原理作用下，又会回到平衡态。又因森林和外部封闭孤立，没有熵流deS，只有内部的熵产生diS，使得总熵变dS大于零，混乱度不断增加。

当代森林立法以生态功能为主，让保护、维护、呵护森林的法律条款进入森林系统，就是在向森林内部输入负熵流，以与森林内部产生的正熵相抵消，使其微观状态从无序到有序，从而使得森林状态总熵值减少，从脆弱衰竭变成兴旺强盛。

同时，以生态功能为主的森林立法实施后，代表人类社会需求的广义推动力X不再为索取木材及林产品而推动，而是主要为保护森林而发挥威力并且强大，以致于它在森林系统内部引起的响应流J与之不再成线性关系，引发森林系统进入非平衡态非线性区，形成稳定的有序结构，使得森林系统处于稳定的状态。 

    所以说，要想稳定森林系统，就必须以生态功能为主。森林生态功能的选择就成为了当代森林立法的明显标志。

除此之外，森林功能以生态功能为主后，还能减少人们对于森林资源的追逐和竟争，从而减少在森林这个界面上的环境问题。这是因为它首先能够调整人们的价值目标，彰显生态效益的价值和使用价值，限制和约束人们对森林的乱砍滥伐等。其次，以生态功能为主并不是不要经济功能。众所周知，人类生存与发展的需要，使得采伐树木成为必然，但是要讲究一个“度”，这就是采伐量。通过适度的采伐量的制定来协调生态功能与经济功能的矛盾，使人与自然的关系达到和谐。 

五、森林功能的调整实质

当代森林立法调整森林主要功能为生态功能的实质涉及到各个方面，归纳如下：

（一）是既调整人与人的关系、又调整人与自然的关系来稳定森林 

调整森林主要功能从经济功能为生态功能的实质就是既调整人与人的关系，又调整人与自然的关系。因为以经济功能为主只调整了人与人的关系，虽然对那些诸如乱砍滥伐、毁林开荒、吸烟失火等的人和事进行了处罚，但是对森林受到的损害却没有给予补偿。在这方面，森林对于森林法是封闭的，即森林法没有全面进入森林系统起到保护作用，最多只能使森林状态少许偏离平衡态，力X与流J仍然能够近似保持线性关系，即有J ≈ L X ,于是，森林系统进入非平衡态线性区成近平衡态。但是，近平衡态在熵产最小原理作用下又会自动回复到平衡态，即又会自动回到被毁损的衰竭僵化状态。当以生态功能为主时，情况就不一样了，不仅调整了人与人的关系，还调整了人与自然的关系。森林法不仅能够处罚损害森林的人和事，还能够补偿森林的损失，即能够全面进入森林系统起到保护作用，并能够输入负熵流，使森林系统内部混乱度降低，从无序到有序。再者，如前所述，以生态功能为主的立法实施后，代表人类社会需求的广义推动力X不再主要为索取木材及林产品而推动，而是主要为保护森林而发挥威力并且强大，以致于它在森林系统内部引起的响应流J与之不再成线性关系，引发森林系统远离平衡态，进入非平衡态非线性区，从而使森林系统得到修复、稳定。

（二）是肯定森林生态效益是商品，应该遵循等价交换原则来享受和消费

当代森林立法以生态功能为主的最新颖的特点就是强调生态功能与经济功能一样有价值和使用价值，认为森林的生态效益亦是一种商品，应该遵循等价交换原则，为森林的再生产建立补偿机制，让那些享受和消费森林生态效益的单位和个人支付一定费用。所以说，修改的《森林法》中增加“国家设立森林生态效益补偿基金”的规定，其实质就是肯定了森林生态功能带来的生态效益是商品，具有价值和使用价值，应该遵循等价交换原则来享受和消费。

（三）是更新人们的思想观念、引导人们的环境行为来友好自然

调整森林功能以经济功能为主到生态功能为主，其实质就是在调整和更新人们的思想观念，变征服自然、主宰自然为亲近自然、友好自然；把蓄水保土、调节气候、改善环境放在首位，而把提供木材和林产品放在末位的规定，其实质就是在约束和引导人们的环境行为，摒弃肆意践踏环境，野蛮攫取资源的作法，而代之的是适度开发环境、合理利用资源。 

    （四）是要求人类社会发展行为强度与自然环境承载力相适应来和谐自然

    调整森林主要功能为生态功能的实质就在于对木材及林产品的索取要与森林系统的提供能力相协调，即要求人类社会发展行为的强度与自然环境的承载能力相适应。因为环境承载力是自然环境系统功能的外在表现，即自然环境系统具有依靠能量流、物质流和负熵流来维持自身的稳态，有限地抵抗人类社会系统的干扰并重新调整自身组织形式的能力，它反映了人类社会与自然环境相互作用的界面特征。所以，当自然环境系统以森林系统出现时，环境承载力就是森林生态功能。因此说以生态功能为主就是要求经济功能与之协调，亦就是要求人类社会发展行为强度与自然环境承载力相适应，以便能和谐自然。

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Contemporary forest legislation forest major function adjustment for ecology function entropy research

FU TaiBai

(Wuhan University of Science and Technology Zhongnan Branch, Wuhan 430223)

Abstract: The traditional law making is based on the assumption that the main function of the forest is the providing of wood resource and forest-related products. Through the law, the human activities of planting and harvesting are regulated in order to protect the forest resources. However, such law making can only regulate activities among human being but fails to protect the forest resources effectively. The positive entropy is continually generated within the forest system. 

The current forest law making is based on the assumption that the main function of forest is water and soil retention, climate control and improvement of ecosystem. It regulates the relationship between men and nature. Therefore, it introduces negative environmental entropy. The forest system thus receives substantial protection so to form a orderly structure. 

Key words: forest law making; environmental function; environmental negative entropy

作者简介：

傅太柏，男，本科，武汉科技大学中南分校、高级工程师、教师。