喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理生態(tài)效益指標(biāo)體系構(gòu)建及評(píng)價(jià)
——以杠寨小流域?yàn)槔?/h1>
2014-12-29 01:06崔迎春趙文君
中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年10期
吳 鵬 ，朱 軍 ，崔迎春 ，趙文君 ，侯 娜 ，張 喜
（1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，北京 100091）
喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理生態(tài)效益指標(biāo)體系構(gòu)建及評(píng)價(jià)
——以杠寨小流域?yàn)槔?/p>
吳 鵬1，2，朱 軍1，崔迎春1，趙文君1，侯 娜1，張 喜1
（1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，北京 100091）
以杠寨小流域?yàn)槔?，采用?biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法，從水源涵養(yǎng)、水土保持、改良土壤、固碳釋氧、生物多樣性和生物效應(yīng)等6個(gè)方面，對(duì)初選指標(biāo)進(jìn)行了權(quán)重的確定及優(yōu)選，最終確定了17項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了該流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)選定的評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)該流域綜合治理的生態(tài)效益進(jìn)行了評(píng)價(jià). 結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)3年的石漠化綜合治理，該流域的水源涵養(yǎng)、水土保持、固碳釋氧和生物效益評(píng)價(jià)值均有所提高，其中以水土保持效益增幅最大，其效益評(píng)價(jià)值由治理初期的0.083 0上升到了0.092 1，效益增幅將近11%；綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值由治理初期的0.437 7上升到了0.450 7，效益增幅將近3%。不同植被類型的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值，除了少數(shù)幾個(gè)樣地以外，其余各樣地均有所提高?？傮w而言，該流域的石漠化綜合治理在生態(tài)效益方面取得了一些成效，但還有很大提升空間，這也說(shuō)明了石漠化治理的長(zhǎng)期性和艱巨性。
杠寨小流域；喀斯特地貌；石漠化綜合治理；生態(tài)效益；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
喀斯特石漠化是制約貴州生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最嚴(yán)重的障礙，石漠化綜合治理已成為貴州經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)的重要目標(biāo)[1-2]。許多學(xué)者對(duì)石漠化的本質(zhì)規(guī)律、成因、治理措施和模式都做了較為深入研究[2-5]；對(duì)石漠化綜合治理的效益評(píng)價(jià)也作了很多貢獻(xiàn)[6-9]：主要從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)3方面對(duì)石漠化綜合治理效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建進(jìn)行研究；但是他們對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取多采用的是專家打分的方式，帶有較強(qiáng)的主觀性、片面性，這樣會(huì)導(dǎo)致構(gòu)建的評(píng)價(jià)矩陣不能夠準(zhǔn)確反映出治理效益的內(nèi)在機(jī)制，缺乏科學(xué)合理性，甚至?xí)?dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失效。本研究以黔中杠寨小流域?yàn)槔?，采用?biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法，確定指標(biāo)權(quán)重，對(duì)眾多初選指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選，構(gòu)建了喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理生態(tài)效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)結(jié)合該流域的實(shí)際情況，采用灰色關(guān)聯(lián)度法，分別對(duì)2009年（石漠化綜合治理初期）和2012年（石漠化綜合治理3年后）不同植被類型的生態(tài)效益進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，以期能為進(jìn)一步加強(qiáng)石漠化綜合治理水平、為喀斯特退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為有關(guān)部門生態(tài)環(huán)境治理規(guī)劃的決策提供科學(xué)依據(jù)[10]。
1 研究區(qū)概況[11]
研究地位于貴州省開(kāi)陽(yáng)縣高寨苗族布依族鄉(xiāng)杠寨小流域，流域面積3 020.15 hm2，屬烏江水系的支流清水江流域，清水江是烏江中游右岸的大支流之一，發(fā)源于苗嶺山脈北麓的平壩縣活龍冷水沖；地處開(kāi)陽(yáng)縣南面，地理位置107°70′～117°00′E，26°51′～ 26°55′N， 平 均 海 拔 600 ～1 350 m；巖溶地貌類型以丘原山地為主，主要出露巖石為石灰?guī)r、白云巖、灰質(zhì)白云巖、砂頁(yè)巖；石漠化面積1 179.85 hm2，其中，輕度石漠化535.20 hm2，中度石漠化477.66 hm2，強(qiáng)度石漠化166.99 hm2，分別占流域石漠化面積的45.36%、40.48%和14.16%，石漠化程度較高；冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，年平均氣溫11.6～15.3℃，年無(wú)霜期250 d左右，常年降雨量約為1 200 mm，雨熱同期，雨量充沛且多集中在夏季6、7、8三個(gè)月，占降雨量50%左右；森林覆蓋率為35%，植被屬亞熱帶常綠闊葉林和常綠針葉闊葉混交林，森林樹種有馬尾松、杉、柏等，經(jīng)濟(jì)林樹種主要有核桃、桃子、李子等；土壤主要為地帶性黃壤。林地植被主要有白櫟Quercus fabriHance、毛栗Castanea seguinii、小果南燭Lyonia ovalifoliavar.elliptica、小果薔薇Rosa cymosaTratt.、杜鵑Rhododendronsimsii& R.spp.、火棘Pyracantha fortuneana、山胡椒Lindera glauca.、石生鼠李Rhamnus davuricaPall.、鹽膚木Rhus chinensisMill、芒Miscanthus、菜蕨Callipteris esculenta、蓋蕨Athyrium minimumChing、狗脊蕨Woodwardia japonica、金星蕨Parathelypteris nipponica.、 蝴 蝶 花Herba IridisJaponicae、 苔 草Carex tristachya、茅草Imperata cylindrica。
2 樣地調(diào)查與土壤分析
2.1 樣地的設(shè)置與調(diào)查
根據(jù)典型調(diào)查方法，研究選擇了該流域主要的森林植被類型，包括麻櫟喬木林、馬尾松和華山松混交林（幼齡林和中齡林）、柳杉幼林、馬尾松和華山松成熟林、火棘灌叢、麻櫟灌叢等15塊(面積均為20 m×20 m)固定樣地，于2009年12月和2012年12月分別對(duì)樣地中胸徑5 cm以上的所有樹種進(jìn)行每木檢尺，記錄其林分起源、林齡、樹種組成、郁閉度、胸徑、樹高、冠幅等；另外每個(gè)樣地分別設(shè)置3個(gè)5 m×5 m和1 m×1 m的小樣方進(jìn)行灌木和草本的調(diào)查，記錄其種類、數(shù)量、蓋度、高度等；環(huán)境因子的調(diào)查包括經(jīng)緯度、海拔、坡度、枯落物厚度等；樣地具體情況見(jiàn)表1。
2.2 土壤采集與測(cè)定
土壤樣品的采集：分別于2009年12月和2012年12月在每個(gè)樣地沿坡面從左到右等間距布設(shè)3個(gè)重復(fù)采樣點(diǎn)，分別采集0～10和10～20 cm的土樣各一份，然后采用四分法取樣品1 kg左右，帶回室內(nèi)風(fēng)干后，以測(cè)定土壤的化學(xué)性狀[11]；另外，在各采樣點(diǎn)分別用環(huán)刀取0～10、10～20和20～40 cm的原狀土以測(cè)定土壤水分-物理性質(zhì)。
土壤樣品的測(cè)定[11-12]：土壤容重和土壤水分-物理性質(zhì)的測(cè)定采用環(huán)刀法《LY/T 1215-1999》；土壤滲透率的測(cè)定采用環(huán)刀法《LY/T1218-1999》；土壤全N的測(cè)定采用擴(kuò)散法《LY/T1228-1999》；土壤全K采用的測(cè)定采用堿熔-火焰光度法《LY/T1234-1999》；土壤全P的測(cè)定采用堿熔法《LY/T1232-1999》；土壤水解性N的測(cè)定采用堿解-擴(kuò)散法《LY/T1229-1999》；土壤速效K的測(cè)定采用乙酸浸提-火焰光度法《LY/T1236-1999》；土壤有效P的測(cè)定采用鹽酸和硫酸溶液浸提法《LY/T1233-1999》；土壤pH值的測(cè)定《LY/T1239-1999》；土壤有機(jī)質(zhì)采用外加熱重鉻酸鉀-濃硫酸氧化-容量法《LY/T1237-1999》；土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定采用乙酸銨交換法《LY/T1243-1999》。
表 1 樣地基本情況Table 1 Basic conditions of sample plots
3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建
對(duì)任何項(xiàng)目進(jìn)行多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，都必須建立相應(yīng)的指標(biāo)體系[9,13]，它是進(jìn)行喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)的首要工作。評(píng)價(jià)指標(biāo)的種類和精度都將直接影響到效益評(píng)價(jià)的客觀準(zhǔn)確性，因此，正確選擇和確定指標(biāo)體系尤為重要[9]。
3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建的原則
（1）客觀性：指標(biāo)必須客觀存在，符合流域?qū)嶋H情況[14-15]；
（2）科學(xué)性：所選指標(biāo)應(yīng)具有一定的代表性[14,16]；
（3）獨(dú)立性：?jiǎn)蝹€(gè)指標(biāo)應(yīng)反映流域的某一側(cè)面，指標(biāo)之間應(yīng)盡量不相互重疊，不存在運(yùn)算或因果關(guān)系[14,17]；
（4）系統(tǒng)性：指標(biāo)體系作為一個(gè)統(tǒng)一整體，應(yīng)能夠反映和評(píng)價(jià)流域的主要特征和狀況[8-9,15]；
（5）層次性：指標(biāo)體系應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象和內(nèi)容分出層次，并在此基礎(chǔ)上將指標(biāo)體系分類，以使指標(biāo)結(jié)構(gòu)清晰、便于應(yīng)用[16]；
（6）可量化性：指標(biāo)可以用數(shù)量表達(dá)，每一項(xiàng)具體數(shù)值同反映的效益內(nèi)容相一致[13,18]；
（7）可操作性：指標(biāo)必須的資料容易取得，必須的計(jì)算方法容易操作；避免計(jì)算復(fù)雜，采集困難的指標(biāo)[8,16]。
3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇的步驟
（1） 指標(biāo)的初選：根據(jù)流域特征、治理目標(biāo)、發(fā)展趨勢(shì)以及生態(tài)效益評(píng)價(jià)目的，在對(duì)前人的相關(guān)成果研究分析的基礎(chǔ)上[4，7-8，13-24]，盡可能涵蓋可以描述該系統(tǒng)各層次狀態(tài)的所有指標(biāo)，全方位考慮，以免遺漏重要指標(biāo)[9]。
（2）指標(biāo)的優(yōu)選：通過(guò)對(duì)初選指標(biāo)的權(quán)重分析，并結(jié)合指標(biāo)體系構(gòu)建原則，對(duì)初選指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選（選用所占權(quán)重大且相互獨(dú)立的指標(biāo)）。
（3）指標(biāo)的確定：結(jié)合流域治理現(xiàn)狀和指標(biāo)取得的難易程度，最終確定指標(biāo)體系，形成完整的指標(biāo)體系框架[9]。
3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的框架
杠寨小流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為了目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層等3個(gè)層次[8-9]，包含了6個(gè)子系統(tǒng)：水源涵養(yǎng)（B1）、水土保持（B2）、改良土壤（B3）、固碳釋氧（B4）、生物多樣性（B5）和生物效應(yīng)（B6）；初選指標(biāo)包含 C11、C12、C13、…、C624等 42項(xiàng)（詳見(jiàn)表2）。
4 指標(biāo)權(quán)重確定和評(píng)價(jià)方法
目前，多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的方法有很多[7,14,20]，其關(guān)鍵是指標(biāo)權(quán)重的確定，權(quán)重的準(zhǔn)確與否在很大程度上影響著評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性[8]。本研究采用精度較高且計(jì)算較為簡(jiǎn)便的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法確定指標(biāo)權(quán)重，并結(jié)合可進(jìn)行多層次綜合評(píng)價(jià)的灰色關(guān)聯(lián)度法[2]，對(duì)杠寨小流域石漠化綜合治理不同植被類型的生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，在一定程度上可反映該流域石漠化綜合治理的生態(tài)效益。
表2 杠寨小流域生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)初選?Table 2 Primary choice of eco-efficiency evaluation indexes of Gangzhai small watershed
4.1 指標(biāo)權(quán)重確定
4.1.1 指標(biāo)的無(wú)量綱化處理
為了解決各指標(biāo)不同量綱無(wú)法進(jìn)行綜合分析的問(wèn)題，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行量綱歸一化處理[2,9,20-21,25]。運(yùn)用極值標(biāo)準(zhǔn)化方法，具體轉(zhuǎn)換公式如下：
式中：max(Xj)和min(Xj)分別為指標(biāo)集中每一指標(biāo)下（列）中的最大值和最小值，i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m。
4.1.2 權(quán)重確定
運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法確定權(quán)重，獲取各單項(xiàng)指標(biāo)（Xj）權(quán)重系數(shù)Wj[2,25]：
分別為Xj的標(biāo)準(zhǔn)差、均值和標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)。對(duì)子系統(tǒng)（Bi）的權(quán)重系數(shù)Wa需要基于對(duì)子系統(tǒng)的生態(tài)效益評(píng)價(jià)，然后用上述方法同理計(jì)算獲取即可。
4.2 生態(tài)效益評(píng)價(jià)
4.2.1 子系統(tǒng)（Bi）生態(tài)效益評(píng)價(jià)
依據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)體系特征，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)子系統(tǒng)（Bi）進(jìn)行生態(tài)效益評(píng)價(jià)[2,26]。
1）確定最優(yōu)向量：由于進(jìn)行量綱歸一化處理時(shí)已將所有指標(biāo)調(diào)整為正指標(biāo)，故最優(yōu)向量gi為各項(xiàng)指標(biāo)中的最大值[2,26]。
2）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)：利用灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)公式計(jì)算第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與第j個(gè)指標(biāo)的最優(yōu)向量的關(guān)聯(lián)系數(shù)[26-27]：
式中：ξij為關(guān)聯(lián)系數(shù)；Zij為各指標(biāo)量化值；minmin|Zij-gj|和maxmax|Zij-gj|分別為兩級(jí)極小差和兩級(jí)極大差；ρ為分辨率，一般取0.5。
3）子系統(tǒng)（Bi）生態(tài)效益評(píng)價(jià)：
4.2.2 生態(tài)效益評(píng)價(jià)
對(duì)子系統(tǒng)（Bi）的生態(tài)效益評(píng)價(jià)均是從不同側(cè)面來(lái)反映系統(tǒng)的生態(tài)效益，系統(tǒng)總體的生態(tài)效益則必須進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[2]?；趯?duì)子系統(tǒng)（Bi）生態(tài)效益評(píng)價(jià)（RB），再次選用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)系統(tǒng)的總體生態(tài)效益（RA）進(jìn)行評(píng)價(jià)。
5 結(jié)果與分析
5.1 數(shù)據(jù)獲取
在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建完成基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)杠寨小流域15個(gè)固定樣地的調(diào)查、監(jiān)測(cè)以及相關(guān)本底資料的收集，并對(duì)這些資料進(jìn)行歸納、分析、計(jì)算，得到了2009年和2012年該小流域石漠化綜合治理不同植被類型生態(tài)效益評(píng)價(jià)各單項(xiàng)指標(biāo)的量化值（表3）。
5.2 權(quán)重確定及指標(biāo)優(yōu)選
運(yùn)用上述方法，通過(guò)對(duì)2009年和2012年各初選指標(biāo)的平均值權(quán)重進(jìn)行計(jì)算、分析（表2），并結(jié)合指標(biāo)體系構(gòu)建原則，剔除相關(guān)聯(lián)的指標(biāo)，本位最終優(yōu)選了17項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了該流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；分別計(jì)算了2009年和2012年各優(yōu)選指標(biāo)的權(quán)重（表4）。
表3 調(diào)查數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化Table 3 Standardized values of survey data
由表4可以看出，石漠化綜合治理初期（2009年）和3年后（2012年）指標(biāo)層各指標(biāo)所占權(quán)重有一定差異，所占權(quán)重較大的5個(gè)指標(biāo)具體排序：2009年為土壤的全K含量＞喬木層固碳量＞土壤初滲速率＞土壤穩(wěn)滲速率＞枯落物層固碳量；2012年為土壤初滲速率＞土壤穩(wěn)滲速率＞土壤有效P含量＞喬木層固碳量＞枯落物層固碳量；可見(jiàn)，石漠化綜合治理初期，土壤的全K含量對(duì)生態(tài)效益的影響最大，而綜合治理3年后，土壤的初滲速率對(duì)其影響最大。
不同治理時(shí)期該體系各子系統(tǒng)（準(zhǔn)則層）所占權(quán)重均為水土保持（0.2606、0.2897）＞改良土壤（0.2072、0.2096）＞水源涵養(yǎng)（0.2054、0.2060）＞固碳釋氧（0.1707、0.1606）＞生物效應(yīng)（0.1561、0.1341），表明水土保持的綜合指標(biāo)對(duì)該流域石漠化綜合治理的生態(tài)效益影響較大（所占權(quán)重的比例增幅也最大（11.18%）），改良土壤和水源涵養(yǎng)的綜合指標(biāo)對(duì)其影響次之，生物效應(yīng)的綜合指標(biāo)對(duì)其影響最?。挥纱丝梢?jiàn)石漠化綜合治理工程的首要作用就是要抑制該區(qū)域的水土流失，其次是改良土壤，提高其水源涵養(yǎng)性能；這與我省石漠化綜合治理工程的實(shí)施目的正好相符，說(shuō)明分析結(jié)果與貴州省的實(shí)際情況基本一致，證明該評(píng)價(jià)體系是正確的、可行的。
表4 杠寨小流域生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選Table 4 Eco-efficiency evaluation index optimization of Gangzhai small watershed
5.3 生態(tài)效益評(píng)價(jià)
運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法，分別計(jì)算得到了2009年和2012年杠寨小流域石漠化綜合治理不同植被類型各子系統(tǒng)的生態(tài)效益以及綜合生態(tài)效益的評(píng)價(jià)值（見(jiàn)表5）。
由表5可知，通過(guò)3年的石漠化綜合治理：杠寨小流域綜合生態(tài)效益的評(píng)價(jià)值由治理初期的0.437 7上升到了0.450 7，效益增幅將近3%；固碳釋氧、生物效應(yīng)、改良土壤和水土保持效益均有所提高，其中，以水土保持效益的增幅為最大，其效益評(píng)價(jià)值由2009年的0.083 0提高到了2012年的0.092 1，增幅將近11%。從不同植被類型來(lái)看，除了6、9、12和14號(hào)樣地以外，其余各樣地的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值均有所提高，其中以8號(hào)樣地（刺槐和柳杉混交林）的效益增幅為最大，其效益評(píng)價(jià)值由2009年的0.371 2提高到了2012年的0.436 7，增幅達(dá)到了17.65%。
表5 杠寨小流域生態(tài)效益評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 Results of eco-efficiency evaluation of Gangzhai small watershed
6 結(jié)論與討論
（1）運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法，并結(jié)合指標(biāo)體系構(gòu)建原則，對(duì)初選的42項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)選，最終確定了17項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別為：枯落物持水量、坡面徑流量、土壤初滲速率和穩(wěn)滲速率、非毛管孔隙度、土壤全K含量、有效P含量和速率K含量、陽(yáng)離子交換量、喬木層、枯落物層、灌木層和草本層的固碳量、喬木層的胸徑、樹高、密度以及草本層的密度，構(gòu)建了該流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
（2）通過(guò)對(duì)構(gòu)建的該指標(biāo)體系各子系統(tǒng)所占權(quán)重進(jìn)行分析計(jì)算，以水土保持效益所占權(quán)重為最大，表明水土保持的綜合指標(biāo)對(duì)該流域石漠化綜合治理的生態(tài)效益影響最大。
（3）采用灰色關(guān)聯(lián)度法分別對(duì)杠寨小流域石漠化綜合治理初期和治理3年后的生態(tài)效益評(píng)價(jià)值進(jìn)行了分析計(jì)算，結(jié)果表明：該小流域的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值由治理初期的0.437 7上升到了0.450 7，效益增幅將近3%；除改良土壤效益以外，其余各子系統(tǒng)的效益評(píng)價(jià)值均有所增加，其中以水土保持效益的增幅為最大。
（4）不同植被類型的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值，除了6、9、12和14號(hào)樣地以外，其余各樣地均有所提高，其中以8號(hào)樣地（刺槐和柳杉混交林）的效益增幅為最大。
（5）經(jīng)過(guò)3年的石漠化綜合治理，杠寨小流域在生態(tài)效益方面取得了一些成效，但是我們也應(yīng)看到其綜合治理效果還有很大的提升空間，這也說(shuō)明了石漠化治理的長(zhǎng)期性和艱巨性?？傮w而言，杠寨小流域石漠化綜合治理生態(tài)效益指標(biāo)體系構(gòu)建及評(píng)價(jià)結(jié)果為喀斯特地區(qū)進(jìn)一步加強(qiáng)石漠化綜合治理水平，為生態(tài)環(huán)境治理的合理規(guī)劃，為小流域綜合治理效益評(píng)價(jià)向科學(xué)化、規(guī)范化發(fā)展提供了重要的參考。
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Construction of eco-eff i ciency index system for preventing and controlling rocky desertif i cation in Gangzhai karst small watershed, Kaiyang,Guizhou and system evaluation
WU Peng1,2, ZHU Jun1, CUI Ying-chun1, ZHAO Wen-jun1, HOU Na1, ZHANG Xi1
(1. Guizhou Forestry Academy, Guiyang 550005, Guizhou, China; 2. Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)
By taking the Gangzhai small watershed as an example, and using standard deviation coeff i cient method, from six aspects of water conservation, water and soil conservation, soil improvement, carbon fi xation and oxygen release, biological diversity and biological effects, the primary selected indexes’ weights were determined and then the weighted indexes were screened, there were 17 evaluating indexes to be reserved for constructing a evaluating system, fi nally, the eco-eff i ciency index system for preventing and controlling rocky desertif i cation in Gangzhai karst small watershed, Kaiyang, Guizhou were set up. Moreover, According the 17 evaluating indexes, and by using gray relevancy method, the ecological benef i ts of the watershed’s comprehensive control were evaluated. The results show that after the rocky desertif i cation comprehensive treatment for 3 years, the basin’s evaluating values of water conservation, soil and water conservation, carbon sequestration and release oxygen, and the biological eff i ciency evaluation were all enhanced, of them the soil and water conservation benef i t had the largest increase, the benef i t evaluation values rose from 0.0830 to 0.0921 at the early stage of the governance, and eff i ciency increase amplitude was nearly 11%; the integrated evaluation of ecological benef i t values rose from 0.4377 to 0.4507 at the early stage of the governance and the eff i ciency increase amplitude was nearly 3%. The comprehensive ecological benef i t evaluation values of different vegetation types, except a few of samples, the rest all increased. In general, the basin’s rocky desertif i cation comprehensive treatment had achieved some successes in aspect of ecological benef i ts, but also had the very big promotion space, it also illustrated that there were long-term and arduous nature for desertif i cation control.
Gangzhai small watershed; karst landform; comprehensive treatment of rocky desertification; ecological efficiency;evaluation index system
2013-09-04
貴州喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與監(jiān)測(cè)示范（黔科合0Z 字[2009]2）；石漠化不同植被恢復(fù)模式生態(tài)效益監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)（黔科合SY字[2014]3039號(hào)）；典型石漠化小流域植被恢復(fù)技術(shù)集成推廣與示范（黔科合0Z 字[2010]05）
吳 鵬（1983-），男，助理研究員，山西高平人，從事森林培育及喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究；
E-mail：zuishaoxu@163.com
朱 軍，研究員，從事森林土壤及“3S”技術(shù)研究，E-mail：zhujun8821@vip.163.com
S718.55+7
A
1673-923X(2014)10-0095-07
[本文編校：吳 彬]
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吳 鵬 ，朱 軍 ，崔迎春 ，趙文君 ，侯 娜 ，張 喜
（1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，北京 100091）
喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理生態(tài)效益指標(biāo)體系構(gòu)建及評(píng)價(jià)
——以杠寨小流域?yàn)槔?/p>
吳 鵬1，2，朱 軍1，崔迎春1，趙文君1，侯 娜1，張 喜1
（1.貴州省林業(yè)科學(xué)研究院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院，北京 100091）
以杠寨小流域?yàn)槔?，采用?biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法，從水源涵養(yǎng)、水土保持、改良土壤、固碳釋氧、生物多樣性和生物效應(yīng)等6個(gè)方面，對(duì)初選指標(biāo)進(jìn)行了權(quán)重的確定及優(yōu)選，最終確定了17項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了該流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)選定的評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)該流域綜合治理的生態(tài)效益進(jìn)行了評(píng)價(jià). 結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)3年的石漠化綜合治理，該流域的水源涵養(yǎng)、水土保持、固碳釋氧和生物效益評(píng)價(jià)值均有所提高，其中以水土保持效益增幅最大，其效益評(píng)價(jià)值由治理初期的0.083 0上升到了0.092 1，效益增幅將近11%；綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值由治理初期的0.437 7上升到了0.450 7，效益增幅將近3%。不同植被類型的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值，除了少數(shù)幾個(gè)樣地以外，其余各樣地均有所提高?？傮w而言，該流域的石漠化綜合治理在生態(tài)效益方面取得了一些成效，但還有很大提升空間，這也說(shuō)明了石漠化治理的長(zhǎng)期性和艱巨性。
杠寨小流域；喀斯特地貌；石漠化綜合治理；生態(tài)效益；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
喀斯特石漠化是制約貴州生態(tài)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展最嚴(yán)重的障礙，石漠化綜合治理已成為貴州經(jīng)濟(jì)建設(shè)和生態(tài)恢復(fù)的重要目標(biāo)[1-2]。許多學(xué)者對(duì)石漠化的本質(zhì)規(guī)律、成因、治理措施和模式都做了較為深入研究[2-5]；對(duì)石漠化綜合治理的效益評(píng)價(jià)也作了很多貢獻(xiàn)[6-9]：主要從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)3方面對(duì)石漠化綜合治理效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建進(jìn)行研究；但是他們對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取多采用的是專家打分的方式，帶有較強(qiáng)的主觀性、片面性，這樣會(huì)導(dǎo)致構(gòu)建的評(píng)價(jià)矩陣不能夠準(zhǔn)確反映出治理效益的內(nèi)在機(jī)制，缺乏科學(xué)合理性，甚至?xí)?dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失效。本研究以黔中杠寨小流域?yàn)槔?，采用?biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法，確定指標(biāo)權(quán)重，對(duì)眾多初選指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選，構(gòu)建了喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理生態(tài)效益的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)結(jié)合該流域的實(shí)際情況，采用灰色關(guān)聯(lián)度法，分別對(duì)2009年（石漠化綜合治理初期）和2012年（石漠化綜合治理3年后）不同植被類型的生態(tài)效益進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)，以期能為進(jìn)一步加強(qiáng)石漠化綜合治理水平、為喀斯特退化生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為有關(guān)部門生態(tài)環(huán)境治理規(guī)劃的決策提供科學(xué)依據(jù)[10]。
1 研究區(qū)概況[11]
研究地位于貴州省開(kāi)陽(yáng)縣高寨苗族布依族鄉(xiāng)杠寨小流域，流域面積3 020.15 hm2，屬烏江水系的支流清水江流域，清水江是烏江中游右岸的大支流之一，發(fā)源于苗嶺山脈北麓的平壩縣活龍冷水沖；地處開(kāi)陽(yáng)縣南面，地理位置107°70′～117°00′E，26°51′～ 26°55′N， 平 均 海 拔 600 ～1 350 m；巖溶地貌類型以丘原山地為主，主要出露巖石為石灰?guī)r、白云巖、灰質(zhì)白云巖、砂頁(yè)巖；石漠化面積1 179.85 hm2，其中，輕度石漠化535.20 hm2，中度石漠化477.66 hm2，強(qiáng)度石漠化166.99 hm2，分別占流域石漠化面積的45.36%、40.48%和14.16%，石漠化程度較高；冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，年平均氣溫11.6～15.3℃，年無(wú)霜期250 d左右，常年降雨量約為1 200 mm，雨熱同期，雨量充沛且多集中在夏季6、7、8三個(gè)月，占降雨量50%左右；森林覆蓋率為35%，植被屬亞熱帶常綠闊葉林和常綠針葉闊葉混交林，森林樹種有馬尾松、杉、柏等，經(jīng)濟(jì)林樹種主要有核桃、桃子、李子等；土壤主要為地帶性黃壤。林地植被主要有白櫟Quercus fabriHance、毛栗Castanea seguinii、小果南燭Lyonia ovalifoliavar.elliptica、小果薔薇Rosa cymosaTratt.、杜鵑Rhododendronsimsii& R.spp.、火棘Pyracantha fortuneana、山胡椒Lindera glauca.、石生鼠李Rhamnus davuricaPall.、鹽膚木Rhus chinensisMill、芒Miscanthus、菜蕨Callipteris esculenta、蓋蕨Athyrium minimumChing、狗脊蕨Woodwardia japonica、金星蕨Parathelypteris nipponica.、 蝴 蝶 花Herba IridisJaponicae、 苔 草Carex tristachya、茅草Imperata cylindrica。
2 樣地調(diào)查與土壤分析
2.1 樣地的設(shè)置與調(diào)查
根據(jù)典型調(diào)查方法，研究選擇了該流域主要的森林植被類型，包括麻櫟喬木林、馬尾松和華山松混交林（幼齡林和中齡林）、柳杉幼林、馬尾松和華山松成熟林、火棘灌叢、麻櫟灌叢等15塊(面積均為20 m×20 m)固定樣地，于2009年12月和2012年12月分別對(duì)樣地中胸徑5 cm以上的所有樹種進(jìn)行每木檢尺，記錄其林分起源、林齡、樹種組成、郁閉度、胸徑、樹高、冠幅等；另外每個(gè)樣地分別設(shè)置3個(gè)5 m×5 m和1 m×1 m的小樣方進(jìn)行灌木和草本的調(diào)查，記錄其種類、數(shù)量、蓋度、高度等；環(huán)境因子的調(diào)查包括經(jīng)緯度、海拔、坡度、枯落物厚度等；樣地具體情況見(jiàn)表1。
2.2 土壤采集與測(cè)定
土壤樣品的采集：分別于2009年12月和2012年12月在每個(gè)樣地沿坡面從左到右等間距布設(shè)3個(gè)重復(fù)采樣點(diǎn)，分別采集0～10和10～20 cm的土樣各一份，然后采用四分法取樣品1 kg左右，帶回室內(nèi)風(fēng)干后，以測(cè)定土壤的化學(xué)性狀[11]；另外，在各采樣點(diǎn)分別用環(huán)刀取0～10、10～20和20～40 cm的原狀土以測(cè)定土壤水分-物理性質(zhì)。
土壤樣品的測(cè)定[11-12]：土壤容重和土壤水分-物理性質(zhì)的測(cè)定采用環(huán)刀法《LY/T 1215-1999》；土壤滲透率的測(cè)定采用環(huán)刀法《LY/T1218-1999》；土壤全N的測(cè)定采用擴(kuò)散法《LY/T1228-1999》；土壤全K采用的測(cè)定采用堿熔-火焰光度法《LY/T1234-1999》；土壤全P的測(cè)定采用堿熔法《LY/T1232-1999》；土壤水解性N的測(cè)定采用堿解-擴(kuò)散法《LY/T1229-1999》；土壤速效K的測(cè)定采用乙酸浸提-火焰光度法《LY/T1236-1999》；土壤有效P的測(cè)定采用鹽酸和硫酸溶液浸提法《LY/T1233-1999》；土壤pH值的測(cè)定《LY/T1239-1999》；土壤有機(jī)質(zhì)采用外加熱重鉻酸鉀-濃硫酸氧化-容量法《LY/T1237-1999》；土壤陽(yáng)離子交換量的測(cè)定采用乙酸銨交換法《LY/T1243-1999》。
表 1 樣地基本情況Table 1 Basic conditions of sample plots
3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建
對(duì)任何項(xiàng)目進(jìn)行多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)，都必須建立相應(yīng)的指標(biāo)體系[9,13]，它是進(jìn)行喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)的首要工作。評(píng)價(jià)指標(biāo)的種類和精度都將直接影響到效益評(píng)價(jià)的客觀準(zhǔn)確性，因此，正確選擇和確定指標(biāo)體系尤為重要[9]。
3.1 指標(biāo)體系構(gòu)建的原則
（1）客觀性：指標(biāo)必須客觀存在，符合流域?qū)嶋H情況[14-15]；
（2）科學(xué)性：所選指標(biāo)應(yīng)具有一定的代表性[14,16]；
（3）獨(dú)立性：?jiǎn)蝹€(gè)指標(biāo)應(yīng)反映流域的某一側(cè)面，指標(biāo)之間應(yīng)盡量不相互重疊，不存在運(yùn)算或因果關(guān)系[14,17]；
（4）系統(tǒng)性：指標(biāo)體系作為一個(gè)統(tǒng)一整體，應(yīng)能夠反映和評(píng)價(jià)流域的主要特征和狀況[8-9,15]；
（5）層次性：指標(biāo)體系應(yīng)根據(jù)評(píng)價(jià)對(duì)象和內(nèi)容分出層次，并在此基礎(chǔ)上將指標(biāo)體系分類，以使指標(biāo)結(jié)構(gòu)清晰、便于應(yīng)用[16]；
（6）可量化性：指標(biāo)可以用數(shù)量表達(dá)，每一項(xiàng)具體數(shù)值同反映的效益內(nèi)容相一致[13,18]；
（7）可操作性：指標(biāo)必須的資料容易取得，必須的計(jì)算方法容易操作；避免計(jì)算復(fù)雜，采集困難的指標(biāo)[8,16]。
3.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇的步驟
（1） 指標(biāo)的初選：根據(jù)流域特征、治理目標(biāo)、發(fā)展趨勢(shì)以及生態(tài)效益評(píng)價(jià)目的，在對(duì)前人的相關(guān)成果研究分析的基礎(chǔ)上[4，7-8，13-24]，盡可能涵蓋可以描述該系統(tǒng)各層次狀態(tài)的所有指標(biāo)，全方位考慮，以免遺漏重要指標(biāo)[9]。
（2）指標(biāo)的優(yōu)選：通過(guò)對(duì)初選指標(biāo)的權(quán)重分析，并結(jié)合指標(biāo)體系構(gòu)建原則，對(duì)初選指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選（選用所占權(quán)重大且相互獨(dú)立的指標(biāo)）。
（3）指標(biāo)的確定：結(jié)合流域治理現(xiàn)狀和指標(biāo)取得的難易程度，最終確定指標(biāo)體系，形成完整的指標(biāo)體系框架[9]。
3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的框架
杠寨小流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分為了目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層等3個(gè)層次[8-9]，包含了6個(gè)子系統(tǒng)：水源涵養(yǎng)（B1）、水土保持（B2）、改良土壤（B3）、固碳釋氧（B4）、生物多樣性（B5）和生物效應(yīng)（B6）；初選指標(biāo)包含 C11、C12、C13、…、C624等 42項(xiàng)（詳見(jiàn)表2）。
4 指標(biāo)權(quán)重確定和評(píng)價(jià)方法
目前，多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的方法有很多[7,14,20]，其關(guān)鍵是指標(biāo)權(quán)重的確定，權(quán)重的準(zhǔn)確與否在很大程度上影響著評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性[8]。本研究采用精度較高且計(jì)算較為簡(jiǎn)便的標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法確定指標(biāo)權(quán)重，并結(jié)合可進(jìn)行多層次綜合評(píng)價(jià)的灰色關(guān)聯(lián)度法[2]，對(duì)杠寨小流域石漠化綜合治理不同植被類型的生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，在一定程度上可反映該流域石漠化綜合治理的生態(tài)效益。
表2 杠寨小流域生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)初選?Table 2 Primary choice of eco-efficiency evaluation indexes of Gangzhai small watershed
4.1 指標(biāo)權(quán)重確定
4.1.1 指標(biāo)的無(wú)量綱化處理
為了解決各指標(biāo)不同量綱無(wú)法進(jìn)行綜合分析的問(wèn)題，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行量綱歸一化處理[2,9,20-21,25]。運(yùn)用極值標(biāo)準(zhǔn)化方法，具體轉(zhuǎn)換公式如下：
式中：max(Xj)和min(Xj)分別為指標(biāo)集中每一指標(biāo)下（列）中的最大值和最小值，i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，m。
4.1.2 權(quán)重確定
運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法確定權(quán)重，獲取各單項(xiàng)指標(biāo)（Xj）權(quán)重系數(shù)Wj[2,25]：
分別為Xj的標(biāo)準(zhǔn)差、均值和標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)。對(duì)子系統(tǒng)（Bi）的權(quán)重系數(shù)Wa需要基于對(duì)子系統(tǒng)的生態(tài)效益評(píng)價(jià)，然后用上述方法同理計(jì)算獲取即可。
4.2 生態(tài)效益評(píng)價(jià)
4.2.1 子系統(tǒng)（Bi）生態(tài)效益評(píng)價(jià)
依據(jù)系統(tǒng)指標(biāo)體系特征，運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法對(duì)子系統(tǒng)（Bi）進(jìn)行生態(tài)效益評(píng)價(jià)[2,26]。
1）確定最優(yōu)向量：由于進(jìn)行量綱歸一化處理時(shí)已將所有指標(biāo)調(diào)整為正指標(biāo)，故最優(yōu)向量gi為各項(xiàng)指標(biāo)中的最大值[2,26]。
2）計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)：利用灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)公式計(jì)算第i個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象與第j個(gè)指標(biāo)的最優(yōu)向量的關(guān)聯(lián)系數(shù)[26-27]：
式中：ξij為關(guān)聯(lián)系數(shù)；Zij為各指標(biāo)量化值；minmin|Zij-gj|和maxmax|Zij-gj|分別為兩級(jí)極小差和兩級(jí)極大差；ρ為分辨率，一般取0.5。
3）子系統(tǒng)（Bi）生態(tài)效益評(píng)價(jià)：
4.2.2 生態(tài)效益評(píng)價(jià)
對(duì)子系統(tǒng)（Bi）的生態(tài)效益評(píng)價(jià)均是從不同側(cè)面來(lái)反映系統(tǒng)的生態(tài)效益，系統(tǒng)總體的生態(tài)效益則必須進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[2]?；趯?duì)子系統(tǒng)（Bi）生態(tài)效益評(píng)價(jià)（RB），再次選用灰色關(guān)聯(lián)法對(duì)系統(tǒng)的總體生態(tài)效益（RA）進(jìn)行評(píng)價(jià)。
5 結(jié)果與分析
5.1 數(shù)據(jù)獲取
在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建完成基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)杠寨小流域15個(gè)固定樣地的調(diào)查、監(jiān)測(cè)以及相關(guān)本底資料的收集，并對(duì)這些資料進(jìn)行歸納、分析、計(jì)算，得到了2009年和2012年該小流域石漠化綜合治理不同植被類型生態(tài)效益評(píng)價(jià)各單項(xiàng)指標(biāo)的量化值（表3）。
5.2 權(quán)重確定及指標(biāo)優(yōu)選
運(yùn)用上述方法，通過(guò)對(duì)2009年和2012年各初選指標(biāo)的平均值權(quán)重進(jìn)行計(jì)算、分析（表2），并結(jié)合指標(biāo)體系構(gòu)建原則，剔除相關(guān)聯(lián)的指標(biāo)，本位最終優(yōu)選了17項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建了該流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；分別計(jì)算了2009年和2012年各優(yōu)選指標(biāo)的權(quán)重（表4）。
表3 調(diào)查數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化Table 3 Standardized values of survey data
由表4可以看出，石漠化綜合治理初期（2009年）和3年后（2012年）指標(biāo)層各指標(biāo)所占權(quán)重有一定差異，所占權(quán)重較大的5個(gè)指標(biāo)具體排序：2009年為土壤的全K含量＞喬木層固碳量＞土壤初滲速率＞土壤穩(wěn)滲速率＞枯落物層固碳量；2012年為土壤初滲速率＞土壤穩(wěn)滲速率＞土壤有效P含量＞喬木層固碳量＞枯落物層固碳量；可見(jiàn)，石漠化綜合治理初期，土壤的全K含量對(duì)生態(tài)效益的影響最大，而綜合治理3年后，土壤的初滲速率對(duì)其影響最大。
不同治理時(shí)期該體系各子系統(tǒng)（準(zhǔn)則層）所占權(quán)重均為水土保持（0.2606、0.2897）＞改良土壤（0.2072、0.2096）＞水源涵養(yǎng)（0.2054、0.2060）＞固碳釋氧（0.1707、0.1606）＞生物效應(yīng)（0.1561、0.1341），表明水土保持的綜合指標(biāo)對(duì)該流域石漠化綜合治理的生態(tài)效益影響較大（所占權(quán)重的比例增幅也最大（11.18%）），改良土壤和水源涵養(yǎng)的綜合指標(biāo)對(duì)其影響次之，生物效應(yīng)的綜合指標(biāo)對(duì)其影響最?。挥纱丝梢?jiàn)石漠化綜合治理工程的首要作用就是要抑制該區(qū)域的水土流失，其次是改良土壤，提高其水源涵養(yǎng)性能；這與我省石漠化綜合治理工程的實(shí)施目的正好相符，說(shuō)明分析結(jié)果與貴州省的實(shí)際情況基本一致，證明該評(píng)價(jià)體系是正確的、可行的。
表4 杠寨小流域生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)選Table 4 Eco-efficiency evaluation index optimization of Gangzhai small watershed
5.3 生態(tài)效益評(píng)價(jià)
運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度法，分別計(jì)算得到了2009年和2012年杠寨小流域石漠化綜合治理不同植被類型各子系統(tǒng)的生態(tài)效益以及綜合生態(tài)效益的評(píng)價(jià)值（見(jiàn)表5）。
由表5可知，通過(guò)3年的石漠化綜合治理：杠寨小流域綜合生態(tài)效益的評(píng)價(jià)值由治理初期的0.437 7上升到了0.450 7，效益增幅將近3%；固碳釋氧、生物效應(yīng)、改良土壤和水土保持效益均有所提高，其中，以水土保持效益的增幅為最大，其效益評(píng)價(jià)值由2009年的0.083 0提高到了2012年的0.092 1，增幅將近11%。從不同植被類型來(lái)看，除了6、9、12和14號(hào)樣地以外，其余各樣地的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值均有所提高，其中以8號(hào)樣地（刺槐和柳杉混交林）的效益增幅為最大，其效益評(píng)價(jià)值由2009年的0.371 2提高到了2012年的0.436 7，增幅達(dá)到了17.65%。
表5 杠寨小流域生態(tài)效益評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5 Results of eco-efficiency evaluation of Gangzhai small watershed
6 結(jié)論與討論
（1）運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)差系數(shù)法，并結(jié)合指標(biāo)體系構(gòu)建原則，對(duì)初選的42項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)選，最終確定了17項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別為：枯落物持水量、坡面徑流量、土壤初滲速率和穩(wěn)滲速率、非毛管孔隙度、土壤全K含量、有效P含量和速率K含量、陽(yáng)離子交換量、喬木層、枯落物層、灌木層和草本層的固碳量、喬木層的胸徑、樹高、密度以及草本層的密度，構(gòu)建了該流域石漠化綜合治理生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
（2）通過(guò)對(duì)構(gòu)建的該指標(biāo)體系各子系統(tǒng)所占權(quán)重進(jìn)行分析計(jì)算，以水土保持效益所占權(quán)重為最大，表明水土保持的綜合指標(biāo)對(duì)該流域石漠化綜合治理的生態(tài)效益影響最大。
（3）采用灰色關(guān)聯(lián)度法分別對(duì)杠寨小流域石漠化綜合治理初期和治理3年后的生態(tài)效益評(píng)價(jià)值進(jìn)行了分析計(jì)算，結(jié)果表明：該小流域的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值由治理初期的0.437 7上升到了0.450 7，效益增幅將近3%；除改良土壤效益以外，其余各子系統(tǒng)的效益評(píng)價(jià)值均有所增加，其中以水土保持效益的增幅為最大。
（4）不同植被類型的綜合生態(tài)效益評(píng)價(jià)值，除了6、9、12和14號(hào)樣地以外，其余各樣地均有所提高，其中以8號(hào)樣地（刺槐和柳杉混交林）的效益增幅為最大。
（5）經(jīng)過(guò)3年的石漠化綜合治理，杠寨小流域在生態(tài)效益方面取得了一些成效，但是我們也應(yīng)看到其綜合治理效果還有很大的提升空間，這也說(shuō)明了石漠化治理的長(zhǎng)期性和艱巨性?？傮w而言，杠寨小流域石漠化綜合治理生態(tài)效益指標(biāo)體系構(gòu)建及評(píng)價(jià)結(jié)果為喀斯特地區(qū)進(jìn)一步加強(qiáng)石漠化綜合治理水平，為生態(tài)環(huán)境治理的合理規(guī)劃，為小流域綜合治理效益評(píng)價(jià)向科學(xué)化、規(guī)范化發(fā)展提供了重要的參考。
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Construction of eco-eff i ciency index system for preventing and controlling rocky desertif i cation in Gangzhai karst small watershed, Kaiyang,Guizhou and system evaluation
WU Peng1,2, ZHU Jun1, CUI Ying-chun1, ZHAO Wen-jun1, HOU Na1, ZHANG Xi1
(1. Guizhou Forestry Academy, Guiyang 550005, Guizhou, China; 2. Chinese Academy of Forestry, Beijing 100091, China)
By taking the Gangzhai small watershed as an example, and using standard deviation coeff i cient method, from six aspects of water conservation, water and soil conservation, soil improvement, carbon fi xation and oxygen release, biological diversity and biological effects, the primary selected indexes’ weights were determined and then the weighted indexes were screened, there were 17 evaluating indexes to be reserved for constructing a evaluating system, fi nally, the eco-eff i ciency index system for preventing and controlling rocky desertif i cation in Gangzhai karst small watershed, Kaiyang, Guizhou were set up. Moreover, According the 17 evaluating indexes, and by using gray relevancy method, the ecological benef i ts of the watershed’s comprehensive control were evaluated. The results show that after the rocky desertif i cation comprehensive treatment for 3 years, the basin’s evaluating values of water conservation, soil and water conservation, carbon sequestration and release oxygen, and the biological eff i ciency evaluation were all enhanced, of them the soil and water conservation benef i t had the largest increase, the benef i t evaluation values rose from 0.0830 to 0.0921 at the early stage of the governance, and eff i ciency increase amplitude was nearly 11%; the integrated evaluation of ecological benef i t values rose from 0.4377 to 0.4507 at the early stage of the governance and the eff i ciency increase amplitude was nearly 3%. The comprehensive ecological benef i t evaluation values of different vegetation types, except a few of samples, the rest all increased. In general, the basin’s rocky desertif i cation comprehensive treatment had achieved some successes in aspect of ecological benef i ts, but also had the very big promotion space, it also illustrated that there were long-term and arduous nature for desertif i cation control.
Gangzhai small watershed; karst landform; comprehensive treatment of rocky desertification; ecological efficiency;evaluation index system
2013-09-04
貴州喀斯特地區(qū)石漠化綜合治理監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與監(jiān)測(cè)示范（黔科合0Z 字[2009]2）；石漠化不同植被恢復(fù)模式生態(tài)效益監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)（黔科合SY字[2014]3039號(hào)）；典型石漠化小流域植被恢復(fù)技術(shù)集成推廣與示范（黔科合0Z 字[2010]05）
吳 鵬（1983-），男，助理研究員，山西高平人，從事森林培育及喀斯特森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究；
E-mail：zuishaoxu@163.com
朱 軍，研究員，從事森林土壤及“3S”技術(shù)研究，E-mail：zhujun8821@vip.163.com
S718.55+7
A
1673-923X(2014)10-0095-07
[本文編校：吳 彬]
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