許 靈，巴麗敏，肖 洋

(1.松遼水利水電開發(fā)有限責(zé)任公司，吉林 長春 130021； 2.長春源茂生態(tài)環(huán)境技術(shù)咨詢有限公司，吉林 長春 130021)

水土保持和水土保持效益評(píng)價(jià)方面的研究工作，歐美國家開展較早。早期的研究目的在于如何提高農(nóng)作物產(chǎn)量以及評(píng)價(jià)水土保持措施對(duì)土壤的保持效果。研究的內(nèi)容主要包括土地利用規(guī)劃和侵蝕控制，以此來評(píng)價(jià)水土保持效益[1]。1914年，美國密蘇里大學(xué)米勒(M.F.Miller)建立侵蝕小區(qū)，對(duì)土壤侵蝕進(jìn)行系統(tǒng)研究，利用侵蝕小區(qū)的方法能夠驗(yàn)證水土保持措施對(duì)保持土壤侵蝕的效果[2]。Trimble、Walling等人利用水文觀測和河流斷面測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了坡面侵蝕、河道沖淤與凈輸出方面的研究[3]。另外,劉孝盈對(duì)田納西河流域范圍內(nèi)的水文數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，證明了大規(guī)模開展水土保持措施工作，能夠明顯的減少水土侵蝕危害，減少比例可達(dá)38%～55%[4]。德國的Authacheer提出了Cultivaim方法，運(yùn)用Cultivaim方法證實(shí)了水土保持措施為德國西部和南部地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。2005年Hernandez對(duì)土壤中的微量元素進(jìn)行了測定，將試驗(yàn)區(qū)劃分為不同的區(qū)塊，分別測量了鉀、磷、氮等元素。研究表明了貧瘠沙土上，水土保持措施能夠起到較好的水土流失治理效果[5]。2007年Lambert等人通過對(duì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和自然環(huán)境指標(biāo)水土保持投入-產(chǎn)出進(jìn)行數(shù)學(xué)分析[6]，對(duì)水土保持效益進(jìn)行了量化評(píng)價(jià)。2009年Carter等通過檢測作物輪作各階段的耕地生物指標(biāo)(C、N含量、植物寄生生物密度、生物多樣性)和耕地物理狀況指標(biāo)(容積密度)來評(píng)估水土保持效益[7]。

《水土保持技術(shù)規(guī)范》《水土保持綜合治理效益計(jì)算方法》等為水土保持效益的量化評(píng)價(jià)提供了依據(jù)[8]。2008年，水利部修訂頒布《水土保持綜合治理效益計(jì)算方法》(GB/15774—2008)[9]。此外，為推動(dòng)我國水土保持綜合效益工作的進(jìn)展，一些水土保持工作者和相關(guān)學(xué)者也提出效益評(píng)價(jià)的方法。筆者查閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)了很多學(xué)者通過不同的實(shí)踐探索建立了多種效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，主要包含的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：治理程度、土壤侵蝕量、土壤侵蝕模數(shù)、林草覆蓋率、人均收入、人均糧食產(chǎn)量、勞動(dòng)生產(chǎn)率、土地生產(chǎn)率、資金產(chǎn)投比、地表徑流模數(shù)、投資回收期糧食單產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品商品率等，主要涵蓋了經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。不同的指標(biāo)體系所選取的指標(biāo)數(shù)量有所不同[10]。

可見，水土保持效益評(píng)價(jià)在國內(nèi)外已經(jīng)做了大量基礎(chǔ)性的研究，為本文的研究提供了重要的理論基礎(chǔ)。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了各種評(píng)價(jià)方法，為水土保持效益的評(píng)價(jià)工作提供一些借鑒。

1 水土保持效益計(jì)算

水土保持效益計(jì)算是根據(jù)已確定的各指標(biāo)值和其權(quán)重加權(quán)求和的過程。由于各指標(biāo)量綱不同，因此各指標(biāo)觀測值不能直接加和，而必須先經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化讓其無量綱化，轉(zhuǎn)化為水土保持經(jīng)濟(jì)價(jià)值或水土保持評(píng)分值，再根據(jù)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算出水土保持效益評(píng)分值或經(jīng)濟(jì)價(jià)值加權(quán)平均數(shù)之和，即為水土保持綜合效益[11]。常用的標(biāo)準(zhǔn)化方法有正比例函數(shù)、分級(jí)評(píng)分函數(shù)、分段函數(shù)、線性函數(shù)和非線性函數(shù)法等[12]。

1.1 保水保土效益

河流泥沙是我國河流的主要問題,因此受到外界廣泛關(guān)注,保水保土效益的計(jì)算方法取得大量研究成果,形成了較規(guī)范的研究方法。

(1)水土保持分析法。通過固定監(jiān)測點(diǎn)觀測水土保持措施的調(diào)水保土作用，用以區(qū)分各項(xiàng)措施對(duì)水沙變化的影響，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)預(yù)測水沙變化趨勢[13]。

(2)水文分析法。通過統(tǒng)計(jì)分析水文站的徑流量、輸沙量等數(shù)據(jù),利用經(jīng)驗(yàn)公式模型以及不同時(shí)間系列對(duì)比等定量計(jì)算區(qū)域內(nèi)調(diào)水保土量[14]。

在水土保持工作發(fā)展過程中，大量人員將水文模型和土壤侵蝕模型進(jìn)行了實(shí)踐改進(jìn)，同時(shí)引入保水保土效益計(jì)算當(dāng)中,主要是為了分析估算治理前后水量和沙量變化[15]。

1.2 經(jīng)濟(jì)效益

開展水土保持的最終目的是保護(hù)生態(tài)環(huán)境，并通過效益證明，調(diào)動(dòng)當(dāng)?shù)厝罕妳⑴c水土保持工作。經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算主要內(nèi)容有:

(1)根據(jù)水土保持措施總投入，計(jì)算單位面積投入情況。

(2)統(tǒng)計(jì)實(shí)施水土保持措施后區(qū)域增產(chǎn)情況。

(3)計(jì)算單位面積年凈增產(chǎn)。

(4)按照各項(xiàng)措施實(shí)施情況，分別計(jì)算收回投資時(shí)間。

(5)根據(jù)以上計(jì)算，各項(xiàng)基本建設(shè)投資收回后,將措施區(qū)域以后每年的凈增產(chǎn)情況統(tǒng)計(jì)，并按照要求劃分不同時(shí)段[16]。

通過分析計(jì)算各項(xiàng)措施長期的經(jīng)濟(jì)效益，能夠更加科學(xué)、合理的對(duì)不同土地資源和勞動(dòng)力資源利用進(jìn)行合理配置，從而帶動(dòng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展。研究水土保持作用也將給經(jīng)濟(jì)增長帶來較大貢獻(xiàn)[17]。

1.3 社會(huì)效益

社會(huì)效益主要指通過水土保持綜合治理，改變生態(tài)環(huán)境狀況，減少自然災(zāi)害，促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步。農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)調(diào)查方法是目前較為通用方法，主要是通過對(duì)比社會(huì)自然背景條件等各項(xiàng)指標(biāo)比較相近但是水土流失治理度不同的區(qū)域，或者是通過調(diào)查特定區(qū)域治理前后不同時(shí)期情況進(jìn)行對(duì)比。減少溝道、河水中泥沙的效益情況可以通過水土保持分析法和水文分析法計(jì)算,但是在使用中要考慮降水作用的減沙量情況[18]。

1.4 生態(tài)效益

生態(tài)效益是指水土保持綜合治理中保水保土效益之外的其他生態(tài)方面效益,主要包括近地層氣象環(huán)境、地表徑流、生物變化、土壤質(zhì)量等等。主要在治理區(qū)設(shè)立多個(gè)固定監(jiān)測點(diǎn)，通過水土保持治理前后不同時(shí)間段的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析。為生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)功能方面,“凈化空氣”“增加植被固碳量”“促進(jìn)生物多樣性”等指標(biāo)的計(jì)算可參照《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》的規(guī)定[19]。

2 效益評(píng)價(jià)方法

目前使用頻繁的評(píng)價(jià)方法可以分為定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)，定性分析和定量分析既可以單獨(dú)使用，也可以兩者結(jié)合使用。在流域治理設(shè)計(jì)或者效益評(píng)價(jià)等方面，多以幾種定量評(píng)價(jià)方法綜合使用為主[20]。

2.1 定性評(píng)價(jià)

定性評(píng)價(jià)主要是對(duì)小流域治理前后的各項(xiàng)效益指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比后，通過確定增減來分析評(píng)價(jià)效益情況。例如李恩慧通過利用種植業(yè)年增產(chǎn)值、土地利用率、水土流失面積和林草覆蓋率等評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)研究區(qū)綜合治理的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益進(jìn)行了前后對(duì)比評(píng)價(jià),通過指標(biāo)增減及發(fā)展趨勢來體現(xiàn)流域綜合治理的效果[21]。

2.2 定量評(píng)價(jià)

定量評(píng)價(jià)方法是設(shè)計(jì)或者效益評(píng)價(jià)時(shí)通過量化確定效益好壞的一種方法。目前，利用較多的方法包括綜合評(píng)價(jià)法、經(jīng)濟(jì)分析法和投入產(chǎn)出分析法。

(1)綜合評(píng)價(jià)法。首先需要建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，然后根據(jù)指標(biāo)體系中各指標(biāo)實(shí)際情況來確定指標(biāo)權(quán)重。在科學(xué)研究中使用比較多的指標(biāo)權(quán)重確定方法有層次分析法、基于熵的確定方法和專家調(diào)查法[22]。

(2)經(jīng)濟(jì)分析法。水土保持綜合治理工作涉及的內(nèi)容比較繁多，利用貨幣等價(jià)宏觀地反映不同階段的治理效果，是較為直觀的一種方法。利用“時(shí)間價(jià)值”來研究經(jīng)濟(jì)投入與產(chǎn)出效益關(guān)系的占比重較大，此方法可以判斷小流域綜合治理的遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)效益的走勢及趨勢[23]。

(3)投入產(chǎn)出分析法。即為綜合治理投入(能量投入)情況與產(chǎn)出對(duì)比分析，陸文偉利用此方法，分析小流域農(nóng)業(yè)生態(tài)的能源特征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了部分問題：在治理小流域中畜牧系統(tǒng)投入與小流域種植子系統(tǒng)難以建立關(guān)聯(lián)性，同時(shí)客觀的反應(yīng)了能源生產(chǎn)環(huán)節(jié)和農(nóng)作物投入結(jié)構(gòu)在目前的治理中還存在不合理因素[24]。

3 結(jié) 論

本文在前人研究的基礎(chǔ)上，闡明了水土保持與水土保持效益等相關(guān)概念的內(nèi)涵，并構(gòu)建了水土保持效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，提出評(píng)價(jià)方法及計(jì)算的內(nèi)容，主要得出以下結(jié)論。

(1)水土保持效益評(píng)價(jià)的方法由定性評(píng)價(jià)和定量評(píng)價(jià)組成。其中定量評(píng)價(jià)方法有綜合評(píng)價(jià)法，經(jīng)濟(jì)分析法，投入產(chǎn)出分析法。

(2)水土保持效益評(píng)價(jià)計(jì)算是根據(jù)確定的各指標(biāo)值和其權(quán)重加權(quán)求和的過程。主要是將數(shù)據(jù)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化將其無量綱化，轉(zhuǎn)化為水土保持經(jīng)濟(jì)價(jià)值或水土保持評(píng)分值，再根據(jù)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算出水土保持效益評(píng)分值或經(jīng)濟(jì)價(jià)值加權(quán)平均數(shù)之和，即為水土保持綜合效益。常用的標(biāo)準(zhǔn)化方法有正比例函數(shù)、分級(jí)評(píng)分函數(shù)、分段函數(shù)、線性函數(shù)和非線性函數(shù)法等。

[1] 張坤，周祖煜，徐化冬.基于改進(jìn)投影尋蹤法的水土保持綜合效益評(píng)價(jià) [J]. 山西水土保持科技，2016(1):11-13.

[2] 趙富德.美國水土保持科研發(fā)展歷程及近期研究的主要內(nèi)容[J].中國水土保持,1991(5):49-53.

[3] 趙建民.基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)理論的水土保持綜合效益評(píng)價(jià)研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2010.

[4] 劉孝盈,楊愛民,汪崗,等.田納西流域水利水保工程減沙及對(duì)我國長江流域水保的啟示[J].泥沙研究,2005(4):64-70.

[5] 湯立群，陳國祥.物理概念模型在水保效益評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].水利學(xué)報(bào)，1998,9(12)：62-65.

[6] 劉富剛.基于能值分析的德州市農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)分析[J].水土保持通報(bào),2010,30(4):235-240，246.

[7] 何松.基于層次分析法的松樹溝小流域水土保持效益評(píng)價(jià)[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016(10)：132-133.

[8] 李文輝. 北方風(fēng)沙區(qū)水土保持綜合效益評(píng)價(jià)[D]. 蘭州：蘭州大學(xué),2011.

[9] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì). 水土保持綜合治理 效益計(jì)算方法：GB/T 15774—2008[S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[10] 鐘原，陳菊紅，馬安妮，等.南水北調(diào)陜西水源區(qū)水土保持效益評(píng)價(jià)[J].水土保持研究，2016,23(3)：119-121.

[11] 馬騫，楊子鋒，于興修，等.基于多目標(biāo)決策灰色關(guān)聯(lián)投影法的水土保持生態(tài)修復(fù)生態(tài)效益動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)[J].水土保持研究，2009，4(16)：100-101.

[12] 孫立達(dá)，孫保平，李中魁.小流域綜合治理的動(dòng)態(tài)監(jiān)測與效益評(píng)價(jià)研究進(jìn)展 [J].水土保持學(xué)報(bào)，1993,7(4)：85-93.

[13] 蔣定生，黃國俊，范興科.黃土高原坡耕地隨土保持措施效益評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)研究 [J].水土保持學(xué)報(bào)，1990,4(4)：8-9.

[14] 王琦,楊勤科.區(qū)域水土保持效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法研究[J].水土保持研究,2010,17(2):32-36，40.

[15] 邵輝.渭河流域水土流失變化對(duì)梯田措施響應(yīng)的模擬研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué),2013.

[16] 宋瑞平.水土保持基本理論及其在廢黃河流域綜合治理中的應(yīng)用研究[D].南京：河海大學(xué),2005.

[17] 潘佩佩,楊桂山,蘇偉忠.土地利用變化對(duì)土地生產(chǎn)力的影響研究進(jìn)展[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2012,31(5):539-550.

[18] 趙力儀,馬國力,祁永新,等.水土保持社會(huì)效益的監(jiān)測與評(píng)價(jià)[J].人民黃河,2000(6):23-25，46.

[19] 秦嘉龍,尹曉英,曾永良.三江源水土保持生態(tài)效益評(píng)價(jià)研究[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2015,31(1):180-184.

[20] 仲艷維. 潮白河流域水土保持效益評(píng)價(jià)及生態(tài)補(bǔ)償制度構(gòu)建研究[D]. 北京：北京林業(yè)大學(xué),2014.

[21] 李恩慧.玉田縣團(tuán)城小流域治理措施及效益分析[J].水科學(xué)與工程技術(shù),2005(S1):59-61.

[22] 鄭國權(quán),楊憲杰,溫美麗,等.廣東省小流域綜合治理效益的定量評(píng)價(jià)——以清遠(yuǎn)市瑤安小流域?yàn)槔齕J].水土保持通報(bào),2016,36(4):237-243.

[23] 李巖,王立群.小流域綜合治理及其效益評(píng)價(jià)研究進(jìn)展[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2008(3):62-66.

[24] 陸文偉,黃獻(xiàn)康,黎家偉,等.敢上紅壤小流域農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量投入產(chǎn)出分析[J].廣西農(nóng)業(yè)生物科學(xué),1999(1):75-80.