李志環(huán)

(遼寧省朝陽市凌源市宋杖子鎮(zhèn)人民政府，遼寧 朝陽 122524)

受人為干擾、水文條件和氣候環(huán)境等因素影響，遼西山地丘陵區(qū)的水土流失問題越來越引起人們的關(guān)注，土壤侵蝕及其導(dǎo)致的土地資源破壞、土壤肥力下降、生態(tài)環(huán)境惡化等問題日趨突出，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來負(fù)面影響。對此，為保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境和加強(qiáng)水土流失治理，凌源市水保部門結(jié)合當(dāng)?shù)氐纳鐣l(fā)展和經(jīng)濟(jì)條件，堅(jiān)持防治并重、預(yù)防為主的原則，相繼實(shí)施了退耕還草還林、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、坡耕地治理等系列工程，經(jīng)過長期治理極大改善了區(qū)域生態(tài)環(huán)境，顯著提升了生態(tài)系統(tǒng)涵養(yǎng)水源和保持水土的能力[1-3]。19世紀(jì)末，國外學(xué)者較早研究與評價(jià)了水保效益狀況，并取得一定的實(shí)踐成果；20世紀(jì)初，水污染以及非點(diǎn)源污染控制逐漸成為水保效益評價(jià)的重點(diǎn)；20世紀(jì)末，對于水保效益的研究分析我國學(xué)者應(yīng)用了現(xiàn)代的理論方法與科學(xué)技術(shù)，因決策目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)的差異，在研究過程中不同學(xué)者的側(cè)重點(diǎn)不盡相同，但具有相同的水保效益認(rèn)識，即改善生態(tài)環(huán)境、增加農(nóng)林牧業(yè)產(chǎn)品為組成水保效益的兩大類型。

文章以遼西山地丘陵區(qū)凌源市的小流域綜合治理工程為例，結(jié)合現(xiàn)有文獻(xiàn)資料與方法，將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值響應(yīng)水保效益的程度利用直接或間接的方法分析，并揭示了生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能在治理前后的變化特征，以期為其他類似小流域綜合治理以及效益評估提供依據(jù)。

1 流域概況

研究小流域?qū)偻潦|(zhì)中度侵蝕區(qū)，總面積為2321.72hm2，侵蝕方式以中度、水蝕為主，在降水徑流作用下侵蝕溝壑分布廣泛，水土流失面積813.61hm2，其中輕度和中度侵蝕區(qū)294.00hm2、519.62hm2，土壤侵蝕模數(shù)2100tkm2·a。流域內(nèi)水土流失嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境失衡，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)程緩慢致使農(nóng)業(yè)綜合產(chǎn)出率低，對流域的社會進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重制約。土壤類型以褐土為主，黃土與黃土性沖積物為主要成土母質(zhì)，并且以淋溶褐土分布最為廣泛，土壤通透性差、腐殖質(zhì)較薄、抗沖蝕性弱，土壤侵蝕嚴(yán)重極易誘發(fā)水土流失[4-6]。從地貌地形上，總體上起伏較大，分布有大范圍未治理的荒山，部分坡耕地、無工程果園也未得到有效的治理和開發(fā)，糧果產(chǎn)量低而不穩(wěn)，土地資源產(chǎn)出率低，自我發(fā)展及抵御自然災(zāi)害的能力有限。其中，荒山大部分屬土石質(zhì)山，適宜水土保持工程的整地、造林，土地利用現(xiàn)狀如表1所示。

根據(jù)流域水土流失現(xiàn)狀、工程建設(shè)任務(wù)及其治理目標(biāo)，并考慮區(qū)域發(fā)展要求和經(jīng)濟(jì)社會現(xiàn)狀，以維護(hù)環(huán)境資源與水土資源可持續(xù)利用為要求，以農(nóng)民脫貧致富、發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)，通過實(shí)施一系列科學(xué)的產(chǎn)業(yè)開發(fā)、水土保持等措施，將小流域建設(shè)成水土保持功能強(qiáng)大、水源涵養(yǎng)好、系統(tǒng)更加穩(wěn)定、生物多樣性增加、生態(tài)系統(tǒng)向頂級群落正常演替的森林綠色寶庫[7]。經(jīng)過充分論證和探討，平房小流域治理面積為783.02hm2，其中修建水平梯田53.69hm2、魚鱗坑62.67hm2、水平槽31.71hm2、封育治理510.86hm2、果樹臺田124.09hm2，修作業(yè)路3.50km。小流域各項(xiàng)措施的實(shí)施，為促進(jìn)區(qū)域新農(nóng)村建設(shè)、發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)以及提高土地產(chǎn)出率奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，項(xiàng)目實(shí)施后蓄水、保土效率超過70%，總體治理度達(dá)到70%，土壤侵蝕模數(shù)降低至200t/km2·a。

2 水土保持生態(tài)服務(wù)功能

通過小流域綜合治理獲取的凈收入就等于增加的直接價(jià)值，而潛在價(jià)值、間接價(jià)值的增加值相當(dāng)于社會效益和生態(tài)效益。因此，可以直接評價(jià)小流域治理的經(jīng)濟(jì)效益，水土保持對減少土壤侵蝕造成的危害主要體現(xiàn)了其社會效益和生態(tài)效益。對此，充分考慮小流域?qū)嶋H情況，從直接效益(內(nèi)部價(jià)值)和間接效益(外部價(jià)值)的角度評價(jià)水土保持生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價(jià)值。

2.1 直接效益(內(nèi)部價(jià)值)評價(jià)

直接效益是指實(shí)施與未實(shí)施水保措施土地上生長的植物產(chǎn)品對比的增產(chǎn)量和增產(chǎn)值，即計(jì)算實(shí)施坡耕地治理、水土保持林、封禁治理后的實(shí)物增產(chǎn)量和價(jià)值。其中，封禁治理措施計(jì)算封禁后生效年的活力木和枝條產(chǎn)量；水保林的喬木林計(jì)算其成材后的活力木產(chǎn)量及果品產(chǎn)量，坡耕地治理工程計(jì)算實(shí)施治理措施后的糧食和秸稈產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量；灌木林計(jì)算枝條產(chǎn)量；經(jīng)濟(jì)林栽培園計(jì)算在園中實(shí)施水保后的果品、枝條和活力木增產(chǎn)量?？紤]到各項(xiàng)治理措施均以減少水土流失、改善生態(tài)環(huán)境為主，直接效益估算時只計(jì)算蓄水保土產(chǎn)生的效益。蓄水效益指治理措施實(shí)施后通過攔蓄、減緩地表徑流，增加土壤入滲，延長匯流時間等作用而增加的蓄水量；保土效益指治理措施實(shí)施后，攔蓄坡溝泥沙和減輕土壤的面蝕、溝蝕等所減少的土壤侵蝕量和泥沙量。

采用水土保持法計(jì)算蓄水保土效益，其主要流程為：保水效益利用項(xiàng)目區(qū)措施面積乘以相應(yīng)措施的徑流模數(shù)及攔蓄徑流指標(biāo)，各種工程措施的年總蓄水量用工程個數(shù)乘以工程的平均容積計(jì)算，總保水效益用總蓄水量乘以當(dāng)?shù)嘏d建蓄水工程每1m3庫容的造價(jià)求得。結(jié)合調(diào)查資料，凌源市興建蓄水工程1m3庫容造價(jià)為2元；保土效益根據(jù)各種措施面積乘以相應(yīng)措施的侵蝕模數(shù)及保土指標(biāo)計(jì)算，各種工程措施的年總保土量，用工程的個數(shù)乘以工程平均保土量計(jì)算[8]?？偙Ｍ列б嬗每偙Ｍ亮砍艘郧宄拥烂繃嵞嗌郴蚣痈叩谭绬挝煌练搅康脑靸r(jià)求得。凌源市清除河道或小型水利工程每噸泥沙造價(jià)為5.00元，小流域土壤侵蝕模數(shù)2100/km2·a。

經(jīng)計(jì)算該流域各項(xiàng)治理措施實(shí)施后，治理程度提高到79.57%。各項(xiàng)新增措施年蓄水總量達(dá)68.59萬m3，保土達(dá)13190t，年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益143.77萬元，各項(xiàng)治理措施的蓄水保土效益如表2所示。

表2 直接效益值

2.2 間接效益(外部價(jià)值)評價(jià)

水土保持措施帶來的區(qū)域或流域外的生態(tài)服務(wù)價(jià)值相當(dāng)于小流域生態(tài)系統(tǒng)功能的外部價(jià)值，考慮項(xiàng)目區(qū)實(shí)際狀況，采用水土保持調(diào)節(jié)水溫循環(huán)、改善生態(tài)環(huán)境的效益確定綜合治理工程的外部價(jià)值。

1)年固碳效益。采用以下公式計(jì)算年固碳效益，其表達(dá)式為：

U碳=AC碳(1.63R碳B年+F土壤碳)

(1)

式中：C碳為固碳價(jià)格，取1200元/t；A為新增林地面積，平房小流域2020年增加124.09hm2；R碳為CO2碳含量，取26.25%；F土壤碳為單位面積固碳量，取1.48t/(hm2·a)；B年為林分凈生產(chǎn)力，取16.70t/(hm2·a)；U碳為林分固碳效益，從而計(jì)算的固碳效益128.44萬元。

2)保肥效益。保肥效益按照提高林草覆蓋率增加土壤有機(jī)質(zhì)含量來確定，利用價(jià)值替代法用化肥量替換土壤有機(jī)質(zhì)含量，即：

U保肥=a有機(jī)肥hA增加林分ρk

(2)

式中：ρ為土壤容重，取1.26t/m3；a有機(jī)肥為有機(jī)肥價(jià)格，市場價(jià)格取710元/t；、k為土壤有機(jī)質(zhì)含量，按中國土壤數(shù)據(jù)庫取4.13%；h為保留土壤厚度，一般取0.3m；A增加林分為增加林分面積，平房小流域2020年增加124.09hm2；U保肥為保肥效益，由此計(jì)算的保肥效益0.14萬元/a。

3)年釋氧價(jià)值。根據(jù)公式(4)計(jì)算釋氧價(jià)值，其表達(dá)式為：

U氧=1.19C氧AB年氧

(3)

式中：A為新增林地面積，平房小流域2020年增加124.09hm2；B年氧為單位林木面積釋氧量，取5.658t/(hm2·a)；C氧為氧氣價(jià)格，取1050元/t；U氧為林木釋氧效益，從而確定釋氧效益為87.72萬元。

4)滯塵及吸收污染氣體效益。采用以下公式確定吸收污染氣體效益，其表達(dá)式為：

Ug+d=∑KiQiAi

(4)

式中：Ai為林分面積，平房小流域2020年增加124.09hm2；Qi為水保林吸收一般粉塵、氮氧化物、氯化物、SO2的量，依次為33200、6.00、0.50、215.60kg/(hm2·a)；Ki為不同污染物治理費(fèi)用，一般粉塵、氮氧化物、氯化物、SO2的排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.15、0.63、0.69、1.2元/kg；Ug+d為森林吸收吸收滯塵、氮氧化物、氯化物及SO2價(jià)值，元/a，按照以上公式確定的吸收污染氣體費(fèi)用為9.15萬元。

2.3 社會效益評價(jià)

1)項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)指導(dǎo)思想是結(jié)合現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)的新思路，在延續(xù)傳統(tǒng)的生態(tài)建設(shè)模式凈化和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上完成的，其技術(shù)含量高，可帶動農(nóng)林牧副漁業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)多元化生產(chǎn)經(jīng)營，建成一定規(guī)模的流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)基地，加快農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。此外，項(xiàng)目的實(shí)施可增強(qiáng)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、強(qiáng)化農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，將改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施薄弱環(huán)節(jié)，大大提高農(nóng)經(jīng)作物產(chǎn)量及農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，進(jìn)一步鞏固和完善農(nóng)村經(jīng)濟(jì)承包制度，地方經(jīng)濟(jì)隨之活躍起來并繁榮發(fā)展，進(jìn)一步調(diào)整農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)與堤防經(jīng)濟(jì)發(fā)展，促使多元化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)展，

2)通過優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)迅速提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，從根本上改善工程區(qū)地產(chǎn)低效的現(xiàn)狀，拓寬農(nóng)村勞動就業(yè)門路以及帶動其它產(chǎn)業(yè)發(fā)展，隨著農(nóng)民收入的提高，生活水平明顯改善，加快向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，推動科技文化發(fā)展，由此實(shí)現(xiàn)社會進(jìn)步和流域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展。實(shí)現(xiàn)自然資源永續(xù)利用、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，在拓寬產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的同時，項(xiàng)目的實(shí)施可以更加科學(xué)利用和合理開發(fā)自然資源，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)粗放經(jīng)營模式，減少破壞林草資源，為保護(hù)天然林及實(shí)現(xiàn)自然資源的永續(xù)利用奠定基礎(chǔ)。

3)帶動區(qū)域發(fā)展、提升邊境地區(qū)國際形象，通過技術(shù)培訓(xùn)、生產(chǎn)實(shí)踐和科技推廣，項(xiàng)目的實(shí)施將培養(yǎng)一批精英和農(nóng)民技術(shù)骨干，促使現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和廣大群眾現(xiàn)代農(nóng)業(yè)意識，有利于提升農(nóng)業(yè)管理水平和生產(chǎn)節(jié)能。項(xiàng)目的建設(shè)會形成綠色高效生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展通道，改變和提高山區(qū)自然面貌促進(jìn)風(fēng)景旅游資源的開發(fā)和建設(shè)，帶動全縣經(jīng)濟(jì)和生態(tài)建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，對提高邊境地區(qū)的國際形象有著積極的促進(jìn)作用。

3 結(jié) 論

采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值法評價(jià)了凌源市宋杖子鎮(zhèn)平房小流域綜合治理工程的整體效益，結(jié)果表明小流域綜合治理能夠改善流域內(nèi)生態(tài)環(huán)境，對減少水質(zhì)污染、改善調(diào)節(jié)小氣候、凈化空氣、美化環(huán)境、保護(hù)野生植物等方面將發(fā)揮巨大的作用，通過加快流域內(nèi)水土流失的治理步伐，優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到改善，該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿叭藗兊纳钏綄⒌玫胶艽筇岣?，并為生態(tài)系統(tǒng)的逐步恢復(fù)創(chuàng)造有利的條件。各項(xiàng)新增措施年蓄水總量達(dá)68.59萬m3，保土達(dá)13190t，年產(chǎn)生直接效益143.77萬元，間接效益225.45萬元，并且社會效益顯著，生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)價(jià)值要低于外部服務(wù)價(jià)值。