坡面水土保持措施效益評(píng)價(jià)
——以貴州省冗雷河小流域?yàn)槔?/h1>
2015-02-21 03:36:46楊揚(yáng)劉雨鑫金平偉向家平謝云
中國(guó)水土保持科學(xué) 2015年5期
楊揚(yáng)，劉雨鑫，金平偉，向家平，謝云
(1.北京師范大學(xué)地表過(guò)程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，100875，北京；2.珠江水利委員會(huì)珠江流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站，510611，廣州)
坡面水土保持措施效益評(píng)價(jià)
——以貴州省冗雷河小流域?yàn)槔?/p>
楊揚(yáng)1，劉雨鑫1，金平偉2，向家平2，謝云1
(1.北京師范大學(xué)地表過(guò)程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，100875，北京；2.珠江水利委員會(huì)珠江流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站，510611，廣州)
系統(tǒng)評(píng)價(jià)水土保持措施效益并查明水土保持措施在實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題，對(duì)于水土保持工作的規(guī)劃、管理和執(zhí)行具有重大意義。最新發(fā)布的GB/T 15774—2008《水土保持綜合治理效益計(jì)算方法》詳盡描述了水土保持措施的各類(lèi)效益和計(jì)算方法，但也存在指標(biāo)過(guò)多、操作性差以及重復(fù)計(jì)算等問(wèn)題。為了科學(xué)合理地評(píng)價(jià)水土保持措施效益，本研究以針對(duì)性強(qiáng)、可量化和避免重復(fù)三項(xiàng)原則篩選出調(diào)水保土效益和生態(tài)效益的計(jì)算項(xiàng)目，并基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能計(jì)算生態(tài)效益價(jià)值。將這一方法應(yīng)用于貴州省冗雷河小流域的綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目(2008—2010)發(fā)現(xiàn)：該項(xiàng)目的坡面水土保持措施預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)多年平均減流深11.0 mm/a，減蝕厚2.0 mm/a，生態(tài)效益總計(jì)107.1萬(wàn)元/a。本文是對(duì)水土保持生態(tài)效益價(jià)值化的一次嘗試，結(jié)果可為當(dāng)?shù)厮帘３譀Q策提供參考依據(jù)。
水土保持； 生態(tài)效益價(jià)值化； 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
水土保持是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，關(guān)系到糧食安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)長(zhǎng)期堅(jiān)持“以小流域?yàn)閱卧⑷嬉?guī)劃、綜合治理”的方針，在水土保持工作方面取得了巨大成就。為了分析水土保持措施對(duì)實(shí)施區(qū)域的影響，查明其在實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題，并為下一步的水土保持工作提供參考依據(jù)，需要對(duì)水土保持措施的實(shí)施效益進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。
水土保持效益是指實(shí)施水土保持措施對(duì)于減少水土流失，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的貢獻(xiàn)[1]。1995年，水利部發(fā)布了GB/T 15774—1995《水土保持綜合治理效益計(jì)算方法》(簡(jiǎn)稱(chēng)“95國(guó)標(biāo)”)，將水土保持效益劃分為基礎(chǔ)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益4大類(lèi)，規(guī)范了水土保持效益的計(jì)算方法。隨著人民生活水平的提高，生態(tài)環(huán)境意識(shí)逐漸增強(qiáng)，水利部于2008年對(duì)95國(guó)標(biāo)進(jìn)行了修訂并發(fā)布GB/T 15774—2008[2](簡(jiǎn)稱(chēng)“08國(guó)標(biāo)”)，明確了基礎(chǔ)效益為調(diào)水保土效益，并增加了“改善坡面排水”和“調(diào)節(jié)小流域徑流”2項(xiàng)效益內(nèi)容；在經(jīng)濟(jì)效益方面增加了“水土保持工程增加蓄、飲水”和“土地資源增值”，突出了水資源和土地資源的重要性；將“減輕面源污染”納入社會(huì)效益進(jìn)行計(jì)算，強(qiáng)調(diào)了水土保持對(duì)水環(huán)境的影響；同時(shí)，在生態(tài)效益中新增了“增加植物固碳量”這一項(xiàng)目。08國(guó)標(biāo)詳盡地描述了水土保持措施的各類(lèi)效益和計(jì)算方法，極大地推動(dòng)了水土保持工作的持續(xù)開(kāi)展[3]，但其中也存在著一些問(wèn)題需要改進(jìn)。首先，涉及的效益計(jì)算項(xiàng)目過(guò)多，包括4類(lèi)共50個(gè)計(jì)算項(xiàng)目，需要大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在實(shí)際的評(píng)價(jià)工作中操作性較差。其次，計(jì)算項(xiàng)目中不乏重復(fù)內(nèi)容，所得結(jié)果往往高估了實(shí)際效益。例如，“直接經(jīng)濟(jì)效益”的4個(gè)計(jì)算具體項(xiàng)目實(shí)質(zhì)是以不同的參數(shù)來(lái)描述增加的糧食、果品、飼草和木材等的收益，并非相互獨(dú)立的4個(gè)方面。第三，08國(guó)標(biāo)中列出的效益項(xiàng)目與計(jì)算方法并非一一對(duì)應(yīng)，在運(yùn)用中容易混淆。如“調(diào)水保土效益”中的“增加土壤入滲”包括3個(gè)具體項(xiàng)目，但計(jì)算中只用“減流總量”這一個(gè)指標(biāo)來(lái)描述。第四，很多項(xiàng)目難以量化計(jì)算，如“提高環(huán)境容量緩解人地矛盾”、“促進(jìn)良性循環(huán)制止惡性循環(huán)”等。最重要的是缺乏一個(gè)有效的方法將所有效益整合起來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，這不利于當(dāng)?shù)氐乃帘３譀Q策[1]。
大量學(xué)者針對(duì)水土保持效益的綜合評(píng)價(jià)方法展開(kāi)了深入研究并提出了不同觀點(diǎn)?？盗崃岬萚4]歸納了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合3類(lèi)效益共9個(gè)指標(biāo)，并利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，以此計(jì)算黃土高原溝壑區(qū)茜家溝和老虎溝2個(gè)典型小流域的水土保持綜合效益；尹輝等[5]選取了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)方面共15個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用層次分析法計(jì)算權(quán)重，對(duì)湘中丘陵區(qū)的水土保持效益進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)；鄧歐等[6]遴選出反映生態(tài)經(jīng)濟(jì)狀況的46個(gè)指標(biāo)，利用主成分分析法分析四川省長(zhǎng)江上游水土保持工程的效益。這些成果進(jìn)一步豐富了水土保持效益的評(píng)價(jià)方法，但所涉及的權(quán)重需要專(zhuān)家擬定，在實(shí)踐中難以把握。與此不同的是，張信寶[7]提出以土地增值來(lái)核算水土保持效益，并在后續(xù)的研究[3]中將改善水質(zhì)和凈化大氣等生態(tài)效益價(jià)值化；黨志良等[8]將這一理念應(yīng)用于陜西省陳家溝小流域，對(duì)其水土保持措施的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)。此方法[1,9，10]從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的角度將生態(tài)效益價(jià)值化，然后結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益對(duì)水土保持措施進(jìn)行全面總體性評(píng)價(jià)，為水土保持效益計(jì)算提供了一種新思路。
目前，關(guān)于水土保持效益價(jià)值化的研究還較少[1]，各類(lèi)效益計(jì)算項(xiàng)目的價(jià)值化方法和參數(shù)尚不明確。筆者以貴州省冗雷河小流域?yàn)槔?，?8國(guó)標(biāo)的基礎(chǔ)上，參照已有的研究成果，以針對(duì)性強(qiáng)、可量化和避免重復(fù)為原則遴選水土保持效益的計(jì)算項(xiàng)目，厘清相應(yīng)的價(jià)值化方法，探索水土保持效益的綜合評(píng)價(jià)方法。水土保持措施涉及的效益多且雜，在實(shí)際的評(píng)價(jià)工作中，不可能也沒(méi)有必要對(duì)所有效益進(jìn)行計(jì)算和考量[11]。筆者針對(duì)坡面水土保持措施，如封山育林、坡改梯等，不考慮谷坊、淤地壩等溝道工程措施，并側(cè)重最基本的調(diào)水保土效益和生態(tài)效益。
1 資料與方法
1.1 冗雷河小流域及綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目概況
冗雷河小流域位于貴州省黔南州長(zhǎng)順縣，流域面積4 866.8 hm2。其中：耕地面積987.9 hm2，占流域總面積的20.3%；林地面積為1 238.3 hm2，占25.4%；草地面積為846.4 hm2，占17.4%；村寨、公路、水域等面積為415.9 hm2，占8.5%；未利用地面積為1 378.4 hm2，占28.3%。小流域地貌以深中丘為主，低中山次之，地層以富含碳酸鹽的三疊系灰?guī)r和白云巖為主，土壤以水稻土、黃壤和石灰土為主。坡度較陡，25°以上面積所占比例較大。水熱條件豐富，多年平均降雨量為1 400 mm，年平均氣溫在16 ℃左右。獨(dú)特的自然條件成為水土流失和土地石漠化發(fā)生和發(fā)展的天然基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來(lái)，人們大量的毀林開(kāi)荒、墾草種糧，使得區(qū)內(nèi)原生植被遭到嚴(yán)重破壞，造成土地退化和生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
為改善生態(tài)環(huán)境，遏制水土流失和石漠化擴(kuò)展，長(zhǎng)順縣于2008年在冗雷河小流域開(kāi)展綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目。項(xiàng)目區(qū)面積2 514.0 hm2，主要分布于冗雷、農(nóng)場(chǎng)和竹子托3個(gè)村。其中，石漠化面積1 021.2 hm2，占該項(xiàng)目區(qū)面積的40.6%。開(kāi)展綜合治理前，項(xiàng)目區(qū)總?cè)丝? 405人，其中農(nóng)業(yè)人口2 312人，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力1 964人，農(nóng)民人均年收入僅1 609元/(人·a)。
項(xiàng)目規(guī)劃年限為3年(2008—2010)，治理面積702.3 hm2。其中，坡改梯45.0 hm2，封山育林438.7 hm2，人工水保林10.0 hm2，人工經(jīng)果林66.7 hm2，人工草地121.0 hm2，人工改良草地21.0 hm2。由于人工經(jīng)果林下皆種植有人工草地，扣除重復(fù)部分，水土保持措施的實(shí)際面積為635.7 hm2，占項(xiàng)目區(qū)總面積的25.3%；同時(shí)，配套建設(shè)棚圈、青貯窖和田間生產(chǎn)道路等，共計(jì)投入資金444萬(wàn)元。
1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選定
08國(guó)標(biāo)將水土保持效益劃分為4類(lèi)：調(diào)水保土效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益[2]。筆者只針對(duì)調(diào)水保土效益和生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，修訂其計(jì)算具體項(xiàng)目，選擇相應(yīng)的計(jì)算指標(biāo)(表1)。
08國(guó)標(biāo)主張?jiān)诓煌目臻g尺度評(píng)價(jià)水土保持措施的調(diào)水保土效益。冗雷河小流域的綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目不涉及溝道和流域尺度的措施，因此，本研究?jī)H考慮坡面尺度上的調(diào)水效益和保土效益。08國(guó)標(biāo)中，坡面調(diào)水效益按照調(diào)水機(jī)理劃分為3個(gè)計(jì)算具體項(xiàng)目，即改變微地形、增加地面植被和改良土壤性質(zhì)增加入滲。這些效益最終都反映在徑流減少上，相應(yīng)地，08國(guó)標(biāo)只采用“減流總量”這一個(gè)指標(biāo)來(lái)量化；因此，本文將調(diào)水效益修訂為“增加土壤入滲”1項(xiàng)，用“減流總量”這一指標(biāo)描述。與此類(lèi)似，3種坡面土壤侵蝕減少方式最終都反映在土壤流失量的減少上，保土效益用“減蝕總量”這一指標(biāo)量化(表1)。
08國(guó)標(biāo)中的生態(tài)效益包括水、土、氣、生4個(gè)圈層的效益，從構(gòu)成地球表層環(huán)境系統(tǒng)的角度分類(lèi)，邏輯清晰[2]；但對(duì)應(yīng)的計(jì)算具體項(xiàng)目需要修訂(表1)。一方面，計(jì)算指標(biāo)不夠明確，操作較難；另一方面，有些效益之間難以區(qū)分，甚至?xí)霈F(xiàn)重復(fù)。例如08國(guó)標(biāo)中的水圈生態(tài)效益包括“減少洪水流量”和“增加常水流量”，從指標(biāo)角度與調(diào)水效益重復(fù)，但二者實(shí)質(zhì)反映的都是水土保持措施對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能。土圈生態(tài)效益中的“提高土壤肥力”和“改善土壤理化性質(zhì)”有包含關(guān)系，這2項(xiàng)的計(jì)算方法僅僅是建議對(duì)比水土保持措施前后的土壤理化性質(zhì)。對(duì)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)功能而言，水土保持措施的保土結(jié)果應(yīng)分為2項(xiàng)當(dāng)?shù)匦б妫罕３直韺臃饰滞寥篮蜏p少養(yǎng)分流失；以及對(duì)應(yīng)的2項(xiàng)異地效益：減輕下游河道泥沙淤積和改善河道水質(zhì)。針對(duì)改善水質(zhì)的異地效益，08國(guó)標(biāo)也有考慮，體現(xiàn)在社會(huì)效益中的“減輕面源污染”項(xiàng)目。由于水體污染主要影響水生態(tài)環(huán)境，因此納入生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)更為恰當(dāng)?？紤]到異地效益的受益載體是河湖水庫(kù)等水體，將其納入水圈生態(tài)效益(表1)。筆者認(rèn)為氣圈生態(tài)效益主要體現(xiàn)在水土保持措施對(duì)貼地層溫度、濕度和風(fēng)力等小氣候的調(diào)節(jié)，而氣候特征的描述需要至少30年的時(shí)間序列觀測(cè)資料，實(shí)施難度較大，可考慮針對(duì)大規(guī)模水土保持措施并在有條件的地點(diǎn)獲取資料進(jìn)行評(píng)價(jià)，從水土保持規(guī)劃和措施布局的角度可不考慮；但因水土保持措施改變了土地利用、增加了植被覆蓋，能起到凈化空氣如吸收SO2和滯塵的效益，應(yīng)增加對(duì)大氣圈環(huán)境保護(hù)的計(jì)算項(xiàng)目(表1)。生物圈的3項(xiàng)生態(tài)效益中“提高地面林草被覆程度”和“增加植物固碳量”有關(guān)聯(lián)，計(jì)算后者需要前者的信息?！按龠M(jìn)生物多樣性”估算的也是在林草覆蓋度提高以后山雞、野兔和蛇等野生動(dòng)物的增加，需要較長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)。
1.3 效益計(jì)算
1.3.1 調(diào)水保土效益 根據(jù)土壤類(lèi)型、坡度、水土保持措施類(lèi)型、措施前后土地利用類(lèi)型和植被覆蓋度等將水土保持治理區(qū)劃分為不同地塊，分別采用徑流系數(shù)法和中國(guó)土壤侵蝕方程(CSLE)[12]計(jì)算各地塊的減流量和減蝕量。以小流域內(nèi)已有的坡面徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合與其自然條件相似區(qū)域的研究成果[13-16]，歸納各土地利用在有無(wú)水土保持措施條件下的多年平均徑流系數(shù)?；谛×饔蚨嗄昶骄涤炅?，計(jì)算地塊i實(shí)施水土保持措施的減流深
Δwi=P(ri-r′i)。
(1)
表1 現(xiàn)行國(guó)標(biāo)中調(diào)水保土效益和生態(tài)效益評(píng)價(jià)計(jì)算具體項(xiàng)目修訂
注：標(biāo)?為新增計(jì)算具體項(xiàng)目。Note:?refers to specific item add-on.
式中:Δwi為地塊i的水土保持減流深，mm/a；P多年平均降雨量，mm/a；ri和r′i分別為地塊i實(shí)施水土保持措施之前和之后的徑流系數(shù)，量綱一。將各地塊面積同減流深進(jìn)行乘積得到地塊i的減流量，而后加和計(jì)算得到坡面水土保持措施的多年平均減流總量
ΔWi=10AiΔwi，
(2)
ΔW=∑ΔWi。
(3)
式中：ΔWi為地塊i的多年平均減流量，m3/a；Ai為地塊i的面積，hm2；ΔW為各地塊的多年平均減流總量，m3/a。減蝕量通過(guò)中國(guó)土壤流失方程(CSLE)[12]計(jì)算：
M=RKLSBET。
(4)
式中：M為土壤水蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；R為降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h·a)；K為土壤可蝕性因子，t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)；L和S分別為坡長(zhǎng)和坡度因子，量綱一；B為植被覆蓋與生物措施因子，量綱一；E為工程措施因子，量綱一；T為耕作措施因子，量綱一。
根據(jù)第一次全國(guó)水利普查水力侵蝕普查成果，冗雷河小流域的R和K分別為4 564.0 MJ·mm/(hm2·h·a)和0.004 5 t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)。坡度和坡長(zhǎng)通過(guò)小流域1∶10 000地形圖量算獲得，并根據(jù)CSLE的相關(guān)公式[12]計(jì)算對(duì)應(yīng)因子值。植被覆蓋與生物措施因子、工程措施因子及耕作措施因子的取值均參照第一次全國(guó)水利普查水力侵蝕普查的成果。
每個(gè)地塊的減蝕模數(shù)通過(guò)對(duì)比水土保持措施實(shí)施前后的水蝕模數(shù)獲得，除以表層土壤容重得到對(duì)應(yīng)的減蝕厚度，乘以面積并加和則得到減蝕總量：
ΔMi=Mi-M′i，
(5)
Δhi=ΔMi/10ρi，
(6)
ΔM=∑AiΔMi。
(7)
式中：ΔMi為地塊i的減蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；Mi和M′i分別為地塊i實(shí)施水土保持措施之前和之后的水蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；Δhi為地塊i的減蝕厚度，mm/a；ρi為地塊i的表層土壤密度，g/cm3；ΔM為各地塊的多年平均減蝕總量，t/a。
1.3.2 生態(tài)效益價(jià)值化 水土保持措施的水源涵養(yǎng)效益可以通過(guò)修建水庫(kù)等水利工程實(shí)現(xiàn)。因此，采用影子工程法，即替代工程的影子價(jià)格計(jì)算水源涵養(yǎng)的效益價(jià)值[10]。坡面水土保持措施減少的地表徑流并不會(huì)全數(shù)進(jìn)入河道，有一部分會(huì)隨著匯流路徑下滲，假設(shè)這一比例為50%[17]。據(jù)國(guó)家林業(yè)局發(fā)布的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范[18]，2005年單位水庫(kù)庫(kù)容的造價(jià)為6.11元/t，則
Vw=6.11×50%ΔW。
(8)
式中Vw為水土保持措施涵養(yǎng)水源的價(jià)值，元/a。
式(8)得到的結(jié)果同時(shí)包括了08國(guó)標(biāo)中的1項(xiàng)間接經(jīng)濟(jì)效益：“水土保持工程增加蓄、飲水”和2項(xiàng)社會(huì)效益：“減輕下游洪澇災(zāi)害”和“減輕干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅”。
改善水質(zhì)效益通過(guò)費(fèi)用分析法計(jì)算。測(cè)定坡面徑流和泥沙中的養(yǎng)分及其他污染物濃度，如總有機(jī)碳、氨氮、總磷和樂(lè)果等，結(jié)合減流量和減蝕量計(jì)算這些污染物因水土保持措施而減少的流失量
ΔLij=CwjΔWi+CsjΔMi。
(9)
式中：ΔLij為污染物j在地塊i的流失負(fù)荷減少量，kg；Cwj為污染物j在地表徑流中的質(zhì)量濃度，kg/m3；Csj為污染物j在侵蝕泥沙中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，kg/t。李林育等[19]研究得出冗雷河小流域所在的珠江流域泥沙輸移比平均為39%，同水源涵養(yǎng)效益的計(jì)算相同，假設(shè)匯流過(guò)程中入滲占坡面產(chǎn)流總量的50%，并且在污染物隨徑流和泥沙遷移的過(guò)程中，其濃度不變，則
ΔL′ij=50%CwjΔWi+39%CsjΔMi。
(10)
式中ΔL′ij為因地塊i的水土保持措施減少的河道污染物j的負(fù)荷，kg。
貴州省沿用國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合財(cái)政部、環(huán)保總局和經(jīng)貿(mào)委2003年發(fā)布的《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》[20]，規(guī)定了水體污染物的排污收費(fèi)為0.7元/當(dāng)量，以及不同污染物對(duì)應(yīng)的當(dāng)量值，如有機(jī)碳、氨氮、總磷和樂(lè)果的污染當(dāng)量值分別為0.49、0.8、0.25和0.05 kg/當(dāng)量。由此計(jì)算
(11)
式中：Vwq為水土保持措施的改善水質(zhì)效益，元/a；Ej為污染物j的污染物當(dāng)量值，kg/當(dāng)量。由于缺乏徑流和泥沙中這些污染物含量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，本文未計(jì)算改善水質(zhì)效益。
土圈生態(tài)效益的2項(xiàng)當(dāng)?shù)匦б嫱ㄟ^(guò)機(jī)會(huì)成本法一并計(jì)算：
ΔAi=ΔMi/(60×100ρi)。
(12)
式中：ΔAi為假設(shè)土壤的平均厚度為60 cm時(shí)，地塊i因水土保持措施減少的土壤流失量ΔMi折合得到的土地面積，hm2。
如果這些土地能用于對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)，則根據(jù)各自土地利用的單位面積收益，計(jì)算對(duì)應(yīng)效益價(jià)值
Vs=∑BiΔAi。
(13)
式中：Vs為水土保持措施的土壤保持和減少養(yǎng)分流失效益價(jià)值，元/a；Bi為地塊i對(duì)應(yīng)土地利用的單位面積收益，元/(hm2·a)。
根據(jù)小流域所在的貴州省長(zhǎng)順縣2008年統(tǒng)計(jì)年鑒，該縣全年種植業(yè)產(chǎn)值為2億9 392萬(wàn)元，耕地面積為1萬(wàn)3 780 hm2，由此可以估算出單位面積農(nóng)田的年均收益為2萬(wàn)1 329.5元/(hm2·a)。林業(yè)產(chǎn)值為1 711萬(wàn)元，通過(guò)森林覆蓋率計(jì)算出對(duì)應(yīng)面積為6萬(wàn)3 420 hm2，則單位面積林地的經(jīng)濟(jì)效益為269.8元/(hm2·a)。草地的經(jīng)濟(jì)收益沒(méi)有對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)資料可直接計(jì)算。根據(jù)2008年治理項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)，每2畝人工草地飼養(yǎng)1只母羊；當(dāng)?shù)氐脑L談顯示，形成規(guī)?；B(yǎng)殖之后，每只羊每天可收入3.7元，由此可估算出單位面積草地的經(jīng)濟(jì)效益為1萬(wàn) 128.8元/(hm2·a)。
據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范[18]，2002年挖去單位體積土方的費(fèi)用為12.6元/m3；結(jié)合珠江流域的平均泥沙輸移比39%，計(jì)算
Vsed=12.6×39%ΔM。
(14)
式中Vsed為水土保持措施減輕泥沙淤積的效益價(jià)值，元/a。
式(13)和式(14)的結(jié)果同時(shí)也包含了08國(guó)標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益中的“土地資源增值”和社會(huì)效益中的“保護(hù)土地不遭溝蝕破壞與石化沙化”“減輕下游泥沙危害”“減輕滑坡泥石流的危害”等效益的價(jià)值。
氣圈生態(tài)效益方面，凈化空氣效益主要依賴(lài)于森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)SO2的吸收和對(duì)塵埃的吸附，主要針對(duì)能增加林地面積或改變林地種類(lèi)的封山育林或人工造林這些水土保持措施而言。研究顯示：一般吸收SO2柏類(lèi)能力最強(qiáng)，可達(dá)411.6 kg/(hm2·a)；杉類(lèi)和松林其次，可吸收117.6 kg/(hm2·a)；闊葉林較差，為88.7 kg/(hm2·a)。在滯塵方面，針葉林較闊葉林略強(qiáng)，二者分別為33.2和10.1 t/(hm2·a)[21]。運(yùn)用費(fèi)用分析法，計(jì)算用工業(yè)手段處理這些SO2和塵埃的費(fèi)用，作為水土保持措施的凈化空氣效益。根據(jù)2003年《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》[20]，SO2的排污收費(fèi)為0.63元/kg，一般性粉塵收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.15元/kg，計(jì)算
Va=∑Ai(0.63ΔSDi+1 000×0.15ΔDi)。
(15)
式中：Va為凈化空氣效益價(jià)值，元/a；ΔSDi和ΔDi分別為地塊因水土保持措施增加的單位面積年均吸收SO2和吸附塵埃量，單位分別為kg/(hm2·a)和t/(hm2·a)。
“提高地面林草被覆程度”作為生物圈生態(tài)效益的主要度量指標(biāo)，可通過(guò)比較水土保持措施前后的植被覆蓋度獲得，但其價(jià)值需通過(guò)“增加植物固碳量”等具體效益實(shí)現(xiàn)。本文中的固碳效益利用固碳成本法計(jì)算。某些水土保持措施如人工造林和人工種草改變了之前的土地利用方式及固碳量。據(jù)《中國(guó)可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究總論》[22]，亞熱帶林每年平均凈光合吸收碳約8.6 t/(hm2·a)，草地約吸收碳1.3 t/(hm2·a)，耕地吸收1.2 t/(hm2·a)。理論上，如果在荒草地上種植人工林，每年可多固碳約7.3 t/(hm2·a)。仲偉周等[23]基于P.C.Benítez等[24]的造林再造林固碳模型，綜合考慮固碳凈現(xiàn)值、造林成本、木材收益、放棄農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地機(jī)會(huì)成本等因素，計(jì)算出我國(guó)各省(自治區(qū)、直轄市)的固碳成本(2007年價(jià)格)。其中，貴州省為658.3元/t。固碳成本法將這一固碳成本與各地塊i的固碳增加量結(jié)合起來(lái)計(jì)算
Vc=∑658.3AiΔFi。
(16)
式中：Vc為固碳效益價(jià)值，元/a；ΔFi為地塊i因水土保持措施增加的單位面積固碳量，t/(hm2·a)。
將各項(xiàng)生態(tài)效益加和，得到冗雷河小流域?qū)嵤┢旅嫠帘３执胧┑目偵鷳B(tài)效益Vb，元/a：
Vb=Vw+Vwq+Vs+Vsed+Va+Vc
(17)
進(jìn)行上述生態(tài)效益價(jià)值計(jì)算時(shí)，所用價(jià)格參數(shù)的時(shí)間不盡相同。為了進(jìn)一步比較和計(jì)算，利用社會(huì)折現(xiàn)率將其換算至同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(年)。根據(jù)2006年國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)和建設(shè)部共同發(fā)布的《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)(第三版)》[25]，在評(píng)價(jià)各類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目時(shí)，統(tǒng)一采用8%作為社會(huì)折現(xiàn)率。譚運(yùn)嘉等[26]認(rèn)為我國(guó)東、中、西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，居民收入水平和消費(fèi)偏好也不盡相同，應(yīng)分區(qū)域采用不同的社會(huì)折現(xiàn)率。他們對(duì)社會(huì)時(shí)間偏好率和資本的社會(huì)機(jī)會(huì)成本進(jìn)行加權(quán)平均，利用1978—2008年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，測(cè)算得出我國(guó)東、中、西部的社會(huì)折現(xiàn)率分別為6%、7%和8%。本文針對(duì)貴州省冗雷河小流域的水土保持措施效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用8%作為社會(huì)折現(xiàn)率。
此外，本文未考慮水土保持措施的效益年限，即水土保持措施發(fā)揮效益的年限及效益隨時(shí)間的變化，而是假設(shè)項(xiàng)目已開(kāi)始發(fā)揮作用，計(jì)算多年平均效益值。
2 結(jié)果與分析
2.1 調(diào)水保土效益
冗雷河小流域的坡面水土保持措施實(shí)現(xiàn)總減流量7萬(wàn)35.2 m3/a，總減蝕量1萬(wàn)2 606.4 t/a，單位減流深11.0 mm/a，減蝕厚2.0 mm/a。表2列出了不同水土保持措施的調(diào)水保土效益值?？傮w而言，對(duì)減流量貢獻(xiàn)最大的是人工經(jīng)果林和坡改梯，均占總減流量的26.1%；其次為人工草地和封山育林，分別占17.7%和14.3%。但從單位面積減流深來(lái)看，人工水土保持林最高，達(dá)到61.8 mm/a；封山育林最低，僅為2.3 mm/a。除了與各水土保持措施本身調(diào)水能力不同有關(guān)外，也與治理前的土地利用狀況有關(guān)。例如，在治理前均為荒草地的情況下，人工水土保持林的調(diào)水能力明顯高于人工草地，實(shí)施封山育林的地塊在治理前為灌木林地，其調(diào)水功能本就較高；因此水保措施的調(diào)水效益不明顯，減流量不大。從減蝕量來(lái)看，貢獻(xiàn)最大的為封山育林，占各類(lèi)水保措施總減蝕量的68.2%；其次為坡改梯和人工草地，分別占17.5%和7.1%?？紤]到各類(lèi)措施實(shí)施面積的差異，從單位面積減蝕厚來(lái)看，坡改梯的效果最好，為3.8 mm/a，人工水土保持林和經(jīng)果林的效果較差，僅為0.6 mm/a。
表2 冗雷河小流域各水保措施減流減蝕量
注：?人工經(jīng)果林下皆種植有人工草地，表中的減流減蝕量包括了人工草地的貢獻(xiàn)。Note:?The economic forest was intercropped with artificial grass, the corresponding runoff and sediment reduction listed includes both contributions.
2.2 生態(tài)效益價(jià)值
計(jì)算冗雷河小流域各坡面水土保持措施的各項(xiàng)生態(tài)效益價(jià)值，并利用社會(huì)折現(xiàn)率將其統(tǒng)一換算成2008年價(jià)格，結(jié)果見(jiàn)表3。各項(xiàng)水土保持措施共計(jì)投入216.7萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益價(jià)值107.1萬(wàn)元/a，主要來(lái)源于在坡耕地上種植人工經(jīng)果林產(chǎn)生的凈化空氣和固碳效益，二者之和達(dá)到56.7萬(wàn)元/a，超過(guò)生態(tài)效益總價(jià)值的50%；但是，從單位面積的生態(tài)效益來(lái)看，人工水土保持林最高，達(dá)到1.5萬(wàn)元/(hm2·a)；封山育林最低，僅為0.02萬(wàn)元/(hm2·a)。將年平均效益減去水土保持措施的投入，計(jì)算單位面積各水土保持措施的收益，僅有人工水土保持林為正值，1.1萬(wàn)元/ hm2；實(shí)施坡改梯的虧損最多，達(dá)到-1.7萬(wàn)元/hm2。這是因?yàn)槠赂奶萆婕肮こ探ㄔO(shè)，投入較大。若忽略每年少量的維護(hù)費(fèi)用，可以假設(shè)這些投入是一次性的，而生態(tài)效益價(jià)值卻是年平均值，可逐年累加。
表3 冗雷河小流域各水土保持措施生態(tài)效益價(jià)值(2008年價(jià)格)
注：?土壤保持和減少養(yǎng)分流失效益價(jià)值之和。僅計(jì)算各項(xiàng)坡面水土保持措施的資金投入，未考慮配套建設(shè)費(fèi)用。Note:?refers to sum of the benefits in conserving soil and reducing nutrient loss.Only consider the investment of the soil and water conservation practices listed but not the expenses of supporting constructions.
根據(jù)2008年發(fā)布的“全國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃”[27],冗雷河小流域?qū)儆谕寥辣３稚鷳B(tài)功能區(qū)，存在的主要問(wèn)題是地表植被退化、土壤侵蝕和石漠化。若僅考慮與此相關(guān)的3項(xiàng)效益：土壤保持、減少養(yǎng)分流失和減少河道泥沙淤積，則流域內(nèi)水保措施的生態(tài)效益價(jià)值僅為10.6萬(wàn)元/a。
3 結(jié)論與討論
本研究對(duì)08國(guó)標(biāo)中的水土保持調(diào)水保土效益和生態(tài)效益計(jì)算進(jìn)行了修訂并對(duì)貴州省冗雷河小流域2008—2010年綜合治理項(xiàng)目的坡面水土保持措施效益展開(kāi)評(píng)價(jià)。主要結(jié)論如下：
1)該項(xiàng)目的坡面水土保持措施預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)多年平均減流深11.0 mm/a，減蝕厚2.0 mm/a；
2)各項(xiàng)水土保持措施中，減流能力最強(qiáng)的是人工水土保持林，減蝕能力最強(qiáng)的則是坡改梯；
3)基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值，得出該項(xiàng)目各坡面水土保持措施的生態(tài)效益總價(jià)值為107.1萬(wàn)元/a，其中以人工水土保持林的單位面積生態(tài)效益最高。
本文是對(duì)水土保持生態(tài)效益價(jià)值化的一次嘗試，將水土保持措施的各方面生態(tài)效益折算為可以計(jì)算和比較的價(jià)值，其結(jié)果可為水土保持動(dòng)態(tài)規(guī)劃和布局提供參考依據(jù)；但是本研究并未考慮水土保持措施發(fā)揮效益的年限和效益隨時(shí)間的變化，而是假設(shè)項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮作用，計(jì)算多年平均效益值。在下一步的研究中應(yīng)將這一因素納入考慮和計(jì)算。
[1] 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
[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)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.水土保持綜合治理效益計(jì)算方法：GB/T 15774—2008 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008
[3] 葉延瓊,張信寶,馮明義,等.水土保持效益分析與社會(huì)進(jìn)步[J].水土保持學(xué)報(bào),2003,17(2)：71-73
[4] 康玲玲,王云璋,王霞.小流域水土保持綜合治理效益指標(biāo)體系及其應(yīng)用[J].土壤與環(huán)境,2002,11(3)：274-278
[5] 尹輝,蔣忠誠(chéng),羅為群,等.湘中丘陵區(qū)水土保持效益綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)水土保持,2010(12)：50-53
[6] 鄧歐,尹忠東,馮仲科,等.四川省長(zhǎng)江上游水土保持工程生態(tài)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26(5)：88-95
[7] 張信寶.中國(guó)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與水土保持產(chǎn)業(yè)化[J].中國(guó)水土保持,1997(4)：6-8
[8] 黨志良,林啟才,史淑娟.水土保持綜合治理效益分析與評(píng)價(jià)：以丹鳳縣陳家溝小流域?yàn)槔齕J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,40(3)：535-539
[9] 肖寒,歐陽(yáng)志云,趙景柱,等.海南島生態(tài)系統(tǒng)土壤保持空間分布特征及生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2000,20(4)：552-558
[10] 李文華,等.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的理論、方法與應(yīng)用[M].北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,2008：120-133
[11] 景可,焦菊英.水土保持效益評(píng)價(jià)中的問(wèn)題討論[J].水土保持通報(bào),2010, 30(4)：175-179
[12] Liu Baoyuan, Zhang Keli, Xie Yun. An empirical soil loss equation [C].Proceedings of 12thISCO Conference, Process of Erosion and its Environmental Effects (Volume II).Beijing: Tsinghua University, 2002：21-25
[13] 陳旭暉,周長(zhǎng)華,周丕東.貴州山區(qū)水土保持試驗(yàn)研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),1994(1)：3-8
[14] 張文安,徐大地,劉友云,等.黔中黃壤丘陵旱坡地不同耕作栽培技術(shù)對(duì)水土流失及作物產(chǎn)量的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2000,28(6)：18-21
[15] 陳敏.遵義市水土保持試驗(yàn)研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,31(增刊)：64-65
[16] 朱青,王兆騫,尹迪信.貴州坡耕地水土保持措施效益研究[J].自然資源學(xué)報(bào),2008,23(2)：219-229
[17] 程根偉,石培禮.長(zhǎng)江上游森林涵養(yǎng)水源效益及其經(jīng)紀(jì)價(jià)值評(píng)估[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2004,2(4)：17-20
[18] 國(guó)家林業(yè)局. 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范：LY/T 1721—2008[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008
[19] 李林育,焦菊英,陳楊.泥沙輸移比的研究方法及成果分析[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2009,7(6)：113-122
[20] 中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì),財(cái)政部,國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局, 國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法：第31號(hào)令.[EB/OL].[2015-01-05].http://www.gzhjbh.gov.cn/hjjc/pwsf/sfyjjcx/23064.shtml
[21] 歐陽(yáng)志云,王效科,苗鴻.中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的初步研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1999,19(5)：607-613
[22] 中國(guó)可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究項(xiàng)目組.中國(guó)可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究總論[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2002
[23] 仲偉周,邢治斌.中國(guó)各省造林再造林工程的固碳成本收益分析[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2012,22(9)：33-41
[24] Benítez PC, Obersteiner M. Site identification for carbon sequestration in Latin America: A grid-based economic approach [J]. Forestry Policy and Economics, 2006(8)： 636-651
[25] 國(guó)家發(fā)展改革委,建設(shè)部.建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)[M].3版.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2006：75-77
[26] 譚運(yùn)嘉,李大偉,王芬.中國(guó)分區(qū)域社會(huì)折現(xiàn)率的理論、方法基礎(chǔ)與測(cè)算[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì),2009,28(5)：66-69
[27] 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部,中國(guó)科學(xué)院.全國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃[EB/OL].[2015-01-05].http:∥www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bgg/200910/W020080801436237505 174.pdf
(責(zé)任編輯：郭雪芳)
Benefit evaluation on soil and water conservation practices:A case study on Rongleihe Watershed in Guizhou province
Yang Yang1, Liu Yuxin1, Jin Pingwei2, Xiang Jiaping2, Xie Yun1
(1.State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University,100875, Beijing, China; 2.Pearl River Watershed Soil Conservation Monitoring Center of Pearl River Water Conservancy Committee, 510611, Guangzhou, China)
Assessing the benefits of soil and water conservation practices and discovering the problems present in their applications are of great significance to soil conservation planning, management and operation. The latest national standard, i.e., “Comprehensive control of soil and water conservation—Method of benefit calculation (GB/T 15774—2008)”,describes different kinds of benefits and their evaluation techniques. However, this standard involves too many evaluation items, some of which are difficult or even impossible to directly attain or calculate in practice. In addition, certain benefits are counted more than once using the evaluation techniques suggested. These shortcomings have greatly limited the application of this standard.In the current study, a new benefit evaluation method is proposed. Targeted, quantifiable and unique evaluation items are selected for the assessment of soil and water conservation benefits as well as the ecological ones. Furthermore, the value of each ecological benefit is calculated based on its ecosystem service function, using related economic theories. This method has been applied in the benefit evaluation of the integrated soil conservation project operated on Rongleihe Watershed in Guizhouduring 2008—2010. It is predicted that this project would reduce the annual runoff depth by 11.0 mm/a and the soil erosion depth by 2.0 mm/a; and yield a total ecological benefit of 107.1×104yuan/a. Among the six main practices, soil and water conservation forests top in conserving water and reducing runoff; whereas, terraces exhibit the strongest ability in protecting soil from erosion. This study values the ecological benefits of soil and water conservation practices,and its results hold important implications for local policy making with regard to soil and water conservation.
soil and water conservation; ecological benefit valuation; ecosystem service function
2015-01-16
2015-07-03
項(xiàng)目名稱(chēng)：國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目“地表過(guò)程模型與模擬”(41321001)
楊揚(yáng)(1987—)，女，博士，講師。主要研究方向：土壤侵蝕與非點(diǎn)源污染。E-mail: yang.yang@bnu.edu.cn
S157.2
A
1672-3007(2015)05-0064-08
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楊揚(yáng)，劉雨鑫，金平偉，向家平，謝云
(1.北京師范大學(xué)地表過(guò)程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，100875，北京；2.珠江水利委員會(huì)珠江流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站，510611，廣州)
坡面水土保持措施效益評(píng)價(jià)
——以貴州省冗雷河小流域?yàn)槔?/p>
楊揚(yáng)1，劉雨鑫1，金平偉2，向家平2，謝云1
(1.北京師范大學(xué)地表過(guò)程與資源生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地理學(xué)與遙感科學(xué)學(xué)院，100875，北京；2.珠江水利委員會(huì)珠江流域水土保持監(jiān)測(cè)中心站，510611，廣州)
系統(tǒng)評(píng)價(jià)水土保持措施效益并查明水土保持措施在實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題，對(duì)于水土保持工作的規(guī)劃、管理和執(zhí)行具有重大意義。最新發(fā)布的GB/T 15774—2008《水土保持綜合治理效益計(jì)算方法》詳盡描述了水土保持措施的各類(lèi)效益和計(jì)算方法，但也存在指標(biāo)過(guò)多、操作性差以及重復(fù)計(jì)算等問(wèn)題。為了科學(xué)合理地評(píng)價(jià)水土保持措施效益，本研究以針對(duì)性強(qiáng)、可量化和避免重復(fù)三項(xiàng)原則篩選出調(diào)水保土效益和生態(tài)效益的計(jì)算項(xiàng)目，并基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能計(jì)算生態(tài)效益價(jià)值。將這一方法應(yīng)用于貴州省冗雷河小流域的綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目(2008—2010)發(fā)現(xiàn)：該項(xiàng)目的坡面水土保持措施預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)多年平均減流深11.0 mm/a，減蝕厚2.0 mm/a，生態(tài)效益總計(jì)107.1萬(wàn)元/a。本文是對(duì)水土保持生態(tài)效益價(jià)值化的一次嘗試，結(jié)果可為當(dāng)?shù)厮帘３譀Q策提供參考依據(jù)。
水土保持； 生態(tài)效益價(jià)值化； 生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
水土保持是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，關(guān)系到糧食安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)長(zhǎng)期堅(jiān)持“以小流域?yàn)閱卧⑷嬉?guī)劃、綜合治理”的方針，在水土保持工作方面取得了巨大成就。為了分析水土保持措施對(duì)實(shí)施區(qū)域的影響，查明其在實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題，并為下一步的水土保持工作提供參考依據(jù)，需要對(duì)水土保持措施的實(shí)施效益進(jìn)行科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。
水土保持效益是指實(shí)施水土保持措施對(duì)于減少水土流失，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的貢獻(xiàn)[1]。1995年，水利部發(fā)布了GB/T 15774—1995《水土保持綜合治理效益計(jì)算方法》(簡(jiǎn)稱(chēng)“95國(guó)標(biāo)”)，將水土保持效益劃分為基礎(chǔ)效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益4大類(lèi)，規(guī)范了水土保持效益的計(jì)算方法。隨著人民生活水平的提高，生態(tài)環(huán)境意識(shí)逐漸增強(qiáng)，水利部于2008年對(duì)95國(guó)標(biāo)進(jìn)行了修訂并發(fā)布GB/T 15774—2008[2](簡(jiǎn)稱(chēng)“08國(guó)標(biāo)”)，明確了基礎(chǔ)效益為調(diào)水保土效益，并增加了“改善坡面排水”和“調(diào)節(jié)小流域徑流”2項(xiàng)效益內(nèi)容；在經(jīng)濟(jì)效益方面增加了“水土保持工程增加蓄、飲水”和“土地資源增值”，突出了水資源和土地資源的重要性；將“減輕面源污染”納入社會(huì)效益進(jìn)行計(jì)算，強(qiáng)調(diào)了水土保持對(duì)水環(huán)境的影響；同時(shí)，在生態(tài)效益中新增了“增加植物固碳量”這一項(xiàng)目。08國(guó)標(biāo)詳盡地描述了水土保持措施的各類(lèi)效益和計(jì)算方法，極大地推動(dòng)了水土保持工作的持續(xù)開(kāi)展[3]，但其中也存在著一些問(wèn)題需要改進(jìn)。首先，涉及的效益計(jì)算項(xiàng)目過(guò)多，包括4類(lèi)共50個(gè)計(jì)算項(xiàng)目，需要大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，在實(shí)際的評(píng)價(jià)工作中操作性較差。其次，計(jì)算項(xiàng)目中不乏重復(fù)內(nèi)容，所得結(jié)果往往高估了實(shí)際效益。例如，“直接經(jīng)濟(jì)效益”的4個(gè)計(jì)算具體項(xiàng)目實(shí)質(zhì)是以不同的參數(shù)來(lái)描述增加的糧食、果品、飼草和木材等的收益，并非相互獨(dú)立的4個(gè)方面。第三，08國(guó)標(biāo)中列出的效益項(xiàng)目與計(jì)算方法并非一一對(duì)應(yīng)，在運(yùn)用中容易混淆。如“調(diào)水保土效益”中的“增加土壤入滲”包括3個(gè)具體項(xiàng)目，但計(jì)算中只用“減流總量”這一個(gè)指標(biāo)來(lái)描述。第四，很多項(xiàng)目難以量化計(jì)算，如“提高環(huán)境容量緩解人地矛盾”、“促進(jìn)良性循環(huán)制止惡性循環(huán)”等。最重要的是缺乏一個(gè)有效的方法將所有效益整合起來(lái)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，這不利于當(dāng)?shù)氐乃帘３譀Q策[1]。
大量學(xué)者針對(duì)水土保持效益的綜合評(píng)價(jià)方法展開(kāi)了深入研究并提出了不同觀點(diǎn)?？盗崃岬萚4]歸納了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)復(fù)合3類(lèi)效益共9個(gè)指標(biāo)，并利用層次分析法確定各指標(biāo)的權(quán)重，以此計(jì)算黃土高原溝壑區(qū)茜家溝和老虎溝2個(gè)典型小流域的水土保持綜合效益；尹輝等[5]選取了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)方面共15個(gè)指標(biāo)，運(yùn)用層次分析法計(jì)算權(quán)重，對(duì)湘中丘陵區(qū)的水土保持效益進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)；鄧歐等[6]遴選出反映生態(tài)經(jīng)濟(jì)狀況的46個(gè)指標(biāo)，利用主成分分析法分析四川省長(zhǎng)江上游水土保持工程的效益。這些成果進(jìn)一步豐富了水土保持效益的評(píng)價(jià)方法，但所涉及的權(quán)重需要專(zhuān)家擬定，在實(shí)踐中難以把握。與此不同的是，張信寶[7]提出以土地增值來(lái)核算水土保持效益，并在后續(xù)的研究[3]中將改善水質(zhì)和凈化大氣等生態(tài)效益價(jià)值化；黨志良等[8]將這一理念應(yīng)用于陜西省陳家溝小流域，對(duì)其水土保持措施的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益進(jìn)行了評(píng)價(jià)。此方法[1,9，10]從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的角度將生態(tài)效益價(jià)值化，然后結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益對(duì)水土保持措施進(jìn)行全面總體性評(píng)價(jià)，為水土保持效益計(jì)算提供了一種新思路。
目前，關(guān)于水土保持效益價(jià)值化的研究還較少[1]，各類(lèi)效益計(jì)算項(xiàng)目的價(jià)值化方法和參數(shù)尚不明確。筆者以貴州省冗雷河小流域?yàn)槔?，?8國(guó)標(biāo)的基礎(chǔ)上，參照已有的研究成果，以針對(duì)性強(qiáng)、可量化和避免重復(fù)為原則遴選水土保持效益的計(jì)算項(xiàng)目，厘清相應(yīng)的價(jià)值化方法，探索水土保持效益的綜合評(píng)價(jià)方法。水土保持措施涉及的效益多且雜，在實(shí)際的評(píng)價(jià)工作中，不可能也沒(méi)有必要對(duì)所有效益進(jìn)行計(jì)算和考量[11]。筆者針對(duì)坡面水土保持措施，如封山育林、坡改梯等，不考慮谷坊、淤地壩等溝道工程措施，并側(cè)重最基本的調(diào)水保土效益和生態(tài)效益。
1 資料與方法
1.1 冗雷河小流域及綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目概況
冗雷河小流域位于貴州省黔南州長(zhǎng)順縣，流域面積4 866.8 hm2。其中：耕地面積987.9 hm2，占流域總面積的20.3%；林地面積為1 238.3 hm2，占25.4%；草地面積為846.4 hm2，占17.4%；村寨、公路、水域等面積為415.9 hm2，占8.5%；未利用地面積為1 378.4 hm2，占28.3%。小流域地貌以深中丘為主，低中山次之，地層以富含碳酸鹽的三疊系灰?guī)r和白云巖為主，土壤以水稻土、黃壤和石灰土為主。坡度較陡，25°以上面積所占比例較大。水熱條件豐富，多年平均降雨量為1 400 mm，年平均氣溫在16 ℃左右。獨(dú)特的自然條件成為水土流失和土地石漠化發(fā)生和發(fā)展的天然基礎(chǔ)。長(zhǎng)期以來(lái)，人們大量的毀林開(kāi)荒、墾草種糧，使得區(qū)內(nèi)原生植被遭到嚴(yán)重破壞，造成土地退化和生態(tài)環(huán)境惡化，嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
為改善生態(tài)環(huán)境，遏制水土流失和石漠化擴(kuò)展，長(zhǎng)順縣于2008年在冗雷河小流域開(kāi)展綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目。項(xiàng)目區(qū)面積2 514.0 hm2，主要分布于冗雷、農(nóng)場(chǎng)和竹子托3個(gè)村。其中，石漠化面積1 021.2 hm2，占該項(xiàng)目區(qū)面積的40.6%。開(kāi)展綜合治理前，項(xiàng)目區(qū)總?cè)丝? 405人，其中農(nóng)業(yè)人口2 312人，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力1 964人，農(nóng)民人均年收入僅1 609元/(人·a)。
項(xiàng)目規(guī)劃年限為3年(2008—2010)，治理面積702.3 hm2。其中，坡改梯45.0 hm2，封山育林438.7 hm2，人工水保林10.0 hm2，人工經(jīng)果林66.7 hm2，人工草地121.0 hm2，人工改良草地21.0 hm2。由于人工經(jīng)果林下皆種植有人工草地，扣除重復(fù)部分，水土保持措施的實(shí)際面積為635.7 hm2，占項(xiàng)目區(qū)總面積的25.3%；同時(shí)，配套建設(shè)棚圈、青貯窖和田間生產(chǎn)道路等，共計(jì)投入資金444萬(wàn)元。
1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選定
08國(guó)標(biāo)將水土保持效益劃分為4類(lèi)：調(diào)水保土效益、經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益[2]。筆者只針對(duì)調(diào)水保土效益和生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，修訂其計(jì)算具體項(xiàng)目，選擇相應(yīng)的計(jì)算指標(biāo)(表1)。
08國(guó)標(biāo)主張?jiān)诓煌目臻g尺度評(píng)價(jià)水土保持措施的調(diào)水保土效益。冗雷河小流域的綜合治理試點(diǎn)項(xiàng)目不涉及溝道和流域尺度的措施，因此，本研究?jī)H考慮坡面尺度上的調(diào)水效益和保土效益。08國(guó)標(biāo)中，坡面調(diào)水效益按照調(diào)水機(jī)理劃分為3個(gè)計(jì)算具體項(xiàng)目，即改變微地形、增加地面植被和改良土壤性質(zhì)增加入滲。這些效益最終都反映在徑流減少上，相應(yīng)地，08國(guó)標(biāo)只采用“減流總量”這一個(gè)指標(biāo)來(lái)量化；因此，本文將調(diào)水效益修訂為“增加土壤入滲”1項(xiàng)，用“減流總量”這一指標(biāo)描述。與此類(lèi)似，3種坡面土壤侵蝕減少方式最終都反映在土壤流失量的減少上，保土效益用“減蝕總量”這一指標(biāo)量化(表1)。
08國(guó)標(biāo)中的生態(tài)效益包括水、土、氣、生4個(gè)圈層的效益，從構(gòu)成地球表層環(huán)境系統(tǒng)的角度分類(lèi)，邏輯清晰[2]；但對(duì)應(yīng)的計(jì)算具體項(xiàng)目需要修訂(表1)。一方面，計(jì)算指標(biāo)不夠明確，操作較難；另一方面，有些效益之間難以區(qū)分，甚至?xí)霈F(xiàn)重復(fù)。例如08國(guó)標(biāo)中的水圈生態(tài)效益包括“減少洪水流量”和“增加常水流量”，從指標(biāo)角度與調(diào)水效益重復(fù)，但二者實(shí)質(zhì)反映的都是水土保持措施對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的水源涵養(yǎng)功能。土圈生態(tài)效益中的“提高土壤肥力”和“改善土壤理化性質(zhì)”有包含關(guān)系，這2項(xiàng)的計(jì)算方法僅僅是建議對(duì)比水土保持措施前后的土壤理化性質(zhì)。對(duì)保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)功能而言，水土保持措施的保土結(jié)果應(yīng)分為2項(xiàng)當(dāng)?shù)匦б妫罕３直韺臃饰滞寥篮蜏p少養(yǎng)分流失；以及對(duì)應(yīng)的2項(xiàng)異地效益：減輕下游河道泥沙淤積和改善河道水質(zhì)。針對(duì)改善水質(zhì)的異地效益，08國(guó)標(biāo)也有考慮，體現(xiàn)在社會(huì)效益中的“減輕面源污染”項(xiàng)目。由于水體污染主要影響水生態(tài)環(huán)境，因此納入生態(tài)效益進(jìn)行評(píng)價(jià)更為恰當(dāng)?？紤]到異地效益的受益載體是河湖水庫(kù)等水體，將其納入水圈生態(tài)效益(表1)。筆者認(rèn)為氣圈生態(tài)效益主要體現(xiàn)在水土保持措施對(duì)貼地層溫度、濕度和風(fēng)力等小氣候的調(diào)節(jié)，而氣候特征的描述需要至少30年的時(shí)間序列觀測(cè)資料，實(shí)施難度較大，可考慮針對(duì)大規(guī)模水土保持措施并在有條件的地點(diǎn)獲取資料進(jìn)行評(píng)價(jià)，從水土保持規(guī)劃和措施布局的角度可不考慮；但因水土保持措施改變了土地利用、增加了植被覆蓋，能起到凈化空氣如吸收SO2和滯塵的效益，應(yīng)增加對(duì)大氣圈環(huán)境保護(hù)的計(jì)算項(xiàng)目(表1)。生物圈的3項(xiàng)生態(tài)效益中“提高地面林草被覆程度”和“增加植物固碳量”有關(guān)聯(lián)，計(jì)算后者需要前者的信息?！按龠M(jìn)生物多樣性”估算的也是在林草覆蓋度提高以后山雞、野兔和蛇等野生動(dòng)物的增加，需要較長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)。
1.3 效益計(jì)算
1.3.1 調(diào)水保土效益 根據(jù)土壤類(lèi)型、坡度、水土保持措施類(lèi)型、措施前后土地利用類(lèi)型和植被覆蓋度等將水土保持治理區(qū)劃分為不同地塊，分別采用徑流系數(shù)法和中國(guó)土壤侵蝕方程(CSLE)[12]計(jì)算各地塊的減流量和減蝕量。以小流域內(nèi)已有的坡面徑流小區(qū)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合與其自然條件相似區(qū)域的研究成果[13-16]，歸納各土地利用在有無(wú)水土保持措施條件下的多年平均徑流系數(shù)?；谛×饔蚨嗄昶骄涤炅?，計(jì)算地塊i實(shí)施水土保持措施的減流深
Δwi=P(ri-r′i)。
(1)
表1 現(xiàn)行國(guó)標(biāo)中調(diào)水保土效益和生態(tài)效益評(píng)價(jià)計(jì)算具體項(xiàng)目修訂
注：標(biāo)?為新增計(jì)算具體項(xiàng)目。Note:?refers to specific item add-on.
式中:Δwi為地塊i的水土保持減流深，mm/a；P多年平均降雨量，mm/a；ri和r′i分別為地塊i實(shí)施水土保持措施之前和之后的徑流系數(shù)，量綱一。將各地塊面積同減流深進(jìn)行乘積得到地塊i的減流量，而后加和計(jì)算得到坡面水土保持措施的多年平均減流總量
ΔWi=10AiΔwi，
(2)
ΔW=∑ΔWi。
(3)
式中：ΔWi為地塊i的多年平均減流量，m3/a；Ai為地塊i的面積，hm2；ΔW為各地塊的多年平均減流總量，m3/a。減蝕量通過(guò)中國(guó)土壤流失方程(CSLE)[12]計(jì)算：
M=RKLSBET。
(4)
式中：M為土壤水蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；R為降雨侵蝕力因子，MJ·mm/(hm2·h·a)；K為土壤可蝕性因子，t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)；L和S分別為坡長(zhǎng)和坡度因子，量綱一；B為植被覆蓋與生物措施因子，量綱一；E為工程措施因子，量綱一；T為耕作措施因子，量綱一。
根據(jù)第一次全國(guó)水利普查水力侵蝕普查成果，冗雷河小流域的R和K分別為4 564.0 MJ·mm/(hm2·h·a)和0.004 5 t·hm2·h/(hm2·MJ·mm)。坡度和坡長(zhǎng)通過(guò)小流域1∶10 000地形圖量算獲得，并根據(jù)CSLE的相關(guān)公式[12]計(jì)算對(duì)應(yīng)因子值。植被覆蓋與生物措施因子、工程措施因子及耕作措施因子的取值均參照第一次全國(guó)水利普查水力侵蝕普查的成果。
每個(gè)地塊的減蝕模數(shù)通過(guò)對(duì)比水土保持措施實(shí)施前后的水蝕模數(shù)獲得，除以表層土壤容重得到對(duì)應(yīng)的減蝕厚度，乘以面積并加和則得到減蝕總量：
ΔMi=Mi-M′i，
(5)
Δhi=ΔMi/10ρi，
(6)
ΔM=∑AiΔMi。
(7)
式中：ΔMi為地塊i的減蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；Mi和M′i分別為地塊i實(shí)施水土保持措施之前和之后的水蝕模數(shù)，t/(hm2·a)；Δhi為地塊i的減蝕厚度，mm/a；ρi為地塊i的表層土壤密度，g/cm3；ΔM為各地塊的多年平均減蝕總量，t/a。
1.3.2 生態(tài)效益價(jià)值化 水土保持措施的水源涵養(yǎng)效益可以通過(guò)修建水庫(kù)等水利工程實(shí)現(xiàn)。因此，采用影子工程法，即替代工程的影子價(jià)格計(jì)算水源涵養(yǎng)的效益價(jià)值[10]。坡面水土保持措施減少的地表徑流并不會(huì)全數(shù)進(jìn)入河道，有一部分會(huì)隨著匯流路徑下滲，假設(shè)這一比例為50%[17]。據(jù)國(guó)家林業(yè)局發(fā)布的森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范[18]，2005年單位水庫(kù)庫(kù)容的造價(jià)為6.11元/t，則
Vw=6.11×50%ΔW。
(8)
式中Vw為水土保持措施涵養(yǎng)水源的價(jià)值，元/a。
式(8)得到的結(jié)果同時(shí)包括了08國(guó)標(biāo)中的1項(xiàng)間接經(jīng)濟(jì)效益：“水土保持工程增加蓄、飲水”和2項(xiàng)社會(huì)效益：“減輕下游洪澇災(zāi)害”和“減輕干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅”。
改善水質(zhì)效益通過(guò)費(fèi)用分析法計(jì)算。測(cè)定坡面徑流和泥沙中的養(yǎng)分及其他污染物濃度，如總有機(jī)碳、氨氮、總磷和樂(lè)果等，結(jié)合減流量和減蝕量計(jì)算這些污染物因水土保持措施而減少的流失量
ΔLij=CwjΔWi+CsjΔMi。
(9)
式中：ΔLij為污染物j在地塊i的流失負(fù)荷減少量，kg；Cwj為污染物j在地表徑流中的質(zhì)量濃度，kg/m3；Csj為污染物j在侵蝕泥沙中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，kg/t。李林育等[19]研究得出冗雷河小流域所在的珠江流域泥沙輸移比平均為39%，同水源涵養(yǎng)效益的計(jì)算相同，假設(shè)匯流過(guò)程中入滲占坡面產(chǎn)流總量的50%，并且在污染物隨徑流和泥沙遷移的過(guò)程中，其濃度不變，則
ΔL′ij=50%CwjΔWi+39%CsjΔMi。
(10)
式中ΔL′ij為因地塊i的水土保持措施減少的河道污染物j的負(fù)荷，kg。
貴州省沿用國(guó)家發(fā)改委聯(lián)合財(cái)政部、環(huán)保總局和經(jīng)貿(mào)委2003年發(fā)布的《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》[20]，規(guī)定了水體污染物的排污收費(fèi)為0.7元/當(dāng)量，以及不同污染物對(duì)應(yīng)的當(dāng)量值，如有機(jī)碳、氨氮、總磷和樂(lè)果的污染當(dāng)量值分別為0.49、0.8、0.25和0.05 kg/當(dāng)量。由此計(jì)算
(11)
式中：Vwq為水土保持措施的改善水質(zhì)效益，元/a；Ej為污染物j的污染物當(dāng)量值，kg/當(dāng)量。由于缺乏徑流和泥沙中這些污染物含量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，本文未計(jì)算改善水質(zhì)效益。
土圈生態(tài)效益的2項(xiàng)當(dāng)?shù)匦б嫱ㄟ^(guò)機(jī)會(huì)成本法一并計(jì)算：
ΔAi=ΔMi/(60×100ρi)。
(12)
式中：ΔAi為假設(shè)土壤的平均厚度為60 cm時(shí)，地塊i因水土保持措施減少的土壤流失量ΔMi折合得到的土地面積，hm2。
如果這些土地能用于對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)，則根據(jù)各自土地利用的單位面積收益，計(jì)算對(duì)應(yīng)效益價(jià)值
Vs=∑BiΔAi。
(13)
式中：Vs為水土保持措施的土壤保持和減少養(yǎng)分流失效益價(jià)值，元/a；Bi為地塊i對(duì)應(yīng)土地利用的單位面積收益，元/(hm2·a)。
根據(jù)小流域所在的貴州省長(zhǎng)順縣2008年統(tǒng)計(jì)年鑒，該縣全年種植業(yè)產(chǎn)值為2億9 392萬(wàn)元，耕地面積為1萬(wàn)3 780 hm2，由此可以估算出單位面積農(nóng)田的年均收益為2萬(wàn)1 329.5元/(hm2·a)。林業(yè)產(chǎn)值為1 711萬(wàn)元，通過(guò)森林覆蓋率計(jì)算出對(duì)應(yīng)面積為6萬(wàn)3 420 hm2，則單位面積林地的經(jīng)濟(jì)效益為269.8元/(hm2·a)。草地的經(jīng)濟(jì)收益沒(méi)有對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)資料可直接計(jì)算。根據(jù)2008年治理項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)，每2畝人工草地飼養(yǎng)1只母羊；當(dāng)?shù)氐脑L談顯示，形成規(guī)?；B(yǎng)殖之后，每只羊每天可收入3.7元，由此可估算出單位面積草地的經(jīng)濟(jì)效益為1萬(wàn) 128.8元/(hm2·a)。
據(jù)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范[18]，2002年挖去單位體積土方的費(fèi)用為12.6元/m3；結(jié)合珠江流域的平均泥沙輸移比39%，計(jì)算
Vsed=12.6×39%ΔM。
(14)
式中Vsed為水土保持措施減輕泥沙淤積的效益價(jià)值，元/a。
式(13)和式(14)的結(jié)果同時(shí)也包含了08國(guó)標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益中的“土地資源增值”和社會(huì)效益中的“保護(hù)土地不遭溝蝕破壞與石化沙化”“減輕下游泥沙危害”“減輕滑坡泥石流的危害”等效益的價(jià)值。
氣圈生態(tài)效益方面，凈化空氣效益主要依賴(lài)于森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)SO2的吸收和對(duì)塵埃的吸附，主要針對(duì)能增加林地面積或改變林地種類(lèi)的封山育林或人工造林這些水土保持措施而言。研究顯示：一般吸收SO2柏類(lèi)能力最強(qiáng)，可達(dá)411.6 kg/(hm2·a)；杉類(lèi)和松林其次，可吸收117.6 kg/(hm2·a)；闊葉林較差，為88.7 kg/(hm2·a)。在滯塵方面，針葉林較闊葉林略強(qiáng)，二者分別為33.2和10.1 t/(hm2·a)[21]。運(yùn)用費(fèi)用分析法，計(jì)算用工業(yè)手段處理這些SO2和塵埃的費(fèi)用，作為水土保持措施的凈化空氣效益。根據(jù)2003年《排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法》[20]，SO2的排污收費(fèi)為0.63元/kg，一般性粉塵收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.15元/kg，計(jì)算
Va=∑Ai(0.63ΔSDi+1 000×0.15ΔDi)。
(15)
式中：Va為凈化空氣效益價(jià)值，元/a；ΔSDi和ΔDi分別為地塊因水土保持措施增加的單位面積年均吸收SO2和吸附塵埃量，單位分別為kg/(hm2·a)和t/(hm2·a)。
“提高地面林草被覆程度”作為生物圈生態(tài)效益的主要度量指標(biāo)，可通過(guò)比較水土保持措施前后的植被覆蓋度獲得，但其價(jià)值需通過(guò)“增加植物固碳量”等具體效益實(shí)現(xiàn)。本文中的固碳效益利用固碳成本法計(jì)算。某些水土保持措施如人工造林和人工種草改變了之前的土地利用方式及固碳量。據(jù)《中國(guó)可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究總論》[22]，亞熱帶林每年平均凈光合吸收碳約8.6 t/(hm2·a)，草地約吸收碳1.3 t/(hm2·a)，耕地吸收1.2 t/(hm2·a)。理論上，如果在荒草地上種植人工林，每年可多固碳約7.3 t/(hm2·a)。仲偉周等[23]基于P.C.Benítez等[24]的造林再造林固碳模型，綜合考慮固碳凈現(xiàn)值、造林成本、木材收益、放棄農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地機(jī)會(huì)成本等因素，計(jì)算出我國(guó)各省(自治區(qū)、直轄市)的固碳成本(2007年價(jià)格)。其中，貴州省為658.3元/t。固碳成本法將這一固碳成本與各地塊i的固碳增加量結(jié)合起來(lái)計(jì)算
Vc=∑658.3AiΔFi。
(16)
式中：Vc為固碳效益價(jià)值，元/a；ΔFi為地塊i因水土保持措施增加的單位面積固碳量，t/(hm2·a)。
將各項(xiàng)生態(tài)效益加和，得到冗雷河小流域?qū)嵤┢旅嫠帘３执胧┑目偵鷳B(tài)效益Vb，元/a：
Vb=Vw+Vwq+Vs+Vsed+Va+Vc
(17)
進(jìn)行上述生態(tài)效益價(jià)值計(jì)算時(shí)，所用價(jià)格參數(shù)的時(shí)間不盡相同。為了進(jìn)一步比較和計(jì)算，利用社會(huì)折現(xiàn)率將其換算至同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(年)。根據(jù)2006年國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)和建設(shè)部共同發(fā)布的《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)(第三版)》[25]，在評(píng)價(jià)各類(lèi)建設(shè)項(xiàng)目時(shí)，統(tǒng)一采用8%作為社會(huì)折現(xiàn)率。譚運(yùn)嘉等[26]認(rèn)為我國(guó)東、中、西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，居民收入水平和消費(fèi)偏好也不盡相同，應(yīng)分區(qū)域采用不同的社會(huì)折現(xiàn)率。他們對(duì)社會(huì)時(shí)間偏好率和資本的社會(huì)機(jī)會(huì)成本進(jìn)行加權(quán)平均，利用1978—2008年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，測(cè)算得出我國(guó)東、中、西部的社會(huì)折現(xiàn)率分別為6%、7%和8%。本文針對(duì)貴州省冗雷河小流域的水土保持措施效益進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用8%作為社會(huì)折現(xiàn)率。
此外，本文未考慮水土保持措施的效益年限，即水土保持措施發(fā)揮效益的年限及效益隨時(shí)間的變化，而是假設(shè)項(xiàng)目已開(kāi)始發(fā)揮作用，計(jì)算多年平均效益值。
2 結(jié)果與分析
2.1 調(diào)水保土效益
冗雷河小流域的坡面水土保持措施實(shí)現(xiàn)總減流量7萬(wàn)35.2 m3/a，總減蝕量1萬(wàn)2 606.4 t/a，單位減流深11.0 mm/a，減蝕厚2.0 mm/a。表2列出了不同水土保持措施的調(diào)水保土效益值?？傮w而言，對(duì)減流量貢獻(xiàn)最大的是人工經(jīng)果林和坡改梯，均占總減流量的26.1%；其次為人工草地和封山育林，分別占17.7%和14.3%。但從單位面積減流深來(lái)看，人工水土保持林最高，達(dá)到61.8 mm/a；封山育林最低，僅為2.3 mm/a。除了與各水土保持措施本身調(diào)水能力不同有關(guān)外，也與治理前的土地利用狀況有關(guān)。例如，在治理前均為荒草地的情況下，人工水土保持林的調(diào)水能力明顯高于人工草地，實(shí)施封山育林的地塊在治理前為灌木林地，其調(diào)水功能本就較高；因此水保措施的調(diào)水效益不明顯，減流量不大。從減蝕量來(lái)看，貢獻(xiàn)最大的為封山育林，占各類(lèi)水保措施總減蝕量的68.2%；其次為坡改梯和人工草地，分別占17.5%和7.1%?？紤]到各類(lèi)措施實(shí)施面積的差異，從單位面積減蝕厚來(lái)看，坡改梯的效果最好，為3.8 mm/a，人工水土保持林和經(jīng)果林的效果較差，僅為0.6 mm/a。
表2 冗雷河小流域各水保措施減流減蝕量
注：?人工經(jīng)果林下皆種植有人工草地，表中的減流減蝕量包括了人工草地的貢獻(xiàn)。Note:?The economic forest was intercropped with artificial grass, the corresponding runoff and sediment reduction listed includes both contributions.
2.2 生態(tài)效益價(jià)值
計(jì)算冗雷河小流域各坡面水土保持措施的各項(xiàng)生態(tài)效益價(jià)值，并利用社會(huì)折現(xiàn)率將其統(tǒng)一換算成2008年價(jià)格，結(jié)果見(jiàn)表3。各項(xiàng)水土保持措施共計(jì)投入216.7萬(wàn)元，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益價(jià)值107.1萬(wàn)元/a，主要來(lái)源于在坡耕地上種植人工經(jīng)果林產(chǎn)生的凈化空氣和固碳效益，二者之和達(dá)到56.7萬(wàn)元/a，超過(guò)生態(tài)效益總價(jià)值的50%；但是，從單位面積的生態(tài)效益來(lái)看，人工水土保持林最高，達(dá)到1.5萬(wàn)元/(hm2·a)；封山育林最低，僅為0.02萬(wàn)元/(hm2·a)。將年平均效益減去水土保持措施的投入，計(jì)算單位面積各水土保持措施的收益，僅有人工水土保持林為正值，1.1萬(wàn)元/ hm2；實(shí)施坡改梯的虧損最多，達(dá)到-1.7萬(wàn)元/hm2。這是因?yàn)槠赂奶萆婕肮こ探ㄔO(shè)，投入較大。若忽略每年少量的維護(hù)費(fèi)用，可以假設(shè)這些投入是一次性的，而生態(tài)效益價(jià)值卻是年平均值，可逐年累加。
表3 冗雷河小流域各水土保持措施生態(tài)效益價(jià)值(2008年價(jià)格)
注：?土壤保持和減少養(yǎng)分流失效益價(jià)值之和。僅計(jì)算各項(xiàng)坡面水土保持措施的資金投入，未考慮配套建設(shè)費(fèi)用。Note:?refers to sum of the benefits in conserving soil and reducing nutrient loss.Only consider the investment of the soil and water conservation practices listed but not the expenses of supporting constructions.
根據(jù)2008年發(fā)布的“全國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃”[27],冗雷河小流域?qū)儆谕寥辣３稚鷳B(tài)功能區(qū)，存在的主要問(wèn)題是地表植被退化、土壤侵蝕和石漠化。若僅考慮與此相關(guān)的3項(xiàng)效益：土壤保持、減少養(yǎng)分流失和減少河道泥沙淤積，則流域內(nèi)水保措施的生態(tài)效益價(jià)值僅為10.6萬(wàn)元/a。
3 結(jié)論與討論
本研究對(duì)08國(guó)標(biāo)中的水土保持調(diào)水保土效益和生態(tài)效益計(jì)算進(jìn)行了修訂并對(duì)貴州省冗雷河小流域2008—2010年綜合治理項(xiàng)目的坡面水土保持措施效益展開(kāi)評(píng)價(jià)。主要結(jié)論如下：
1)該項(xiàng)目的坡面水土保持措施預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)多年平均減流深11.0 mm/a，減蝕厚2.0 mm/a；
2)各項(xiàng)水土保持措施中，減流能力最強(qiáng)的是人工水土保持林，減蝕能力最強(qiáng)的則是坡改梯；
3)基于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的價(jià)值，得出該項(xiàng)目各坡面水土保持措施的生態(tài)效益總價(jià)值為107.1萬(wàn)元/a，其中以人工水土保持林的單位面積生態(tài)效益最高。
本文是對(duì)水土保持生態(tài)效益價(jià)值化的一次嘗試，將水土保持措施的各方面生態(tài)效益折算為可以計(jì)算和比較的價(jià)值，其結(jié)果可為水土保持動(dòng)態(tài)規(guī)劃和布局提供參考依據(jù)；但是本研究并未考慮水土保持措施發(fā)揮效益的年限和效益隨時(shí)間的變化，而是假設(shè)項(xiàng)目已經(jīng)開(kāi)始發(fā)揮作用，計(jì)算多年平均效益值。在下一步的研究中應(yīng)將這一因素納入考慮和計(jì)算。
[1] 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
[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)國(guó)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.水土保持綜合治理效益計(jì)算方法：GB/T 15774—2008 [S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008
[3] 葉延瓊,張信寶,馮明義,等.水土保持效益分析與社會(huì)進(jìn)步[J].水土保持學(xué)報(bào),2003,17(2)：71-73
[4] 康玲玲,王云璋,王霞.小流域水土保持綜合治理效益指標(biāo)體系及其應(yīng)用[J].土壤與環(huán)境,2002,11(3)：274-278
[5] 尹輝,蔣忠誠(chéng),羅為群,等.湘中丘陵區(qū)水土保持效益綜合評(píng)價(jià)[J].中國(guó)水土保持,2010(12)：50-53
[6] 鄧歐,尹忠東,馮仲科,等.四川省長(zhǎng)江上游水土保持工程生態(tài)經(jīng)濟(jì)綜合評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26(5)：88-95
[7] 張信寶.中國(guó)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與水土保持產(chǎn)業(yè)化[J].中國(guó)水土保持,1997(4)：6-8
[8] 黨志良,林啟才,史淑娟.水土保持綜合治理效益分析與評(píng)價(jià)：以丹鳳縣陳家溝小流域?yàn)槔齕J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2010,40(3)：535-539
[9] 肖寒,歐陽(yáng)志云,趙景柱,等.海南島生態(tài)系統(tǒng)土壤保持空間分布特征及生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2000,20(4)：552-558
[10] 李文華,等.生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估的理論、方法與應(yīng)用[M].北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社,2008：120-133
[11] 景可,焦菊英.水土保持效益評(píng)價(jià)中的問(wèn)題討論[J].水土保持通報(bào),2010, 30(4)：175-179
[12] Liu Baoyuan, Zhang Keli, Xie Yun. An empirical soil loss equation [C].Proceedings of 12thISCO Conference, Process of Erosion and its Environmental Effects (Volume II).Beijing: Tsinghua University, 2002：21-25
[13] 陳旭暉,周長(zhǎng)華,周丕東.貴州山區(qū)水土保持試驗(yàn)研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),1994(1)：3-8
[14] 張文安,徐大地,劉友云,等.黔中黃壤丘陵旱坡地不同耕作栽培技術(shù)對(duì)水土流失及作物產(chǎn)量的影響[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2000,28(6)：18-21
[15] 陳敏.遵義市水土保持試驗(yàn)研究[J].貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2003,31(增刊)：64-65
[16] 朱青,王兆騫,尹迪信.貴州坡耕地水土保持措施效益研究[J].自然資源學(xué)報(bào),2008,23(2)：219-229
[17] 程根偉,石培禮.長(zhǎng)江上游森林涵養(yǎng)水源效益及其經(jīng)紀(jì)價(jià)值評(píng)估[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2004,2(4)：17-20
[18] 國(guó)家林業(yè)局. 森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范：LY/T 1721—2008[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008
[19] 李林育,焦菊英,陳楊.泥沙輸移比的研究方法及成果分析[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2009,7(6)：113-122
[20] 中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展計(jì)劃委員會(huì),財(cái)政部,國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局, 國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì).排污費(fèi)征收標(biāo)準(zhǔn)管理辦法：第31號(hào)令.[EB/OL].[2015-01-05].http://www.gzhjbh.gov.cn/hjjc/pwsf/sfyjjcx/23064.shtml
[21] 歐陽(yáng)志云,王效科,苗鴻.中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的初步研究[J].生態(tài)學(xué)報(bào),1999,19(5)：607-613
[22] 中國(guó)可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究項(xiàng)目組.中國(guó)可持續(xù)發(fā)展林業(yè)戰(zhàn)略研究總論[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,2002
[23] 仲偉周,邢治斌.中國(guó)各省造林再造林工程的固碳成本收益分析[J].中國(guó)人口·資源與環(huán)境,2012,22(9)：33-41
[24] Benítez PC, Obersteiner M. Site identification for carbon sequestration in Latin America: A grid-based economic approach [J]. Forestry Policy and Economics, 2006(8)： 636-651
[25] 國(guó)家發(fā)展改革委,建設(shè)部.建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)[M].3版.北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2006：75-77
[26] 譚運(yùn)嘉,李大偉,王芬.中國(guó)分區(qū)域社會(huì)折現(xiàn)率的理論、方法基礎(chǔ)與測(cè)算[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì),2009,28(5)：66-69
[27] 中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部,中國(guó)科學(xué)院.全國(guó)生態(tài)功能區(qū)劃[EB/OL].[2015-01-05].http:∥www.mep.gov.cn/gkml/hbb/bgg/200910/W020080801436237505 174.pdf
(責(zé)任編輯：郭雪芳)
Benefit evaluation on soil and water conservation practices:A case study on Rongleihe Watershed in Guizhou province
Yang Yang1, Liu Yuxin1, Jin Pingwei2, Xiang Jiaping2, Xie Yun1
(1.State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University,100875, Beijing, China; 2.Pearl River Watershed Soil Conservation Monitoring Center of Pearl River Water Conservancy Committee, 510611, Guangzhou, China)
Assessing the benefits of soil and water conservation practices and discovering the problems present in their applications are of great significance to soil conservation planning, management and operation. The latest national standard, i.e., “Comprehensive control of soil and water conservation—Method of benefit calculation (GB/T 15774—2008)”,describes different kinds of benefits and their evaluation techniques. However, this standard involves too many evaluation items, some of which are difficult or even impossible to directly attain or calculate in practice. In addition, certain benefits are counted more than once using the evaluation techniques suggested. These shortcomings have greatly limited the application of this standard.In the current study, a new benefit evaluation method is proposed. Targeted, quantifiable and unique evaluation items are selected for the assessment of soil and water conservation benefits as well as the ecological ones. Furthermore, the value of each ecological benefit is calculated based on its ecosystem service function, using related economic theories. This method has been applied in the benefit evaluation of the integrated soil conservation project operated on Rongleihe Watershed in Guizhouduring 2008—2010. It is predicted that this project would reduce the annual runoff depth by 11.0 mm/a and the soil erosion depth by 2.0 mm/a; and yield a total ecological benefit of 107.1×104yuan/a. Among the six main practices, soil and water conservation forests top in conserving water and reducing runoff; whereas, terraces exhibit the strongest ability in protecting soil from erosion. This study values the ecological benefits of soil and water conservation practices,and its results hold important implications for local policy making with regard to soil and water conservation.
soil and water conservation; ecological benefit valuation; ecosystem service function
2015-01-16
2015-07-03
項(xiàng)目名稱(chēng)：國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目“地表過(guò)程模型與模擬”(41321001)
楊揚(yáng)(1987—)，女，博士，講師。主要研究方向：土壤侵蝕與非點(diǎn)源污染。E-mail: yang.yang@bnu.edu.cn
S157.2
A
1672-3007(2015)05-0064-08
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