鄭曉風(fēng)，唐慧中

(1.秦州區(qū)水務(wù)局，甘肅 天水741000;2.天水市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，甘肅天水741000)

閆家河小流域地處天水市秦州區(qū)城郊北山、耤河北岸，屬黃土丘陵溝壑區(qū)第三副區(qū)，流域總面積13.92 km2，治理前植被覆蓋率為20.13%，水土流失面積10.79 km2，土壤侵蝕模數(shù)為5 000 t/(km2·a)，年土壤流失量為6.96萬(wàn)t。1998年10月，黃河水利委員會(huì)將閆家河小流域列入耤河示范區(qū)重點(diǎn)治理工程，通過(guò)對(duì)流域進(jìn)行山、水、田、林、路綜合治理，形成了從山頂?shù)缴侥_、從坡面到溝道的全方位、多功能的綜合防護(hù)體系。經(jīng)過(guò)治理，該流域累計(jì)完成水土流失治理面積10.05 km2，治理程度達(dá)93.14%，植被覆蓋率達(dá)到47.48%，治理措施保存率達(dá)97%，林、草措施成活率達(dá)92%。各項(xiàng)水土保持措施的實(shí)施，有效地保護(hù)和利用了流域內(nèi)的水土資源，2004年通過(guò)黃河水利委員會(huì)組織的驗(yàn)收。

為了較為全面、科學(xué)地對(duì)閆家河小流域綜合治理效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，本研究綜合運(yùn)用專家咨詢、理論分析和頻度分析3種方法，并采用市場(chǎng)價(jià)值法、碳稅法等方法，對(duì)該流域水土保持綜合治理價(jià)值進(jìn)行了計(jì)算與評(píng)價(jià)。計(jì)算中各項(xiàng)水土保持措施的面積均是用保存率與成活率折算過(guò)的有效面積。

1 綜合治理生態(tài)價(jià)值計(jì)算

生態(tài)價(jià)值主要是間接利用價(jià)值，是指無(wú)法商品化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，采用防護(hù)費(fèi)用法、恢復(fù)費(fèi)用法、碳稅法、影子工程法、機(jī)會(huì)成本法、替代市場(chǎng)法等進(jìn)行估算。

生態(tài)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系采用唐慧中等[1]在《秦州區(qū)水土保持林建設(shè)生態(tài)效益價(jià)值評(píng)估》中的指標(biāo)體系。生態(tài)價(jià)值分為水圈生態(tài)效益、土圈生態(tài)效益、氣圈生態(tài)效益、生物圈生態(tài)效益4個(gè)方面。

1.1 水圈生態(tài)效益W

1.1.1 蓄水與涵養(yǎng)水源的價(jià)值W1

根據(jù)《黃河流域水土保持耤河示范區(qū)工程閆家河小流域竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告》，該流域林草工程措施相互配套、層層設(shè)防、節(jié)節(jié)攔蓄，有效地控制了水土流失。據(jù)監(jiān)測(cè)資料推算，各項(xiàng)治理措施年可攔蓄降雨53.91萬(wàn)m3，蓄水效率達(dá)59.44%。水價(jià)采用秦州區(qū)目前工程供水價(jià)格1.9～3.5元/m3替代，計(jì)算中取平均值2.7元/m3，因此W1=145.56萬(wàn)元。

1.1.2 凈化水質(zhì)的價(jià)值W2

閆家河小流域綜合治理措施凈化水質(zhì)的價(jià)值，可用攔蓄降水總量乘單位體積水凈化成本來(lái)計(jì)算。污水凈化費(fèi)用采用全國(guó)污水處理成本價(jià)的平均價(jià)，即水的凈化費(fèi)用為0.8元/m3，由此得W2=43.13萬(wàn)元。

1.1.3 減少面源污染的價(jià)值W3

面源污染是威脅水資源安全最嚴(yán)重的問題之一。據(jù)李世鋒[2]研究，水土保持林可攔截徑流中80%的總氮、62%的硝基氮、78%的總磷和58%的態(tài)的磷。在閆家河小流域，面源污染主要發(fā)生在坡耕地上，該流域有梯田343.83 hm2，水土保持林通過(guò)退耕實(shí)現(xiàn)的面積為448.57 hm2，減少面源污染的價(jià)值可用治理面源污染所需費(fèi)用替代。根據(jù)流域現(xiàn)狀，利用植物措施單位面積治理面源污染的費(fèi)用[3]為0.318萬(wàn)元/hm2，利用梯田單位面積治理面源污染費(fèi)用為0.493 5萬(wàn)元/hm2，由此得減少面源污染的價(jià)值W3=312.33萬(wàn)元。

水圈生態(tài)效益W=W1+W2+W3=501.02萬(wàn)元。

1.2 土圈生態(tài)效益S

1.2.1 減少流失土壤肥力的價(jià)值S1

工程措施攔截的泥沙主要來(lái)源于坡耕地，因此工程措施減少流失土壤肥力可用坡耕地表層土壤所含N、P、K的數(shù)量與相應(yīng)化肥的單價(jià)求得。據(jù)監(jiān)測(cè)資料推算，各項(xiàng)治理措施年可攔截泥沙4.87萬(wàn)t，攔泥效率達(dá)70.0%。李生寶等[4]的研究表明:農(nóng)地表層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為6.132 g/kg、全氮為0.416 g/kg、全磷為0.57 g/kg、全鉀為18.92 g/kg，水土保持林地表層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為6.274 g/kg、全氮為0.428 g/kg、全磷為0.546 g/kg、全鉀為18.00 g/kg，人工草地表層土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為4.828 g/kg、全氮為0.344 g/kg、全磷為0.54 g/kg、全鉀為19.4 g/kg。根據(jù)泥沙來(lái)源的實(shí)際加權(quán)平均計(jì)算，得到該流域攔截泥沙中肥分平均含量為:有機(jī)質(zhì)6.187 g/kg、全氮0.422 g/kg、全磷0.553 g/kg、全鉀18.33 g/kg。土壤有機(jī)物質(zhì)單價(jià)取1.36元/kg，則減少土壤有機(jī)質(zhì)流失的價(jià)值Sa=40.98萬(wàn)元。

由土壤侵蝕造成的N、P、K損失的價(jià)值可通過(guò)增施化肥的費(fèi)用來(lái)代替。秦州區(qū)目前尿素和磷酸二氫鉀的市場(chǎng)價(jià)分別為0.19萬(wàn)和0.48萬(wàn)元/t，折算成 N、P、K化肥的比例分別為60/28、136/31、136/39，則減少土壤 N、P、K 肥力損失的價(jià)值Sb的計(jì)算式為

式中:Sb為水土保持措施年保肥效益經(jīng)濟(jì)價(jià)值，萬(wàn)元;Q為水土保持措施年攔截泥沙總量，t;P1i為土壤中氮、磷、鉀平均含量，g/kg;P2i為純氮、磷、鉀折算成化肥的比例;P3i為各類化肥的銷售價(jià)，萬(wàn)元/t。

因此，Sb=1 559.28萬(wàn)元。

減少土壤肥力的價(jià)值S1=Sa+Sb=1 600.26萬(wàn)元。

1.2.2 減少泥沙淤積的價(jià)值S2

根據(jù)錢寧、龔時(shí)旸、徐建華等[5-7]對(duì)黃河支流泥沙顆粒組成的研究，可以認(rèn)為坡地上產(chǎn)生的泥沙至少有1/5將沉積于水庫(kù)或下游河床。因此，減少泥沙淤積的價(jià)值可根據(jù)被淤積水庫(kù)的蓄水成本計(jì)算。該流域水土保持措施年減少土壤侵蝕總量為4.87萬(wàn)t，則淤積泥沙量為9 740 t。若泥沙容重取1.28 t/m3，則減少泥沙淤積的數(shù)量相當(dāng)于損失庫(kù)容量為7 609.375 m3。

按1 m3庫(kù)容的成本費(fèi)為5.714元計(jì)算[8]，該流域水保措施年減少泥沙淤積價(jià)值S2=4.35萬(wàn)元。

1.2.3 保護(hù)農(nóng)田的價(jià)值S3

水土保持綜合治理保護(hù)農(nóng)田的價(jià)值可用農(nóng)田作物增產(chǎn)的價(jià)值來(lái)評(píng)價(jià)。據(jù)監(jiān)測(cè)，與坡耕地相比，流域內(nèi)梯田增產(chǎn)糧食為1 050 kg/hm2，糧食總增產(chǎn)量達(dá)361 021.5 kg。按國(guó)家糧食價(jià)格1.4元/kg計(jì)算，則該流域綜合治理所帶來(lái)的保護(hù)農(nóng)田的價(jià)值為S3=50.54萬(wàn)元。

土圈生態(tài)效益S=S1+S2+S3=1 655.15萬(wàn)元。

1.3 氣圈生態(tài)效益G

小流域綜合治理氣圈生態(tài)效益主要是由人工種植的林草產(chǎn)生的，流域植被覆蓋率的提高可以吸收空氣中的CO2，產(chǎn)出O2，降解污染物，從而凈化空氣。根據(jù)林草面積及林草對(duì)有害物質(zhì)的減除作用，采用影子價(jià)格法計(jì)算流域綜合治理后林草凈化空氣的價(jià)值。

1.3.1 改善小氣候的價(jià)值G1

水土保持林草措施對(duì)局地氣候變化產(chǎn)生的影響是比較明顯的，因?yàn)榱植荽胧┑脑黾痈淖兞诵×饔騼?nèi)太陽(yáng)能的分配方式，增加了地表反射率，使溫度降低、濕度增加，而這些又反過(guò)來(lái)影響植被的再生潛力[9]。按照謝高地等人[10]中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)中森林單位面積氣候調(diào)節(jié)值2 389.1元/hm2計(jì)算，則G1=150.47萬(wàn)元。

1.3.2 凈化環(huán)境的價(jià)值G2

水土保持綜合治理凈化環(huán)境的價(jià)值主要有:減少溫室氣體的價(jià)值、吸收有害氣體的價(jià)值、阻滯降塵的價(jià)值和生產(chǎn)氧氣的價(jià)值4個(gè)方面。凈化環(huán)境的價(jià)值主要由植物措施產(chǎn)生，工程措施所產(chǎn)生的凈化環(huán)境的價(jià)值可以忽略不計(jì)。

1.3.2.1 固定CO2的價(jià)值G21

根據(jù)該流域水土保持生態(tài)建設(shè)的實(shí)際情況，采用碳稅法、造林(種草)成本法兩者的平均值來(lái)計(jì)算固定CO2的價(jià)值。據(jù)陳芳等[11]研究，林草單位面積年固定CO2的量為:落葉喬木林為128.32 t/hm2，常綠灌木林為195.21 t/hm2，草本植物為181.13 t/hm2，則該流域CO2固定量為8.83萬(wàn)t。

再將CO2固定量折合為純碳。根據(jù)CO2的分子式和原子量，C/CO2=0.272 7，則折合為純碳量為2.41萬(wàn)t。

采用瑞典碳稅率計(jì)算，則該流域水土保持林草年固碳價(jià)值為2 892.00萬(wàn)元。

按照中國(guó)幾種樹的平均造林成本折合為260.9元/t，則該流域林草措施年固碳價(jià)值為628.77萬(wàn)元。

該流域水土保持林草措施最終年固定CO2的價(jià)值可取如上兩者的平均值，即G21=1 760.39萬(wàn)元。

1.3.2.2 生產(chǎn)O2的價(jià)值G22

對(duì)水土保持林草釋放O2的價(jià)值采用生產(chǎn)成本法計(jì)算，生產(chǎn)O2的成本為500元/t。陳芳等[11]的研究表明:落葉喬木林單位面積年釋放 O2為93.33 t/hm2，常綠灌木林為141.97 t/hm2，草本植物為131.73 t/hm2，則該流域水土保持林草措施生產(chǎn)O2的價(jià)值G22=3 212.72萬(wàn)元。

1.3.2.3 吸收SO2的價(jià)值G23

林草植被對(duì)SO2具有一定的吸收、積累、轉(zhuǎn)化、降解的作用，即對(duì)大氣有凈化作用，這種作用可采用面積—吸收能力法進(jìn)行價(jià)值計(jì)算，計(jì)算式為

式中:G23為林草吸收SO2的價(jià)值，元;k為治理SO2的費(fèi)用，元/t;Fi為不同林草措施年吸收SO2的能力，kg/hm2;Si為不同林草措施的面積，hm2。

根據(jù)《中國(guó)生物多樣性國(guó)情研究報(bào)告》[12]，植物對(duì)SO2的年吸收能力為:闊葉林88.65 kg/hm2，針葉林215.60 kg/hm2，人工草地18 kg/hm2[11]。消減 SO2的投資成本為600元/t，則該流域水土保持林草措施年吸收SO2的價(jià)值G23=3.60萬(wàn)元。

1.3.2.4 阻滯降塵的價(jià)值G24

阻滯降塵的價(jià)值采用等效替代法計(jì)算，即以單位面積滯塵能力乘以流域內(nèi)水土保持林草面積，再乘以阻滯降塵的成本計(jì)算。據(jù)陳芳等[11]的研究，植物單位面積年阻滯降塵能力為:落葉喬木林17.51 t/hm2，常綠灌木林32.93 t/hm2，草本植物0.12 t/hm2，阻滯降塵的成本為170元/t，則該流域林草措施年阻滯降塵價(jià)值G24=194.84萬(wàn)元。

凈化環(huán)境的價(jià)值G2=G21+G22+G23+G24=5 171.55萬(wàn)元。

氣圈生態(tài)效益G=G1+G2=5 322.02萬(wàn)元。

1.4 生物圈生態(tài)效益B

按照謝高地等人[10]中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)中農(nóng)地單位面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值為628.20元/hm2、森林單位面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值為2 884.60元/hm2、草地單位面積生物多樣性保護(hù)價(jià)值為964.50元/hm2計(jì)算，則該流域水土保持綜合治理后由生物多樣性增加所產(chǎn)生的生態(tài)經(jīng)濟(jì)價(jià)值即生物圈生態(tài)效益B=206.29萬(wàn)元。

2 經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估

經(jīng)濟(jì)價(jià)值的評(píng)估是治理后比治理前增加的產(chǎn)值，主要是直接利用價(jià)值。水土保持治理完成后，在效益計(jì)算期內(nèi)該流域年累計(jì)增加直接經(jīng)濟(jì)效益855.98萬(wàn)元。

3 社會(huì)效益評(píng)價(jià)

水土保持生態(tài)建設(shè)的社會(huì)效益價(jià)值主要是間接利用價(jià)值，用水土保持治理前后社會(huì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)的變化進(jìn)行評(píng)估。

3.1 提高了區(qū)域人口環(huán)境容量，促進(jìn)了流域生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)

通過(guò)水土保持生態(tài)建設(shè)，流域內(nèi)基本農(nóng)田達(dá)到343.83 hm2，人均基本農(nóng)田0.05 hm2，耕地梯田化程度達(dá)到100%，人口環(huán)境容量由治理前的480人/km2提高到現(xiàn)在的496人/km2，實(shí)現(xiàn)了人口環(huán)境容量和人口密度的相對(duì)平衡，從而促進(jìn)了人與自然的和諧共處和生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)。

3.2 改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件

水土保持生態(tài)建設(shè)，使田間農(nóng)機(jī)路密度達(dá)2.87 km/km2，降低了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，顯著改善了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，同時(shí)為城市服務(wù)業(yè)提供了充足的勞動(dòng)力。

3.3 合理調(diào)整了土地利用結(jié)構(gòu)

通過(guò)大規(guī)模梯田建設(shè)，大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)林果，營(yíng)造喬木林、灌木林，實(shí)施退耕還林還草，使流域內(nèi)農(nóng)、林、牧、荒地所占比例由治理前的48.82%、20.13%、0、4.41%，調(diào)整為現(xiàn)在的32.61%、45.23%、2.25%、0，土地利用率由治理前的84.40%提高到95.75%。

3.4 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

土地利用結(jié)構(gòu)的調(diào)整和土地利用率的提高，促進(jìn)了流域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，使農(nóng)、林、果、牧、漁和工副業(yè)產(chǎn)值所占比例由治理前的46.39%、1.86%、4.34%、5.56%和41.85%，調(diào)整為現(xiàn)在的37.64%、5.66%、13.21%、11.30%和32.19%。

3.5 增加了農(nóng)民收入，改善了生活條件

隨著流域內(nèi)各項(xiàng)措施效益的發(fā)揮，流域內(nèi)年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值增至2 101.86萬(wàn)元，比治理前增加了55.91%;年人均收入2 756元，增加了1.28倍。物質(zhì)基礎(chǔ)的充實(shí)促進(jìn)了農(nóng)民生活條件的改善，流域內(nèi)新蓋磚瓦房126座，液晶電視、電冰箱、計(jì)算機(jī)等家電已進(jìn)入尋常農(nóng)民家庭，80%的農(nóng)戶安裝了電話。

3.6 美化了城郊環(huán)境，拓展了城市服務(wù)領(lǐng)域

通過(guò)園田、園林化建設(shè)，流域內(nèi)形成了春有花、夏有蔭、秋有果、冬有綠和三季有花、四季常青的生態(tài)景觀，同時(shí)可防止沙塵、凈化空氣、降低噪音、調(diào)節(jié)氣候、改善水質(zhì)、減弱城市“熱島效應(yīng)”。該流域不僅為城市提供了豐富的水果蔬菜、苗木花卉和肉蛋奶等農(nóng)林牧產(chǎn)品，而且為天水市的廣大市民提供了一個(gè)集休閑、旅游、觀光為一體的生態(tài)農(nóng)業(yè)景區(qū)。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)閆家河小流域綜合治理年生態(tài)效益總價(jià)值為7 684.48萬(wàn)元，其中水圈生態(tài)效益501.02萬(wàn)元、土圈生態(tài)效益1 655.15萬(wàn)元、氣圈生態(tài)效益5 322.02萬(wàn)元、生物圈生態(tài)效益206.29萬(wàn)元。生態(tài)效益是隨著治理年限的延長(zhǎng)而增大的，隨著流域治理年限的延長(zhǎng)和林草覆蓋率的提高，生態(tài)效益的價(jià)值會(huì)更大。

(2)經(jīng)濟(jì)價(jià)值在各項(xiàng)措施效益計(jì)算期內(nèi)年累計(jì)增加直接經(jīng)濟(jì)效益855.98萬(wàn)元。

(3)本研究對(duì)于社會(huì)效益的評(píng)價(jià)大部分僅局限在定性評(píng)價(jià)方面，定量評(píng)價(jià)較少，這方面的價(jià)值評(píng)估目前還是一個(gè)新的課題，有待于進(jìn)一步研究確定評(píng)價(jià)指標(biāo)。

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