王海斌

(陜西省水土保持勘測規(guī)劃研究所，陜西西安710004)

土壤侵蝕是我國嚴重的生態(tài)問題之一，土壤侵蝕導致土地退化，流失的泥沙造成了下游河道嚴重淤積，使得區(qū)域干旱和洪澇災害加劇，嚴重影響著水資源的持續(xù)利用［1］。如何計算土壤侵蝕對社會經濟造成的損失是近年來我國水土保持科學和環(huán)境經濟學研究的熱點之一，國外對這方面的研究起步較早，美國于1983年評估了土壤侵蝕對農業(yè)造成的年經濟損失約為5.25億美元［1］。20世紀90年代中期以來，我國對這方面的研究逐步加強，較早的有楊子生等對云南土壤流失造成的經濟損失研究，他們將經濟損失分為直接經濟損失和間接經濟損失兩種［2］，也有根據土壤流失造成危害地點的不同將其分為場內損失和場外損失的［3］。目前，我國對多種尺度的土壤侵蝕造成的經濟損失的研究均有所涉及，有大到全國尺度的［4］，也有小到流域尺度的［5］，還有一些涉及到省份的［6］。根據數據的可獲取性，不同的研究對土壤侵蝕經濟損失估算的方法也不一樣。

西北溝流域位于冀北山區(qū)，流域內山高坡陡、降水集中且多暴雨，易產生水土流失。本研究以位于京津水源區(qū)的西北溝流域為研究對象，采用環(huán)境經濟學原理選取一些指標將流域土壤侵蝕造成的損失以貨幣化的形式表現出來，以期科學地認識水土流失造成的經濟損失，進一步搞好水土保持生態(tài)建設。

1 研究區(qū)概況

西北溝小流域［7］位于河北省灤平縣虎什哈鎮(zhèn)西北溝村，流域總面積為9.31 km2，流域內最高山峰海拔906 m，最低處海拔403 m;流域內地貌以土石山地為主，地勢西高東低，地層結構復雜，部分山丘巖石裸露風化嚴重，容易造成泥石流、崩塌等;土壤類型以棕壤、褐土及潮土等為主，主要土地利用類型為林地、退化荒草地及耕地等，植被以溫帶針葉闊葉混交林為主，木本植物主要有油松、落葉松、刺槐、楊樹、榆樹等;屬北溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候，年平均氣溫7.2℃，多年平均降水量550 mm，降雨時空分布不均且年際、年內變化大，一年中降雨主要集中在汛期6—9月份，占全年降雨量的80%，年均徑流深為102 mm。

2 研究方法

2.1 土壤侵蝕量的確定

土壤侵蝕量的確定是計算土壤侵蝕經濟損失的基礎。土壤侵蝕量是指超過該區(qū)域自然侵蝕的那部分侵蝕量。自然侵蝕又稱正常侵蝕或地質侵蝕，是指在不受人為活動影響的條件下，自然營力對地表物質的分離、破壞和移動，是一切具有發(fā)生侵蝕條件地形的正常侵蝕現象。由于研究區(qū)沒有關于自然侵蝕的研究，故本研究應用該區(qū)域的容許土壤侵蝕量來代替自然侵蝕量。我國的容許土壤侵蝕量是根據土壤中有機質、養(yǎng)分對作物生長是否產生影響來確定的［8］，該流域地處北方土石山區(qū)，土層薄，容許土壤侵蝕模數為200 t/(km2·a)。根據江青龍等［7］的研究成果，該流域年均土壤侵蝕模數為3816.92 t/(km2·a)，用此值減去容許土壤侵蝕模數得3616.92 t/(km2·a)，從而得到面積9.31 km2的西北溝流域年土壤侵蝕量為3.37 萬 t。

2.2 土壤侵蝕經濟損失的估算方法

土壤侵蝕對環(huán)境造成的損害是多方面的，首先是對侵蝕發(fā)生地帶來生態(tài)破壞，包括土地破壞、營養(yǎng)元素損失(也叫場內損失);其次是流失土壤被徑流帶到下游堵塞河道，或進入水庫造成淤積，淤積在水庫中的泥沙由于攜帶了大量的營養(yǎng)元素會造成水體的富營養(yǎng)化。針對該區(qū)域土壤流失遷移的特點，本研究將土壤侵蝕的經濟損失按土地損失、肥力損失、泥沙淤積損失和富營養(yǎng)化損失幾部分進行計算。

2.2.1 土地損失的價值

土壤侵蝕對土地造成的損失采用機會成本法估算，其計算式［9］為

上二式中:SL為土壤侵蝕造成的土地經濟價值損失，元;Sp為土壤侵蝕造成的土地面積損失，hm2;Z為年土壤侵蝕量，t;P為耕地每年單位面積的機會成本，元/hm2;ρ為土壤容重，根據流域土壤類型取值為1.3 t/m3;h為耕地土層厚度，取0.3 m。

根據灤平縣2009年國民經濟統(tǒng)計年鑒中的農村住戶調查資料和每公頃耕地的種植業(yè)收入、化肥種子等生產資料支出等數據，得到耕地損失的機會成本約為0.78萬元/hm2。

2.2.2 土壤肥力損失的價值

土壤流失會帶走營養(yǎng)元素造成土地貧瘠，隨土壤流失而損失的營養(yǎng)元素主要有N、P、K。損失的N、P、K價值一般采用替代價格法估算，即將流失的N、P、K折算成等量化肥的費用。土壤肥力損失價值的計算式為

式中:Ef為 N、P、K養(yǎng)分流失而損失的價值，元;Mi為 N、P、K 養(yǎng)分流失量，t;Si為 N、P、K折算成化肥的系數，將N、P、K折算成農民種植農作物中施用的尿素、磷酸二銨和氯化鉀，折算系數分別為2.14、4.13 和 1.92;Pi為尿素、磷酸二銨和氯化鉀的購買價格，當地的購買價格分別為1000、1560和1980元/t。

從灤平縣農業(yè)局收集的測定該流域土壤樣品中TN、TP和TK含量的資料，可以算出該流域每年流失的TN、TP和TK分別為 11.62、2.45 和 43.81 t。

2.2.3 泥沙淤積損失的價值

已有的研究表明，我國泥沙輸移中滯留泥沙、河道淤積泥沙和入庫泥沙分別約占流失泥沙總量的33%、24%和37%。利用影子工程法計算土壤流失造成泥沙淤積損失的價值，計算公式為

式中:Es為泥沙淤積損失的價值，元;Z為年土壤流失量，t;P1為水庫單位體積泥沙清淤的價格，根據《21世紀初期首都水資源可持續(xù)利用規(guī)劃》中2001—2002年完成官廳水庫清淤應急供水工程，清淤約400萬m3，總投資0.35億元，水庫清淤價格為8.75元/m3［9］;P2為單位體積河流泥沙清淤價格，挖取1 m3泥沙的費用大約為 6.5 元［9］;ρ表示土壤容重，取 1.3 g/cm3。

2.2.4 富營養(yǎng)化損失的價值

土壤流失與非點源污染是一對共生現象，特別是在農業(yè)性非點源污染中，土壤流失是造成水體污染的主要形式，流失的泥沙所攜帶的N、P等營養(yǎng)元素會造成水體富營養(yǎng)化［10］，它對下游水庫造成的環(huán)境經濟損失用防護費用法計算。假設水庫水體已受到N、P元素污染，消除這種污染損害最直接的辦法就是采取措施將破壞的水體系統(tǒng)恢復到原來的狀況［11］，所需的費用計算式為

式中:Ee為富營養(yǎng)化損失價值，元;ZN為土壤攜帶TN進入下游水庫的量，t;P3為去除 TN 投資，取 2.66 萬元/t［12］;ZP為土壤攜帶TP進入下游水庫的量，t;P4為去除TP投資，取5.86萬元/t［12］。西北溝流域流失土壤中有37%的泥沙會進入密云水庫，因此該流域每年帶入下游水庫的TN、TP分別為4.3 t和0.91 t。

3 結果與分析

(1)根據前面所述的土壤侵蝕對環(huán)境造成的經濟損失進行逐項計算，西北溝流域年土壤流失量為3.37萬t。按照這個土壤流失量計算，每年損失的耕地面積為8.64 hm2，根據耕地的潛在收益，因土地損失每年造成的經濟損失為6.74萬元;因土壤流失流域每年帶走的營養(yǎng)元素所損失的經濟價值為20.72萬元;每年隨著徑流被帶入河流和水庫的泥沙因淤積而造成的經濟損失為12.44萬元;每年因泥沙攜帶的營養(yǎng)元素造成水體富營養(yǎng)化的損失為16.77萬元。以上4項合計為56.67萬元。

(2)在所有的損失中，肥力損失所占的比例最大，占了36.56%，但與其他地區(qū)［7］相比還是偏小的。本研究將土壤侵蝕造成的富營養(yǎng)化損失納入了計算范疇，使由土壤侵蝕造成的經濟損失的分配結構與其他地區(qū)有所不同。

(感謝西北農林科技大學江青龍、呂明權對論文的指導與幫助。)

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