劉彬彬，邸 利，馬曉燕，王 樂(lè)，邢軼蘭

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，蘭州730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，蘭州730070）

隨著水土保持綜合治理工作的不斷深入，水土保持綜合治理效益評(píng)價(jià)應(yīng)運(yùn)而生，且在水土流失綜合治理科學(xué)研究工作中發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用。我國(guó)眾多學(xué)者在這方面做出了研究，系統(tǒng)地選取綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定每個(gè)指標(biāo)因子在系統(tǒng)的貢獻(xiàn)率，建立了完善的評(píng)價(jià)體系，并運(yùn)用遺傳算法對(duì)丹東市水土保持效益進(jìn)行了測(cè)量［1－2］；史海靜等對(duì)陜西省“長(zhǎng)治”工程在生態(tài)效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)成果等方面進(jìn)行了綜合分析，對(duì)“長(zhǎng)治”工程進(jìn)行了科學(xué)的評(píng)價(jià)［3］。在水土保持綜合治理工作中植樹(shù)造林、種草和修建水平梯田是應(yīng)用最為廣泛的措施，這三項(xiàng)措施構(gòu)成了治理區(qū)防治架構(gòu)的基本框架，也是水土保持治理措施能夠生效的基本前提［4］。但由于主客觀條件的差異，這三項(xiàng)治理措施的布局和結(jié)構(gòu)比例在各地區(qū)各個(gè)時(shí)期存在很大差異，進(jìn)而使得水土保持綜合治理效益在不斷改變。位于隴中黃土高原丘陵溝壑區(qū)的定西市安定區(qū)，是我國(guó)水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū)之一，也是水土保持綜合治理的先進(jìn)典型之一。在國(guó)家水土流失治理有限的資源投入條件下，研究和討論該地區(qū)水土保持措施結(jié)構(gòu)比例與綜合效益之間的關(guān)系，能從一定程度上反映已有治理措施的合理性和已產(chǎn)生效益價(jià)值的大小，對(duì)調(diào)整和優(yōu)化各種治理措施的結(jié)構(gòu)，以及對(duì)國(guó)家各級(jí)政府單位水保工作策略的決定和實(shí)施都具有非常顯著的指導(dǎo)意義。

1 研究區(qū)概況

定西市安定區(qū)位于我國(guó)黃土高原西部、甘肅省的中部，屬黃土丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)。全區(qū)總面積約為3 638.7km2，人口47萬(wàn)，境內(nèi)地形多為黃土長(zhǎng)梁，呈溝壑谷地起伏景觀，地面坡度陡峭，自然植被覆蓋率極低，以結(jié)構(gòu)松散的黃綿土為主，干旱少雨，降水多集中在夏末秋初的7—9月3個(gè)月，且暴雨頻繁，年均降雨量?jī)H約420mm，而蒸發(fā)量高達(dá)1 526mm。

1.1 研究區(qū)水土流失治理狀況

按照水土保持綜合治理的目標(biāo)，定西市安定區(qū)的水土保持綜合治理工作大致可分為以下三個(gè)階段［5］。各個(gè)階段治理措施數(shù)量詳見(jiàn)表1。第一階段：1942—1982年，以植樹(shù)造林為重點(diǎn)，栽植綠化樹(shù)種，建立各種林場(chǎng)。從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，又主要以改土造田為重點(diǎn)。第二階段：1983—1996年，實(shí)施小流域綜合治理的綱領(lǐng)式模式，即以小流域?yàn)閱卧?，生物措施與工程措施相結(jié)合，山、水、田、林、路綜合治理。該治理階段主要以發(fā)展畜牧業(yè)，脫貧致富為主要目標(biāo)。第三階段：1997年至今。以當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)條件為基礎(chǔ)，堅(jiān)持治理與開(kāi)發(fā)相結(jié)合，大力發(fā)展各類徑流集流工程，著重實(shí)行水土保持林草措施。經(jīng)過(guò)多年的艱苦努力，全區(qū)的水土保持生態(tài)建設(shè)取得了顯著的成效。

定西市安定區(qū)不同階段綜合治理措施配置面積數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1。

截至2010年底，全區(qū)累計(jì)治理水土流失面積2 961.1km2，其中興修梯田9.21萬(wàn)hm2、人均0.27 hm2以上，造林保存面積8.24萬(wàn)hm2，使治理程度達(dá)到了54.63%。僅2010年就完成水土流失治理面積60km2，新修梯田0.35萬(wàn)hm2。完成“三北”四期防護(hù)林和荒山造林0.11萬(wàn)hm2，建成農(nóng)村戶用沼氣池3 279座。

表1 安定區(qū)研究期水土保持措施面積

1.2 研究區(qū)不同研究期水土保持措施結(jié)構(gòu)布局

根據(jù)定西市安定區(qū)的地形地貌特點(diǎn)，土地生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)以保證糧食生產(chǎn)的農(nóng)林牧綜合發(fā)展為方向，該區(qū)域進(jìn)行水土保持綜合治理關(guān)鍵措施優(yōu)化組合［6－7］。要優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，以水平梯田為主，大力發(fā)展基本農(nóng)田，滿足糧食自給自足，對(duì)不宜耕種的低產(chǎn)田還林還草，增加植被覆蓋度，控制水土流失，不斷改善生態(tài)環(huán)境，提高系統(tǒng)功能；同時(shí)結(jié)合溝頭營(yíng)造防沖林、修筑防護(hù)圍埂，以防匯水下溝、防治溝頭前進(jìn)，大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)作物，不斷提高經(jīng)濟(jì)效益。

定西市安定區(qū)水土保持措施結(jié)構(gòu)在不斷的調(diào)整和優(yōu)化中，研究階段的結(jié)構(gòu)比例見(jiàn)表2。

表2 安定區(qū)水土保持措施面積統(tǒng)計(jì)

根據(jù)表2可知，2000年各項(xiàng)措施面積比1993年減少28km2；2010年措施面積較2000年增加559.6 km2；2010年較1993年增加了531.6km2。定西市安定區(qū)面積為3 638.7km2。由此可見(jiàn)，1993—2010年各項(xiàng)措施增加的總面積占到流域面積的11.3%，這也說(shuō)明定西市安定區(qū)水土保持措施的建設(shè)實(shí)施力度很大。因此，對(duì)定西市安定區(qū)不同水土保持措施配置模式下的治理效益進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)是非常有必要的。

2 綜合效益評(píng)價(jià)

2.1 建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

DPSIR （Driving force－Pressure－State－Impact－Response）概念框架有助于全面分析水土保持的“驅(qū)動(dòng)力”、“壓力”、“狀態(tài)”、“影響”和“響應(yīng)”，有助于理解水土保持社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境各因素的作用過(guò)程以及彼此之間的因果關(guān)系［8］。根據(jù)區(qū)域生態(tài)經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況，本文以水土保持綜合治理效益評(píng)估為目的，在遵循：（1）目的性與科學(xué)性；（2）實(shí)用性與可操作性；（3）重點(diǎn)性與客觀性；（4）系統(tǒng)性與政策導(dǎo)向性；（5）動(dòng)態(tài)可比性原則的基礎(chǔ)上［9］，建立如下的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表中S代表社會(huì)屬性，Ec代表經(jīng)濟(jì)屬性，En代表環(huán)境屬性）。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

評(píng)價(jià)體系中水土保持措施保存率及蓄水保土效益的計(jì)算參照華榮祥等在《甘肅省水土保持措施的綜合效益分析》中所確定的相應(yīng)數(shù)值；植被覆蓋率和土壤侵蝕模數(shù)通過(guò)遙感影像（1993年6月、2000年8月和2010年8月）獲取；其余各指標(biāo)均通過(guò)計(jì)算得到，原始數(shù)據(jù)主要來(lái)自年《甘肅年鑒》（1994年和2001年）、《甘肅發(fā)展年鑒》（2011年）、《定西統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005年和2006年）和2009年甘肅省水土保持統(tǒng)計(jì)年報(bào)，以及甘肅省水土保持統(tǒng)計(jì)資料匯編（甘肅省水利廳水保局，1979—2005年）和定西市水利局、定西市水土保持科學(xué)研究所的一些統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

2.3 評(píng)價(jià)方法

灰色關(guān)聯(lián)度法具有對(duì)數(shù)據(jù)要求不高、評(píng)價(jià)過(guò)程簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，能在數(shù)據(jù)少而離散的情況下避免單方向誤差［10］，且評(píng)價(jià)是以指標(biāo)間相互關(guān)聯(lián)比對(duì)結(jié)果為基礎(chǔ)的，評(píng)價(jià)結(jié)果較為客觀，也更符合實(shí)際，因而被廣泛應(yīng)用于生態(tài)恢復(fù)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)（表3）。

表3 安定區(qū)水土保持綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

灰色關(guān)聯(lián)投影法基本步驟包括選取最佳決策方案、數(shù)據(jù)的初值化、建立多目標(biāo)灰色關(guān)聯(lián)判斷矩陣、構(gòu)建加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)決策矩陣和計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)投影值。

（1）指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理。從表4可以看出，該區(qū)域水土保持綜合效益的大多數(shù)指標(biāo)隨時(shí)間呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，這說(shuō)明該區(qū)域的水土保持綜合效益在逐步提高，呈良性循環(huán)的態(tài)勢(shì)。

（2）指標(biāo)權(quán)重的確定用均方差法，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 安定區(qū)水土保持綜合效益評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值

表5 安定區(qū)水土保持綜合效益各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

（3）本研究中水土保持綜合效益的最佳決策方案。

AS0＝（0.43，2696.16，609.7，392.1，3075.6，84.02，4646.34，37.33，79.42，2654.062，37.26，6659.85，2.02，3.34，35.38，71.64，88.41，45.83，0.35，79.54）

于是得到方案對(duì)指標(biāo)集的屬性矩陣Y

（6）本研究根據(jù)均方差法得到了一組加權(quán)系數(shù)W：

W＝（0.0493，0.0486，0.0484，0.0515，0.0495，0.0512，0.0499，0.0546，0.0540，0.0486，0.0492，0.0484，0.0482，0.0484，0.0509，0.0508，0.0514，0.0481，0.0507，0.0483），則加權(quán)向量W 作用下的加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)決策矩陣為：

（7）最后，求得各研究期水土保持綜合效益的投影值為：

Dj＝ （0.1661，0.1903，0.2184）

根據(jù)投影的大小，對(duì)定西市安定區(qū)水土保持綜合效益從大到小排序?yàn)椋?010年＞2000年＞1993年。

3 結(jié)果與分析

3.1 研究結(jié)果

研究對(duì)定西市安定區(qū)1993—2010年各評(píng)價(jià)期水土保持綜合效益指數(shù)值、關(guān)聯(lián)度和綜合效益投影值等進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)圖1。由圖1可以看出，綜合效益指數(shù)值隨時(shí)間變化呈增大的趨勢(shì)，2000年該指數(shù)值增加幅度最大，達(dá)269.6%；除壓力、影響和相應(yīng)分項(xiàng)指標(biāo)效益指數(shù)外，其他分項(xiàng)指標(biāo)的效益指數(shù)值均隨時(shí)間呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，且增加幅度都比較顯著。2000年壓力分項(xiàng)效益指數(shù)值較其他研究期為最小，但1993年該指數(shù)值最大，并且，在三個(gè)研究期中也是最大的。除此之外，1993年各因素的綜合效益指數(shù)值均較小。

圖1 安定區(qū)水土保持效益空間動(dòng)態(tài)

根據(jù)表3中評(píng)價(jià)指標(biāo)屬性及相應(yīng)公式，可得定西市安定區(qū)水土保持三大效益綜合指數(shù)值（表6）。

表6 安定區(qū)水土保持三大效益綜合指數(shù)值

據(jù)表6可知，定西市安定區(qū)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)三大效益綜合指數(shù)隨時(shí)間均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，其中，生態(tài)效益最為突出，經(jīng)濟(jì)效益最小。2000年三大效益指數(shù)值較1993年增長(zhǎng)了53.23%，303.25%和378.91%，綜合效益指數(shù)值增長(zhǎng)了269.59%；2010年三大效益較2000年分別增長(zhǎng)了7.49%，26.75%和50.48%，綜合效益值增長(zhǎng)了23.49%。

3.2 結(jié)果分析

（1）1993年、2000年和2010年水土保持綜合效益投影值分別為0.116 1，0.190 3和0.218 4。所以，水土保持綜合效益值在2010年達(dá)到最大，其相對(duì)應(yīng)的措施結(jié)構(gòu)宜為較優(yōu)的比例結(jié)構(gòu)。

（2）1993年之前。該治理期內(nèi)的水土保持措施三大效益及綜合效益相對(duì)較低，究其原因在于，水土保持綜合治理各項(xiàng)措施的結(jié)構(gòu)比例不夠合理，其中，水土保持林草措施所占的比例過(guò)高，而“三田”面積較少，由此造成的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益有限。

（3）1993—2000年，盡管該治理期內(nèi)水土保持生物措施的數(shù)量有所減少，但較上一階段，水土保持綜合效益仍呈現(xiàn)出較大的增長(zhǎng)幅度，這主要取決于水土保持措施總體結(jié)構(gòu)比例逐步趨向合理。

（4）2000—2010年，從該結(jié)構(gòu)下的綜合效益來(lái)看，不論是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，還是生態(tài)效益都優(yōu)于其他兩種水土保持措施結(jié)構(gòu)，其三大效益指數(shù)較上一研究期分別增長(zhǎng)了7.49%，26.75%和50.48%；達(dá)到1993年的0.65倍、4倍和6倍。該結(jié)構(gòu)下治理效果之所以顯著，最主要的原因在于水土保持綜合治理措施的配置較為合理，“三田”、水土保持林地和牧草地面積比例達(dá)到1∶0.94∶0.48。

4 結(jié)論

定西市安定區(qū)多年來(lái)主要通過(guò)興修梯田、退耕還林草、營(yíng)造水保林、經(jīng)濟(jì)林、種草和封育等措施來(lái)恢復(fù)重建該區(qū)生態(tài)系統(tǒng)，并不斷調(diào)整水土保持措施中農(nóng)林牧用地的結(jié)構(gòu)比例，以使水土保持三大效益達(dá)到最大。通過(guò)建立合理的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)研究區(qū)的不同水土保持效益進(jìn)行科學(xué)的、定量的綜合評(píng)價(jià)。由該研究結(jié)論可以看出，其措施結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化已見(jiàn)成效，方法是科學(xué)和正確的。

水土保持綜合治理措施結(jié)構(gòu)需要在實(shí)踐中不斷地優(yōu)化和調(diào)整，這主要取決于當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)條件和水土保持的目的。若不對(duì)水土保持措施進(jìn)行加強(qiáng)和補(bǔ)充，水土保持綜合效益將會(huì)逐年下降，進(jìn)而導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降、土壤侵蝕加劇等負(fù)面效應(yīng)。因此，結(jié)合水土保持工程措施和生物措施，優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)農(nóng)業(yè)、林業(yè)和牧業(yè)結(jié)構(gòu)，同時(shí)加大投資力度，為區(qū)域發(fā)展生態(tài)經(jīng)濟(jì)提供良好條件，形成適宜本地的水土保持綜合治理措施配置體系，是促進(jìn)生態(tài)—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展的根本出路。

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