黃艷霞,梁志鑫,王玉杰,王云琦,王彬,顧劍紅,李一凡

(1.廣西壯族自治區(qū)水利廳，廣西南寧530000;2.廣西水土保持監(jiān)測(cè)總站，廣西南寧530000; 3.北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院重慶縉云山三峽庫(kù)區(qū)森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站，北京100083)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注逐漸增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高，對(duì)水土流失治理的投入也在加大。對(duì)已開(kāi)展的水土流失綜合治理工作進(jìn)行評(píng)價(jià)，既可了解治理工作的成效，同時(shí)能夠?yàn)橐院笏帘３止ぷ魈峁┙梃b與參考，因此正確的評(píng)價(jià)水土保持效益是一項(xiàng)極為重要的工作[1]。水土保持效益的評(píng)價(jià)方法主要有定性和定量法2種，將2種方法結(jié)合起來(lái)有利于準(zhǔn)確地評(píng)估治理效益[2]。在早期水土保持效益評(píng)估中，主要是以定量分析為主[3]。目前比較多的是通過(guò)建立指標(biāo)體系對(duì)治理區(qū)的水土保持效益進(jìn)行評(píng)價(jià)[4-6]，該方法通過(guò)挑選指標(biāo)建立指標(biāo)體系，然后確定指標(biāo)權(quán)重加權(quán)求和得到水土保持相關(guān)效益的投影值。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過(guò)各部分效益投影值了解不同效益在綜合效益中的比重，或比較不同目標(biāo)治理效益的綜合情況。但是無(wú)法確定流域治理的直接經(jīng)濟(jì)效益，在最新的水土保持治理效益評(píng)價(jià)中，主要采用了主成分分析法[7]、灰色關(guān)聯(lián)法[8]、組合賦權(quán)-云模型[9]、未確知測(cè)度[10]、TOPSIS模型[11]等方法進(jìn)行效益評(píng)價(jià)。而在石漠化地區(qū)的水土保持治理效益評(píng)價(jià)中，目前已經(jīng)有較多研究，如李昂等[12]通過(guò)篩選的方法在廣西石漠化地區(qū)建立了水土保持效應(yīng)評(píng)價(jià)體系，顏萍[13]在石漠化地區(qū)選取指標(biāo)監(jiān)測(cè)水土保持效益，柏勇等[14]對(duì)石漠化地區(qū)水土保持措施的生態(tài)服務(wù)功能進(jìn)行了評(píng)估。然而水土保持是一種投資行為[13]，在評(píng)估水土保持效益中經(jīng)濟(jì)效益也是其重要組成部分。由治理措施投資額、運(yùn)行費(fèi)用、各種措施增加面積、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量等數(shù)據(jù)，通過(guò)分析得到反映水土保持投資效益，可以直觀地比較不同治理區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益。因此在水土保持效益評(píng)估分析中，將定性法和定量法兩者結(jié)合可以增加評(píng)估的準(zhǔn)確度。

1 項(xiàng)目實(shí)施概況

2003—2005年，水利部在云南、貴州和廣西三省(自治區(qū))啟動(dòng)實(shí)施了珠江上游南北盤(pán)江石灰?guī)r地區(qū)水土保持綜合治理試點(diǎn)工程，廣西項(xiàng)目區(qū)涉及隆林縣和西林縣，其中西林縣項(xiàng)目區(qū)主要為非石質(zhì)山區(qū)。西林縣位于云貴高原向廣西丘陵過(guò)渡的褶皺帶，境內(nèi)地質(zhì)地貌形態(tài)復(fù)雜，山多田少，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，多條小流域地形破碎、土質(zhì)疏松、土層淺薄，水土流失嚴(yán)重。3 a試點(diǎn)期間，共對(duì)西林縣項(xiàng)目區(qū)的龍英、渭淶、渭芒、八陽(yáng)、普馱等5條小流域進(jìn)行了水土保持綜合治理。本次選取龍英、八陽(yáng)、普馱3條小流域作為評(píng)價(jià)對(duì)象，其中：龍英小流域?qū)嵤┑乃帘３执胧┲饕衅赂奶?65 hm2，水保林741 hm2，經(jīng)果林238 hm2，封禁921 hm2，配套建設(shè)坡面水系22.9 km，溝道治理500 m，財(cái)政投資為338.25萬(wàn)元；八陽(yáng)小流域主要治理措施為坡改梯13.4 hm2，種植水保林149.5 hm2,經(jīng)果林27.5 hm2，封禁治理509 hm2，溝道治理450 m,建設(shè)坡面水系6.4 km，財(cái)政投資為66.05萬(wàn)元；普馱小流域主要治理措施為坡改梯51 hm2，種植水保林1 019 hm2，經(jīng)果林62.7 hm2，封禁治理1 036 hm2，配套建設(shè)坡面水系工程6.3 km，溝通整治120 m，財(cái)政投資為307.91萬(wàn)元。本次研究以1∶1萬(wàn)地形圖、1∶5萬(wàn)地形圖和1∶10萬(wàn)水文地質(zhì)圖為基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)源，治理前數(shù)據(jù)主要依據(jù)西林縣水利局提供的2003年對(duì)3條小流域的水土保持實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)計(jì)文件，治理后的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2013年度的遙感影像及實(shí)地調(diào)查，社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀指標(biāo)、泥沙、林分、土壤等數(shù)據(jù)來(lái)源于課題組2014—2015年對(duì)小流域的實(shí)地調(diào)查、樣本跟蹤觀測(cè)及化驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 效益分析

2.1 社會(huì)效益分析

2.1.1產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和土地利用結(jié)構(gòu)改善

土地利用不合理是造成水土流失的重要原因之一[14]，因此土地利用結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整和優(yōu)化是水土保持的根本目的[15]。3條小流域在治理過(guò)程中通過(guò)營(yíng)造水土保持林，退耕還林，封禁治理，坡改梯等措施，使治理前后流域內(nèi)土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化，土地利用結(jié)構(gòu)趨于合理化。龍英小流域治理前農(nóng)地、林地、荒山荒坡和其他用地比例為1∶0.79∶0.59∶0.04，治理后調(diào)整為1∶4.01∶0.12∶ 0.09。八陽(yáng)小流域治理前農(nóng)地、林地、荒山荒坡和其他用地比例為1∶2.5∶0.29∶0.05，治理后調(diào)整為1∶1.53∶0.19∶0.13。普馱小流域治理前農(nóng)地、林地、荒山荒坡和其他用地比例為1∶2.67∶0.34∶0.34，治理后上述不同土地利用類(lèi)型比例為1∶3.14∶0.12∶0.37。3條流域內(nèi)林地面積所占比例有了大幅度提高，由于退耕還林、封禁治理等措施流域內(nèi)農(nóng)地面積所占比例都有不同程度的下降。由于地面水源涵養(yǎng)林和經(jīng)濟(jì)林覆蓋增加，樹(shù)木根系對(duì)土壤穩(wěn)固作用，能有效地減少土地表面的水土流失[16-17]。與此同時(shí)，林草措施中的經(jīng)濟(jì)林例如木林和薪柴林的增加不僅可以改善水土流失現(xiàn)狀，同時(shí)也可以為當(dāng)?shù)鼐用駧?lái)經(jīng)濟(jì)效益。西林縣根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，在水土流失治理過(guò)程中，引進(jìn)種植了花椒、板栗、砂糖橘、柿子等經(jīng)濟(jì)作物，對(duì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整有重要作用。3條流域內(nèi)各項(xiàng)土地利用類(lèi)型土地面積治理前后對(duì)比見(jiàn)表1。

表1 小流域治理前后不同土地利用類(lèi)型面積變化 hm2

注：“↑”“↓”表示治理前后面積的增減變化

2.1.2農(nóng)民生活水平提高

研究表明，水土保持工程的實(shí)施可以促進(jìn)治理區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而使區(qū)域內(nèi)人口就業(yè)結(jié)構(gòu)得到調(diào)整，農(nóng)民收入增加[18]。西林縣是國(guó)家級(jí)貧困縣，當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，水土保持工程的實(shí)施在改善生態(tài)環(huán)境的同時(shí)能否帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益直接關(guān)乎到居民參與治理的積極性。根據(jù)當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)資料，3條小流域在實(shí)施水土保持綜合治理后，區(qū)域內(nèi)貧困人口出現(xiàn)不同程度減少。治理前龍英、八陽(yáng)、普馱小流域內(nèi)貧困人口占總?cè)丝诒壤謩e為35.5%、31.6%、38.4%，在治理后，根據(jù)統(tǒng)計(jì)比例分別下降至29.9%、23.0%、26.0%。3條流域內(nèi)農(nóng)民人均純收入分別增加280、259、295元/a。人均糧食、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、人均純收入都出現(xiàn)增長(zhǎng)，而貧困人口比例，人均耕地出現(xiàn)了下降，見(jiàn)表2。農(nóng)民收入的增加無(wú)疑會(huì)提升農(nóng)民對(duì)水土保持工作的支持與參與，為水土保持成果起到鞏固作用并為日后水土保持的進(jìn)行增大空間。

表2 小流域治理前后社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況變化量

注：“+”“-”分別表示該項(xiàng)數(shù)據(jù)治理后較治理前“增加”和“減少”

2.2 生態(tài)效益評(píng)價(jià)與對(duì)比分析

實(shí)施水土保持綜合治理的主要目的是減少水土流失、改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境和生產(chǎn)生活條件。3條小流域自項(xiàng)目實(shí)施開(kāi)始，開(kāi)展了預(yù)防保護(hù)工程、生態(tài)修復(fù)工程和重點(diǎn)治理工程等一系列措施，取得了良好的治理效果。龍英、八陽(yáng)、普馱小流域治理各類(lèi)水土流失面積分別達(dá)到2 125.2、718.0、2 170.6 hm2，分別占流域面積64.6%、45.1%、56.1%。各項(xiàng)水土保持措施的實(shí)施，使該地區(qū)生態(tài)面貌得到改善。根據(jù)不同小流域的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，3條小流域的土壤侵蝕模數(shù)均有不同程度的下降，見(jiàn)表3。龍英小流域土壤侵蝕模數(shù)由治理前2 745 t/(km2·a)下降到治理后919 t/(km2·a)，八陽(yáng)小流域由最初2 608 t/(km2·a)下降到834 t/(km2·a)，普馱小流域由2 693 t/(km2·a)下降為981 t/(km2·a)。

表3 流域治理前后水土流失、土壤侵蝕模數(shù)、林地覆蓋面積

為了對(duì)比分析3條小流域水土保持措施實(shí)施后的治理效果，引進(jìn)4個(gè)因子進(jìn)行分析，4個(gè)因子分別為：土壤侵蝕模數(shù)降低率(Z)、水土流失面積治理率(Y)、林地面積增加率(X)、綜合治理效益的參數(shù)H，計(jì)算公式見(jiàn)式(1)—(4)。

(1)

式中z1i——治理前土壤侵蝕模數(shù)；z2i——治理后土壤侵蝕模數(shù)，i=1、2、3分別表示龍英、八陽(yáng)、普馱，下同。

(2)

式中y1i——治理前水土流失面積；y2i——治理后水土流失面積。

(3)

式中x1i——治理前林地面積；x2i——治理后林地面積。

韓富貴在密云縣水土保持效益評(píng)價(jià)中，對(duì)以上3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，然后根據(jù)主因子方差貢獻(xiàn)率和因子得分系數(shù)確定3個(gè)因子的權(quán)重系數(shù)，最終確定Z、Y、X的權(quán)重系數(shù)分別為0.521、0.138、0.341[19]。通過(guò)加權(quán)求和得到反映小流域綜合治理效益的參數(shù)H，H值越大表示治理后生態(tài)效益越好，計(jì)算公式如下：

Hi=0.521Zi+0.138Yi+0.341Xi

(4)

由上述公式，計(jì)算得到龍英小流域Z1、Y1、X1分別為0.665、0.831、1.36；八陽(yáng)小流域Z2、Y2、X2分別為0.680、0.737、0.226；普馱小流域Z3、Y3、X3分別為0.635、0.810、0.107。由此計(jì)算得到H值。韓富貴研究成果顯示，參數(shù)值H越大治理值越好，具體評(píng)價(jià)分級(jí)為：1>H≥0.535，表示小流域治理效果為“優(yōu)”；0.535>H≥0.337，表示小流域治理效益為“良”；H<0.337，表示小流域治理效益為“一般”[19]。3條小流域H值及治理效益評(píng)價(jià)見(jiàn)表4。研究結(jié)果表明西林縣3條小流域的治理綜合效益良好，3條流域生態(tài)效益比較為：B龍英>B八陽(yáng)>B普馱。

表4 小流域治理效益評(píng)價(jià)參數(shù)

2.3 水土保持措施經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估對(duì)比與分析

水土保持措施實(shí)施主要目的是改善人類(lèi)的生活環(huán)境，但同時(shí)也是一種投資行為，因此需要考慮其成本和經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題。生態(tài)環(huán)境的改善以及良好的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)增加農(nóng)民參與水土保持的積極性，有利于更好地開(kāi)展水土保持工作。本文參照GBT 15774—2008《水土保持綜合效益計(jì)算方法》和SL 72—94《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》[20-21]，運(yùn)用靜態(tài)分析法，對(duì)3條小流域進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)不同小流域治理后的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估和對(duì)比，可以為以后該地區(qū)小流域水土保持治理決策提供重要依據(jù)。評(píng)價(jià)假設(shè)水土保持各項(xiàng)措施至效益始效期開(kāi)始，各個(gè)措施在效益期限效益是靜態(tài)的。

2.3.1累積有效面積和累積經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算

參照《水土保持綜合效益計(jì)算方法》，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際各項(xiàng)水土保持措施的效益計(jì)算期為：果木林和薪柴林為15 a、封禁治理為5 a、種草為8 a、其他(水田、梯地、水保林)均以20 a計(jì)算。不同措施的始效期不盡相同，根據(jù)西林縣實(shí)際情況確定的始效期見(jiàn)表5。然后采用規(guī)范計(jì)算方法，將各項(xiàng)效益折算為貨幣形式，對(duì)3條小流域的經(jīng)濟(jì)成效進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析。效益計(jì)算期內(nèi)有效累積面積根據(jù)規(guī)范采用式(5)。

F=fR=

(5)

B=FC

(6)

式中F——單項(xiàng)措施效益計(jì)算期內(nèi)累積有效面積， hm2；B——單項(xiàng)措施累積效益，元；f——規(guī)劃期末單項(xiàng)措施面積， hm2；R——有效面積積累系數(shù)；n——經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算期，a；q——始效期，a；t——前期效益年限，a；C——單位凈效益指標(biāo)，元/(hm2·a)。

表5 各項(xiàng)措施經(jīng)濟(jì)效益前期年限和始效期 a

單項(xiàng)措施效益計(jì)算期內(nèi)累積效益是由該項(xiàng)措施效益計(jì)算年限與單位效益指標(biāo)相乘得到。單位效益指標(biāo)是根據(jù)當(dāng)?shù)厮帘３植块T(mén)多年監(jiān)測(cè)，并結(jié)合調(diào)查問(wèn)卷的形式參照當(dāng)?shù)剞r(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和市場(chǎng)價(jià)格統(tǒng)計(jì)求平均值見(jiàn)表6。

表6 小流域不同措施單位效益指標(biāo)、累積有效面積和經(jīng)濟(jì)效益值

結(jié)合表(1)中3條小流域各項(xiàng)措施在治理末期增加值，計(jì)算各項(xiàng)措施在效益計(jì)算期內(nèi)累積效益。以龍英小流域果木林有效面積F果1和總積累效益B總1為例：

F果1=f果1R=f果1·

(6)

B總1=F水1C水+F梯1C梯+F保1C保+F果1C果+F薪1C薪+F育1C育

(7)

根據(jù)計(jì)算，龍英、八陽(yáng)、普馱3條小流域各項(xiàng)治理措施在效益計(jì)算期內(nèi)總經(jīng)濟(jì)效益分別為B總1=1 651.6萬(wàn)元、B總2=280.7萬(wàn)元、B總3=839.0萬(wàn)元。由不同措施經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算期，以及單位效益指標(biāo)和該項(xiàng)措施在計(jì)算期內(nèi)的累積總效益值，可以計(jì)算得到龍英、八陽(yáng)、普馱小流域每年平均累積效益為分別為B1=99.4 萬(wàn)元、B2=18.7 萬(wàn)元、B3=43.3 萬(wàn)元，見(jiàn)表6。此外，由于各項(xiàng)水土保持措施的運(yùn)行需要一定費(fèi)用，主要包括維護(hù)費(fèi)、管理費(fèi)等，需要投入一定資金以保證其正常的運(yùn)行，該項(xiàng)資金中不包含促進(jìn)產(chǎn)量增加所投入資金量。運(yùn)行費(fèi)用采用效益運(yùn)行費(fèi)率計(jì)算，根據(jù)調(diào)查和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)各項(xiàng)措施具體費(fèi)率為：水田10%、梯地12%、水保林5%、果木林15%、薪柴林8%、封禁治理3%。由此可以得到龍英、八陽(yáng)、普馱小流域在效益計(jì)算期內(nèi)總運(yùn)行費(fèi)用分別為：K總1=214.4 萬(wàn)元、K總2=35.5 萬(wàn)元、K總3=80.7 萬(wàn)元。由各項(xiàng)措施在效益年限內(nèi)的年均運(yùn)行費(fèi)計(jì)算可以確定龍英、八陽(yáng)、普馱小流域效益期內(nèi)年均運(yùn)行費(fèi)分別為K1=13.2 萬(wàn)元、K2=2.3 萬(wàn)元、K3=5.0 萬(wàn)元。3條小流域的水土保持治理投資包括國(guó)家補(bǔ)助、地方配套和群眾投勞折資。投勞投入折算資金額按照當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)毓凸すべY的平均值20元/d計(jì)算。綜合項(xiàng)目投資各個(gè)部分，到項(xiàng)目結(jié)束時(shí)龍英、八陽(yáng)、普馱小流域的總投資額分別為D總1=758.5萬(wàn)元、D總2=121.5萬(wàn)元、D總3=359.9萬(wàn)元。

2.3.2經(jīng)濟(jì)效益參數(shù)分析

在獲得以上投資額、效益、和運(yùn)行成本等數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，計(jì)算效益費(fèi)用比、效益計(jì)算期內(nèi)累積凈效益、經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)、還本年限等經(jīng)濟(jì)效益參數(shù)評(píng)價(jià)3條小流域水土保持治理投資在經(jīng)濟(jì)上的可行性。

a) 效益費(fèi)用比r

(8)

式中B總i——流域總效益；K總i——流域總運(yùn)行費(fèi)；D總i——流域投資額。

b) 還本年限A

(9)

式中Bi——流域年均累積效益；Ki——流域年均運(yùn)行費(fèi)。

c) 經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)P

(10)

d) 效益計(jì)算期內(nèi)累積凈效益J

Ji=B總i-(D投i+K總i)

(11)

e) 敏感性分析S。為了檢驗(yàn)3條小流域按現(xiàn)有水土保持措施規(guī)劃實(shí)施下的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，對(duì)3條小流域做經(jīng)濟(jì)敏感性分析。以累積效益和投資額2個(gè)最敏感的因素作為分析對(duì)象，累積效益減少20%，投資額增加20%，由此計(jì)算各個(gè)小流域的產(chǎn)投比，預(yù)估流域效益抗風(fēng)險(xiǎn)能力，公式如下：

(12)

根據(jù)以上計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表7。結(jié)合SL 72—94《水利建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)，龍英、八陽(yáng)小流域的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)效益參數(shù)均符合規(guī)范，說(shuō)明2條小流域的治理措施是有效的，在改善生態(tài)環(huán)境的同時(shí)，也為當(dāng)?shù)貛?lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。普馱小流域經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)(P)計(jì)算值為0.07﹤(0.08～0.1)，而其他各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合規(guī)范。普馱小流域內(nèi)治理措施中封禁治理、水保林、薪柴林比例比較大，由于這些措施回收效益年限較長(zhǎng)，年均效益相對(duì)其他措施較少。按照規(guī)范計(jì)算方法計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益系數(shù)(P)見(jiàn)式(10)，在投資不變的情況下P會(huì)相對(duì)較小,但是具有更強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

表7 小流域經(jīng)濟(jì)參數(shù)

注：“*”表示該項(xiàng)數(shù)據(jù)不符合規(guī)范參考值

3 結(jié)論

a) 研究表明，在項(xiàng)目水土保持措施中匹配果木林(花椒、砂糖桔、板栗、柿子等)、薪柴林既能增加林草覆蓋面積改善生態(tài)環(huán)境，同時(shí)又能使區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)得到調(diào)整，土地利用結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，使居民收入增加，其他學(xué)者在不同地區(qū)水土保持效益評(píng)價(jià)中有類(lèi)似的結(jié)論[15-16]。

b) 通過(guò)引進(jìn)4個(gè)因子對(duì)3條小流域水土保持生態(tài)效益評(píng)價(jià)，龍英、八陽(yáng)、普馱小流域水土保持生態(tài)效益投影值分別為0.924、0.547、0.479，具體等級(jí)評(píng)價(jià)分別為“優(yōu)”“良”“良”。結(jié)果表明龍英小流域水土保持生態(tài)效益最顯著，八陽(yáng)小流域次之，普馱小流域居末。

c) 小流域各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)參數(shù)表明龍英、八陽(yáng)小流域符合規(guī)范的各項(xiàng)要求，回本年限以八陽(yáng)小流域最小，普馱小流域由于效益計(jì)算期相對(duì)較長(zhǎng)，其經(jīng)濟(jì)系數(shù)略小于規(guī)范要求，但在抗風(fēng)險(xiǎn)能力和效益費(fèi)用比方面較其他2條小流域有優(yōu)勢(shì)。