高 磊, 楊現(xiàn)坤, 胡海珠, 呂喜璽,3, 侯國龍,Claudio Delang, 王曉燕, 陳方鑫

(1.內(nèi)蒙古大學(xué) 生態(tài)與環(huán)境學(xué)院 內(nèi)蒙古河流與湖泊生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 呼和浩特 010021; 2.廣州大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院, 廣州 510006; 3.新加坡國立大學(xué), 新加坡 117570; 4.香港浸會大學(xué) 社會科學(xué)院地理系, 香港 999077; 5.西南大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院, 重慶 400716)

退耕還林一直是我國改善生態(tài)環(huán)境的一項(xiàng)重要手段。同時(shí)，這也對我國生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)起著關(guān)鍵性作用。退耕還林的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止于生態(tài)環(huán)境建設(shè)的領(lǐng)域，也成為許多地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)活動的重心，對農(nóng)民的生產(chǎn)生活方式、地方經(jīng)濟(jì)及社會的發(fā)展等各個(gè)方面都產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響[1]。同時(shí)，退耕還林不同于一般的水土保持、小流域綜合治理等項(xiàng)目，退耕還林有其更復(fù)雜的社會背景，且我們不能只考慮生態(tài)、經(jīng)濟(jì)或社會效益某一單方面，否則必然會導(dǎo)致退耕區(qū)的非良性發(fā)展，影響農(nóng)村社會穩(wěn)定與社會進(jìn)步[2]。許多相關(guān)報(bào)道大部分都針對西北黃土高原地區(qū)展開研究，而對西南地區(qū)的研究成果卻鮮有報(bào)道。

研究區(qū)重慶市位于長江中上游三峽庫區(qū)中心點(diǎn)，是長江流域地區(qū)乃至全國的重要中心城市。同時(shí)，長江流域又是我國重要的生態(tài)和淡水資源庫。所以，退耕還林工程對長江流域生態(tài)環(huán)境及其長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的影響不可忽視。截至2015年，重慶市在退耕還林建設(shè)中已累計(jì)完成128.23萬hm2，其中退耕還林44.07萬hm2，封山育林12.93萬hm2，荒山荒地造林71.23萬hm2。本文以重慶市為例，用定量定性相結(jié)合的方法從生態(tài)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面對退耕還林所產(chǎn)生的影響進(jìn)行探討，并在時(shí)間序列上對研究區(qū)退耕還林生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行動態(tài)分析與對比。這為退耕還林工程對生態(tài)和經(jīng)濟(jì)等影響的研究，以及為未來退耕還林工程計(jì)劃更好制定與實(shí)施提供更多理論基礎(chǔ)。同時(shí)，退耕還林帶來的影響是多方面的，全面分析其產(chǎn)生的影響可以提高決策的科學(xué)性。

1 研究區(qū)概況與方法

1.1 研究區(qū)概況

重慶市地理坐標(biāo)為東經(jīng)105°17′—110°11′，北緯28°10′—32°13′，地處四川盆地東南緣，地貌差異性較大，山脈連綿起伏，河流縱橫交錯(cuò)。重慶市屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，受海拔高度的影響，降水量較大的區(qū)域集中在東北部的大巴山區(qū)和東南部的高山地區(qū)，降水量較小的區(qū)域出現(xiàn)在西部的盆地地區(qū)，年平均降雨量為1 000～1 400 mm。年平均溫度在18℃左右，夏季平均溫度在28℃左右，冬季最低氣溫平均在6～8℃，日照總時(shí)數(shù)1 200 h左右。主要自然植被類型為亞熱帶常綠闊葉林，除此之外還有針葉林、竹林、灌叢和稀樹草叢等類型[3]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，氣溫對植被生長有較強(qiáng)的影響，且植被變化與氣溫存在明顯的正相關(guān)關(guān)系[4]。該區(qū)域大多都處于亞熱帶濕潤區(qū)，降水和氣溫能夠滿足植被的生長需求。

重慶市2016年全年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值比上年增長10.7%。按產(chǎn)業(yè)分，第一產(chǎn)業(yè)增長4.6%，第二產(chǎn)業(yè)增長11.3%，第三產(chǎn)業(yè)增長11.0%。全年實(shí)現(xiàn)農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值比上年增長了4.7%。同時(shí)，一些特色林果業(yè)的快速發(fā)展，退耕地林產(chǎn)品產(chǎn)值持續(xù)增長，使得部分退耕經(jīng)濟(jì)林也進(jìn)入了收益期，退耕居民的收入呈持續(xù)增長的趨勢[4]。2014年全市林業(yè)總產(chǎn)值39.12億元，增長8.0%，其貢獻(xiàn)率將還會提升[5-6]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究中退耕還林工程的生態(tài)功能情況，植被基本情況、經(jīng)濟(jì)效益分析的數(shù)據(jù)來源于野外農(nóng)戶調(diào)查、重慶市歷年統(tǒng)計(jì)年鑒、重慶市歷年環(huán)境狀況公報(bào)、中國林業(yè)網(wǎng)資料和重慶市林業(yè)科學(xué)研究院的報(bào)告資料以及此前發(fā)表的諸多研究論文成果，并通過對以上相關(guān)監(jiān)測、測算等數(shù)據(jù)的整理做了分析。野外農(nóng)戶調(diào)查內(nèi)容中包括對農(nóng)村生活環(huán)境變化情況、退耕還林帶給農(nóng)戶的退耕補(bǔ)助及其他種植、務(wù)工等收入的基本收入來源及其收入變化情況、退耕還林后帶給農(nóng)村的一些發(fā)展及就業(yè)等狀況的調(diào)查。

1.3 生態(tài)效益分析方法

生態(tài)效益評價(jià)時(shí)，由于影響因素較多，故為了更科學(xué)地做出評價(jià)，需要選擇具有代表性且能從不同方面反映生態(tài)效益的主導(dǎo)性指標(biāo)進(jìn)行分析[7-8]。退耕還林的生態(tài)效益分析主要從兩個(gè)方面進(jìn)行：

(1) 退耕還林的植被基本情況。其評價(jià)指標(biāo)主要從研究區(qū)的退耕還林林木保存情況、林木生長狀況、植被覆蓋度等方面進(jìn)行。其中，覆蓋度(郁閉度)是植被群落覆蓋地表狀況的一個(gè)綜合量化指標(biāo)，是描述植被群落及生態(tài)系統(tǒng)的重要參數(shù)，是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境變化的重要指標(biāo)，其植被覆蓋度計(jì)算公式為[9]：

式中：δ為植被覆蓋度；NDVIt為歸一化植被指數(shù)；NDVIs為裸地的植被指數(shù)；NDVIv為植被全覆蓋時(shí)的植被指數(shù)。通過比較第二輪退耕還林前后的植被覆蓋度變化評價(jià)此輪退耕還林帶來的生態(tài)效應(yīng)變化。

(2) 退耕還林的生態(tài)功能情況。在分析時(shí)，主要是通過對重慶市歷年統(tǒng)計(jì)年鑒、重慶市歷年環(huán)境狀況公報(bào)和重慶市林業(yè)科學(xué)研究院的報(bào)告等資料的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和歸納，來反映生態(tài)功能在退耕還林前后的影響及其變化[7]。其指標(biāo)主要是從退耕還林改善土壤質(zhì)量狀況、調(diào)節(jié)水量和凈化大氣、固碳釋氧方面進(jìn)行分析。

1.4 經(jīng)濟(jì)效益分析方法

為了進(jìn)一步深入推動退耕還林工程的實(shí)施，對其經(jīng)濟(jì)效益的分析是不可忽視的一步。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益分析也能更好地對退耕還林的經(jīng)濟(jì)價(jià)值做出合理的定位。在對重慶市退耕還林的經(jīng)濟(jì)效益分析時(shí)，主要從以下指標(biāo)進(jìn)行：農(nóng)林牧漁業(yè)中各業(yè)占比變化、糧食播種面積及產(chǎn)量變化、退耕農(nóng)戶收入變化情況等。通過糧食播種面積變化以及總糧食產(chǎn)量帶來的農(nóng)戶收入變化，進(jìn)而分析退耕還林對農(nóng)戶收入增長的影響，以此評價(jià)退耕還林的經(jīng)濟(jì)效益貢獻(xiàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 生態(tài)效益

2.1.1 林木基本情況 重慶市2000年以來退耕還林總面積達(dá)44.07萬hm2，在調(diào)查區(qū)中的總面積共計(jì)約4.45萬hm2，且該區(qū)中退耕還林的面積整體上保存完好，其面積保存率為99.99%。退耕還林的林木主要包括生態(tài)林、經(jīng)濟(jì)林和還草3種林分，其中生態(tài)林在整個(gè)調(diào)查區(qū)域中占到了87%，經(jīng)濟(jì)林占到11%，還草占到2%，生態(tài)林為主要還林部分。由于重慶地區(qū)獨(dú)特的地貌、地形和氣候條件決定了退耕還草在這一區(qū)域所占比例極低，這與此前關(guān)于黃土高原比例較高的退耕還草相比有著較大差異[10-11]。如圖1所示，生態(tài)林和經(jīng)濟(jì)林整體上長勢較好。在生態(tài)林中，林木長勢好占生態(tài)林總量60%左右；經(jīng)濟(jì)林中，林木生長情況好占總量約80%；還草中，生長勢好僅占總量15%。

圖1 各林木類型生長情況

由表1可知，在還林的林木配置中，喬木林、灌木林、喬灌混交林和還草為主要的林木類型。其中，喬木林所占比例是最高的(占比超過80%)，而喬灌木混交林和還草所占比例極低。王引乾等[12]研究表明，適當(dāng)?shù)幕旖荒軌虼龠M(jìn)群落環(huán)境的復(fù)雜性和穩(wěn)定性，可以更好地保持生物多樣性。因此提高喬木灌木混交林所占比例，或者在現(xiàn)有的喬木林中加植灌木來提高森林覆蓋度是以后需要改進(jìn)的方向。

表1 退耕還林調(diào)查區(qū)域林木配置面積 hm2

退耕還林以來，全市森林覆蓋率較有明顯的提高。截止2016年底，全市森林覆蓋率達(dá)到45.4%，且相比退耕還林實(shí)施之前增加了22.4%；長江兩岸的森林覆蓋率約達(dá)50.2%，較之前增加了27.4%。這表明退耕還林在提高森林覆蓋率方面做出了非常大的貢獻(xiàn)。因此，在改善生態(tài)環(huán)境、提高植被覆蓋率等方面還可以繼續(xù)實(shí)施退耕還林工程項(xiàng)目。同時(shí)，并結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境、水文條件和地理位置等要素，選擇適宜的植被種類，做到因地制宜，充分發(fā)揮退耕還林工程的優(yōu)勢和潛力。此前，許智超[13]，李宗杰[14]和楊亞娟[15]等也都將研究點(diǎn)放在黃土高原地區(qū)的退耕還林前后植被覆蓋變化上，并研究表明退耕還林的實(shí)施對植被恢復(fù)確實(shí)起到了顯著效果。如圖2所示，退耕還林后灌木林和喬木林(其中包括生態(tài)林、經(jīng)濟(jì)林各占比情況)的覆蓋度情況。

圖2表明，灌木林覆蓋度大多處在0.3～0.7及以上，覆蓋度較高。其中，65%的生態(tài)林覆蓋度集中在0.3～0.7，經(jīng)濟(jì)林中79%以上處于0.3～0.7。喬木林覆蓋度整體上處于中度覆蓋，其中生態(tài)林覆蓋度分布在0.51～0.7的比例占到15%，經(jīng)濟(jì)林覆蓋度分布在0.51～0.7的比例約占45%。由上表明，灌木林和喬木林中的經(jīng)濟(jì)林覆蓋度總體上要高于生態(tài)林。

2.1.2 生態(tài)功能分析 退耕還林后森林面積大幅度增加，而森林通過對降水的截留、吸收將地表水轉(zhuǎn)為地下水或形成地表徑流，這對水資源可利用性、調(diào)節(jié)徑流具有重要作用。據(jù)數(shù)據(jù)資料顯示(表2)，從2000年退耕還林以來，調(diào)節(jié)水量總體上是處于逐步上升趨勢。

同時(shí)，退耕還林后的林木樹冠、枯枝落葉及根系可以適當(dāng)緩解降水對土壤表層的直接沖擊，從而降低了土壤的流失量，有效固持了土壤。且林木的生長發(fā)育及其代謝產(chǎn)物可以提高土壤肥力。根據(jù)相關(guān)資料，粗略估算2000—2015年退耕還林累計(jì)增強(qiáng)土壤肥力約達(dá)150萬t，包括有機(jī)質(zhì)、氮、磷和鉀；固持土壤累計(jì)達(dá)3400萬t。以上表明退耕還林可以減少水土流失、土壤侵蝕等自然災(zāi)害的發(fā)生，并提高土壤肥力。Yang等[16]在中國西南部也對土地利用變化過程中的土壤侵蝕控制進(jìn)行深入的定量研究，其研究表明退耕還林可有效增加保水效果，減少土壤侵蝕，改善生態(tài)環(huán)境。

圖2 研究區(qū)林木覆蓋度情況

表2 水量調(diào)節(jié)情況 億m3/a

從退耕還林以來，其累計(jì)固碳量約達(dá)940萬t，隨著林木的生長，其森林具有更長的固碳期。森林植被作為CO2的匯，進(jìn)而促進(jìn)對大氣中CO2的吸收和氧氣的釋放，這對于生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)能量的循環(huán)有重要意義[17]。且森林生態(tài)系統(tǒng)與其他陸地生態(tài)系統(tǒng)相比，其顯現(xiàn)出較高的生產(chǎn)力，固碳量約占全球土壤碳儲量的73%[18]。因此，退耕還林在固碳釋氧功能方面具有較大的發(fā)揮空間。在改善大氣環(huán)境質(zhì)量方面，林木也可以有效地吸附粉塵等顆粒物、隔離噪音等。退耕還林以來，估算累計(jì)吸收污染物、滯塵等顆粒物(包括TSP，PM2.5)達(dá)2 500萬t。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益

2.2.1 農(nóng)村產(chǎn)業(yè)分析 退耕還林的實(shí)施，對農(nóng)耕地產(chǎn)生直接影響，一定程度上使陡坡耕地的面積減少。如圖3所示，耕地播種面積整體上在減少，但對糧食產(chǎn)量影響不大。隨著耕地面積的下降，初期糧食產(chǎn)量呈降低趨勢，之后又逐漸恢復(fù)到退耕還林前的產(chǎn)量水平。在2000年退耕前，糧食播種面積及產(chǎn)量均呈減少趨勢。2000—2006年退耕還林實(shí)施期間，糧食播種面積明顯減少，伴隨糧食產(chǎn)量也趨于下降，均在2006年達(dá)到最低。之后，隨著鞏固退耕還林專項(xiàng)工程的實(shí)施，糧食播種面積呈小幅度上升并逐漸趨于穩(wěn)定，糧食產(chǎn)量在2006—2009年期間大幅度增長，隨后呈小幅增長。到2015年，基本趨于退耕還林前的糧食產(chǎn)量水平。這說明雖然退耕還林造成耕地面積減少以及糧食播種面積減少，但是長遠(yuǎn)來看對農(nóng)業(yè)，尤其是糧食產(chǎn)量的影響不大。這一點(diǎn)對在其他地區(qū)開展退耕還林具有極大借鑒意義。

如圖4所示，重慶市農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)和漁業(yè)總產(chǎn)值在退耕還林前后都呈現(xiàn)增長趨勢，尤其在2006年退耕還林結(jié)束后增長速度明顯加快。但全市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值占生產(chǎn)總值(GDP)的比例卻呈逐年下降勢態(tài)。退耕還林前，重慶市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值小幅降低。在2000年后，農(nóng)、林、牧、漁業(yè)各產(chǎn)值均明顯增長，尤其農(nóng)業(yè)產(chǎn)值在退耕還林后耕地面積減少的情況下反而大幅度提高；牧業(yè)產(chǎn)值的增幅僅次于農(nóng)業(yè)，呈穩(wěn)定增長趨勢；林業(yè)產(chǎn)值在農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值中屬于最小的一部分，但隨著退耕還林的實(shí)施，其產(chǎn)值均在逐年增長，占農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值的比例有小幅提高，產(chǎn)值的貢獻(xiàn)率也在不斷增大。

圖3 糧食播種面積及產(chǎn)量變化情況

2.2.2 退耕還林對農(nóng)戶的影響 以上農(nóng)村產(chǎn)業(yè)的變化，使農(nóng)村剩余勞動力增加，進(jìn)而向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，也使農(nóng)戶收入及其來源也在不斷變化。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，2015年退耕戶人均收入為10 143元，相比2000年的1 768元，人均收入顯著增長，年均增長率達(dá)31.6%。如圖5所示，部分區(qū)縣2015年退耕戶人均收入來源，其農(nóng)戶家庭的收入主要是種植收入、養(yǎng)殖收入、務(wù)工收入、退耕補(bǔ)助以及其他收入5部分。

圖4 退耕還林前后農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值變化情況

在以上部分區(qū)縣的退耕農(nóng)戶家庭人均收入的結(jié)構(gòu)圖中(圖5)，務(wù)工收入均占到農(nóng)戶收入的主要部分，種植收入次之，退耕補(bǔ)助在所有收入里占到最低。退耕還林實(shí)施初期，農(nóng)戶收入有限，因而退耕農(nóng)戶對退耕補(bǔ)助的依賴性可能會比較高。但隨著工程的實(shí)施，退耕農(nóng)戶對補(bǔ)助的依賴性逐漸減弱，退耕補(bǔ)助對農(nóng)戶收入的貢獻(xiàn)率也逐漸降低。

退耕還林的實(shí)施，也改變了長期以來的傳統(tǒng)耕種習(xí)慣，一定程度上減弱了農(nóng)戶對耕地的依賴性，有效調(diào)整了土地利用結(jié)構(gòu)的不合理性。同時(shí)，這也改變了農(nóng)村環(huán)境，吸引大批企業(yè)在農(nóng)村發(fā)展農(nóng)林產(chǎn)業(yè)、開發(fā)綠色食品、開展森林旅游、鄉(xiāng)村旅游等。這些項(xiàng)目都會給當(dāng)?shù)鼐用裉峁┐罅烤蜆I(yè)崗位，退耕后農(nóng)戶的工資性收入得到較大漲幅，生活質(zhì)量也不斷提高。

圖5 2015年部分區(qū)縣退耕戶人均收入來源情況

3 討論與結(jié)論

重慶市前一輪退耕還林以來，明顯提高了植被覆蓋率，這對生態(tài)環(huán)境恢復(fù)起到了非常大的作用。生態(tài)林在此次退耕還林中為主要林木類型，依次為經(jīng)濟(jì)林和還草。這表明在此輪退耕還林中改善生態(tài)環(huán)境是重點(diǎn)方向。但經(jīng)濟(jì)林生長勢整體上要好于生態(tài)林。同時(shí)，喬灌木中經(jīng)濟(jì)林的覆蓋度整體上也要高于生態(tài)林。由于經(jīng)濟(jì)林可以給農(nóng)民帶來經(jīng)濟(jì)效益，故農(nóng)戶在經(jīng)濟(jì)林的施肥、灌溉、合理密植等培育和管護(hù)方面做得更好。從2000年以來，退耕還林工程的實(shí)施對調(diào)節(jié)水量起到了積極作用，且隨著林木不斷的生長，其作用逐年在增加，生態(tài)功能的發(fā)揮也將會越明顯[19]。同時(shí)，地表林木覆蓋度增加，林木通過對降雨截留，降低雨水徑流強(qiáng)度，緩解了土壤侵蝕。這對減少水土流失等環(huán)境問題具有重要意義。土壤質(zhì)量狀況也得到了有效改善，主要原因還是林木覆蓋度的提高，使得枯枝落葉、地表灌木等植被凋落物更多進(jìn)入土壤，并通過根系微生物等分解作用成為土壤養(yǎng)分。研究表明，退耕還林工程在固碳釋氧、凈化大氣方面也具有促進(jìn)作用。這與以往學(xué)者研究結(jié)果一致[20-22]。森林作為生態(tài)系統(tǒng)重要的組成部分，發(fā)揮著重要的生態(tài)服務(wù)功能[17]。這說明退耕還林在生態(tài)恢復(fù)方面具有重要意義。

退耕還林工程實(shí)施后，雖然整體耕地面積減少，但糧食總產(chǎn)量并未呈下降趨勢。主要原因是退耕還林改善了土地不合理利用現(xiàn)象，使得糧食產(chǎn)量提高。農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值也明顯增長，但占生產(chǎn)總值比卻呈逐年下降勢態(tài)。這可能是退耕還林工程實(shí)施后，重慶市第二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加迅速，其產(chǎn)值貢獻(xiàn)率提高，使得農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值貢獻(xiàn)率降低。林業(yè)產(chǎn)值雖低，但隨著退耕還林工程的實(shí)施，其產(chǎn)值貢獻(xiàn)率逐年在增加。研究表明，在退耕農(nóng)戶人均收入結(jié)構(gòu)中，務(wù)工收入均占到農(nóng)戶收入的主要部分。其主要原因是退耕還林工程解放了大量農(nóng)村剩余勞動力，農(nóng)民進(jìn)城務(wù)工人口大量增加，使得務(wù)工成為主要收入來源。孟慶香等[23]也研究表明，退耕后，農(nóng)戶投入土地耕作的時(shí)間明顯減少，絕大多數(shù)家庭勞動力外出務(wù)工時(shí)間增加，勞動力轉(zhuǎn)移人數(shù)增多。

退耕還林的實(shí)施對生態(tài)環(huán)境和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)兼具有促進(jìn)作用，但相關(guān)部門還需進(jìn)一步提高喬灌混交林的比例，并加強(qiáng)對生態(tài)林的管護(hù)。另外，采取有效措施來提高林業(yè)產(chǎn)值。同時(shí)，鑒于研究數(shù)據(jù)的有限，初步對研究區(qū)做了生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益的分析，依據(jù)此前諸多研究成果只選擇了其中主導(dǎo)性指標(biāo)加以分析。今后在對研究區(qū)退耕還林生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行深入分析時(shí)，應(yīng)充分考慮到各指標(biāo)，從而更加全面、科學(xué)地分析研究區(qū)的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。