魯秀杰

(朝陽縣烏蘭河碩蒙古族鄉(xiāng)水利水保站，遼寧 朝陽 122632)

0 引 言

生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化和經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，使得石漠化地區(qū)的土地退化及水土流失問題日趨突出，嚴重制約著當?shù)厣鷳B(tài)文明建設。近年來，小流域治理和生態(tài)環(huán)境的恢復取得了明顯效果，在工程實踐和研究中水保效益評價體系得以不斷完善[1-3]。實質(zhì)上，水土流失為導致石漠化的關(guān)鍵因素，因此水土保持為治理石漠化的核心，而最直接、最客觀的體現(xiàn)石漠化地區(qū)水土流失治理成效的依據(jù)為水保效益評價。隨著水土保持工作和石漠化治理的不斷開展，小流域治理綜合效益日趨顯露，為進一步完善和修訂水保治理方案有必要開展效益評價研究。諸多學者深入研究了水土保持和石漠化等內(nèi)容，例如馮瑩等監(jiān)測分析了小流域不同治理措施的產(chǎn)沙產(chǎn)流作用機理；孟廣濤等系統(tǒng)評價了幾種典型治理模式的效益水平；顏萍、李昂等結(jié)合石漠化地區(qū)實際情況，選取出典型評價因子構(gòu)建了適用于當?shù)氐男б嬖u價體系[4-7]。綜上分析，現(xiàn)有研究所構(gòu)造的評價體系存在多樣化特征，且側(cè)重于自然生態(tài)方面。北方土石質(zhì)山區(qū)的土壤侵蝕存在特殊性，開展荒漠化地區(qū)水保效益評價和水土流失治理研究，對于改善生態(tài)環(huán)境、治理方案優(yōu)化及減少水土流失危害等具有重要意義。鑒于此，文章結(jié)合朝陽地區(qū)林草、工程措施及下洼小流域多種治理模式，參照近3年水土保持監(jiān)測數(shù)據(jù)和小流域綜合治理相關(guān)資料，對小流域荒漠化效益評價體系進一步優(yōu)化研究，以期為治理措施的適宜性分析和提高效益評價結(jié)果的準確性提供一定指導。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 流域概況

下洼小流域位于朝陽縣烏蘭河碩鄉(xiāng)境內(nèi)，占地面積430.23hm2，地處E119°53′53″-119°56′9″，N41°20′45″-41°22′6″之間，屬大凌河水系。流域內(nèi)海撥高程105m-370m，相對高差265m，氣候類型為大陸性季風氣候，年均降水量為515mm，相對濕度52%，年均徑流深112mm。受地理條件和季風氣候影響降水量年季間變化大，年內(nèi)分配不均勻，多集中在7、8、9三個月。項目區(qū)屬于土石質(zhì)中度侵蝕區(qū)，土流失面積340.76hm2，土壤侵蝕主要以中度水蝕為主。在降水沖刷影響下流域內(nèi)溝壑侵蝕問題顯著，輕度、中度和強烈侵蝕面積為41.79、285.71、13.26hm2，土壤侵蝕模數(shù)為1989t/km2·a。經(jīng)實地勘察朝陽縣水保部門對下洼小流域?qū)嵤┝艘幌盗械墓こ讨卫泶胧?。另外，小流域水土保持治理受人為、自然等因素的綜合影響，對其綜合治理屬于一項復雜龐大的長期過程，為保證各項功能效應的發(fā)揮要采取綜合防治措施。為了能夠更加客觀、準確的揭示水土流失發(fā)展特征，有必要科學分析治理工程效果及其影響范圍、強度等，為水土流失管理決策、監(jiān)督、防治及生態(tài)建設提供依據(jù)[8]。

1.2 水土保持監(jiān)測

結(jié)合每個監(jiān)測點監(jiān)測目的和指標的不同，選取調(diào)查監(jiān)測、地面觀測為主要監(jiān)測方法。其中地，面觀測包括土壤、降雨與植被因子，坡面侵蝕觀測，小流域徑流泥沙觀測等，通過現(xiàn)地試驗、測量、分析的方法掌握項目所在地的水土流失情況、植被生長情況等方面數(shù)據(jù)；調(diào)查包括詢問調(diào)查、收集資料、重點和典型調(diào)查等，用于系統(tǒng)了解和接觸與水保治理相關(guān)的各類因素條件，工程與生物防治措施等，水土保持項目管理、執(zhí)法監(jiān)督情況，群眾認知度等各方面內(nèi)容。結(jié)合治理措施布置狀況和水土流失特點，結(jié)合“初步設計”要求共布設固定監(jiān)測點位5個(表1)，以朝陽縣東大道徑流場觀測數(shù)據(jù)作為徑流試驗數(shù)據(jù)。

表1 水土保持動態(tài)監(jiān)測點位布置

監(jiān)測結(jié)果顯示，2018年8月-12月共完成治理面積250.00hm2，其中經(jīng)濟林(水平槽)、保土耕作、封育治理分別為50.00、108.96、91.04hm2，圍欄2965m，作業(yè)路 4.06km，溝道治理1條，工程總用工1.39萬工日。各項工程措施的實施可顯著降低土壤流失量和促進生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)，能夠有效遏制水土流失的發(fā)展態(tài)勢，在很大程度上推動農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，且具有顯著的生態(tài)和經(jīng)濟效益。

1.3 選取評價指標與監(jiān)測指標值

保證評價結(jié)果和指標體系科學合理為指標選取的總體原則，為了能夠從復雜的信息中選取具有主導作用且相互獨立的評價因子，指標的篩選應遵循如下原則：①代表性：評價指標應具有顯著的貢獻度和明顯的影響作用，能夠綜合體現(xiàn)小流域治理的整體狀況；②獨立性：選取的評價指標應盡可能的避免重復處理數(shù)據(jù)，防止信息重疊和交叉，保證評價要素內(nèi)涵明確且彼此獨立；③可行性：評價指標應便于數(shù)據(jù)的獲取、計算和分析，滿足可數(shù)值化和長期有效監(jiān)測要求，參數(shù)值大小能夠準確的體現(xiàn)小流域治理效益水平。

根據(jù)工程治理實際情況和2018年4月-12月下洼小流域水土保持監(jiān)測結(jié)果，從經(jīng)濟收入、產(chǎn)流產(chǎn)沙量、作物產(chǎn)量、土壤理化性質(zhì)、降雨、植被覆蓋度、土壤侵蝕量等方面評估分析治理狀況，參考水利、林業(yè)等領域?qū)＜乙庖姾蛧壹夹g(shù)規(guī)范，將實地監(jiān)測資料和理論知識相結(jié)合選取13項代表性評價因子，依據(jù)AHP法構(gòu)建多層次、多要素水保效益評價體系并獲得實際監(jiān)測指標值，如表2所示。

1.4 權(quán)重的確定

采用層次分析法計算各評價因子權(quán)重，其基本原理是依據(jù)各要素具體內(nèi)涵將評價對象劃分為多個層級，通過兩兩對比和數(shù)學計算獲取各要素權(quán)重。主要流程為：①對于指標權(quán)重利用YAAHP6.0法求解，將各項評價要素采用1-9標度法賦予相應的數(shù)值，從而構(gòu)造各層級指標的判斷矩陣。②然后根據(jù)專家意見和標度準則構(gòu)造判斷矩陣并不一定滿足合理性要求，因此可選用方根法求解特征值，經(jīng)檢驗后構(gòu)造滿足合理性要求的矩陣。其中，滿足一致性的判別準則為CR<0.10，滿足該標準則認為權(quán)重值可以用于單排序，能夠評價分析水保效益水平；如果不符合以上要求則重新調(diào)整，直至達到檢驗要求停止運算。③最終獲取梯階層次結(jié)構(gòu)中的各項指標權(quán)重，確定相對于總目標系統(tǒng)的各層次要素的組合權(quán)重。

2 結(jié)果與分析

2.1 構(gòu)造判斷矩陣

根據(jù)以上方法和基本流程，對效益評價體系中各層級指標兩兩比較，從而構(gòu)造相應的判斷矩陣如表3-表6所示，經(jīng)一致性檢驗求出最終權(quán)重。從表3-表6可知，評價體系中各層級要素的一致性比例CR值均<0.1，排序結(jié)果符合一致性要求。可見，依據(jù)該運算結(jié)果可進一步求解出各因子權(quán)重，并用于水保效益的評價。

表2 小流域治理水保效益評價體系及實際監(jiān)測指標值

表3 判斷矩陣A-B及其一致性

表4 判斷矩陣B1-C及其一致性

表5 判斷矩陣B2-C及其一致性

表6 判斷矩陣B3-C及其一致性

2.2 指標權(quán)重及其貢獻

根據(jù)表3計算結(jié)果，準則層中權(quán)重最大的為生態(tài)效益，對效益評價的貢獻率達到0.572，其次為經(jīng)濟和社會效益，相應的權(quán)重為0.285、0.273。生態(tài)效益為發(fā)揮社會和經(jīng)濟效益的基本條件，只有提高了生態(tài)效益方可帶動社會和經(jīng)濟效益的泰山，因此在小流域治理效益評價中生態(tài)效益占據(jù)重要地位。

小流域治理水保效益評價指標權(quán)重見表7。

表7 小流域治理水保效益評價指標權(quán)重

根據(jù)表7可知，土壤肥力和植被覆蓋率對生態(tài)效益的影響較為顯著，相應的權(quán)重值為0.1378、0.2365，植被覆蓋率為反映小流域治理效果的關(guān)鍵參數(shù)，其值越高則蓄水保土效果越好，因此在生態(tài)效益指標中林草覆蓋率占比較高；土壤肥力為影響生態(tài)效益的另一關(guān)鍵要素，它與農(nóng)作物的生長密切相關(guān)。水土保持生態(tài)效益受面源污染輸出、水質(zhì)等級的影響較弱，二者的權(quán)重值均為0.0772。土壤侵蝕強度為體現(xiàn)水土保持監(jiān)測的重要因子，在生態(tài)效益評價時應引起注意。農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值對經(jīng)濟效益評價的影響較為突出，它是小流域治理工程的最終目標和衡量經(jīng)濟產(chǎn)值的重要指標，權(quán)重值最大為0.1375。人均收入、恩格爾系數(shù)和作物產(chǎn)量權(quán)重為0.0561、0.0308、0.0616，這些指標在一定程度上體現(xiàn)了小流域治理成效，因此賦予相應的權(quán)重。土地利用率為社會效益子系統(tǒng)中權(quán)重最大的參數(shù)，權(quán)重值為0.764，為提升治理效果可采取增大土地面積的措施。勞動力文化程度、人口密度和人均基本農(nóng)田權(quán)重依次為0.0155、0.0187、0.0324，這些要素在一定程度上體現(xiàn)了社會發(fā)展進步程度，但通常需要較長的時間方可實現(xiàn)，因此綜合評價中的占比較低。

2.3 效益分析

根據(jù)下洼小流域2018年4月-12月監(jiān)測結(jié)果，小流域治理工程的社會、經(jīng)濟和生態(tài)效益如下：①生態(tài)效益：采取的林草措施可提升降水常流量和地表水利用率，骨干工程能夠削減洪峰、減少泥沙淤積、調(diào)節(jié)徑流以及攔蓄泥沙等功能，為提升防洪排澇和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力提供重要保障，工程發(fā)揮效益后每年可以增加保土量0.43萬t，增加蓄水量17.14 萬m3；疏林地和荒坡荒山采取的封育治理措施，有助于改善植物立地條件和林草覆蓋率。治理后的林草面積為218.80hm2，林草覆蓋率可達 5086%，可以吸收空氣中的有害氣 體和灰塵，達到凈化空氣的作用。同時，增加的森林覆蓋范圍還具有美化環(huán)境和凈化空氣等功能。②經(jīng)濟效益：計算價格按照有關(guān)文件規(guī)定取2017年四季度單價，封育治理和經(jīng)濟林措施的生效年分別為4、3年，估算結(jié)果表明各項措施發(fā)揮效應后可增加秸稈8.72萬kg、薪柴18.21萬kg，木材0.05萬kg，可增果品5.00萬kg；增加直接經(jīng)濟效益73.85萬元。③社會效益：項目的實施大大減少的自然災害損失，恩格爾系數(shù)顯著降低，這也進一步體現(xiàn)了人們生活水平、生活質(zhì)量的提升，人與自然更加和諧，勞動生產(chǎn)率和土地利用率均得到顯著提升。另外，在治理項目過程中培訓了一大批具有專業(yè)技術(shù)農(nóng)民參與工作，熟練掌握多項實用技術(shù)并提升流域內(nèi)的管理水平與生產(chǎn)能力，有助于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變和生產(chǎn)技能水平的提升。

3 結(jié) 論

文章結(jié)合現(xiàn)有研究資料和小流域水土保持監(jiān)測成果，從社會、經(jīng)濟和生態(tài)3個子系統(tǒng)中選取13項典型指標構(gòu)建評價體系，然后以朝陽縣下洼下流域治理工程為例，對評價體系和權(quán)重計算結(jié)果的可靠性進行實證分析。監(jiān)測結(jié)果顯示，治理工程可明顯降低土壤流失量和遏制水土流失的發(fā)展，能夠促進生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展，其經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益顯著，可為小流域水土保持防治體系建設和脆弱的生態(tài)環(huán)境保護提供一種新的途徑。因此，所構(gòu)建的評價體系能夠基本反映小流域治理的實際情況，具有一定的系統(tǒng)性和科學合理性，可用于水保效益的評價研究。

當前，關(guān)于荒漠化地區(qū)水土流失治理和治理效益的評價研究還處于初始階段，隨著科技的發(fā)展和效益評價研究的深入，還可以進一步將效益評價劃分為樹狀結(jié)構(gòu)，不斷完善和擴充評價體系。對各個評價指標權(quán)重和效益狀況依據(jù)專家意見、監(jiān)測結(jié)果進行量化分析，保證了評價結(jié)果的可靠性和客觀性。在實際生產(chǎn)中所構(gòu)建的指標體系具有一定的適用性和指導性，能夠為小流域治理措施適宜性分析和同類地區(qū)治理效益評價提供科學依據(jù)，為水土保持規(guī)劃建設和水土流失治理提供科學指導。