史東梅， 蔣光毅， 郭宏忠， 彭旭東， 夏 蕊， 張健樂

(1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院,400715，重慶；2.重慶市水土保持監(jiān)測總站,401147，重慶； 3.重慶市水利局,401147，重慶；4.貴州大學(xué)林學(xué)院,550025，貴陽)

經(jīng)調(diào)查“十五”期間全國生產(chǎn)建設(shè)項目數(shù)量達(dá)7萬6 810個，其中數(shù)量最多的為城鎮(zhèn)建設(shè)項目；近17年間水利行政主管部門每年審批的生產(chǎn)建設(shè)項目數(shù)量逐年遞增[1]。生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失主要造成水土資源和土地生產(chǎn)力的破壞和損失，包括生產(chǎn)建設(shè)項目具有侵蝕空間有限、時期較短、侵蝕類型復(fù)雜、危害嚴(yán)重等特征[2-3]。從水土保持領(lǐng)域的視角出發(fā)[4-5]，人為水土流失造成的生態(tài)環(huán)境損害表現(xiàn)為土地資源及地表植被、水資源、水土保持設(shè)施與水土保持功能、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能以及項目區(qū)周邊環(huán)境的破壞。李發(fā)鵬等[6]借鑒當(dāng)前生態(tài)環(huán)境損害概念，界定了領(lǐng)域水土資源損害內(nèi)涵，為水土保持領(lǐng)域生態(tài)環(huán)境損害評估提供支撐。姜德文[7]認(rèn)為水土流失影響度是生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持損益分析的核心內(nèi)容，基于綜合評價模型可定量計算出項目水土流失對生態(tài)環(huán)境損害的影響。甘枝茂等[8]分析城鎮(zhèn)建設(shè)生態(tài)環(huán)境損害以土體破壞、地表土壤入滲性能減弱和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能損害為主。而我國對于不同生產(chǎn)建設(shè)項目人為水土流失的生態(tài)環(huán)境損害評估鮮有報道。筆者以生產(chǎn)建設(shè)項目人為水土流失危害為切入點，分析項目建設(shè)期、運行期生態(tài)環(huán)境損害特征，提出人為水土流失的生態(tài)環(huán)境損害評估范式并通過評估案例驗證評估范式的科學(xué)性，為人為水土流失的生態(tài)環(huán)境損害評估提供鑒定思路，對生態(tài)環(huán)境恢復(fù)具有實踐意義。

1 人為水土流失生態(tài)環(huán)境損害表現(xiàn)特征

生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失以人類生產(chǎn)活動為外營力產(chǎn)生的水土流失類型，是典型的現(xiàn)代人為加速侵蝕，它與原地貌水土流失既有聯(lián)系，也有自身特性。生態(tài)環(huán)境損害表現(xiàn)特征，總體以生態(tài)破壞為主，水土流失對象包含自然土和人工土，煤礦開采工程項目中排放的廢水廢氣還會引起環(huán)境污染。各生產(chǎn)建設(shè)項目類型不同，擾動地貌單元、水土流失特征和危害也有較大差異。人為水土流失與生態(tài)環(huán)境損害的邏輯關(guān)系分析見表1。

綜合分析生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失的危害其造成生態(tài)損害主要表現(xiàn)為：1)破壞水土資源及地表植被。生產(chǎn)建設(shè)項目開挖、占壓土地直接造成土壤位移和地表物質(zhì)組成改變，土壤養(yǎng)分降低，土地生產(chǎn)力下降；改變原有水系的自然條件和水文特征，地表徑流增大，土壤壓實使土壤空隙萎縮，造成城市洪水與內(nèi)澇威脅；生產(chǎn)建設(shè)活動清除地表覆蓋物，使植被覆蓋度降低，為水土流失創(chuàng)造條件。2)破壞生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及項目區(qū)周邊環(huán)境。生產(chǎn)建設(shè)項目臨時性或永久性占用土地、減少耕地林草地面積，削弱項目區(qū)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及水土保持設(shè)施水源涵養(yǎng)功能；工程堆積體細(xì)顆粒松散堆積物，在風(fēng)蝕區(qū)極易浮塵、揚沙等沙塵現(xiàn)象，在水蝕區(qū)由于強降雨誘發(fā)作用極易引發(fā)滑坡、泥石流等重力侵蝕現(xiàn)象，造成社會經(jīng)濟損失和人居環(huán)境質(zhì)量下降。3)由于生產(chǎn)建設(shè)項目水土流失危害及擾動地貌單元差異較大，可選擇生產(chǎn)建設(shè)項目對生態(tài)環(huán)境損害中的共性影響因素作為生態(tài)環(huán)境損害評估的主要參數(shù)，有土石方挖填總量、工程堆積體量、工程占地面積、水土保持設(shè)施數(shù)量。

表1 人為水土流失與生態(tài)環(huán)境損害邏輯關(guān)系分析Tab.1 Analysis of logical relationship between human-caused soil erosion and eco-environmental damage

續(xù)表1

2 人為水土流失生態(tài)環(huán)境損害評估程序及方法

2.1 損害評估程序解析

生態(tài)環(huán)境損害評估通過污染環(huán)境或破壞生態(tài)行為與生態(tài)環(huán)境損害之間的因果關(guān)系分析，評估污染環(huán)境或破壞生態(tài)行為所致生態(tài)環(huán)境損害的范圍和程度，確定生態(tài)環(huán)境恢復(fù)至基線并補償期間損害的恢復(fù)措施，量化生態(tài)環(huán)境損害數(shù)額的過程[5]。生產(chǎn)建設(shè)項目人為水土流失的生態(tài)環(huán)境損害評估程序如圖1所示。在以上程序中，關(guān)鍵評估環(huán)節(jié)是水土危害-生態(tài)環(huán)境基線及閾值判定、水土流失危害鑒定指標(biāo)體系建立、生態(tài)環(huán)境損害因果關(guān)系分析和量化損害價值。水土流失危害特征確定及基線判定是在收集分析破壞生態(tài)行為資料、開展現(xiàn)場勘查、掌握生態(tài)損害基本情況后，研判項目區(qū)人為水土流失生態(tài)損害特征；生態(tài)環(huán)境基線判定主要采用歷史數(shù)據(jù)調(diào)查、對照區(qū)域數(shù)據(jù)比較和模型推導(dǎo)3種方法[17]。根據(jù)各類生產(chǎn)建設(shè)項目造成的損害特點及危害范圍、程度的差異性，分類篩選具有代表性和可操作性的損害評估指標(biāo)，利用生態(tài)環(huán)境恢復(fù)方式進(jìn)行經(jīng)濟補償時，應(yīng)保持恢復(fù)目標(biāo)采用指標(biāo)與損害評估指標(biāo)的一致性。

2.2 損害價值評估方法

生產(chǎn)建設(shè)項目的生態(tài)環(huán)境損害往往以經(jīng)濟損失來衡量，由受損資源的恢復(fù)成本和損失費用或生態(tài)功能損失補償費組成[18]。在評估時，可將生態(tài)環(huán)境損害評價指標(biāo)(表2)進(jìn)行實物量化，再根據(jù)實物量采用水土保持經(jīng)濟學(xué)中經(jīng)濟損失計算方法進(jìn)行價值估算。生態(tài)環(huán)境損害分為水土資源直接經(jīng)濟損失和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能損失，可利用直接換算法(實物、貨幣或能值)、置換成本法、影子工程法、陳述偏好法、綜合函數(shù)貢獻(xiàn)法等評估方法進(jìn)行估算。水土資源直接經(jīng)濟損失包括土壤環(huán)境損害價值、土壤養(yǎng)分流失價值、土壤有機質(zhì)流失價值、涵養(yǎng)水源價值和植被恢復(fù)費用等，生態(tài)服務(wù)功能經(jīng)濟損失包括林草場退化價值、土地占用價值、土地生態(tài)價值損失、水土保持補償費等。生態(tài)環(huán)境損害價值評估方法及實參數(shù)表征意義，各評估方法和參數(shù)含義見表2。

3 人為水土流失生態(tài)環(huán)境損害實證研究

3.1 礦山開采項目生態(tài)環(huán)境損害分析

重慶市某采礦項目，采用人工爆破、穿山鑿洞等方式進(jìn)行井下開采，造成的生態(tài)環(huán)境損害有采礦過程中擾動地表或地下巖土層，山體內(nèi)部形成大量采空區(qū)和臨空面，塌陷區(qū)面積達(dá)礦區(qū)范圍約120%，導(dǎo)致礦區(qū)附近地表塌陷、房屋損壞；工程堆積體在降雨條件下易引發(fā)人為崩塌、人為滑坡等災(zāi)害，對河流行洪能力造成影響；涵養(yǎng)水源功能及土地生產(chǎn)力受損。由于爆破、機械震動和采空對巖體結(jié)構(gòu)(尤其是保水層)的破壞，造成地下水量逐年減少、水井干枯、旱地缺水致荒廢、土地產(chǎn)出能力銳減。項目占地面積為0.53 km2，直接影響區(qū)面積為0.75 km2，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境影響區(qū)域高達(dá)1.38 km2，是項目區(qū)面積的2倍多；采礦與礦區(qū)附近地表塌陷、地下水枯竭、土地生產(chǎn)力下降、房屋損壞等有直接因果關(guān)系。 采用土地生態(tài)價值損失估算模型評估土地生態(tài)價值損失量，通過土壤養(yǎng)分流失價值評估土地生產(chǎn)功能價值進(jìn)行，按市場價值法計算林場退化損失價值，棄渣尾礦規(guī)范化處理按GB 50433—2018《生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》臨時防護(hù)工程標(biāo)準(zhǔn)評估，該生產(chǎn)建設(shè)項目的損害價值如圖2所示。

圖1 人為水土流失的生態(tài)環(huán)境損害評估程序解析Fig.1 Analysis of the appraisal procedure of eco-environmental damages from human-caused soil erosion

表2 生態(tài)環(huán)境損害價值評估方法及參數(shù)表征意義

續(xù)表2

可知礦山開采生態(tài)環(huán)境損害價值總量為357.2萬元，土地生態(tài)價值和棄渣尾礦處理分別為276萬和45萬元，占損害價值總量77.27%和12.60%。說明：一礦山開采項目的生態(tài)環(huán)境損害以地表地下水循環(huán)系統(tǒng)破壞及排土場、矸石場、尾礦庫等工程堆積體人為崩塌、人為滑坡危害為主；二采礦對項目區(qū)及周邊區(qū)域危害影響大，要特別關(guān)注暴雨期人為水土流失威脅下游人民生命財產(chǎn)安全；三采礦項目造成的土地生態(tài)價值損失嚴(yán)重，要利用好第三方機構(gòu)評估，嚴(yán)格水土保持監(jiān)測過程，將人為水土流失造成的生態(tài)環(huán)境損害和社會經(jīng)濟損害降至最低。

圖2 礦山開采生態(tài)環(huán)境損害價值評估Fig.2 Evaluation of the value of eco-environmental damage from mining

3.2 房地產(chǎn)項目生態(tài)環(huán)境損害分析

重慶市某房地產(chǎn)項目占地面積3萬2 805 m2，工期為2.5年。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，各擾動地貌單元的土壤物理性質(zhì)均與原地貌單元有較大差異，土壤密度表現(xiàn)為施工道路(1.83 g/cm3)>松散堆積體(1.68 g/cm3)>邊坡綠化帶(1.54 g/cm3)，與天然林地相比分別增加38.64%、27.27%、16.67%。生態(tài)環(huán)境損害主要表現(xiàn)為破壞項目區(qū)水土資源，硬化路面影響城市地表排洪系統(tǒng)；建造過程中鋼筋混凝土的加工、墻體砌筑，土壤結(jié)構(gòu)破壞、不透水面積增大、入滲率降低，易引發(fā)城市水土流失；大量土方工程涉及基礎(chǔ)開挖、現(xiàn)澆砌筑，高陡邊坡、工程堆積體在雨季易誘發(fā)人為崩塌、人為滑坡等災(zāi)害，對項目區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。項目建設(shè)對項目區(qū)水土資源、生態(tài)系統(tǒng)功能及水土保持設(shè)施破壞等有直接因果關(guān)系，根據(jù)項目區(qū)相似條件未破壞參考區(qū)域數(shù)據(jù)確定生態(tài)環(huán)境損害評估基線，生態(tài)環(huán)境損害價值評估需從土地生態(tài)價值損失量、涵養(yǎng)水源價值量、土壤環(huán)境損害價值、水土保持補償費等方面估算(圖3)。

圖3 房地產(chǎn)建設(shè)生態(tài)環(huán)境損害價值評估Fig.3 Evaluation of the value of eco-environmental damage from real estate construction

可知房地產(chǎn)建設(shè)項目造成的生態(tài)環(huán)境損害價值總額為75.56萬元，生態(tài)損害價值最多的是土壤環(huán)境損害價值(45.6萬元)，占60.35%，其余依次為涵養(yǎng)水源價值(17.27萬元)、水土保持補償費(6.79萬元)和土地生態(tài)價值(5.9萬元)，項目區(qū)硬化路面增加，部分裸露場地土壤被顯著壓實，沒有良好的表層透水孔隙，暴雨時易發(fā)生地表徑流，難以發(fā)揮土壤蓄水滲水作用。說明：一房地產(chǎn)項目造成生態(tài)環(huán)境損害以高陡邊坡崩塌、表土土壤結(jié)構(gòu)及養(yǎng)分破壞、硬化路面增加導(dǎo)致的水源涵養(yǎng)功能下降為主要表現(xiàn)；二房地產(chǎn)建設(shè)項目擾動地貌單元生態(tài)功能損害程度依次為松散堆積體>邊坡綠化帶>施工便道，應(yīng)關(guān)注表土保護(hù)利用問題以及工程堆積體在暴雨徑流作用下人為崩塌、人為滑坡對交通與居民生活的影響；三房地產(chǎn)建設(shè)項目中土壤環(huán)境損害價值占比最多，但可通過景觀綠化對生態(tài)環(huán)境恢復(fù)，項目完成后基本不產(chǎn)生新增水土流失。

4 結(jié)論

1)生產(chǎn)建設(shè)項目人為水土流失生態(tài)環(huán)境損害主要表現(xiàn)為破壞項目區(qū)水土資源、地表植被及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能和周邊生態(tài)環(huán)境、人居環(huán)境質(zhì)量，工程堆積體在暴雨作用下極易誘發(fā)崩塌、滑坡、泥石流等重力侵蝕，損害評估重要參數(shù)有土石方量、工程堆積體量、工程占地面積、水土保持設(shè)施破壞數(shù)量等。

2)生態(tài)環(huán)境損害評估的關(guān)鍵環(huán)節(jié)有水土流失危害-生態(tài)環(huán)境基線及閾值判定、水土流失危害評估指標(biāo)體系建立、生態(tài)環(huán)境損害因果關(guān)系分析和生態(tài)環(huán)境損害價值量化方法及標(biāo)準(zhǔn)；生態(tài)環(huán)境損害價值的評估方法有直接換算法(實物、貨幣或能值)、置換成本法、陳述偏好法、綜合函數(shù)貢獻(xiàn)法等。水土資源直接經(jīng)濟損失包括土壤環(huán)境損害價值、土壤養(yǎng)分流失價值、涵養(yǎng)水源價值、植被恢復(fù)費用等，生態(tài)服務(wù)功能經(jīng)濟損失包括林草場退化價值、土地占用價值、土地生態(tài)價值損失、水土保持補償費等。

3)采礦項目生態(tài)環(huán)境損害以局部地表匯流及地下水改變、降雨條件下的排土場、矸石場等工程堆積體的人為滑坡和人為泥石流潛在危險性為主，土地生態(tài)價值和棄渣尾礦處理分別占損害價值總量77.27%、12.60%。房地產(chǎn)項目生態(tài)環(huán)境損害以高陡邊坡崩塌、表土土壤結(jié)構(gòu)破壞及養(yǎng)分喪失、硬化路面增加導(dǎo)致的水源涵養(yǎng)功能下降為主，土壤環(huán)境損害價值占損害價值總量60.35%。