李樹彬

(北票市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，遼寧 朝陽 122100)

1 研究區(qū)概況

1.1 流域概況

大凌河流域?qū)龠|寧省西部最大的河流，地處E118°53′-121°52′、N40°28′-42°38′，全長(zhǎng)23235km2。流域左側(cè)河網(wǎng)水系密布，有細(xì)河、老虎山河、第二牤牛河、涼水河子河等支流，河網(wǎng)水系如圖1所示。

圖1 大凌河流域水系圖

大凌河上游分南、西兩支，南支發(fā)源于建昌縣水泉溝，西支發(fā)源于平泉縣泉子溝，兩支于喀左縣大城子鎮(zhèn)東南匯合，流經(jīng)朝陽、北票、凌海、義縣等市縣后注入渤海，其主要地點(diǎn)流域特性見表1。

表1 大凌河各主要站流域特性表

根據(jù)各河段特點(diǎn)，可以將大凌河劃分成河源段和上游、中游、下游段。其中，大凌河上游段為宮山咀水庫壩下至閻王鼻子水庫段，河道平均比降1.5‰左右，穿行于山谷之間，屬山區(qū)性河流，上游段河長(zhǎng)156.8km。河寬變化較大處于300-1500m之間，主槽寬10-60m范圍，彎曲系數(shù)1.84，入?yún)R河流主要有老虎山河、大凌河西支、滲津河、第二牤牛河，主要流經(jīng)宮山咀鄉(xiāng)、烏蘭河碩蒙古族鄉(xiāng)、臺(tái)子鄉(xiāng)、木頭城子鎮(zhèn)、東哨鄉(xiāng)、水泉鄉(xiāng)、南哨鄉(xiāng)、大平房鎮(zhèn)、南公營(yíng)子鎮(zhèn)、喀左縣城、建昌縣城等。上游流域?qū)僦袦貛Ъ撅L(fēng)氣候，多年平均降水量500mm，蒸發(fā)量1700mm，受季風(fēng)氣候影響年際降水變化較大，豐、枯年降水量之比最高達(dá)3倍，全年70%-80%降水集中于6-9月。土壤以褐土為主要土類，包括草甸土、褐土和風(fēng)沙土，分布于山前傾斜平原、丘陵上部、高階地上和石質(zhì)丘陵中下部。近年來，實(shí)施的水土保持工程有效減少了上游輸沙量。

1.2 數(shù)據(jù)來源

該流域新增播種面積、林木面積、作物效益和林木效益等數(shù)據(jù)均來源于遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒(2017-2018年)，遼寧省林業(yè)局、人社局提供護(hù)林人員數(shù)量和最低工資水平等數(shù)據(jù)，從中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫下載土壤含水率、有機(jī)質(zhì)含量等數(shù)據(jù)。

2 研究方法

2.1 CBA經(jīng)濟(jì)學(xué)理論

針對(duì)生態(tài)效益各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)考慮利用CBA經(jīng)濟(jì)學(xué)理論來量化分析，通過計(jì)算單項(xiàng)指標(biāo)效益綜合評(píng)估大凌河上游流域水土保持成本效益，應(yīng)用的方法有對(duì)比分析法、市場(chǎng)價(jià)格法等[1-2]。其中，CBA經(jīng)濟(jì)學(xué)理論是一種通過評(píng)估未來利益受政策選擇和社會(huì)資源分配的影響，并向決策者告知經(jīng)濟(jì)效率的應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)工具，對(duì)于指導(dǎo)經(jīng)濟(jì)主體的項(xiàng)目投資或資源分配具有較好的實(shí)用性，在環(huán)境保護(hù)、資源開發(fā)等政策決策領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用[3]。潛在補(bǔ)償原則為CBA的基本原理，若利益能夠補(bǔ)償成本且達(dá)到帕累托結(jié)果最優(yōu)則代表決策具有效率。

2.2 效益評(píng)價(jià)體系

將水土保持效益依據(jù)CBA潛在補(bǔ)償原則，可以劃分成直接和間接經(jīng)濟(jì)效益[4]。其中，直接經(jīng)濟(jì)效益一般體現(xiàn)在：增加土壤有機(jī)質(zhì)、防止土壤流失或土壤養(yǎng)分流失、增加或保護(hù)土壤的深度和含水量，而土地生產(chǎn)力、土壤生物量會(huì)隨著土壤含水量和質(zhì)量的改善不斷增加，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)利益即為水保措施帶來的直接生態(tài)效益；間接經(jīng)濟(jì)效益一般體現(xiàn)在：氣候調(diào)節(jié)、空氣凈化、碳固村等方面[5-6]。根據(jù)大凌河上游流域生態(tài)環(huán)境良好、植被覆蓋率高的實(shí)際情況，以《水土保持學(xué)》為基準(zhǔn)，涵蓋1個(gè)土地機(jī)會(huì)成本支出和生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、調(diào)水保土等4個(gè)效益方面，遵循代表性、層次性、客觀性、獨(dú)立性、可操作性、可量化性等原則，剔除重復(fù)性參數(shù)后最終確9個(gè)水保效益評(píng)價(jià)指標(biāo)，如圖2。

圖2 大凌河上游流域水保效益評(píng)價(jià)體系

2.3 評(píng)價(jià)方法

通過全面分析灰色系統(tǒng)法、單項(xiàng)效益加和法、主成分分析法、關(guān)聯(lián)矩陣法和模糊評(píng)價(jià)法5種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，最終選擇簡(jiǎn)單清晰、結(jié)果直觀的單項(xiàng)效益加和法。因此，文章以CBA經(jīng)濟(jì)學(xué)理論為基礎(chǔ)，在精準(zhǔn)計(jì)算各單項(xiàng)指標(biāo)效益的基礎(chǔ)上，對(duì)大凌河上游流域水保效益利用市場(chǎng)價(jià)格法、對(duì)比分析法進(jìn)行評(píng)價(jià)。量化各項(xiàng)指標(biāo)并比較分析經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會(huì)和調(diào)水保土效益的貢獻(xiàn)率，依據(jù)成本與收益的凈現(xiàn)值(NPV)科學(xué)評(píng)價(jià)流域水土保持效益。

3 流域水土保持效益評(píng)價(jià)

3.1 調(diào)水保土效益

調(diào)水保土效益包括調(diào)水和保土兩個(gè)部分，其中調(diào)水效益主要體現(xiàn)在土壤保持增加的土壤水量上，可以利用公式(1)計(jì)算灌溉成本水價(jià)來衡量；保土效益可以用水保措施實(shí)施后增加的土壤量折算成的耕作農(nóng)田，并由此帶來的效益來衡量，由于基準(zhǔn)期為1年，即使發(fā)生土壤流失也可在原地上種植，因此以土地生產(chǎn)效益的提高來計(jì)算保土效益。

U蓄水=C灌溉×P

(1)

式中：P為土壤水源涵養(yǎng)量，m3；C灌溉為農(nóng)田灌溉用水單價(jià)，元/m3；U調(diào)水為水保措施調(diào)水價(jià)值，元/a。

從中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫下載大凌河上游流域土壤信息，其平均含水率25.1%；結(jié)合相關(guān)研究成果確定上游年均減沙量為1.6億t，若泥沙減少量全部用于保持水分，則年均保持水量可達(dá)到0.4016億t；2018年，大凌河流域農(nóng)田灌溉水價(jià)為0.52元/m3，由此可以確定U調(diào)水為0.209億元。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益(林木效益)

以貨幣表現(xiàn)的非物質(zhì)生產(chǎn)部門和林業(yè)物質(zhì)生產(chǎn)部門，在一定時(shí)期內(nèi)(一般取1年)的生產(chǎn)總值，包括所有的用材林、經(jīng)濟(jì)郭林等一切林業(yè)價(jià)值，其表達(dá)式為：

U2018大凌河上游=U大凌河上游ab

(2)

式中：U2018大小凌河上游為2018年大凌河上游流域增加的林木效益，億元/a；U大凌河上游為2018年大凌河上游總的林木效益，億元/a；a為比例系數(shù)；b為新增林木成材年限的倒數(shù)，大凌河上游2018年新增林木以針葉林為主，生長(zhǎng)年限為8年，因此b=1/8。

2018年，大凌河上游林業(yè)總產(chǎn)值為542億元，林業(yè)用地面積總工為54.27萬hm2，2015年新增0.609萬hm2，按照時(shí)間和面積換算2018年經(jīng)濟(jì)效益為0.675億元。

3.3 生態(tài)效益

3.3.1 保肥效益

流域林草覆蓋率的提高會(huì)增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，以此來計(jì)算保肥效益。采用價(jià)值替換法等效替換化肥量和土壤有機(jī)質(zhì)含量，計(jì)算公式為：

U保肥=a有機(jī)肥hA增加林分ρk

(3)

式中：U保肥為保肥效益，元/a；A增加林分為新增林分面積，hm2，2018年流域新增林分面積0.609萬hm2；a有機(jī)肥為有機(jī)肥價(jià)格，元/t，市場(chǎng)價(jià)為670元/t；k為有機(jī)質(zhì)含量，中國(guó)土壤數(shù)據(jù)庫中k取4.12%；h為保留土壤厚度，m，一般取0.3m；ρ為土壤的容重，取1.28t/m3。經(jīng)計(jì)算，每年保肥效益U保肥為0.075億元。

3.3.2 年固碳效益

U碳=AC碳(1.63R碳B年+F土壤碳)

(4)

式中：U碳為林分固碳效益，元/a；C碳為固碳價(jià)格，元/a，取1200元/t；A為新增林分面積，hm2，2018年流域新增林分面積0.609萬hm2；F土壤碳為單位面積固碳量[t/(hm2·a)]，取1.46t/(hm2·a)；R碳為CO2的碳含量，%，取27.27%；B年為林分凈生產(chǎn)力t/(hm2·a)，取16.85t/(hm2·a)。經(jīng)計(jì)算，每年固碳效益U碳為0.654億元。

3.3.3 年釋氧價(jià)值

U氧=1.19C氧AB年氧

(5)

式中：U氧為林木釋氧效益，元/a；C氧氧氣價(jià)格，元/t，取1200元/t；A為新增林分面積，hm2，2018年流域新增林分面積0.609萬hm2；B年氧為林木單位面積釋氧量[t/(hm2·a)]，取3.412t/(hm2·a)。經(jīng)計(jì)算，每年釋氧價(jià)值U碳為0.297億元。

3.3.4 滯塵及污染氣體吸收效益

Ug+d=∑AiKiQi

(6)

式中：Ug+d為森林吸收氯化物、滯塵、氮氧化物及SO2價(jià)值，元/a；Ai為新增不同林分面積，hm2，2018年新增經(jīng)濟(jì)林0.075萬hm2、薪炭林0.002萬hm2、防護(hù)林0.149萬hm2、用材林0.838萬hm2；Ki為不同污染物治理費(fèi)用(元/kg)，我國(guó)一般粉塵、氮氧化物、氟化物、SO2的排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.16、0.65、0.72、1.4元/kg。Qi為不同林分吸收丹陽話務(wù)、氯化物、SO2的量[kg/(hm2·a)]，灌木林、闊葉林、混交林、針葉林吸收SO2的能力為152.18、88.65、152.18、215.60kg/(hm2·a)，吸收滯塵能力為21700、21700、10110、33200kg/(hm2·a)，吸收氯化物為6、4.65、6、0.5kg/(hm2·a)。根據(jù)大凌河流域?qū)嶋H情況，將經(jīng)濟(jì)林規(guī)劃到灌木林、薪炭林規(guī)劃到闊葉林、防護(hù)林規(guī)劃到防護(hù)林、用材林規(guī)劃到針葉林，每年吸收滯塵及污染氣體效益為0.253億元。

3.4 社會(huì)效益

3.4.1 勞動(dòng)力成本

由于需要人力維護(hù)水保措施，所以社會(huì)效益計(jì)算時(shí)應(yīng)將勞動(dòng)力成本扣除，即：

U勞動(dòng)力=X工資R人數(shù)t時(shí)間

(7)

式中：U勞動(dòng)力為勞動(dòng)力成本，億元；X工資、R人數(shù)為單位時(shí)間工資(元/h)和從事水保措施管理的人數(shù)；t時(shí)間為人均從事管理的時(shí)間，h。

結(jié)合遼寧省林業(yè)局統(tǒng)計(jì)資料，全省生態(tài)護(hù)林員年均新增4000名，以保障最低工資待遇計(jì)算工資水平，即1840元/月。按流域面積占全省面積比例計(jì)算，所以假設(shè)大凌河上游新增生態(tài)護(hù)林員700名，則2018年需要花費(fèi)的勞動(dòng)力成本為0.158億元。

3.4.2 土地生產(chǎn)率效益

土地生產(chǎn)率效益是指水保措施實(shí)施后，相同土地面積上增加的作物產(chǎn)值效益。借鑒2018年遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒，2018年農(nóng)作物播種面積較2017年增加82.7萬hm2，農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)值增加5571萬元，所以應(yīng)減去播種面積增加所帶來的效益，其計(jì)算公式為：

U土地生產(chǎn)率=U2015作物效益-U2014作物效益-S面積a水稻價(jià)格

(8)

式中：U土地生產(chǎn)率為2018年土地生產(chǎn)率效益增加值，億元；U2015作物效益、U2014作物效益為2018年和2017年農(nóng)業(yè)糧食作物產(chǎn)值，億元；S面積、a水稻價(jià)格為2018年較2017年增加播種面積(hm2)和2018年的水稻價(jià)格(3.52元/kg)，產(chǎn)量一般取7.1t/hm2。經(jīng)計(jì)算，U土地生產(chǎn)率為0.375億元。

3.5 土地機(jī)會(huì)成本

實(shí)際上，若將高產(chǎn)土地用于林地開發(fā)將失去原有較高的土地作物效益；反之，若將生產(chǎn)力較低的邊際土地用于林地開發(fā)則土地機(jī)會(huì)成本較低。因此，需要考慮生產(chǎn)性、半生產(chǎn)性、生產(chǎn)力較低土地3種潛在的土地場(chǎng)景。假設(shè)情景1、情景2、情景3為生產(chǎn)性農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)榱值亍⑼恋貦C(jī)會(huì)成本為生產(chǎn)性農(nóng)田估計(jì)值的1/3和1/10，每公頃的凈作物收入為1hm2土地的機(jī)會(huì)成本，則有：

U土地機(jī)會(huì)成本=(s1+s2/3+s3×0.1)

(9)

s1+s2+s3=0.609

(10)

式中：s1、s2、s3為生產(chǎn)性、半生產(chǎn)性和生產(chǎn)力較低的土地面積，三者之和即為2018年新增林地面積0.609萬hm2。一般地，以農(nóng)田水稻單摻計(jì)算生產(chǎn)用地的機(jī)會(huì)成本，其產(chǎn)量取7.1t/hm2。

考慮到不確定性因素，所以必須分析土地機(jī)會(huì)成本相關(guān)情景，如表2所示。NPV值計(jì)算時(shí)不考慮間接效益，只計(jì)算直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值。扣除凈化空氣的水保效益就等于直接經(jīng)濟(jì)效益，即1.830億元。全部為生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)換時(shí)NPV值為負(fù)值，即經(jīng)濟(jì)效率為負(fù)不符合經(jīng)濟(jì)學(xué)原則；生產(chǎn)用地占比越小則NPV值越大，非生產(chǎn)、板生產(chǎn)和生產(chǎn)用地占比為20%、20%、60%時(shí)NPV值接近于0，由此可將情景3設(shè)定為界限值。

表2 土地機(jī)會(huì)成本情景

考慮到大凌河上游流域特殊待環(huán)境、地理位置、氣候條件以及國(guó)家對(duì)基本農(nóng)田的保護(hù)，所以情景6的土地機(jī)會(huì)成本與實(shí)際情況最貼近，即轉(zhuǎn)換前全部為半生產(chǎn)用地，從而得到其NPV中為0.994億元，由此表明2018年大凌河上游流域具有顯著的水保效益。

3.6 結(jié)果與分析

通過研究計(jì)算，確定大凌河上游流域2018年土地機(jī)會(huì)成本為0.836億元，社會(huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和調(diào)水保土效益依次為0.217億元、1.279億元、0.675億元、0.209億元，如圖3?？傮w而言，調(diào)水保土效益<社會(huì)效益<經(jīng)濟(jì)效益<生態(tài)效益，綜合效益為1.544億元。

圖3 水土保持效益價(jià)值

4 結(jié) 論

1)水保措施的實(shí)施明顯改善了大凌河上游流域的輸沙量、生態(tài)環(huán)境等指標(biāo)，隨著水保功能的持續(xù)發(fā)揮，將取得更加顯著經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益，可為遼西地區(qū)生態(tài)保護(hù)和水保治理提供參考價(jià)值。

2)對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取以及生態(tài)效益評(píng)價(jià)的研究較多，但大凌河上游流域存在獨(dú)特的演替規(guī)律，上游段林草植被生長(zhǎng)較好，所以水保效益應(yīng)重點(diǎn)考慮土地機(jī)會(huì)成本指標(biāo)以及林木生產(chǎn)的價(jià)值，從而取得較高的經(jīng)濟(jì)效率，采取水保造林措施具有重要意義。

3)受時(shí)間條件和數(shù)據(jù)資料限制，水土保持的調(diào)節(jié)局部氣候、消除噪聲效益、減少下游泥沙淤積效益等問題尚且難以用指標(biāo)量化，所以與實(shí)際水保效益相比文中計(jì)算成果偏小，未來仍需深入研究。