張潔怡

(遼寧省水利事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 沈陽 110003)

隨著流域水土流失治理力度的不斷加大，全國水土流失治理效益明顯，對(duì)于改善流域生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)都有明顯的促進(jìn)作用[1]。遼寧西部屬于水土流失較為嚴(yán)重的區(qū)域，從20世紀(jì)90年代開始，區(qū)域加大對(duì)流失水土流失的治理，水土流失程度得到明顯降低，區(qū)域生態(tài)環(huán)境得到不同程度的改善[2]。近些年來，對(duì)于流域水土流失效益評(píng)估取得一定的研究成果[3-10]，但這些研究成果大都考慮水土流失治理效益指標(biāo)較為單一，對(duì)于水土流失治理綜合效益評(píng)估研究還較少，尤其是考慮生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等3個(gè)方面效益綜合評(píng)估還未進(jìn)行研究。為提高區(qū)域水土流失治理效益評(píng)估的合理性，本文從別從生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益構(gòu)建水土流失治理效益綜合評(píng)估指標(biāo)，并結(jié)合在國內(nèi)應(yīng)用較好層次-熵值組合方法[11-15]，以遼西地區(qū)為具體實(shí)例，對(duì)其水土治理效益進(jìn)行綜合評(píng)估。研究成果對(duì)于流域水土流失治理效益綜合評(píng)估方法具有重要參考價(jià)值。

1 層次-熵值組合方法

按照層次-熵值組合方法首先需要對(duì)效益指標(biāo)進(jìn)行排序計(jì)算：

C1=(λmax-n)/(n-1)

(1)

式中，C1—不同效益指標(biāo)評(píng)估因子有效值；λmax—各效益指標(biāo)特征權(quán)重最大值；n—效益指標(biāo)評(píng)估個(gè)數(shù)。對(duì)各指標(biāo)在排序基礎(chǔ)上進(jìn)行熵值的計(jì)算：

R=(rij)m×n

(2)

式中，rij—各效益指標(biāo)權(quán)重值；m—評(píng)估指標(biāo)個(gè)數(shù)；n—效益分析層次。對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行單一熵權(quán)計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合權(quán)重的分析：

(3)

其中：

(4)

式中，Hi—水土流失治理效益指標(biāo)綜合熵權(quán)值；fij—不同效益指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度；bij—效益指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值，其效益指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化方程為：

bij=(rmax-rij)/(rmax-rmin)

(5)

式中，rmax、rmin—最大、最小指標(biāo)綜合熵權(quán)值。對(duì)各指標(biāo)權(quán)重在標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)上進(jìn)行計(jì)算：

(6)

式中，Wi—效益指標(biāo)權(quán)重。層次-熵值組合方法對(duì)各指標(biāo)權(quán)重進(jìn)行組合計(jì)算：

(7)

式中，W1—組合指標(biāo)權(quán)重。

2 實(shí)例分析

2.1 工程概況

以遼西興城市三道溝項(xiàng)目區(qū)碾盤溝水土流失治理工程為實(shí)例，該工程是國家農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)東北黑土區(qū)水土流失重點(diǎn)治理工程。治理工程位于興城市堿廠鄉(xiāng)碾盤溝村，屬六股河流域，小流域總面積2713.24hm2，水土流失面積1739.5hm2，綜合治理水土流失面積1496.66hm2。治理工程于2011年5月開工建設(shè)，2014年6月建設(shè)完工，共分3年投資3年建設(shè)，2014年6月20日通過階段性驗(yàn)收。實(shí)際完成治理水土流失面積為1420.88hm2，包括水平梯田2.07hm2，等高耕作571.60hm2，地埂植物帶45.91hm2，工程造林48.17hm2，一般造林166.82hm2，老果園改造24.03hm2，經(jīng)濟(jì)林2.44hm2，種草6.20hm2，封禁治理553.64hm2，谷坊75座，作業(yè)路3km。工程單位治理面積投資為20.39萬元/km2。

2.2 綜合效益評(píng)估指標(biāo)

分別從生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)選取13個(gè)指標(biāo)進(jìn)行水土流失治理綜合效益評(píng)估指標(biāo)體系，各效益評(píng)估指標(biāo)見表1。

表1 水土流失治理綜合效益評(píng)估指標(biāo)

2.3 各指標(biāo)熵權(quán)值計(jì)算結(jié)果

在水土流失治理綜合效益評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)不同效益準(zhǔn)則層和目標(biāo)層進(jìn)行綜合熵權(quán)的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 流域水土流失治理綜合效益指標(biāo)綜合熵權(quán)值

從流域水土流失治理綜合效益各指標(biāo)綜合熵權(quán)值計(jì)算結(jié)果可看出，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益各指標(biāo)的綜合熵權(quán)值總體低于生態(tài)效益各指標(biāo)的綜合熵權(quán)值，對(duì)于流域水土流失治理而言，其生態(tài)效益下的土壤侵蝕模數(shù)、土壤保肥能力、土壤產(chǎn)水能力以及水土流失治理面積對(duì)于水土流失治理效益的關(guān)鍵所在，因此其4項(xiàng)指標(biāo)的綜合熵權(quán)值較高。

2.4 指標(biāo)關(guān)聯(lián)度分析

在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益13項(xiàng)指標(biāo)綜合熵權(quán)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，對(duì)不同效益目標(biāo)層選取的各個(gè)評(píng)估指標(biāo)按照層次-熵值分析方法對(duì)其關(guān)聯(lián)度進(jìn)行分析，各效益評(píng)估指標(biāo)關(guān)聯(lián)度見表3。

表3 不同效益指標(biāo)關(guān)聯(lián)度

從各效益指標(biāo)關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果可看出，土壤侵蝕模數(shù)和土壤肥力對(duì)于水土流失治理生態(tài)效益而言其關(guān)聯(lián)度明顯高于其他指標(biāo)，而其他兩個(gè)生態(tài)效益評(píng)估指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度相對(duì)較低。農(nóng)作物產(chǎn)量和人均農(nóng)作物產(chǎn)量對(duì)于水土流失治理經(jīng)濟(jì)效益而言其關(guān)聯(lián)度要高于其他指標(biāo)。土地退化減少率和土地生產(chǎn)率對(duì)于水土流失治理的社會(huì)效益而言其關(guān)聯(lián)度要高于土地生產(chǎn)率指標(biāo)。

2.5 單一指標(biāo)權(quán)重分析

采用專家賦分方法在各效益評(píng)估指標(biāo)關(guān)聯(lián)度分析基礎(chǔ)上對(duì)其單一權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，各效益評(píng)估指標(biāo)單一權(quán)重值見表4。

表4 各效益指標(biāo)綜合權(quán)重值

從各效益評(píng)估指標(biāo)綜合權(quán)重值可看出，各指標(biāo)權(quán)重值和其指標(biāo)關(guān)聯(lián)度具有較好的相關(guān)性，關(guān)聯(lián)度越高的不同指標(biāo)之間，其單一權(quán)重較為接近。林草覆蓋率和土壤侵蝕模對(duì)于流域水土流失治理生態(tài)效益而言其單一權(quán)重值較大，林業(yè)產(chǎn)值和勞動(dòng)生產(chǎn)率對(duì)于流域水土流失治理的經(jīng)濟(jì)效益而言其指標(biāo)權(quán)重要高于其他經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估指標(biāo)。土地生產(chǎn)率對(duì)于水土流失治理社會(huì)效益而言其指標(biāo)權(quán)重值最大，其對(duì)水土流失治理的社會(huì)效益影響較大。

2.6 組合權(quán)重計(jì)算

在各效益評(píng)估指標(biāo)單一權(quán)重分析的基礎(chǔ)上，對(duì)興城水土流失治理工程按照層次-熵值分析方法進(jìn)行組合權(quán)重的計(jì)算，各效益評(píng)估指標(biāo)的組合權(quán)重值見表5。

表5 各效益評(píng)指標(biāo)權(quán)重組合值

從水土流失治理的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益指標(biāo)組合權(quán)重計(jì)算結(jié)果可看出，相比于單一權(quán)重值，組合指標(biāo)權(quán)重可綜合考慮不同目標(biāo)層指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)度，相比采用單一權(quán)重分析方法，此方法設(shè)定的各指標(biāo)權(quán)重更為合理。

2.7 綜合效益評(píng)估

采用層次-熵值分析方法對(duì)，對(duì)興城水土流失治理工程進(jìn)行綜合效益評(píng)估，不同效益評(píng)估結(jié)果見表6—8。

表6 生態(tài)效益評(píng)估

表7 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

表8 社會(huì)效益評(píng)估

從水土流失治理的生態(tài)效益而言，其土壤產(chǎn)水能力效益評(píng)估低于其他4個(gè)指標(biāo)，對(duì)于流域水土流失治理后，由于土壤蓄水能力的提升，其土壤產(chǎn)水能力相比降低，因此其效益評(píng)估值要低于其他生態(tài)效益評(píng)估指標(biāo)。而從水土流失治理的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估結(jié)果可看出，相比于其他評(píng)估指標(biāo)林業(yè)產(chǎn)值的效益評(píng)估值最低，流域水土流失治理后林地覆蓋率增加使得其林業(yè)產(chǎn)值也所降低，因此其對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)效益而言，影響程度較低。從水土流失治理各效益指標(biāo)評(píng)估結(jié)果可看出，農(nóng)村人口比例的評(píng)估結(jié)果低于土地退化率和土地生產(chǎn)率，水土流失治理后，流域生態(tài)環(huán)境得到改善，一定程度增加水土流失治理的社會(huì)效益評(píng)估值?？傮w而言，對(duì)于流域水土流失治理各類效益而言，生態(tài)效益>社會(huì)效益>經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

(1)在進(jìn)行綜合效益評(píng)估時(shí)，要對(duì)效益評(píng)估關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定，如生態(tài)效益中的土壤侵蝕模數(shù)以及土壤保肥力，經(jīng)濟(jì)效益中人均農(nóng)作物產(chǎn)量以及農(nóng)村人均收入，社會(huì)效益中土地退化減少率，通過結(jié)合野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定上述指標(biāo)，可對(duì)流域水土流失治理效益實(shí)際情況有較為客觀的表征。

(2)土壤侵蝕模數(shù)和土壤肥力的指標(biāo)關(guān)聯(lián)度高于0.6，在計(jì)算綜合熵權(quán)值時(shí)其特征值可取最大值，而對(duì)于經(jīng)濟(jì)效益而言，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量和人均農(nóng)作物產(chǎn)量取其指標(biāo)熵權(quán)的最大特征值。

(3)本文水土流失治理社會(huì)效益評(píng)估指標(biāo)相對(duì)較少，在后續(xù)研究中還應(yīng)對(duì)其社會(huì)效益評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行深入研究，豐富其評(píng)價(jià)指標(biāo)，增加水土流失治理社會(huì)效益評(píng)估的可靠度。