水土保持效益计算与评价方法

许 灵，巴丽敏，肖 洋

(1.松辽水利水电开发有限责任公司，吉林 长春 130021； 2.长春源茂生态环境技术咨询有限公司，吉林 长春 130021)

水土保持和水土保持效益评价方面的研究工作，欧美国家开展较早。早期的研究目的在于如何提高农作物产量以及评价水土保持措施对土壤的保持效果。研究的内容主要包括土地利用规划和侵蚀控制，以此来评价水土保持效益[1]。1914年，美国密苏里大学米勒(M.F.Miller)建立侵蚀小区，对土壤侵蚀进行系统研究，利用侵蚀小区的方法能够验证水土保持措施对保持土壤侵蚀的效果[2]。Trimble、Walling等人利用水文观测和河流断面测量数据进行了坡面侵蚀、河道冲淤与净输出方面的研究[3]。另外,刘孝盈对田纳西河流域范围内的水文数据进行检测，证明了大规模开展水土保持措施工作，能够明显的减少水土侵蚀危害，减少比例可达38%～55%[4]。德国的Authacheer提出了Cultivaim方法，运用Cultivaim方法证实了水土保持措施为德国西部和南部地区的农业生产带来了可观的经济效益。2005年Hernandez对土壤中的微量元素进行了测定，将试验区划分为不同的区块，分别测量了钾、磷、氮等元素。研究表明了贫瘠沙土上，水土保持措施能够起到较好的水土流失治理效果[5]。2007年Lambert等人通过对经济指标和自然环境指标水土保持投入-产出进行数学分析[6]，对水土保持效益进行了量化评价。2009年Carter等通过检测作物轮作各阶段的耕地生物指标(C、N含量、植物寄生生物密度、生物多样性)和耕地物理状况指标(容积密度)来评估水土保持效益[7]。

《水土保持技术规范》《水土保持综合治理效益计算方法》等为水土保持效益的量化评价提供了依据[8]。2008年，水利部修订颁布《水土保持综合治理效益计算方法》(GB/15774—2008)[9]。此外，为推动我国水土保持综合效益工作的进展，一些水土保持工作者和相关学者也提出效益评价的方法。笔者查阅相关资料，发现了很多学者通过不同的实践探索建立了多种效益评价指标体系，主要包含的评价指标包括：治理程度、土壤侵蚀量、土壤侵蚀模数、林草覆盖率、人均收入、人均粮食产量、劳动生产率、土地生产率、资金产投比、地表径流模数、投资回收期粮食单产、农产品商品率等，主要涵盖了经济效益、社会效益和生态效益。不同的指标体系所选取的指标数量有所不同[10]。

可见，水土保持效益评价在国内外已经做了大量基础性的研究，为本文的研究提供了重要的理论基础。本文在前人研究的基础上，总结了各种评价方法，为水土保持效益的评价工作提供一些借鉴。

1 水土保持效益计算

水土保持效益计算是根据已确定的各指标值和其权重加权求和的过程。由于各指标量纲不同，因此各指标观测值不能直接加和，而必须先经过标准化让其无量纲化，转化为水土保持经济价值或水土保持评分值，再根据效益评价指标的权重，计算出水土保持效益评分值或经济价值加权平均数之和，即为水土保持综合效益[11]。常用的标准化方法有正比例函数、分级评分函数、分段函数、线性函数和非线性函数法等[12]。

1.1 保水保土效益

河流泥沙是我国河流的主要问题,因此受到外界广泛关注,保水保土效益的计算方法取得大量研究成果,形成了较规范的研究方法。

(1)水土保持分析法。通过固定监测点观测水土保持措施的调水保土作用，用以区分各项措施对水沙变化的影响，根据观测数据预测水沙变化趋势[13]。

(2)水文分析法。通过统计分析水文站的径流量、输沙量等数据,利用经验公式模型以及不同时间系列对比等定量计算区域内调水保土量[14]。

在水土保持工作发展过程中，大量人员将水文模型和土壤侵蚀模型进行了实践改进，同时引入保水保土效益计算当中,主要是为了分析估算治理前后水量和沙量变化[15]。

1.2 经济效益

开展水土保持的最终目的是保护生态环境，并通过效益证明，调动当地群众参与水土保持工作。经济效益计算主要内容有:

(1)根据水土保持措施总投入，计算单位面积投入情况。

(2)统计实施水土保持措施后区域增产情况。

(3)计算单位面积年净增产。

(4)按照各项措施实施情况，分别计算收回投资时间。

(5)根据以上计算，各项基本建设投资收回后,将措施区域以后每年的净增产情况统计，并按照要求划分不同时段[16]。

通过分析计算各项措施长期的经济效益，能够更加科学、合理的对不同土地资源和劳动力资源利用进行合理配置，从而带动农村经济发展。研究水土保持作用也将给经济增长带来较大贡献[17]。

1.3 社会效益

社会效益主要指通过水土保持综合治理，改变生态环境状况，减少自然灾害，促进社会进步。农业经济统计调查方法是目前较为通用方法，主要是通过对比社会自然背景条件等各项指标比较相近但是水土流失治理度不同的区域，或者是通过调查特定区域治理前后不同时期情况进行对比。减少沟道、河水中泥沙的效益情况可以通过水土保持分析法和水文分析法计算,但是在使用中要考虑降水作用的减沙量情况[18]。

1.4 生态效益

生态效益是指水土保持综合治理中保水保土效益之外的其他生态方面效益,主要包括近地层气象环境、地表径流、生物变化、土壤质量等等。主要在治理区设立多个固定监测点，通过水土保持治理前后不同时间段的数据资料进行分析。为生态系统提供服务功能方面,“净化空气”“增加植被固碳量”“促进生物多样性”等指标的计算可参照《森林生态系统服务功能评估规范》的规定[19]。

2 效益评价方法

目前使用频繁的评价方法可以分为定性评价和定量评价，定性分析和定量分析既可以单独使用，也可以两者结合使用。在流域治理设计或者效益评价等方面，多以几种定量评价方法综合使用为主[20]。

2.1 定性评价

定性评价主要是对小流域治理前后的各项效益指标进行对比后，通过确定增减来分析评价效益情况。例如李恩慧通过利用种植业年增产值、土地利用率、水土流失面积和林草覆盖率等评价指标，对研究区综合治理的经济、生态和社会效益进行了前后对比评价,通过指标增减及发展趋势来体现流域综合治理的效果[21]。

2.2 定量评价

定量评价方法是设计或者效益评价时通过量化确定效益好坏的一种方法。目前，利用较多的方法包括综合评价法、经济分析法和投入产出分析法。

(1)综合评价法。首先需要建立评价指标体系，然后根据指标体系中各指标实际情况来确定指标权重。在科学研究中使用比较多的指标权重确定方法有层次分析法、基于熵的确定方法和专家调查法[22]。

(2)经济分析法。水土保持综合治理工作涉及的内容比较繁多，利用货币等价宏观地反映不同阶段的治理效果，是较为直观的一种方法。利用“时间价值”来研究经济投入与产出效益关系的占比重较大，此方法可以判断小流域综合治理的远期经济效益的走势及趋势[23]。

(3)投入产出分析法。即为综合治理投入(能量投入)情况与产出对比分析，陆文伟利用此方法，分析小流域农业生态的能源特征，结果发现了部分问题：在治理小流域中畜牧系统投入与小流域种植子系统难以建立关联性，同时客观的反应了能源生产环节和农作物投入结构在目前的治理中还存在不合理因素[24]。

3 结 论

本文在前人研究的基础上，阐明了水土保持与水土保持效益等相关概念的内涵，并构建了水土保持效益评价指标体系，提出评价方法及计算的内容，主要得出以下结论。

(1)水土保持效益评价的方法由定性评价和定量评价组成。其中定量评价方法有综合评价法，经济分析法，投入产出分析法。

(2)水土保持效益评价计算是根据确定的各指标值和其权重加权求和的过程。主要是将数据经过标准化将其无量纲化，转化为水土保持经济价值或水土保持评分值，再根据效益评价指标的权重，计算出水土保持效益评分值或经济价值加权平均数之和，即为水土保持综合效益。常用的标准化方法有正比例函数、分级评分函数、分段函数、线性函数和非线性函数法等。

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