岫岩县大洋河上游项目区水土保持生态修复效益评价研究

高 翔

(鞍山市政务服务中心，辽宁 鞍山 114001)

通过水土保持监测系统、全面、准确、及时的掌握水土流失动态变化状况，动态评估和监测水土流失的防治效果、危害程度、影响范围、数量、强度及成因，了解水保治理前后的生态发展趋势和变化状况[1]。建立监测站点和水土保持观测小区系统，设置规范监测管理体系、购买监测设备、设定监测频次与时段，采取抽样调查、公众调查、水土保持措施调查等方法，结合水土保持监测规划对项目区水土流失危害、面积与强度动态变化、分布特征等监测，掌握和了解东北地区水土流失动态变化和泥沙输移规律；最后通过综合论证和汇总分析数据成果，科学而准确点的评价项目生态治理成效，为未来水保治理规划和方案设计提供科学参考[2-4]。

文章定位监测和调查了岫岩县大洋河上游项目区不同类型、不同生境生态修复措施的社会、经济、生态效益指标，通过系统评价各项措施的治理成效及其变化特征，揭示了水保措施的区域适宜性及其作用机理，为进一步修订完善流域水保治理方案提供科学的指导。

1 生态修复效益评价方法

1.1 宏观监测

根据区域地形图、土地利用类型图，结合水土流失其他相关资料和3S技术平台，对项目区生态修前后的土地利用、水土流失状况按照土壤侵蚀分类分级标准进行调查分析，其中遥感信息源为SPTO与TM融合影像。通过人工解译和计算机处理，准确、快速的查清生态修复前后项目区土地利用、植被覆盖度、地面坡度、土壤侵蚀分布、范围及强度等参数的变化特征[5-7]。

1.2 微观监测

1.2.1 生态效益

①监测植被状况，采用样方法或标准地法调查监测生物多样性、植物群落数量与结构、植被类型等植被状况。②监测土壤形状，采用酒精燃烧法、土壤水分速测仪、环刀法、机械筛分法等监测土壤的物理性质指标，如孔隙度、水分、密度及土壤结构等。③监测土壤蓄水保水状况，采取渗透环法监测土壤的入渗量、入渗过程、持水蓄水能力等。④监测侵蚀量及径流量，采取侵蚀监测法和径流小区法调查土壤侵蚀量、地表径流量等参数[8]。

1.2.2 经济效益

采取经典地块调查法、典型农户调查法等监测生态修复实施区植物产品的增产值和增产量，即监测未经任何加工转化的植物产品。

1.2.3 社会效益

根据乡镇状况监测、典型农户监测等分类调查的方法，对生态修复区农村结构调整、农业生产方式的转变、群众生态保护意义的增强等内容调查。

2 生态修复效益评价与措施类型

2.1 流域概况

岫岩县大洋河上游项目区地处大洋河上游水源地，共涉及到2个乡镇、1个办事处、8村庄。项目区包括李家堡、哈达碑镇哈达碑、同江峪、丁家堡、五道河5个小流域，项目区总面积17816hm2，计划治理面积8040hm2，水土流失面积8632hm2。长期以来，由于人为因素和自然因素，加之干旱少雨、土地不合理利用、植被过度砍伐等影响，项目区土壤贫瘠，植被稀少，土壤抗侵蚀力差，水土流失和各类自然灾害问题突出，对当地生产、生活产生极为不利的影响。另外，项目区为岫岩城镇水源地，为加强水源地上游的环境保护确保当地饮用水安全，提高水源供给能力、改善生态环境和减少水土流失，必须做好水土保持治理工作。

岫岩县水利局和相关单位依据当地社会经济条件、流域治理措施配置、水土流失类型、地形地貌特征和自然状况的资料，设计编制了水土保持生态修复方案，主要内容为：水土保持综合治理面积8040hm2，其中修石坎梯田、果树池台田、水保林、蚕场补植、退蚕还林、保土耕作分别为120、120、1000、500、1200、1800hm2；浆砌石谷坊240座、生态修复3300hm2，其中围栏10km，管护牌15座，管护人员17人。项目区三年建设期需人工23.46万工日，机械3368台班，水泥896t，石方5.89万m3，苗木573万株。

2.2 监测指标体系

生态修复效益评价的技术基础和理论依据为建立系统、科学的评价体系。依据水土保持的治理目标，按照可行性、持续性、系统性、代表性等原则，从社会、经济、生态3个方面运用频度统计分析法选取效益评价指标，然后对评价指标利用逐步回归法和专家集成法筛选，从而构建较为系统、完善的综合评价体系，见表1所示。

2.3 措施类型划分

生态修复效益评价与监测、水保治理工程实施与规划的重要条件是科学合理的划分生态修复措施，这也是生态修复技术推广和工程经验总结的基本前提。科学监测与评价生态系统的基本单元为生态修复措施类型，将其划分为作业类型、植被类型、立地条件3大类主导因子，见表2所示。

表1 水土保持生态修复效益评价体系

表2 生态系统评价与监测的主要因子

通过调查分析和分级生态修复措施类型主要因子，将岫岩县大洋河上游项目区水土保持生态修复措施划分为7个二级指标和3个一级指标，如图1所示。

图1 大洋河上游项目区生态修复措施类型

3 效益评价结果

3.1 林草覆盖率明显提高

水保治理生态修复前的林草覆盖率为42.5%，项目实施后提高至52.7%，较其他林草类型乔灌草的平均盖度较高，为86.2%；植物群落盖度在疏林补植和荒坡造林治理下得到大幅度提升，分别提高17.2%和20.0%；林果梯田的植被盖度在封育和封禁措施实施后显著增大，平均提高乔灌草约26.5%。

3.2 植被生长状况改善、生物量提高

1)水土保持生态修复工程显著提高了项目区不同植物群落的植被根系生物量，其中人工混交林与单纯林、天然混交林与纯林的植被根系生物量分别为9.0kg/m3与6.5kg/m3、11.1kg/m3与9.3kg/m3。植物群落的根重密度在荒坡封禁、缓坡造林、疏林补植措施下分别为2.8kg/m3、4.6kg/m3、3.5kg/m3，较项目实施前分别提高了1.7kg/m3、2.2kg/m3、2.0kg/m3。

2)水土保持生态修复项目大大提高了不同群落乔木植物的地上生物量，较单纯林的干重生物量天然混交林、人工混交林分别提高了32.28t/hm2、37.52t/hm2，项目实施后为40.26t/hm2、46.81t/hm2。

3.3 植物群落结构、生物多样性明显增多

生态修复后项目区新增植物群落有退耕封禁作物梯田灌草群落、退耕封育梯田生态经济林、退耕封禁梯田生态林、疏林补植侧柏人工林、荒坡火炬树与侧柏新造林、荒坡火炬树人工林等6种类型。

较其他修复类型的物种多样性与丰富度指数，有林地封禁型植物群落明显较高，人工林、天然林群落的多样性和丰富度分别为1.25、1.71与24、27；荒坡封禁型、荒坡造林型、疏林补植群落的多样性指数分别为0.98、1.05、1.01，丰富度为15、12、18，较生态修复前均得到明显的提升；封禁型、封育型林果梯田的多样性指数为1.6、1.2，丰富度分别为41、25，较封育前得到显著的提高。

3.4 土壤结构与水分状况改善、孔隙度增大

1)改善土壤结构参数。土壤重量直径：有林地封禁类型中单纯林均小于混交林，而人工林稍小于天然林；较生态修复前退耕还林型植物群落、荒坡封禁、荒坡造林和疏林补植分别提高了0.22、0.67、0.55和0.46。土壤分形维数：封禁类型、有林地中单纯林的土壤分形维数均大于混交林，而人工林稍大于天然林；较生态修复前退耕还林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林补植型植物群落减少了0.085g/cm3、0.021g/cm3、0.06g/cm3和0.12g/cm3。土壤密度：有林地封禁类型中单纯林的土壤密度均大于混交林，而人工林稍高于天然林；较生态修复前退耕还林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林补植型植物群落减少了0.018g/cm3、0.006g/cm3、0.008g/cm3和0.007g/cm3。土壤孔隙度：有林地封禁类型中人工林的土壤孔隙状况均小于天然林，其中单纯林的非毛管、毛管和土壤总孔隙度均小于混交林；相对生态修复前的非毛管、毛管和土壤总孔隙度，退耕还林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林补植型植物群均得到明显的提升。

2)增大土壤水分含量。有林地封禁类型中人工林的土壤含水量小于天然林，其中单纯林均低于混交林；相对生态修复前的土壤水分含量，退耕还林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林补植型植物群分别提高了6.28mm、13.8、4mm.16mm和6.22mm。

3.5 植被蓄水保水效益明显、水土流失减轻

1)增加蓄水保水效益。有林地封禁型植物群落中人工林、天然林的总蓄水量分别为2958.1t/hm2和3268.5t/hm2，较修复前的681.5t/hm2、688.2t/hm2增大了2276.6t/hm2和2580.3t/hm2，人工林增大幅度小于天然林。较生态修复前退耕还林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林补植型植物群分别提高了485.2t/hm2、140.6t/hm2、142.5t/hm2和95.2t/hm2。另外，缓坡梯田封育型植物群落的总蓄水量增大幅度小于陡坡梯田封禁治理；典型植物群落的产流率和地表径流量，在生态修复措施实施后小于对照组，对照组最的产流率和径流量为35.88mm，单纯林为15.52-24.31mm，混交林地为14.28mm。

2)减少土壤侵蚀、减轻水土流失。①项目区水土流失强度减弱、覆盖范围减少，生态修复项目实施后由之前的244.0km2减少至148.5km2，轻度、中度、强度和极强度土壤侵蚀面积均在一定程度上减少，轻度侵蚀面积减少率为24.95。②林草面积增大、显著改善土地利用结构，通过实施生态修复措施降低低覆盖度草地7.0%，增大高覆盖度草地和林地占比2.6%、6.0%，采取的措施有经济林、补植和栽植水保林等。③减少土壤侵蚀模数。项目实施后的土壤侵蚀模数为1075.2t(km2·a)，较生态修复前减少了428t(km2·a)，年均减少量为85.2t(km2·a)。④保土效益显著。较生态治理前，项目区水土流失减少量12.5万t，保土效益增大28.6%。

3.6 经济效益、社会效益显著

水土保持生态治理工程的实施，使得流域内生物堰增收4.5万元、粮食年增收58.2万元，拦蓄工程灌溉效益、林地封禁治理蓄积总效益分别为18.22万元、1030.85万元；饲料、枝柴、蓄积活立木在荒坡地封育和疏林补植措施实施后增效产值60.28万元，梯田封育和经济林累计增产58.2万元、271万元。

生态修复项目使得土地利用结构、产业结构调整更加合理，大大提高了流域内环境容量。林耕地面积占比由之前的18.2%增大至19.6%，耕地面积占比由之前的16.0%减少至15.2%，大幅度增大了林果低面积占比；在农业经济中同期牧业产值占比减少了7.0%，副业和林业比重分别增大至66.2%、8.2%；生态环境得到明显的改善，不仅大大提高了流域内环境容量和农民人均纯收入，而且有效解决了人地之间的矛盾关系，提升了劳动生产率。

4 结 论

文章结合水保措施的成效机理及其对改善大气环境、增加植被覆盖率、减少地表径流和土壤侵蚀等影响作用，以岫岩县大洋河上游水土保持工程为例，从社会、经济、生态3个方面定位监测和评价了生态修复综合效益，较为系统、客观的反映了水保措施实施前、后的变化状况，科学合理的评价了各项修复措施的治理成效。