凌源市宋仗子镇平房小流域水土保持生态系统效益评价

李志环

(辽宁省朝阳市凌源市宋杖子镇人民政府，辽宁 朝阳 122524)

受人为干扰、水文条件和气候环境等因素影响，辽西山地丘陵区的水土流失问题越来越引起人们的关注，土壤侵蚀及其导致的土地资源破坏、土壤肥力下降、生态环境恶化等问题日趋突出，对区域经济发展以及生态环境保护带来负面影响。对此，为保护区域生态环境和加强水土流失治理，凌源市水保部门结合当地的社会发展和经济条件，坚持防治并重、预防为主的原则，相继实施了退耕还草还林、高标准农田建设、坡耕地治理等系列工程，经过长期治理极大改善了区域生态环境，显著提升了生态系统涵养水源和保持水土的能力[1-3]。19世纪末，国外学者较早研究与评价了水保效益状况，并取得一定的实践成果；20世纪初，水污染以及非点源污染控制逐渐成为水保效益评价的重点；20世纪末，对于水保效益的研究分析我国学者应用了现代的理论方法与科学技术，因决策目标和出发点的差异，在研究过程中不同学者的侧重点不尽相同，但具有相同的水保效益认识，即改善生态环境、增加农林牧业产品为组成水保效益的两大类型。

文章以辽西山地丘陵区凌源市的小流域综合治理工程为例，结合现有文献资料与方法，将生态系统服务价值响应水保效益的程度利用直接或间接的方法分析，并揭示了生态系统服务功能在治理前后的变化特征，以期为其他类似小流域综合治理以及效益评估提供依据。

1 流域概况

研究小流域属土石质中度侵蚀区，总面积为2321.72hm2，侵蚀方式以中度、水蚀为主，在降水径流作用下侵蚀沟壑分布广泛，水土流失面积813.61hm2，其中轻度和中度侵蚀区294.00hm2、519.62hm2，土壤侵蚀模数2100tkm2·a。流域内水土流失严重，生态环境失衡，产业结构调整进程缓慢致使农业综合产出率低，对流域的社会进步和经济发展造成严重制约。土壤类型以褐土为主，黄土与黄土性冲积物为主要成土母质，并且以淋溶褐土分布最为广泛，土壤通透性差、腐殖质较薄、抗冲蚀性弱，土壤侵蚀严重极易诱发水土流失[4-6]。从地貌地形上，总体上起伏较大，分布有大范围未治理的荒山，部分坡耕地、无工程果园也未得到有效的治理和开发，粮果产量低而不稳，土地资源产出率低，自我发展及抵御自然灾害的能力有限。其中，荒山大部分属土石质山，适宜水土保持工程的整地、造林，土地利用现状如表1所示。

根据流域水土流失现状、工程建设任务及其治理目标，并考虑区域发展要求和经济社会现状，以维护环境资源与水土资源可持续利用为要求，以农民脱贫致富、发展特色产业以及区域经济为目标，通过实施一系列科学的产业开发、水土保持等措施，将小流域建设成水土保持功能强大、水源涵养好、系统更加稳定、生物多样性增加、生态系统向顶级群落正常演替的森林绿色宝库[7]。经过充分论证和探讨，平房小流域治理面积为783.02hm2，其中修建水平梯田53.69hm2、鱼鳞坑62.67hm2、水平槽31.71hm2、封育治理510.86hm2、果树台田124.09hm2，修作业路3.50km。小流域各项措施的实施，为促进区域新农村建设、发展特色产业、优化经济结构、调整土地利用结构以及提高土地产出率奠定了坚实基础，项目实施后蓄水、保土效率超过70%，总体治理度达到70%，土壤侵蚀模数降低至200t/km2·a。

2 水土保持生态服务功能

通过小流域综合治理获取的净收入就等于增加的直接价值，而潜在价值、间接价值的增加值相当于社会效益和生态效益。因此，可以直接评价小流域治理的经济效益，水土保持对减少土壤侵蚀造成的危害主要体现了其社会效益和生态效益。对此，充分考虑小流域实际情况，从直接效益(内部价值)和间接效益(外部价值)的角度评价水土保持生态系统的服务价值。

2.1 直接效益(内部价值)评价

直接效益是指实施与未实施水保措施土地上生长的植物产品对比的增产量和增产值，即计算实施坡耕地治理、水土保持林、封禁治理后的实物增产量和价值。其中，封禁治理措施计算封禁后生效年的活力木和枝条产量；水保林的乔木林计算其成材后的活力木产量及果品产量，坡耕地治理工程计算实施治理措施后的粮食和秸秆产量及经济作物产量；灌木林计算枝条产量；经济林栽培园计算在园中实施水保后的果品、枝条和活力木增产量。考虑到各项治理措施均以减少水土流失、改善生态环境为主，直接效益估算时只计算蓄水保土产生的效益。蓄水效益指治理措施实施后通过拦蓄、减缓地表径流，增加土壤入渗，延长汇流时间等作用而增加的蓄水量；保土效益指治理措施实施后，拦蓄坡沟泥沙和减轻土壤的面蚀、沟蚀等所减少的土壤侵蚀量和泥沙量。

采用水土保持法计算蓄水保土效益，其主要流程为：保水效益利用项目区措施面积乘以相应措施的径流模数及拦蓄径流指标，各种工程措施的年总蓄水量用工程个数乘以工程的平均容积计算，总保水效益用总蓄水量乘以当地兴建蓄水工程每1m3库容的造价求得。结合调查资料，凌源市兴建蓄水工程1m3库容造价为2元；保土效益根据各种措施面积乘以相应措施的侵蚀模数及保土指标计算，各种工程措施的年总保土量，用工程的个数乘以工程平均保土量计算[8]。总保土效益用总保土量乘以清除河道每吨泥沙或加高堤防单位土方量的造价求得。凌源市清除河道或小型水利工程每吨泥沙造价为5.00元，小流域土壤侵蚀模数2100/km2·a。

经计算该流域各项治理措施实施后，治理程度提高到79.57%。各项新增措施年蓄水总量达68.59万m3，保土达13190t，年产生经济效益143.77万元，各项治理措施的蓄水保土效益如表2所示。

表2 直接效益值

2.2 间接效益(外部价值)评价

水土保持措施带来的区域或流域外的生态服务价值相当于小流域生态系统功能的外部价值，考虑项目区实际状况，采用水土保持调节水温循环、改善生态环境的效益确定综合治理工程的外部价值。

1)年固碳效益。采用以下公式计算年固碳效益，其表达式为：

U碳=AC碳(1.63R碳B年+F土壤碳)

(1)

式中：C碳为固碳价格，取1200元/t；A为新增林地面积，平房小流域2020年增加124.09hm2；R碳为CO2碳含量，取26.25%；F土壤碳为单位面积固碳量，取1.48t/(hm2·a)；B年为林分净生产力，取16.70t/(hm2·a)；U碳为林分固碳效益，从而计算的固碳效益128.44万元。

2)保肥效益。保肥效益按照提高林草覆盖率增加土壤有机质含量来确定，利用价值替代法用化肥量替换土壤有机质含量，即：

U保肥=a有机肥hA增加林分ρk

(2)

式中：ρ为土壤容重，取1.26t/m3；a有机肥为有机肥价格，市场价格取710元/t；、k为土壤有机质含量，按中国土壤数据库取4.13%；h为保留土壤厚度，一般取0.3m；A增加林分为增加林分面积，平房小流域2020年增加124.09hm2；U保肥为保肥效益，由此计算的保肥效益0.14万元/a。

3)年释氧价值。根据公式(4)计算释氧价值，其表达式为：

U氧=1.19C氧AB年氧

(3)

式中：A为新增林地面积，平房小流域2020年增加124.09hm2；B年氧为单位林木面积释氧量，取5.658t/(hm2·a)；C氧为氧气价格，取1050元/t；U氧为林木释氧效益，从而确定释氧效益为87.72万元。

4)滞尘及吸收污染气体效益。采用以下公式确定吸收污染气体效益，其表达式为：

Ug+d=∑KiQiAi

(4)

式中：Ai为林分面积，平房小流域2020年增加124.09hm2；Qi为水保林吸收一般粉尘、氮氧化物、氯化物、SO2的量，依次为33200、6.00、0.50、215.60kg/(hm2·a)；Ki为不同污染物治理费用，一般粉尘、氮氧化物、氯化物、SO2的排污收费标准为0.15、0.63、0.69、1.2元/kg；Ug+d为森林吸收吸收滞尘、氮氧化物、氯化物及SO2价值，元/a，按照以上公式确定的吸收污染气体费用为9.15万元。

2.3 社会效益评价

1)项目的开发建设指导思想是结合现代生态农业的新思路，在延续传统的生态建设模式净化和可持续发展的基础上完成的，其技术含量高，可带动农林牧副渔业等相关产业发展，实现多元化生产经营，建成一定规模的流域生态经济生产基地，加快农业产业化进程。此外，项目的实施可增强农业综合生产能力、强化农业基础设施，将改善农业生产条件和农业基础设施薄弱环节，大大提高农经作物产量及农业综合生产能力，进一步巩固和完善农村经济承包制度，地方经济随之活跃起来并繁荣发展，进一步调整农村产业结构，带动乡镇企业与堤防经济发展，促使多元化经济结构发展，

2)通过优化土地利用结构迅速提升农业产值，从根本上改善工程区地产低效的现状，拓宽农村劳动就业门路以及带动其它产业发展，随着农民收入的提高，生活水平明显改善，加快向现代化农业的转变，推动科技文化发展，由此实现社会进步和流域内的经济进一步发展。实现自然资源永续利用、保护生态环境，在拓宽产业结构、增强农业基础设施的同时，项目的实施可以更加科学利用和合理开发自然资源，转变传统的农业粗放经营模式，减少破坏林草资源，为保护天然林及实现自然资源的永续利用奠定基础。

3)带动区域发展、提升边境地区国际形象，通过技术培训、生产实践和科技推广，项目的实施将培养一批精英和农民技术骨干，促使现代农业发展和广大群众现代农业意识，有利于提升农业管理水平和生产节能。项目的建设会形成绿色高效生态农业发展通道，改变和提高山区自然面貌促进风景旅游资源的开发和建设，带动全县经济和生态建设事业的发展，对提高边境地区的国际形象有着积极的促进作用。

3 结 论

采用生态系统服务价值法评价了凌源市宋杖子镇平房小流域综合治理工程的整体效益，结果表明小流域综合治理能够改善流域内生态环境，对减少水质污染、改善调节小气候、净化空气、美化环境、保护野生植物等方面将发挥巨大的作用，通过加快流域内水土流失的治理步伐，优化土地利用结构，农业生产条件得到改善，该地区经济发展潜力及人们的生活水平将得到很大提高，并为生态系统的逐步恢复创造有利的条件。各项新增措施年蓄水总量达68.59万m3，保土达13190t，年产生直接效益143.77万元，间接效益225.45万元，并且社会效益显著，生态系统内部服务价值要低于外部服务价值。