海城市松树沟小流域水土保持效益评价

孟 凯

(辽宁省海城市水利事务服务中心，辽宁 鞍山 114200)

0 引 言

近年来，生态环境水保措施越来越引起社会的高度关注，国内外诸多学者深入研究了水保效益，如Hunink等利用GBAT工具包和流域上下游指标，评估了绿色水资源计划在肯尼亚上塔纳盆地的可行性；Balana等并对折扣率与贴现值的敏感性做进一步探讨；Mishra等对研究区水保措施的主要效益与成本利用社会、经济、时间、环境等6个指标加以量化；杨洁等评价了草路、草沟、山边沟、梯壁植草、水保植物优化、生态经济果林等技术的效益状况；郑国权等虽然现有研究多集中于水保效益的评价分析，且考虑低植被覆盖度小流域综合效益的研究较少，且全面考虑各方面水保效益评价更少。因此，本研究以海城市松树沟小流域为，希望为小流域水保规划和环境保护提供一定指导[1-3]。

1 研究区域

1.1 小流域概况

松树沟小流域地处海城市东北部，属于低山丘陵地貌，地势特征呈东北高、西南低，自东北向西南倾斜，海拔75-340m之间，总面积1214.78 hm2。流域内属大陆性季风气候，63.4%，日照时数2240.7h，平均气温为10.4℃，无霜期182d左右。该区域较大的河流为海城河支流的析木东大河，属浑太河流域，土壤类型以棕壤土、草甸土为主，土壤有机质含量相对较低。

土地开发利用过程中，对水土保持和农村经济产生明显制约的因素有：①部分地区仍然存在耕地乱占滥用的情况，并且非农业建设占用耕地较多；②沟壑、荒地、未利用地等超坡耕地较多，占有一定的数量比例；③农业现代化程度低且土地利用粗放，耕地产出率低；④耕地质量逐年下降，部分区域缺乏长远观念，不合理开发利用致使土地较贫瘠、有机质含量减少、土壤板结，粮食产量低而不稳；⑤林木更新速度慢、林木质量低、乱砍乱伐严重，对自然环境和林草植被保护力度不足[4]。

近年来，为改善流域生态环境，加速区域产业结构调整以及水土流失治理，海城市水务局、发改委等部门批准实施了松树沟小流域治理工程。截止2018年，该小流域有耕地277.53hm2、林地507.82hm2、果园173.6m2、荒地48.31m2、水域88.73m2、居民工矿点88.64m2、交通运输用地30.15hm2。

1.2 数据来源

松树沟小流域作物播种面积、作物效益、新增林木面积及效益来源于海城市2017-2018年统计年鉴，海城市人社局、林业局提供最低工资水平及护林人员数量等数据，土壤有机质含量及含水率来源于土壤数据库。

2 研究方法

2.1 CBA理论

成本效益分析(CBA)理论是一种被用于指导经济主体投资项目或者资源分配的经济学，在资源保护政策领域现已得到广泛的应用。CBA经济学理论认为若利润能够补偿成本且使得帕累托结果最优，就表明决策发挥效率，其原理来源于Hicks与Kaldor设计的潜在补偿规则。

2.2 评价体系

结合CBA潜在补偿规则，直接与间接经济利益属于构成经济效益的两大部分。小流域水土保持防止土壤流失等。土壤有机质、质量、含水量的改善也会增加土壤的生产力和生物量，由此产生相应的经济效益，这也是水保工程实施后增加的小流域直接生态效益。间接效益主要包括碳固村、空气净化、气候调节等。鉴于松树沟小流域生态环境差、植被覆盖率较低的实际情况，文章以水保效益计算方法和《水土保持学》为基准，涵盖经济、社会、生态、调水保土4大效益，遵循可获取性、可量化性、独立性、客观性、系统性等原则，剔除重复性参数选择代表性指标，最终选择水保效益评价的9个指标，并构建多层次评价体系如表1所示。

表1 松树沟小流域水保效益评价体系

2.3 评估方法

在详细分析优选出能够直观反映水保效益且原理简单清晰的单项效益加和法。因此，文章借助CBA方法和单项效益加和法，对松树沟小流域水保效益综合运用对比分析法及市场价格法科学评估。通过量化计算各项指标比较保土调水、经济、社会和生态效益的贡献率，科学评估小流域的水土保持效益。

3 小流域综合效益评价

3.1 调水保土效益

调水和保土效益为构成调水保土效益的主要内容，本研究以保持土壤增加的水量来衡量水保措施的调水效益，其成本价值与农村灌溉用水等效，其数学公式为：

U蓄水=C灌溉×P

(1)

式中：U调水不水土保持调节水量价值，元/a；P为水源涵养量，m3；C灌溉为农村灌溉用水单价，元/m3。

海城市松树沟小流域土壤含水量来源于中国土壤数据库，其值为25.1%；借鉴现有文献资料确定年均减沙量达到6.51万t，设泥沙减少量全部用于保持水分，则每年可保持水量1.93万t；根据海城市2018年农村灌溉水价0.62元/m3，则松树沟小流域2018年调水保土达到1.20万元。

3.2 生态效益

3.2.1 保肥效益

土壤有机质含量因林草覆盖率的提高而增加，并以此工程的保肥效益。计算其保肥效益，表达式为：

U保肥=a有机肥hA增加林分ρk

(2)

式中：A增加林分为流域内增加的林分面积，截止2018年新增林地507.82hm2；h为保留土壤厚度，一般取0.3m；ρ为土壤容重，松树沟小流域取1.26t/m3；k为土壤有机质含量，按中国土壤数据库取4.15%；a有机肥为有机肥市场价格，2018年取810元/t。U保肥为保肥效益，按照以上参数确定U保肥值为0.65万元。

3.2.2 年固碳效益

U碳=AC碳(1.63R碳B年+F土壤碳)

(3)

式中：A为新增林地面积，截止2018年新增林地507.82hm2；C碳为固碳价格，取1100元/t；B年为林分净生产力，取15.72t/(hm2·a)；R碳为CO2碳含量，取27.27%；F土壤碳为单位面积固碳量，取1.35t/(hm2·a)；U碳为林分固碳效益，按照以上参数确定U碳值为465.74万元。

3.2.3 年释氧价值

U氧=1.19C氧AB年氧

(4)

式中：A为新增林地面积，截止2018年新增林地507.82hm2；B所氧为单位林木面积释氧量，取5.261t/(hm2·a)；C氧为氧气价格，取800元/t；U氧林木释氧效益，按以上参数确定U氧值为254.34万元。

3.2.4 滞尘及吸收污染气体效益

Ug+d=A∑KiQi

(5)

式中：A为林分面积，截止2018年新增林地507.82hm2；Qi为林分吸收氮氧化合物、一般粉尘、氯化物、SO2的量，kg/(hm2·a)，海城市林分吸收标准依次为6.00、21600、0.50、216.00kg/(hm2·a)；Ki为一般粉尘、氮氧化合物、氯化物、SO2等污染物的治理费用，所对应的治污收费标准为0.01、0.65、0.70、1.20元/kg；Ud+g为森林吸收滞尘、氮氧化物、氯化物及SO2价值，元/a，采用以上参数确定Ud+g值为24.34万元。

3.3 经济效益

水土保持封禁治理每年可增加枝条和活立木1500kg/hm2、2m3/hm2，其单价按0.2元/kg、300元/m3计算，则增加经济收入300元/hm2、600元/hm2；老果园改造工程、新修果树台田工程、保土耕作可增产果品1500kg/hm2、1650kg/hm2以及增加粮食150kg/hm2，其单价按1.5元/kg、20元/kg、1.2元/kg计算，则增加经济收入2250元/hm2、33000元/hm2、180元/hm2。所有措施发挥效应后，年经济收入可以达到238.59万元，如表2所示。

表2 松树沟小流域直接经济效益表

3.4 社会效益

3.4.1 涵养水源、减少水土流失

水土保持措施的实施能够变无效水分蒸发为有效蒸发，有利于增加土壤水分存储量、增大植被覆盖范围、有效控制土壤侵蚀量、提高生物产量和水资源利用率。土地使用价值随水、土、肥流失的减少而增大，对充分发挥流域林果农牧等效益发挥着积极作用。

3.4.2 减少河川含泥量

水土保持工程对水力侵蚀实施了多层防护手段，以老果园改造、新修果树台田以及封禁治理等为主的工程措施，从而延长工程的使用寿命。

3.4.3 发挥一定的防洪减灾作用

水保措施的实施有利于优化河川径流分配量，通过抑制地表径流的形成或拦截涵养延缓减轻洪水灾害、洪峰流量的不利影响，由此保证沿河居民、周边农田、村屯道路等安全。

3.4.4 促进经济持续发展

水保工程使区域生态条件得到极大改善，为地区农林牧生产发展提供有利条件，为加快脱贫致富和增加群众收入提供了有力支撑。通过充分挖掘水土资源潜力，有利于提高产品的数量及丰富产业种类，

3.5 综合评价

通过计算分析调水保土、生态、经济和社会效益，确定海城市松树沟小流域2018年调水保土、生态、经济效益依次为1.20万元、745.07万元、238.59万元，此外水保工程的实施有利于涵养水源、减少水土流失、减少流域产沙量及河川泥沙含量、发挥一定的防洪减灾作用以及促进区域经济可持续发展，其社会效益显著。

4 结 论

1)自水土保持工程实施以来，海城市松树沟小流域生态环境、农村生活环境及生产条件明显改善，水保措施大大减少了洪涝灾害水土流失量，为山地资源发展果业生产及当地产业结构调整提供有利条件，同时改善了流域小气候、增大了坡面植被盖度。随着水保工程的不断实施，其经济和生态效益将更加显著，同时为海城市其他水土保持工程的实施提供示范价值。

2)受时间和数据资料限制，水土保持对调节局部气候、消除噪声、减少下游泥沙淤积及社会效益尚未能利用量化指标计算，因此实际水保效益要大于文章计算成果，对此还需进一步深入探究。