靈石縣靜升流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究

韓麗君 曹先柱 張玉萍

(1晉中市水土保持監(jiān)督監(jiān)測站 2靈石縣水務(wù)局)

1 流域概況

靜升流域位于靈石縣東部，靜升河從東向西橫穿靈石重鎮(zhèn)靜升、翠峰與縣城，屬汾河一級支流。靜升流域總面積210 km2，地貌類型以土石山區(qū)為主，主要土壤類型為褐土。多年平均降水量481.3 mm，主要集中在6－9月份。水土流失面積138.33 km2，占總面積65.9%。年土壤侵蝕模數(shù)2 800－3 500 t/km2，侵蝕強度屬中度。自20世紀(jì)80年代起，流域內(nèi)工礦企業(yè)迅速增多，大面積煤炭采掘、挖沙采石以及城區(qū)建設(shè)造成嚴(yán)重的植被破壞和水土流失，曾多次發(fā)生過洪水進(jìn)城肆虐，造成汾河嚴(yán)重污染，流域生態(tài)環(huán)境遭到極大破壞，已嚴(yán)重影響到流域生態(tài)系統(tǒng)的健康。

針對靜升河流域較為嚴(yán)重的水土流失，多年來持續(xù)不斷地進(jìn)行了水土保持綜合治理，特別是爭取到生態(tài)環(huán)境綜合治理工程項目、世行貸款項目、日協(xié)貸款項目和退耕還林項目后，水土保持治理步伐加快，標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量提高，取得了顯著成效，生態(tài)環(huán)境顯著改善。靜升流域生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)初期(1985年)、中期(2000年)、后期(2011年)具體治理情況見表1。

表1 靜升流域水土保持治理情況

2 流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價思路

隨著水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)的深入開展以及經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，國內(nèi)外對于流域的綜合治理已提高到流域的保育、健康等更高目標(biāo)。從流域生態(tài)系統(tǒng)出發(fā)，綜合考慮流域內(nèi)部不同的生態(tài)系統(tǒng)，分析流域生態(tài)系統(tǒng)演變過程，評價系統(tǒng)的健康狀況，對于促進(jìn)流域生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)及穩(wěn)定發(fā)展在理論和實踐上都具有重要意義［1－3］。

本文根據(jù)指標(biāo)體系評價法，首先選用能夠表征流域生態(tài)系統(tǒng)的主要特征因子，然后對這些特征因子進(jìn)行歸類區(qū)分，接著確定每個特征因子在流域生態(tài)系統(tǒng)健康中的權(quán)重，最后進(jìn)行綜合評價［4］。

2.1 健康評價體系

以“自然條件限制因子—流域生態(tài)健康指示因子—人類活動影響因子”為評價結(jié)構(gòu)建立流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價體系，綜合考慮流域的自然條件以及人類活動對流域健康的影響，將社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)納入流域生態(tài)系統(tǒng)的子系統(tǒng)進(jìn)行評價，可以對流域生態(tài)系統(tǒng)狀況進(jìn)行全面和客觀的評估，且可以服務(wù)于流域生態(tài)修復(fù)、恢復(fù)和綜合管理。

2.2 指標(biāo)選擇

健康評價指標(biāo)是用來反映影響整個生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展的主要因素，顯示系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。根據(jù)靜升流域水土保持生態(tài)建設(shè)需要及流域特征，構(gòu)建了該流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系(見表2)。

2.3 評價函數(shù)

評價函數(shù)表示當(dāng)指標(biāo)因子的量值發(fā)生變化時對流域生態(tài)系統(tǒng)健康的一種衡量程度。在對被評價流域的有關(guān)數(shù)據(jù)資料廣泛收集和整理的基礎(chǔ)上，依據(jù)流域的實際情況，參照以往研究［3，5］，建立與各個指標(biāo)相對應(yīng)的具體數(shù)學(xué)表達(dá)式或確定指標(biāo)的閾值范圍，逐一確定各自相應(yīng)的評價函數(shù)評分值。

2.4 指標(biāo)權(quán)重

評價指標(biāo)的權(quán)重決定了各個指標(biāo)因子對流域生態(tài)系統(tǒng)健康狀況的貢獻(xiàn)大小。為了避免片面性和主觀性，本項研究運用層次分析法，征求長期在當(dāng)?shù)毓ぷ鞯挠嘘P(guān)專家意見，根據(jù)經(jīng)驗和各層指標(biāo)相對重要程度給予判斷，構(gòu)造合適的判斷矩陣，并判斷矩陣有滿意的一致性，最終確定各指標(biāo)權(quán)重(見表2)。

表2 小流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價的指標(biāo)體系

2.5 綜合評價

式中:E—流域生態(tài)系統(tǒng)健康綜合評價等級或得分值;

Fi—指標(biāo)的評價函數(shù)值(以等級或得分值表示);

Wi—指標(biāo)權(quán)重值;

N—評價指標(biāo)的數(shù)目。

3 評價結(jié)果及分析

根據(jù)上述建立的流域生態(tài)系統(tǒng)評價體系，對靜升流域進(jìn)行了健康評價。結(jié)合水土保持型小流域生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等實際狀況，制定小流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康狀況分級［6］。惡性循環(huán)為治理前期，脆弱、相對穩(wěn)定、良好、良性循環(huán)為進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)后流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的4個階段，良性循環(huán)為生態(tài)系統(tǒng)的高級階段(見表3)。

經(jīng)計算，靜升流域生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)初期(1985年)、建設(shè)中期(2000年)、建設(shè)后期(2011年)的健康得分值為0.34、0.51和0.67。參照小流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康分級指標(biāo)，靜升流域在治理初期已脫離惡性循環(huán)階段，但處于脆弱時期;建設(shè)中期生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展相對穩(wěn)定;目前已進(jìn)入良好階段，具有較強的可持續(xù)發(fā)展能力。

表3 小流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康分級

4 結(jié)論

(1)本文在總結(jié)國內(nèi)外關(guān)于流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價的基礎(chǔ)上，首先對評價體系結(jié)構(gòu)和指標(biāo)選擇進(jìn)行了研究。由于靜升流域?qū)凫`石縣的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，人類活動對流域生態(tài)系統(tǒng)的干擾較大。

(2)20世紀(jì)80年代中期，靜升流域經(jīng)過初步治理脫離了惡性循環(huán)階段，但仍處于生態(tài)脆弱時期，是因為人類活動對流域生態(tài)系統(tǒng)大范圍、多層面的影響和破壞，造成了流域整體生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量下降，最終將使生物多樣性銳減，流域生態(tài)功能衰退。

(3)多年來持續(xù)不斷地開展了多項水土保持綜合治理項目，治理中期靜升流域的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展相對穩(wěn)定，目前生態(tài)系統(tǒng)已進(jìn)入良好狀態(tài)，接近良性循環(huán)期。

(4)以流域生態(tài)系統(tǒng)達(dá)到良性循環(huán)為目標(biāo)，耕地面積比例、人均純收入等因素都在逐步改善，但其發(fā)展速度相對較緩，還在阻礙著系統(tǒng)的健康與可持續(xù)發(fā)展。而資源開發(fā)利用率和治理度是該流域生態(tài)系統(tǒng)健康的優(yōu)勢條件，這些因素的發(fā)展有力地促進(jìn)了生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的健康發(fā)展。

(5)該流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康狀況相對穩(wěn)定，潛力較大，其健康水平呈上升趨勢，且健康障礙明顯，優(yōu)勢突出。其發(fā)展的重點應(yīng)是生態(tài)環(huán)境建設(shè)和當(dāng)?shù)厝嗣裆顥l件的改善與水平的提高，為此提出了針對性對策，主要包括:加大力度落實建設(shè)生產(chǎn)項目水土保持“三同時”制度，搞好資源開發(fā)建設(shè)，將工礦企業(yè)、道路建設(shè)的破壞性降到最低;進(jìn)一步加大退耕還林(草)力度，擴(kuò)大林草地面積，增強系統(tǒng)抗逆力;穩(wěn)定人均基本農(nóng)田數(shù)量，增加科技投入，確保糧食安全;加大初級產(chǎn)品轉(zhuǎn)化，發(fā)展工副業(yè)，改善人民生活水平，以促進(jìn)和提高該區(qū)小流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的健康水平，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

［1］龍笛.國外健康流域評價理論與實踐［J］.海河水利，2005(4):1－5.

［2］吳剛，蔡慶華.流域生態(tài)學(xué)研究內(nèi)容的整體表述［J］.生態(tài)學(xué)報，1998，18(6):575－581.

［3］劉國彬，胡維銀，許明祥.黃土丘陵區(qū)小流域生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)健康評價［J］.自然資源學(xué)報，2003，18(1):44－49.

［4］羅躍初，周忠軒，孫 軼，等.流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價方法［J］.生態(tài)學(xué)報，2003，23(8):1 066－1 075.

［5］龍笛，張思聰，樊朝宇.流域生態(tài)系統(tǒng)健康評價研究［J］.資源科學(xué)，2006，28(4):38－44.

［6］趙純勇，張建明，顧恒岳.小流域綜合治理生態(tài)效益評價的方法與模型.見:長江上游水土保持委員會辦公室，長江水利委員會水土保持局編.長江上游水土保持重點防治工程科學(xué)研究論文集［M］.北京:中國水利水電出版社，1996.135－140.