南水北調陜西水源區水土保持效益評價

鐘 原, 陳菊紅, 馬安妮, 杜金柱, 王 星

(1.西安理工大學 經濟與管理學院, 西安 710054; 2.陜西省水土保持局, 西安 710004)

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南水北調陜西水源區水土保持效益評價

鐘 原1, 陳菊紅1, 馬安妮1, 杜金柱1, 王 星2

(1.西安理工大學 經濟與管理學院, 西安 710054; 2.陜西省水土保持局, 西安 710004)

以陜西水源區為對象，運用因子分析法和專家咨詢法從基礎效益、生態效益、經濟效益和社會效益4個方面構建了水土保持效益評價體系，并基于改進的層次分析法確定各指標權重，運用模糊綜合評價法衡量了水土保持項目效果。結果表明：總體來看，水土保持項目改善了陜西水源區整體質量，但在不同效益之間存在差異。基礎效益方面表現最優，治理度、土地利用率、道路硬化率等有大幅提升；生態和經濟效益方面表現次之，森林覆蓋率、環境質量提高率和資金產投比等提升不夠明顯；經濟和社會效益還有很大發展空間，項目對受教育程度、農產品商品率等拉動不足。該研究為南水北調工程水土保持項目的進一步實施提供了科學依據。

南水北調工程; 陜西水源區; 水土保持; 效益評價

南水北調中線工程作為南水北調工程的重要組成部分，是一項惠及民生的戰略工程。為保證“一江清水送北京”，占70%輸水量的陜西水源區進行了大量水土保持工作。但在實踐中，水保工程項目資源投入有限，如何使得項目效益最大化顯得尤為重要。

富蘭克林最早用費用—效益分析對項目效益進行了評價，發現通過評價有助于了解項目進程和資源使用情況，可對未來的投資決策提供參考[1-3]。羅先菊[4]發現財政支農項目的投入規模在擴大，但是產出效率卻不高，因此需要強化項目效益的管理，提高其效率。邵慧敏等[5]在研究水庫移民扶持項目時發現，為了保證后期移民項目順利進行，應該加強對項目的流程把控，建立一套科學合理的指標體系用于評價水庫移民后期項目整體效益。李曉菊等[6]認為提高項目效益需要加強預算管理，以定額管理為核心建立科學的定額標準，運用精細化管理提高預算管理的合理性，通過項目績效來考核項目管理的效益。

由于水土保持屬于綜合性項目，實施后會對當地環境、人文、經濟等多方面產生深遠影響。這些影響難以量化，建立一套相對完整的指標評價體系對水土保持效益進行評價是一個難點。本文運用因子分析法和層次分析法從基礎效益、生態效益、經濟效益和社會效益4個維度建立水保項目效益評價指標體系和評價模型。南水北調工程的水土保持活動具有公共性特征，主要表現在公益性、外部性和投入產出滯后等方面，因而在衡量和評價水土保持效益過程中應根據實際情況選取相關指標。同時由于指標具有模糊性，本文通過收集有關專家意見，處理歸納后使用模糊綜合評價法對水土保持項目行評價，建立一套與水土保持實際狀況相切合的效益評價體系，能夠為后期水保工程的進一步開展提供依據。

1　陜西水源區概況

南水北調中線工程陜西水源區包括秦嶺以南的陜西南部地區，大部分處在丹江口水庫的上游水源區，涉及寶雞、漢中、安康、商洛和西安5個市的31個縣(區)。水源區內總面積6.27萬km2，占丹江口水庫控制面積9.52萬km2的65.9%，總耕地面積103.78 km2[7]。

陜西水源區中的漢中、安康、商洛3市經濟發展水平普遍較低，各項經濟指標均低于全省水平，遠遠低于全國水平，其中國定貧困縣21個，省定5個，占水源區總縣(區)的84%[8]。同時陜西水源區屬秦巴土石山區，山高坡陡，土薄石厚，降水量大而且集中，水土流失面積達3.39萬km2。為此陜西水源區進行了大量的水土保持工程，這是水源區環境治理和保護的重要手段。

2　水土保持效益評價指標體系構建

科學合理的評價指標體系是進行效益評價的前提。水土保持效益評價指標體系的建立，必須能夠真正反映水土保持的產出效益，才能為日后對水保項目進行監督和管理提供建議。

2.1評價指標選取

使用效益的分析，主要是從產出效益進行衡量。但與簡單的經濟效益分析不同，水土保持是一個涉及面寬、綜合性強的系統工程，其效益充分表現在生態、經濟和社會的各個領域，所以本文將水土保持效益的分析分為基礎效益、經濟效益、生態效益和社會效益4個方面，其中水土保持基礎效益是經濟效益、生態效益、社會效益的基礎[9]。將4個方面指標量化后進行綜合分析，從而有針對性地從宏觀上對水土保持的產出效益進行有效評價。

水土保持具有多形式、多功能和多效益的特征，為了對水土保持所具有的功能和實施所產生的現象進行客觀評價，需要對水土保持效益指標進行科學合理地選取。我國國內在水土保持效益評價的研究較少，目前還沒有一套相對完整的指標評價體系，建立科學合理的評價模型關鍵在于如何在諸多指標中選擇出具有代表性的指標。本文參考已有的研究成果[10-16]，結合問卷調查情況和實地調研分析結果，并參照現行法律法規、技術標準，如《水土保持綜合治理效益計算方法》、《中華人民共和國水土保持法》等，盡可能多地搜集評價指標，并對各指標進行頻度分析，剔除冗余指標。選取森林覆蓋率、環境質量提高率、生物多樣性、人均純收入、恩格爾系數、資金產投比、居民受教育程度、農產品商品率、就業率、道路硬化率、治理度、土壤侵蝕模數減少量、土地利用率13個指標構成水土保持項目的使用效益評價指標體系。

2.2評價指標確定

2.2.1計算相關系數矩陣并統計檢驗在使用因子分析法進行分析之前，先對相關數據進行統計檢驗，以確定該組數據是否可以進行因子分析。在此，引入KMO統計量檢驗。KMO是用于比較變量間簡單相關系數的指標，其值越接近于1，意味著變量間的相關性越強，原有變量越適合做因子分析。本文選取陜西水源區14個項目區所對應的13個指標，并對指標數據進行標準化處理后進行KMO檢驗，得到表1。

表1　KMO和Bartlett的檢驗

從表1可以看出，KMO為0.825，同時Bartlett球形度檢驗的近似卡方為183.817，自由度為78，顯著性概率為0，說明相關指標適合做因子分析。

2.2.2提取因子因子分析法通常按照特征值大于1或者是累積貢獻率達到70%以上的方法來提取因子。按照這個標準，采用主成分分析法來提取因子，從表2可以看出，特征值中前4個因子的特征值大于1，且累積貢獻率達到78.286%，所以采用主成分分析法提取4個因子。

2.2.3建立載荷因子并命名為了更好地研究因子之間存在的關系，我們將其進行因子旋轉，對各個因子所解釋的方差進行重新分配，使得結果更加明晰。采用方差極大旋轉法對初始載荷因子矩陣進行旋轉，得到前4個因子的旋轉因子載荷矩陣，如表3所示。從實際意義上來說，一般認為因子負載的絕對值大于0.5的是顯著性的，因子負載的絕對值越大，對因子進行解釋的時候就越重要。

表2　因子分析總方差分析

從表3可以看出，4個主因子所在不同變量指標上的載荷是不一樣的。

表3　因子分析旋轉成份矩陣

注：提取方法：主成分；旋轉法：具有Kaiser標準化的正交旋轉法。

公因子F1在指標X1(治理度)、X2(土壤侵蝕模數減少量)、X5(道路硬化率)和X13(土地利用率)上具有較大載荷，分數分別為0.754，0.827，0.783，0.669，治理度反映了進行水土保持工作對當地地表的改善，土壤侵蝕模數減少量是水保工作的進行使得當地水土流失的減少狀況，而土地利用率是治理后可利用土地面積與總土地總面積的比值，這些指標均可以反映水保工作所能產生的基本改善情況，因此將F1命名為基礎效益因子，該因子的貢獻率為25.69%。

公因子F2在指標X3，X4，X12上的系數分別為0.876，0.657，0.934，對應的指標分別是森林覆蓋率、環境質量提高率和生物多樣性，而這些指標正好反映了水土保持生態建設方面的情況，因此將公因子F2命名為生態效益因子，該因子方差貢獻率為19.308%。

公因子F3在指標X8，X9，X11上載荷較大，X8是人均純收入，X9是恩格爾系數，X11是資金產投比，其載荷系數分別為0.780，0.887，0.837。這3個指標正好可以反映經濟的發展對人們的生活帶來的影響。因此將F3命名為經濟發展因子，該因子的貢獻率為18.407%。

公因子F4在指標X6，X7，X10上的載荷相對較大，主要是與居民受教育程度(X6)、農產品商品率(X7)和就業率(X10)有較大關聯性。這3個指標都能從社會意義上反映水土保持社會效益的狀況，因此將F4命名為社會效益因子，該因子方差貢獻率為14.881%。分析結果如表4所示：

表4　因子分析結果

3　水土保持效益評價

3.1評價模型構建思路

在評價指標確定的基礎上，首先，使用Yaahp軟件，將專家評分的結果進行加權平均后確定各個層級的判斷矩陣，再運用層次分析法確定各層次指標的權重。其次，使用模糊綜合評價法對二級指標層進行模糊評價；然后，對目標層進行模糊評價；最后，對陜西水源區水土保持資金的使用效益進行綜合分析。

3.2確定指標權重

層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)可以將人的主觀判斷用數量形式表達和處理，對決策方案優劣進行排序，具有實用性、系統性、簡潔性等優點，是一種定性和定量相結合、系統化、層次化的分析方法。本研究設計了“陜西水源區水土保持資金的使用效益”的調查問卷，問卷將評價指標分為目標層、準則層和指標層，總共4個準則層13個指標，選取了調研項目區的政府部門工作人員、水土保持站技術人員以及當地居民等135人作為問卷對象。

將打分結果先進行加權平均，輸入借助Yaahp軟件所建立的水土保持效益評價指標體系中，計算整理得各層次指標權重，如表5所示。

表5　水土保持效益評價各層次指標權重

3.3模糊綜合評價

模糊綜合評價主要是將被評價事物的相關模糊指標進行定量化處理，并通過模糊子集的構建來完成整個評價過程，然后利用相關模糊變換原理來對所有指標進行綜合評價。具體評價過程如下：

3.3.1建立評價指標集根據表5中構建的水土保持效益評價指標體系作為評判因素集，即評價指標集A={A1，A2，A3，A4}，其中A1={A11，A12，A13，A14}，A2={A21，A22，A23}，A3={A31，A32，A33}，A4={A41，A42，A43}。

3.3.2建立評價等級集在現行階段，結合實際情況，并從易用性和可操作性的角度出發，可將水土保持效果的等級分為好、較好、一般、較差和差等5類，同時對各級評判因素的評語也可分為5級，即評價等級集V={好，較好，一般，較差，差}。

根據最大隸屬度原則，在所得隸屬度矩陣中，數值最大項所處次序與該評價因素在評價等級中所處次序相同。因此，就可通過模糊綜合評價法所得隸屬度矩陣判定該評判因素的評語等級。

3.3.3建立單因素評價矩陣根據模糊綜合評價法，建立隸屬度函數，確定每個指標值的等級隸屬度關系，通過計算來確定隸屬度。由于指標的模糊性，可以綜合每個專家對該指標的打分次數，得出該指標屬于某個評語等級的隸屬度。取20位專家贊同該指標的評語等級的比重為隸屬度，從而建立單因素模糊綜合評判矩陣，基礎效益、生態效益、經濟效益和社會效益矩陣分別為R1，R2，R3，R4，計算結果如下。

3.4效益評價

由于前面表5已經計算出各個基礎效益評價指標的權重，所以根據模糊綜合評價法可以得出基礎效益的隸屬度矩陣。

3.4.1基礎效益評價基礎效益的隸屬度矩陣計算過程如下：

模糊關系矩陣為：

則基礎效益的隸屬度矩陣為：

根據最大隸屬度原則，0.134 6處于好的等級，說明水土保持工程的實施給項目區基礎設施的建設帶來了較大的影響，項目實施對土壤性質產生了積極的影響，使土壤肥力得到恢復和提高，養分含量和土壤含水量增加，土地生產率得到提高，促進了水源區環境的改善和提高。

3.4.2生態效益評價生態效益的隸屬度矩陣計算過程如下：

模糊關系矩陣為：

則生態效益的隸屬度矩陣為：

根據最大隸屬度原則，水源區生態效益處于較好的等級，可以看出水土保持項目在生態建設上也取得了不錯的成績。水保項目的實施，使水源區的森林面積不斷增加，森林覆蓋率發生了很大變化，生態環境也有較大改善，進而使得當地的生物物種和數量增加，給水源區經濟和社會發展提供了一個很好的空間和基礎。

3.4.3經濟效益評價經濟效益的隸屬度矩陣計算過程如下：

模糊關系矩陣為：

則經濟效益的隸屬度矩陣為：

根據最大隸屬度原則，0.383 2處于較好的等級，水土保持工程對水源區的經濟發展帶來較好的影響，能夠促進當地的經濟發展和進步，工程實施之后，當地居民的收入水平有了很大的提高，年均食品消費支出也有所增加，促進了當地經濟的發展。

3.4.4社會效益評價社會效益的隸屬度矩陣的計算過程如下：

模糊關系矩陣為：

則社會效益的隸屬度矩陣為：

根據最大隸屬度原則，0.325 9處于一般水平，由于水土保持工程是一個長期的建設項目，在工程完成之后并不能很快產生一定的社會影響，基礎設施的改善大大改變了當地的發展條件，雖然水源區居民的受教育程度有了一定的提高，居民的就業率也有所增加，但是這與預期的目標還是存在差距，因此，從整體上來看，水源區的社會效益表現一般。

3.4.5綜合評價根據模糊綜合評價法，可以得出項目區綜合效益的隸屬度矩陣，其計算過程如下：

模糊關系矩陣為：

則水土保持資效益綜合評價結果為：

根據最大隸屬度原則，陜西水源區的水土保持效益綜合評價結果為0.190 2，處于較好的等級。水土保持項目的實施給陜西水源區帶來了很大的改觀，不管是經濟、社會、生態和基礎建設方面都有較好的影響。但是綜合評價結果顯示水土保持效益并未達到最優等級，還可以通過調整進行優化。

4　結論與討論

在水土保持項目的實施過程中，效益問題貫穿于整個項目建設的始終，已經成為水土保持建設的重要影響因素。長期以來，人們對水土保持的關注更多集中在項目建設以及其所能產生的各種效益，比較完善的水保效益評價體系相對缺乏。建立效益評價體系能夠加強對水保項目的管控，完善項目流程并提供改進方向，保證工程建設的順利進行。

本研究在相關文獻分析的基礎上，將水土保持項目效益從4個方面選擇不同的指標進行評價，使用因子分析法找出主成分因子并命名為基礎效益、生態效益、經濟效益和社會效益，提出一套適合水保工程項目的效益評價體系，并將模糊綜合評價模型應用到陜西水源區。從上述評價結果可以看出，從總體上講，水土保持資金的投入為陜西水源區的發展帶來了積極的促進作用。但是從基礎效益、生態效益、經濟效益和社會效益不同角度去看，資金的效用水平又有不小差異，這一評價結果也與陜西水源區的實際情況相符。

基礎效益提升明顯。基礎效益的變化主要體現在治理度、土壤侵蝕模數減少量、道路硬化率及土地利用率等方面。隨著國家的重視程度和資金投入的加大，治理度明顯增強，土壤侵蝕模數減少量明顯降低，道路硬化率普遍提高，還有土地利用率上升，這都得益于投資力度的加大。從實際調研的情況來看，基礎效益的這幾個方面確實得到了相當程度的改善。

生態效益和經濟效益的提升相對較弱。從評價結果和實際調研情況可見，森林覆蓋率、環境質量提高率和資金產投比都有所增加，但是沒有基礎效益表現明顯。這是由于生態效益的變化是與時間有很大關系，短時間內會有變化，但是不會呈現爆發式的變化。同時水保項目的實施帶動了陜西水源區基礎設施建設，拉動了當地經濟發展和居民收入，這方面的政策支持和資金支持力度還要不斷加大，以確保不會前功盡棄。

社會效益還有很大上升空間。水土保持工程的實施，極大刺激了當地的經濟發展速度，改善了社會各方面的效益，然而由于陜南地區的社會基礎薄弱，雖然短期內投資的增大會提高當地收入和增加就業率，但是隨著工程的逐步完善，靠工程保就業和提收入模式不是長遠之計。因此，大力推廣循環產業和可持續性經濟發展是提高陜西水源區社會效益的必由之路。

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Evaluation of Benefit of Soil and Water Conservation in Water Source Area of the South-to-North Water Diversion Project in Shaanxi Province

ZHONG Yuan1, CHEN Juhong1, MA Anni1, DU Jinzhu1, WANG Xing2

(1.SchoolofEconomicandManagement,Xi′anUniversityofTechnology,Xi′an710054,China; 2.ShaanxiProvincialBureauofSoilandWaterConservation,Xi′an710004,China)

Taking the water source area in Shaanxi Province as the site and applying factor analysis method and expert consultation method, we built an evaluation system for water and soil conservation in four aspects: basic benefits, ecological benefits, economic benefits, and social benefits. In addition, the index weight is determined on the basis of improved analytical hierarchy process, and the outcome of water and soil conservation project is measured by vague comprehensive evaluation method. Results show that the soil and water conservation project has improved the overall quality of the water source area in Shaanxi Province. But there are differences between benefits. Basic benefits show optimal performance with a dramatical increase in governing force, land utilization rate, road-hardening rate and so on. Ecological and economic benefits come in second due to obvious insufficient increase in forest coverage rate, environmental quality improvement rate, and capital ratio. There is still large development potential for social benefits. The project doesn′t show enough boosting effect on educational degree and marketable agricultural products. The study can provide scientific basis for further implementation of soil and water conservation project in South-to-North Water Diversion Project.

South-to-North Water Transfer; water source area of Shaanxi Province; soil and water conservation; benefit evaluation

2015-05-13

2015-06-23

國家自然科學基金資助項目“黃土高原生態建設的生態—水文過程響應機理研究”(41330858)

鐘原(1990—),男,四川宜賓人,碩士,研究方向為水土保持和水資源定價。E-mail:877545444@qq.com

陳菊紅(1964—),女,陜西富平人,教授,博士生導師,主要從事管理系統工程、供應鏈管理和服務管理研究。E-mail:1830269579@qq.com

S157.2

A

1005-3409(2016)03-0119-06