岫巖縣大洋河上游項目區水土保持生態修復效益評價研究

高 翔

(鞍山市政務服務中心，遼寧 鞍山 114001)

通過水土保持監測系統、全面、準確、及時的掌握水土流失動態變化狀況，動態評估和監測水土流失的防治效果、危害程度、影響范圍、數量、強度及成因，了解水保治理前后的生態發展趨勢和變化狀況[1]。建立監測站點和水土保持觀測小區系統，設置規范監測管理體系、購買監測設備、設定監測頻次與時段，采取抽樣調查、公眾調查、水土保持措施調查等方法，結合水土保持監測規劃對項目區水土流失危害、面積與強度動態變化、分布特征等監測，掌握和了解東北地區水土流失動態變化和泥沙輸移規律；最后通過綜合論證和匯總分析數據成果，科學而準確點的評價項目生態治理成效，為未來水保治理規劃和方案設計提供科學參考[2-4]。

文章定位監測和調查了岫巖縣大洋河上游項目區不同類型、不同生境生態修復措施的社會、經濟、生態效益指標，通過系統評價各項措施的治理成效及其變化特征，揭示了水保措施的區域適宜性及其作用機理，為進一步修訂完善流域水保治理方案提供科學的指導。

1 生態修復效益評價方法

1.1 宏觀監測

根據區域地形圖、土地利用類型圖，結合水土流失其他相關資料和3S技術平臺，對項目區生態修前后的土地利用、水土流失狀況按照土壤侵蝕分類分級標準進行調查分析，其中遙感信息源為SPTO與TM融合影像。通過人工解譯和計算機處理，準確、快速的查清生態修復前后項目區土地利用、植被覆蓋度、地面坡度、土壤侵蝕分布、范圍及強度等參數的變化特征[5-7]。

1.2 微觀監測

1.2.1 生態效益

①監測植被狀況，采用樣方法或標準地法調查監測生物多樣性、植物群落數量與結構、植被類型等植被狀況。②監測土壤形狀，采用酒精燃燒法、土壤水分速測儀、環刀法、機械篩分法等監測土壤的物理性質指標，如孔隙度、水分、密度及土壤結構等。③監測土壤蓄水保水狀況，采取滲透環法監測土壤的入滲量、入滲過程、持水蓄水能力等。④監測侵蝕量及徑流量，采取侵蝕監測法和徑流小區法調查土壤侵蝕量、地表徑流量等參數[8]。

1.2.2 經濟效益

采取經典地塊調查法、典型農戶調查法等監測生態修復實施區植物產品的增產值和增產量，即監測未經任何加工轉化的植物產品。

1.2.3 社會效益

根據鄉鎮狀況監測、典型農戶監測等分類調查的方法，對生態修復區農村結構調整、農業生產方式的轉變、群眾生態保護意義的增強等內容調查。

2 生態修復效益評價與措施類型

2.1 流域概況

岫巖縣大洋河上游項目區地處大洋河上游水源地，共涉及到2個鄉鎮、1個辦事處、8村莊。項目區包括李家堡、哈達碑鎮哈達碑、同江峪、丁家堡、五道河5個小流域，項目區總面積17816hm2，計劃治理面積8040hm2，水土流失面積8632hm2。長期以來，由于人為因素和自然因素，加之干旱少雨、土地不合理利用、植被過度砍伐等影響，項目區土壤貧瘠，植被稀少，土壤抗侵蝕力差，水土流失和各類自然災害問題突出，對當地生產、生活產生極為不利的影響。另外，項目區為岫巖城鎮水源地，為加強水源地上游的環境保護確保當地飲用水安全，提高水源供給能力、改善生態環境和減少水土流失，必須做好水土保持治理工作。

岫巖縣水利局和相關單位依據當地社會經濟條件、流域治理措施配置、水土流失類型、地形地貌特征和自然狀況的資料，設計編制了水土保持生態修復方案，主要內容為：水土保持綜合治理面積8040hm2，其中修石坎梯田、果樹池臺田、水保林、蠶場補植、退蠶還林、保土耕作分別為120、120、1000、500、1200、1800hm2；漿砌石谷坊240座、生態修復3300hm2，其中圍欄10km，管護牌15座，管護人員17人。項目區三年建設期需人工23.46萬工日，機械3368臺班，水泥896t，石方5.89萬m3，苗木573萬株。

2.2 監測指標體系

生態修復效益評價的技術基礎和理論依據為建立系統、科學的評價體系。依據水土保持的治理目標，按照可行性、持續性、系統性、代表性等原則，從社會、經濟、生態3個方面運用頻度統計分析法選取效益評價指標，然后對評價指標利用逐步回歸法和專家集成法篩選，從而構建較為系統、完善的綜合評價體系，見表1所示。

2.3 措施類型劃分

生態修復效益評價與監測、水保治理工程實施與規劃的重要條件是科學合理的劃分生態修復措施，這也是生態修復技術推廣和工程經驗總結的基本前提。科學監測與評價生態系統的基本單元為生態修復措施類型，將其劃分為作業類型、植被類型、立地條件3大類主導因子，見表2所示。

表1 水土保持生態修復效益評價體系

表2 生態系統評價與監測的主要因子

通過調查分析和分級生態修復措施類型主要因子，將岫巖縣大洋河上游項目區水土保持生態修復措施劃分為7個二級指標和3個一級指標，如圖1所示。

圖1 大洋河上游項目區生態修復措施類型

3 效益評價結果

3.1 林草覆蓋率明顯提高

水保治理生態修復前的林草覆蓋率為42.5%，項目實施后提高至52.7%，較其他林草類型喬灌草的平均蓋度較高，為86.2%；植物群落蓋度在疏林補植和荒坡造林治理下得到大幅度提升，分別提高17.2%和20.0%；林果梯田的植被蓋度在封育和封禁措施實施后顯著增大，平均提高喬灌草約26.5%。

3.2 植被生長狀況改善、生物量提高

1)水土保持生態修復工程顯著提高了項目區不同植物群落的植被根系生物量，其中人工混交林與單純林、天然混交林與純林的植被根系生物量分別為9.0kg/m3與6.5kg/m3、11.1kg/m3與9.3kg/m3。植物群落的根重密度在荒坡封禁、緩坡造林、疏林補植措施下分別為2.8kg/m3、4.6kg/m3、3.5kg/m3，較項目實施前分別提高了1.7kg/m3、2.2kg/m3、2.0kg/m3。

2)水土保持生態修復項目大大提高了不同群落喬木植物的地上生物量，較單純林的干重生物量天然混交林、人工混交林分別提高了32.28t/hm2、37.52t/hm2，項目實施后為40.26t/hm2、46.81t/hm2。

3.3 植物群落結構、生物多樣性明顯增多

生態修復后項目區新增植物群落有退耕封禁作物梯田灌草群落、退耕封育梯田生態經濟林、退耕封禁梯田生態林、疏林補植側柏人工林、荒坡火炬樹與側柏新造林、荒坡火炬樹人工林等6種類型。

較其他修復類型的物種多樣性與豐富度指數，有林地封禁型植物群落明顯較高，人工林、天然林群落的多樣性和豐富度分別為1.25、1.71與24、27；荒坡封禁型、荒坡造林型、疏林補植群落的多樣性指數分別為0.98、1.05、1.01，豐富度為15、12、18，較生態修復前均得到明顯的提升；封禁型、封育型林果梯田的多樣性指數為1.6、1.2，豐富度分別為41、25，較封育前得到顯著的提高。

3.4 土壤結構與水分狀況改善、孔隙度增大

1)改善土壤結構參數。土壤重量直徑：有林地封禁類型中單純林均小于混交林，而人工林稍小于天然林；較生態修復前退耕還林型植物群落、荒坡封禁、荒坡造林和疏林補植分別提高了0.22、0.67、0.55和0.46。土壤分形維數：封禁類型、有林地中單純林的土壤分形維數均大于混交林，而人工林稍大于天然林；較生態修復前退耕還林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林補植型植物群落減少了0.085g/cm3、0.021g/cm3、0.06g/cm3和0.12g/cm3。土壤密度：有林地封禁類型中單純林的土壤密度均大于混交林，而人工林稍高于天然林；較生態修復前退耕還林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林補植型植物群落減少了0.018g/cm3、0.006g/cm3、0.008g/cm3和0.007g/cm3。土壤孔隙度：有林地封禁類型中人工林的土壤孔隙狀況均小于天然林，其中單純林的非毛管、毛管和土壤總孔隙度均小于混交林；相對生態修復前的非毛管、毛管和土壤總孔隙度，退耕還林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林補植型植物群均得到明顯的提升。

2)增大土壤水分含量。有林地封禁類型中人工林的土壤含水量小于天然林，其中單純林均低于混交林；相對生態修復前的土壤水分含量，退耕還林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林補植型植物群分別提高了6.28mm、13.8、4mm.16mm和6.22mm。

3.5 植被蓄水保水效益明顯、水土流失減輕

1)增加蓄水保水效益。有林地封禁型植物群落中人工林、天然林的總蓄水量分別為2958.1t/hm2和3268.5t/hm2，較修復前的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。較生態修復前退耕還林、荒坡封禁、荒坡造林和疏林補植型植物群分別提高了485.2t/hm2、140.6t/hm2、142.5t/hm2和95.2t/hm2。另外，緩坡梯田封育型植物群落的總蓄水量增大幅度小于陡坡梯田封禁治理；典型植物群落的產流率和地表徑流量，在生態修復措施實施后小于對照組，對照組最的產流率和徑流量為35.88mm，單純林為15.52-24.31mm，混交林地為14.28mm。

2)減少土壤侵蝕、減輕水土流失。①項目區水土流失強度減弱、覆蓋范圍減少，生態修復項目實施后由之前的244.0km2減少至148.5km2，輕度、中度、強度和極強度土壤侵蝕面積均在一定程度上減少，輕度侵蝕面積減少率為24.95。②林草面積增大、顯著改善土地利用結構，通過實施生態修復措施降低低覆蓋度草地7.0%，增大高覆蓋度草地和林地占比2.6%、6.0%，采取的措施有經濟林、補植和栽植水保林等。③減少土壤侵蝕模數。項目實施后的土壤侵蝕模數為1075.2t(km2·a)，較生態修復前減少了428t(km2·a)，年均減少量為85.2t(km2·a)。④保土效益顯著。較生態治理前，項目區水土流失減少量12.5萬t，保土效益增大28.6%。

3.6 經濟效益、社會效益顯著

水土保持生態治理工程的實施，使得流域內生物堰增收4.5萬元、糧食年增收58.2萬元，攔蓄工程灌溉效益、林地封禁治理蓄積總效益分別為18.22萬元、1030.85萬元；飼料、枝柴、蓄積活立木在荒坡地封育和疏林補植措施實施后增效產值60.28萬元，梯田封育和經濟林累計增產58.2萬元、271萬元。

生態修復項目使得土地利用結構、產業結構調整更加合理，大大提高了流域內環境容量。林耕地面積占比由之前的18.2%增大至19.6%，耕地面積占比由之前的16.0%減少至15.2%，大幅度增大了林果低面積占比；在農業經濟中同期牧業產值占比減少了7.0%，副業和林業比重分別增大至66.2%、8.2%；生態環境得到明顯的改善，不僅大大提高了流域內環境容量和農民人均純收入，而且有效解決了人地之間的矛盾關系，提升了勞動生產率。

4 結 論

文章結合水保措施的成效機理及其對改善大氣環境、增加植被覆蓋率、減少地表徑流和土壤侵蝕等影響作用，以岫巖縣大洋河上游水土保持工程為例，從社會、經濟、生態3個方面定位監測和評價了生態修復綜合效益，較為系統、客觀的反映了水保措施實施前、后的變化狀況，科學合理的評價了各項修復措施的治理成效。