海城市松樹溝小流域水土保持效益評價

孟 凱

(遼寧省海城市水利事務服務中心，遼寧 鞍山 114200)

0 引 言

近年來，生態環境水保措施越來越引起社會的高度關注，國內外諸多學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標，評估了綠色水資源計劃在肯尼亞上塔納盆地的可行性；Balana等并對折扣率與貼現值的敏感性做進一步探討；Mishra等對研究區水保措施的主要效益與成本利用社會、經濟、時間、環境等6個指標加以量化；楊潔等評價了草路、草溝、山邊溝、梯壁植草、水保植物優化、生態經濟果林等技術的效益狀況；鄭國權等雖然現有研究多集中于水保效益的評價分析，且考慮低植被覆蓋度小流域綜合效益的研究較少，且全面考慮各方面水保效益評價更少。因此，本研究以海城市松樹溝小流域為，希望為小流域水保規劃和環境保護提供一定指導[1-3]。

1 研究區域

1.1 小流域概況

松樹溝小流域地處海城市東北部，屬于低山丘陵地貌，地勢特征呈東北高、西南低，自東北向西南傾斜，海拔75-340m之間，總面積1214.78 hm2。流域內屬大陸性季風氣候，63.4%，日照時數2240.7h，平均氣溫為10.4℃，無霜期182d左右。該區域較大的河流為海城河支流的析木東大河，屬渾太河流域，土壤類型以棕壤土、草甸土為主，土壤有機質含量相對較低。

土地開發利用過程中，對水土保持和農村經濟產生明顯制約的因素有：①部分地區仍然存在耕地亂占濫用的情況，并且非農業建設占用耕地較多；②溝壑、荒地、未利用地等超坡耕地較多，占有一定的數量比例；③農業現代化程度低且土地利用粗放，耕地產出率低；④耕地質量逐年下降，部分區域缺乏長遠觀念，不合理開發利用致使土地較貧瘠、有機質含量減少、土壤板結，糧食產量低而不穩；⑤林木更新速度慢、林木質量低、亂砍亂伐嚴重，對自然環境和林草植被保護力度不足[4]。

近年來，為改善流域生態環境，加速區域產業結構調整以及水土流失治理，海城市水務局、發改委等部門批準實施了松樹溝小流域治理工程。截止2018年，該小流域有耕地277.53hm2、林地507.82hm2、果園173.6m2、荒地48.31m2、水域88.73m2、居民工礦點88.64m2、交通運輸用地30.15hm2。

1.2 數據來源

松樹溝小流域作物播種面積、作物效益、新增林木面積及效益來源于海城市2017-2018年統計年鑒，海城市人社局、林業局提供最低工資水平及護林人員數量等數據，土壤有機質含量及含水率來源于土壤數據庫。

2 研究方法

2.1 CBA理論

成本效益分析(CBA)理論是一種被用于指導經濟主體投資項目或者資源分配的經濟學，在資源保護政策領域現已得到廣泛的應用。CBA經濟學理論認為若利潤能夠補償成本且使得帕累托結果最優，就表明決策發揮效率，其原理來源于Hicks與Kaldor設計的潛在補償規則。

2.2 評價體系

結合CBA潛在補償規則，直接與間接經濟利益屬于構成經濟效益的兩大部分。小流域水土保持防止土壤流失等。土壤有機質、質量、含水量的改善也會增加土壤的生產力和生物量，由此產生相應的經濟效益，這也是水保工程實施后增加的小流域直接生態效益。間接效益主要包括碳固村、空氣凈化、氣候調節等。鑒于松樹溝小流域生態環境差、植被覆蓋率較低的實際情況，文章以水保效益計算方法和《水土保持學》為基準，涵蓋經濟、社會、生態、調水保土4大效益，遵循可獲取性、可量化性、獨立性、客觀性、系統性等原則，剔除重復性參數選擇代表性指標，最終選擇水保效益評價的9個指標，并構建多層次評價體系如表1所示。

表1 松樹溝小流域水保效益評價體系

2.3 評估方法

在詳細分析優選出能夠直觀反映水保效益且原理簡單清晰的單項效益加和法。因此，文章借助CBA方法和單項效益加和法，對松樹溝小流域水保效益綜合運用對比分析法及市場價格法科學評估。通過量化計算各項指標比較保土調水、經濟、社會和生態效益的貢獻率，科學評估小流域的水土保持效益。

3 小流域綜合效益評價

3.1 調水保土效益

調水和保土效益為構成調水保土效益的主要內容，本研究以保持土壤增加的水量來衡量水保措施的調水效益，其成本價值與農村灌溉用水等效，其數學公式為：

U蓄水=C灌溉×P

(1)

式中：U調水不水土保持調節水量價值，元/a；P為水源涵養量，m3；C灌溉為農村灌溉用水單價，元/m3。

海城市松樹溝小流域土壤含水量來源于中國土壤數據庫，其值為25.1%；借鑒現有文獻資料確定年均減沙量達到6.51萬t，設泥沙減少量全部用于保持水分，則每年可保持水量1.93萬t；根據海城市2018年農村灌溉水價0.62元/m3，則松樹溝小流域2018年調水保土達到1.20萬元。

3.2 生態效益

3.2.1 保肥效益

土壤有機質含量因林草覆蓋率的提高而增加，并以此工程的保肥效益。計算其保肥效益，表達式為：

U保肥=a有機肥hA增加林分ρk

(2)

式中：A增加林分為流域內增加的林分面積，截止2018年新增林地507.82hm2；h為保留土壤厚度，一般取0.3m；ρ為土壤容重，松樹溝小流域取1.26t/m3；k為土壤有機質含量，按中國土壤數據庫取4.15%；a有機肥為有機肥市場價格，2018年取810元/t。U保肥為保肥效益，按照以上參數確定U保肥值為0.65萬元。

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為新增林地面積，截止2018年新增林地507.82hm2；C碳為固碳價格，取1100元/t；B年為林分凈生產力，取15.72t/(hm2·a)；R碳為CO2碳含量，取27.27%；F土壤碳為單位面積固碳量，取1.35t/(hm2·a)；U碳為林分固碳效益，按照以上參數確定U碳值為465.74萬元。

3.2.3 年釋氧價值

U氧=1.19C氧AB年氧

(4)

式中：A為新增林地面積，截止2018年新增林地507.82hm2；B所氧為單位林木面積釋氧量，取5.261t/(hm2·a)；C氧為氧氣價格，取800元/t；U氧林木釋氧效益，按以上參數確定U氧值為254.34萬元。

3.2.4 滯塵及吸收污染氣體效益

Ug+d=A∑KiQi

(5)

式中：A為林分面積，截止2018年新增林地507.82hm2；Qi為林分吸收氮氧化合物、一般粉塵、氯化物、SO2的量，kg/(hm2·a)，海城市林分吸收標準依次為6.00、21600、0.50、216.00kg/(hm2·a)；Ki為一般粉塵、氮氧化合物、氯化物、SO2等污染物的治理費用，所對應的治污收費標準為0.01、0.65、0.70、1.20元/kg；Ud+g為森林吸收滯塵、氮氧化物、氯化物及SO2價值，元/a，采用以上參數確定Ud+g值為24.34萬元。

3.3 經濟效益

水土保持封禁治理每年可增加枝條和活立木1500kg/hm2、2m3/hm2，其單價按0.2元/kg、300元/m3計算，則增加經濟收入300元/hm2、600元/hm2；老果園改造工程、新修果樹臺田工程、保土耕作可增產果品1500kg/hm2、1650kg/hm2以及增加糧食150kg/hm2，其單價按1.5元/kg、20元/kg、1.2元/kg計算，則增加經濟收入2250元/hm2、33000元/hm2、180元/hm2。所有措施發揮效應后，年經濟收入可以達到238.59萬元，如表2所示。

表2 松樹溝小流域直接經濟效益表

3.4 社會效益

3.4.1 涵養水源、減少水土流失

水土保持措施的實施能夠變無效水分蒸發為有效蒸發，有利于增加土壤水分存儲量、增大植被覆蓋范圍、有效控制土壤侵蝕量、提高生物產量和水資源利用率。土地使用價值隨水、土、肥流失的減少而增大，對充分發揮流域林果農牧等效益發揮著積極作用。

3.4.2 減少河川含泥量

水土保持工程對水力侵蝕實施了多層防護手段，以老果園改造、新修果樹臺田以及封禁治理等為主的工程措施，從而延長工程的使用壽命。

3.4.3 發揮一定的防洪減災作用

水保措施的實施有利于優化河川徑流分配量，通過抑制地表徑流的形成或攔截涵養延緩減輕洪水災害、洪峰流量的不利影響，由此保證沿河居民、周邊農田、村屯道路等安全。

3.4.4 促進經濟持續發展

水保工程使區域生態條件得到極大改善，為地區農林牧生產發展提供有利條件，為加快脫貧致富和增加群眾收入提供了有力支撐。通過充分挖掘水土資源潛力，有利于提高產品的數量及豐富產業種類，

3.5 綜合評價

通過計算分析調水保土、生態、經濟和社會效益，確定海城市松樹溝小流域2018年調水保土、生態、經濟效益依次為1.20萬元、745.07萬元、238.59萬元，此外水保工程的實施有利于涵養水源、減少水土流失、減少流域產沙量及河川泥沙含量、發揮一定的防洪減災作用以及促進區域經濟可持續發展，其社會效益顯著。

4 結 論

1)自水土保持工程實施以來，海城市松樹溝小流域生態環境、農村生活環境及生產條件明顯改善，水保措施大大減少了洪澇災害水土流失量，為山地資源發展果業生產及當地產業結構調整提供有利條件，同時改善了流域小氣候、增大了坡面植被蓋度。隨著水保工程的不斷實施，其經濟和生態效益將更加顯著，同時為海城市其他水土保持工程的實施提供示范價值。

2)受時間和數據資料限制，水土保持對調節局部氣候、消除噪聲、減少下游泥沙淤積及社會效益尚未能利用量化指標計算，因此實際水保效益要大于文章計算成果，對此還需進一步深入探究。