水土保持生态建设及其综合效益评价

1、水土保持生态建设及其综合效益评价水土保持生态建设是在促进生态环境良性循环的前提下，运用生态系统的基本原理，有针对性地实施不同层次、不同水平、不同规模的水土保持措施，改善恢复现存的自然生态系统或模拟设计优化的人工生态系统，充分发挥自然资源生产潜力，有效制止生态环境恶化，实现生态、经济、社会综合效益的最大化。作为一项系统工程，水土保持生态建设通过造林种草等生物措施和淤地改坡等工程措施，不仅使区域生态环境得到恢复和改善，并且能够促进经济发展，推动社会进步。一、水土保持与生态环境建设为了保护人类赖以生存的生态环境，“水土保持”以及“生态环境建设”两个概念被引入到国家相关政策中，两个概念既有区别又有联系

2、。1、水土保持水土保持是防治水土流失，保护、改良与合理利均水土资源，维护和提高土地的生产力，以利丁充分发挥水土资源的经济效益和社会效益，建立良好生态环境的事业。水土保持的对象不只是土地资源，还包括水资源。水土保持的内涵不只是保护，而且包括改良与合理利用。对于水土保持工作，有关法律法规明确地定义:水土保持是指对自然因素和人为活动造成水土流失所采取的预防和治理措施。主要涉及预防、治理以及成果管护3个层面。预防主要是针对一些尚未造成水土流失或水土流失状况较轻的地区，在这一地区除了要采取植物"工程等技术措施外，还要加大水土保持宣传，激发地区人民的积极性以及保护意识。而治理则是针对已经发生水土

3、流失现象的地区，这一地区会采取植物、工程以及耕作措施等进行治理。成果管护是水土保持工作的最后一个步骤也是非常关键的环节，它可以有效巩固水土保持工作的效果。2、生态环境建设生态环境建设是指对已经退化或被破坏，正在退化或遭受破坏的生态环境通过人为措施进行生态恢复( 通过预防保护，依靠自身调解) ，生态修复( 辅助人工措施) 和生态重建( 完全依靠人工措施) ，从而使生态环境恶化的趋势得到控制，使生态系统内的能量流动和物质循环重新趋向平衡，达到一种相对平衡的状态，使人类与环境之间的关系趋于协调。3、水土保持与生态环境建设的关系自然环境由多个生态系统构成。水土保持所对应的范围则是水土生态系统，具体的保

4、护对象是水土资源，内容较为具体，且范围较窄。而生态环境建设将自然环境中的所有的生态系统包括在内，所保护的对象涵盖了整个自然环境，范围极为广泛，内容也非常复杂。因此，水土保持是生态环境建设重要组成部分。同时，水土保持是生态环境建设的前提和条件。水土保持与生态环境建设都是属于自然环境的范畴，两者所要治理以及保护的对象都是自然环境，最终的目的也都是有效遏制生态环境污染情况，保护生态环境以及自然资源，还人类一个舒适、健康以及生态化的生活环境。对于水土保持工作，所采取的措施有3类: 工程措施、植物措施以及耕作措施。由于生态环境建设涵盖了水土生态系统，所以具体措施也包括水土保持的众多措施，此外，还有生物防

5、治措施、生态移民措施、化学防治措施等多方面措施。二、水土保持生态建设的目标和任务我国是世界上水土流失较严重的国家之一，其水土流失的基本特点是：分布广、类型多、强度高、危害深、治理难度大。黄土高原水土流失、土地沙漠化、绿洲生态环境恶化、天然草场退化、山区生态屏障破坏导致的水资源涵养功能下降等问题严重制约着我国生态环境改善、经济发展和社会进步。在新的形势下,水利部确立了以水土资源的可持续利用,维系良好的生态环境,支撑经济社会可持续发展,为全面建设小康社会提供保障的水土保持生态建设基本思路,明确了水土保持生态建设的“三大目标”、“四项任务”。1、水土保持生态建设三大目标（1）在有效减轻水土流失、减少

6、进入江河泥沙的同时，加强对化肥、农药等面源污染的控制和对重点江河湖库周边的水源保护及生态改善。（2）在大力改善农业生产条件的同时，突出促进农村产业结构调整和产业开发，集约、高效、可持续利用水土资源，有效增加农民收入。（3）在改善生态环境，减轻干旱、洪涝灾害的同时，重视城乡人居环境质量的改善，促进人与自然的和谐，建设美好家园，提高人民生活质量。2、水土保持生态建设四项任务（1）预防监督重点加强对主要供水水源地、库区、生态环境脆弱区和能源富集、开发集中区域等水土流失的预防保护和监督管理，把项目开发建设过程小造成的人为水土流失减低到最低程度。（2）综合治理继续加强长江、黄河上中游、东北熙土区等水上流

7、失严重地区的治理和防沙治沙工程建设，坚持以小流域为单元进行综合整治。有条件的地方，大力推进淤地坝建设。（3）生态修复在地广人稀、降雨条件适宜的地区实施水土保持生态修复工程，通过封育保护、封山禁牧，利用生态的自我修复能力促进大范围的水上保持生态建设。（4）监测预报加强水土流失收测和管理信息系统建设，提高水土流失的监测预报水平，最大限度地减少水土流失所造成的灾害。三、水土保持生态建设措施和效益1、水土保持生态建设措施水土保持措施是指在水土流失区，为防治水土流失，保护、改良和合理利用水土资源而采用的农业技术措施、林草措施、工程措施的总称。水土保持农业技术措施、林草措施、工程措施是水土流失综合防治措施

8、体系的主要组成都分，三种措施相互结合形成完整的综合防治措施体系。（1）水土保持农业技术措施在水蚀和风烛的农田中，采用改变小地形、增加植物被覆、地面覆盖和增强土壤抗蚀力等方法，达到保水、保土、保肥、改良土壤、提高产员的农业技术方法，即为水土保持农业技术措施，又称水土保持农业耕作措施。（2）水土保持林草措施 为保护、改良与合理利用水土资源，在水土流失地区采用的人工或飞播造林种草、封山育林育草等措施，统称水土保持林草措施。（3）水土保持工程措施 工程措施是指为防治水土流失危害，保护和合理利用水土资源而修筑的各项工程设施，包括治坡工程（各类梯田、台地、水平沟、鱼鳞坑等）、治沟工程（如淤地坝、拦沙坝、谷

9、坊、沟头防护等）和小型水利工程（如水池、水窖、排水系统和灌溉系统等）。2、水土保持生态建设效益水土保持效益是指水土保持措施对于减弱和预防水土流失、保护和改良水土资源、促进生态系统良性循环和社会经济系统健康发展的贡献。“中华人民共和国国家标准”中的“水土保持效益计算方法”将水土保持效益分为4大类，分别是基础效益、经济效益、社会效益和生态效益。现实中都习惯称三大效益,将基础效益归属为生态效益,即生态效益、经济效益和社会效益。四、水土保持生态建设效益评价水土保持效益评价,是对水土保持措施贡献的计算和分析。通过效益评价可查明水土保持措施实施过程中存在的问题,认识理解水土保持措施对水土流失的影响机理及其

10、区域适宜性,为制定修编进一步的治理规划方案提供依据。因而水土保持效益评价具有重大的理论和实践意义,得到了学术界的广泛关注。保水和保土是水土保持生态建设的基本功能。其中,保水作用包括拦蓄地表径流、增加降水入渗等,保土作用则表现为拦蓄坡沟泥沙、减少土壤侵蚀等。另外,水土保持林草措施形成的水土保持林草植被具有防风固沙、增加生物多样性、固碳制氧、改善气候、提供游栖等功能。以水土保持生态建设的具体措施为基础,分别针对水土保持农业措施、水土保持林草措施和水土保持工程措施的实际功能可以确定效益评价内容，构建水土保持生态建设效益评价的指标体系（图1），并逐一建立具体的价值核算方法。1、农业措施效益评价水土保持

11、农业措施具体可分为耕作措施和覆盖措施两种类型。其中,耕作措施增大了地表粗糙度,提高了土壤入渗,能够有效减少坡耕地侵蚀,提高作物产量,主要包括等高耕作、等高带状间作、沟垄耕作、丰产沟、深耕密植、坑田、间作套种和混种等方法。覆盖措施则主要抑制土壤无效蒸发,从而增加土壤含水量、促进作物生长,主要包括秸秆覆盖、残茬覆盖和农膜覆盖等。可以看出,虽然农业措施包括很多具体方式,但主要的功能都表现为减少水土流失和提高作物产量两方面。（1）减少土壤侵蚀效益采用机会成本法,将流失土壤的机会成本作为减少土壤侵蚀的价值。V1=TSMh式中：V1为减少土壤侵蚀价值,T为核算区域单位面积土地的年均收益,S为有效措施面积,

12、M为措施实施前、后的土壤侵蚀强度变化,为土壤密度,h为生产土地耕作层的平均厚度。单位面积土地的年均收益可根据效益核算区域主要生产性土地(耕地、草地和林地)的面积和年产值进行加权平均获得。（2）提高土地产出效益根据农业生产中的投入、产出状况,按实施农业措施带来的土地产出净增值,评价农业措施提高土地产出的效益。V2=i=1nSiBiPi-i=1nS'iB'iP'i-aSPm式中:V2为提高土地产出效益, S'i和Si分别为采用措施前、后不同作物的种植面积, B'i和Bi分别为采用措施前、后不同作物的单位面积产量, Pi为不同作物的核算基准年单价,为采用措施后

13、的土地管理费用增幅, Pm为采用措施前单位土地面积管理费用,i为不同作物种类。2、林草措施效益评价（1）保育土壤效益林草措施形成的森林草地利用地上特殊的林冠结构、地下庞大的根系组织和枯枝落叶层削减侵蚀性降雨,拦截、分散、滞留及过滤地表径流,同时增强土壤腐殖质及水稳性团聚体含量,起到固持土壤、减少土壤养分流失、改良土壤理化性质等保育土壤的作用。a、减少土壤侵蚀效益采用机会成本法,将流失土壤的机会成本作为减少土壤侵蚀的价值。b、减少养分流失效益采用替代价格法,以同养分含量的化肥售价作为减少养分流失的效益。V3=MSi=1nP1iP2iP3i式中:V3为减少养分流失效益, P1i为土壤氮、磷、钾平均

14、含量, P2i为氮、磷、钾折算比例, P3i为化肥市场售价。c、减少泥沙淤积效益采用替代价格法,用人工清淤费用作为减少泥沙淤积的效益。V4=MS式中:V4为减少泥沙淤积效益,为侵蚀泥沙淤积比,为泥沙人工清除费用。d、培育土壤效益植被建设形成的森林草地,借助光合作用,吸收土壤和大气中的无机物,合成有机物,并以枯枝落叶的形式将有机物输送到土壤中,在土壤微生物的分解作用下提高土壤腐殖质含量,同时向土壤归还了矿物质元素。其次,植被根系增加土壤通透性,吸收土壤深处矿物元素并将其向上搬运,增加了表层土壤肥力,起到了培育土壤,提高土壤肥力的作用。采用替代价格法,以同养分含量的化肥售价作为植被凋落物提高土壤养

15、分的价值。V5=i=1nP4iP2iP3iWS式中:V5为培育土壤效益, P4i为植被凋落物不同养分元素的含量,W为单位面积植被凋落物的重量,为植被凋落物有效分解率。（2）涵养水源效益林草植被能够增加土壤孔隙度,增强土壤蓄水能力,同时,植被本身的生物结构也会含蓄大量水分,具有涵养水源的潜在功能。首先可基于水量平衡原理确定水土保持措施实施前、后的水量变化。Y=i=1nP0'-ETi'-Ci'-P0-ETi-Ci式中:Y为林草措施实际涵养水量, P0'和P0分别为核算区域效益评价前期和后期的年均降水总量, ETi'和ETi分别为核算区域内实施林草措施前、后不

16、同土地利用类型的蒸散总量, Ci'和Ci分别为核算区域内实施林草措施前、后不同土地利用类型的地表径流总量。确定水土保持林草措施实际的涵养水源量后,可采用影子工程法,以同库容水库工程的修建成本来核算涵养水源效益:V6=YG式中:V6为涵养水源效益,G为水库单位库容的修建成本。（3）净化环境效益林草植被通过叶片气孔和枝条皮孔吸收并转化SO2等有害物质,同时降低灾害性大风风速、阻滞沙尘,粗糙叶片表面还能吸收一定的粉尘,在有效作用范围内净化了区域环境。a、吸收SO2效益采用面积-吸收能力法确定植被吸收SO2量,以人工治理SO2的成本为替代价格核算其价值量。V7=aSZ式中:V7为吸收SO2价值

17、,为单位面积林木平均吸收的SO2量,Z为工业降解SO2成本。a、阻滞降尘效益植被建设增加植被覆盖度,降低风速,使一些空气尘粒因风速减弱而在重力作用下沉降于地面;另外,粗糙的叶皮表面也可吸收一部分粉尘,使大气含尘量降低,从而发挥阻滞降尘的作用。利用不同类型植被单位面积滞尘能力与对应面积相乘,计算阻滞降尘总量,并通过人工削减粉尘的成本,等效替代获得阻滞降尘效益的价值量。采用等效替代法计算阻滞降尘价值。V8=Sb式中:V8为阻滞降尘价值,为单位面积植被阻滞降尘量,b为人工削减粉尘成本。（4）改善气候效益林草植被提高地表反射和空气湿度、调控气温,并抵御沙尘、减少风雨灾害,使小气候改善,降低了呼吸道等疾

18、病的患病率,增加了农田粮食产量。a、保护农田效益植被建设可减轻一定区域内的自然灾害,包括降低风速、减少沙尘暴次数,预防或减轻风沙、霜冻、干热风、干旱等对农业的威胁,从而保护农田,增加农业产量。其效益可通过剔除其他技术因素后当地单位农田的作物增产量进行评价,并通过核算期内的农产品价格实现货币化。V9=AJd式中:V9为保护农田价值,A为农田面积,J为粮食价格,d为农作物增产中植被建设的贡献率。b、减少疾病效益采用替代市场法,以实施水土保持措施前后,区域内呼吸道疾病就医减少的费用核算:V10=RU式中:V10为减少医疗费用价值,R为减少就医人次,U为每人次医疗费用。（5）增加生物多样性效益水土保持

19、林草措施形成的植被群落为物种恢复和演替创造了良好的环境条件,使群落组成发生变换,物种数量显著增加,成为保护和提高环境脆弱地区生物多样性的有效途径。但是许多物种没有市场价格,因此增加生物多样性的价值很难量化。V11=SF式中:V11为增加生物多样性效益,F为单位面积植被的生物多样性机会成本。（6）固碳制氧效益森林植被通过光合作用吸收CO2,产生O2的碳汇功能已被国内外普遍认可,但目前其碳汇交易价格不统一,因此以常用的造林成本法计算。a、固定CO2效益采用造林成本法核算固碳效益。V12=KSL式中:V12为固定CO2价值,K为单位面积林地生物量,为单位数量干物质固定CO2量,L为固碳造林成本。b、

20、产生O2效益采用造林成本法核算制氧效益:V13=KSD式中:V13为产生O2价值,为单位干物质释放氧气量,D为制氧造林成本。3、工程措施效益评价水土保持工程措施是为防治水土流失危害,合理利用山区水土资源而修筑的各种工程建筑体,作为流域水土保持综合治理措施体系的主要组成部分,对改善流域环境具有重要作用。水土保持工程措施根据主要功能及布设位置的不同,可分为坡面工程和沟床工程。其中,坡面工程改变原有坡面的小地形和局部下垫面条件,具有明显的调水和减沙作用,通过增加土壤水分还将提高作物产量。主要包括梯田、水平阶及鱼鳞坑等形式。沟床工程是为固定沟床、拦蓄泥沙、防止或减轻山洪及泥石流灾害而在山区沟道中修筑的各种工程措施,能够防止溯源侵蚀,固定并抬高侵蚀基准面,拦蓄泥沙形成的坝地还能为农业生产提供高质量的土地。主要包