2010年汾河流域土地退化經濟損失評估

薛占金，秦作棟，孟憲文，2

（1.山西大學 資源與工程研究所，山西 太原030006；2.大同大學 渾源師范分校，山西 渾源037400）

土地是民生之本，發展之基，財富之母。土地退化是當今全球變化研究的重要內容，被列入威脅人類生存的10大環境與發展問題之首［1］。長期以來，由于人口迅猛增長帶來的食物需求以及人類不合理的開發利用土地，引起了土地資源不斷退化，威脅著糧食安全，社會經濟系統持續發展及人類的生存環境。汾河流域地處黃河中游，是山西省重要的生態功能區、人口密集區、糧棉主產區和經濟發達區，在山西省經濟社會發展中居于十分重要的地位［2］。但近年來，隨著汾河流域人口持續增長，城市規?？焖贁U張，經濟開發力度加大，汾河流域的土地資源不僅承受著巨大的壓力，而且土地退化問題嚴重。因此，對汾河流域土地退化進行經濟損失評估和貨幣化計量，是汾河流域生態環境建設的現實問題，也是汾河流域實現可持續發展的重要保證。

目前，專門針對汾河流域土地退化問題的相關研究未見報道，但部分學者對山西省與土地退化有關的生態環境災害損失進行了估算。張金屯等［3］以1999年的監測資料和統計數據為基礎，采用替代市場法、恢復費用法等估算出山西省生態破壞經濟損失為5.47×109元／a，其中水土流失、土地沙漠化、土地鹽漬化損失值分別為4.50×108，2.83×108，3.86×108元／a。馬國霞等［4－5］采用2000年沙漠化土地監測數據和2005年水土保持公報數據，利用替代市場法、機會成本法等計算出2005年中國北方10省區沙漠化經濟損失值和中國水土流失經濟損失值，其中土地沙漠化、水土流失給山西省造成的經濟損失分別為9.12×108，1.39×1010元。薛占金等［6］以實地調查為基礎，采用災害經濟評價方法估算出2008年晉北地區土地沙漠化造成的直接經濟損失約為3.16×109元，占農業增加值的51.28%。

可以看出，由于研究范圍、研究方法、研究時段、參數設定等方面的差異，以上涉及山西省生態環境災害的經濟損失估值差異較大。本研究以山西省文化和經濟發展的搖籃——汾河流域為研究對象，運用災害評估的基本原理與方法，以貨幣化形式對2010年汾河流域土地退化的經濟損失進行評估，以期為制定汾河流域防治土地退化政策提供科學依據，同時為其他流域開展類似研究提供借鑒參考。

1 研究區概況

汾河，是黃河流域內的第二大支流，山西省境內流域面積最大，流程最長的第一大河。汾河發源于忻州市寧武縣管涔山，至運城市萬榮縣注入黃河，干流全程長694.40km。汾河流域地理位置為東經110°30′—113°32′，北 緯 35°20′—39°00′，流 域 面 積39 826km2，占全省面積的25.50%。汾河流域地處中緯度大陸性季風氣候帶，為半干旱、半濕潤型氣候過渡區，年均氣溫為11.00℃，年均降水量為504.80mm，春季多風，干燥；夏季多雨，炎熱；秋季少晴，早涼；冬季少雪，寒冷。地勢北高南低，干流縱向穿行呂梁山脈、太行與太岳山脈之間，各支流發育在兩大山系之中，河流行經的中間地帶大部被厚度不均的松散黃土層所覆蓋，丘陵起伏，溝壑縱橫，是黃土高原特有的地貌形態。特殊的地形地貌把汾河干流分成上、中、下游3部分：（1）河源至太原市尖草坪區蘭村為上游，長217.00km，除局部相間有河川地，小型盆地及階臺地約占10%以外，其余多屬砂頁巖、變質巖或灰巖土石山區；（2）太原蘭村至洪洞縣石灘為中游，長266.90km，以河谷平原為主，兩邊是土石山區和黃土丘陵區；（3）洪洞縣石灘至入黃口為下游，長210.50km，屬砂頁巖及灰巖地層土石山區，主要為臨汾盆地和運城盆地。汾河沿途接納的大小支流有100多條，流域面積＞50km2的支流有59條，其中流域面積＞1 000km2的支流有7條：嵐河、瀟河、昌源河、文峪河、雙池河、洪安澗河和澮河。

汾河也是山西省的母親河，地跨忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾、運城6個地級市，共計40個縣（市、區）。2010年流域總人口1 32×104人，占全省的45%，耕地面積1.16×106hm2，占全省的29.54%，水資源總量3.36×109m3，占全省的27.20%［7］。沿汾河兩岸分布有豐富的煤、鐵等礦產資源，是山西省工業集中，農業發達的主要地區，2010年工業產值占全省的46%，農業產值占全省的64%［7］，在山西省經濟社會發展中居于十分重要的地位。

2 資料來源及研究方法

2.1 資料來源

汾河流域土地退化的主要類型有：水土流失、土地沙漠化和土壤鹽漬化。

水土流失和土壤鹽漬化的資料主要來源于山西省水土保持監測中心和汾河流域各市水土保持監測站，以及《2011年山西統計年鑒》，《2010年山西省環境狀況公報》，《2010年山西省環境質量狀況》，《2010年山西省水資源公報》，《山西省2010年國民經濟和社會發展統計公報》等。

土地沙漠化的資料主要來源于解譯2010年7，8月的TM影像（分辨率30m，無云或少云）。通過鑲嵌處理、幾何校正、掩膜處理，使用流沙比例、植被蓋度、影像色調、地表特征等指標，得到汾河流域土地沙漠化數據。

實地調查主要集中在汾河流域的6個主要城市—忻州市、太原市、晉中市、呂梁市、臨汾市、運城市。調查時間為2011年8—9月共2次，主要任務：一是采用面對面的方式收集評價過程中的缺失數據，二是采用GPS和數碼相機核實解譯TM影像不確定的沙漠化區域和數據。

價格或單價采用2010年汾河流域6市區的平均價格或單價。

2.2 研究方法

土地退化對資源、環境、經濟社會發展帶來的危害主要體現在：土體喪失、耕地養分和有機質損失、耕地減產、草地生產力下降、自然災害、基礎設施損失等。本研究采用生態經濟損益核算方法，對汾河流域土地退化的經濟損失進行估算（圖1）。

圖1 土地退化經濟損失的估算框架

3 結果與分析

3.1 汾河流域2010年土地退化狀況

過去幾十年，隨著能源重化工基地的建設和礦產資源的高強度開發，使得汾河流域的生態環境遭到嚴重破壞。工業“三廢”，環境污染，水土流失，植被破壞，生物多樣性銳減，水源枯竭，災害頻發，嚴重制約著山西省“轉型跨越發展”的步伐和“綜改試驗區”的建設。汾河流域的土地退化不僅影響著山西省的生態安全，而且影響著黃河流域的生態安全。

（1）水土流失面廣量大。汾河流域位于黃土高原東部，流域內的40個縣（市、區）幾乎都存在水土流失問題，尤以上游、中游呂梁山區的14個縣（市、區）水土流失最為嚴重。據資料顯示，汾河流域水土流失面積27 900km2，占流域總面積的70%，侵蝕強度以中度2 500～5 000t／（km2·a）和重度5 000～8 000t／（km2·a）為主。汾河年均輸沙量約為2.88×107t，平均含沙量24kg／s［8］，是黃河泥沙的主要來源之一。大面積的水土流失造成耕地面積減少、土壤養分流失、耕作困難、農業減產。

（2）土地沙漠化發展迅速。土地沙漠化主要發生在汾河流域上游地區。氣候干旱，加之大風天氣、植被稀少和不合理的工農業生產活動，致使汾河上游地區土地沙漠化迅速蔓延。據筆者解譯TM影像，2010年汾河上游土地沙漠化面積為1 926.25km2，占汾河上游面積的25%，其中輕度、中度沙漠化土地面積分別為1 346.69，521.32km2，分別占沙漠化土地面積的69.91%，27.06%。每年春季在西北風的影響下，揚沙、浮塵天氣頻繁發生，不但影響著山西省農村、城市居民的生產和生活，而且影響到周邊省份的生態安全。

（3）土壤鹽漬化危害嚴重。土壤鹽漬化主要分布在汾河流域的中下游盆地區，以太原盆地、臨汾盆地、運城盆地為主。據筆者調查，2010年汾河流域中下游地區土壤鹽漬化面積達977.57km2（占中下游面積的3.04%），其中大約55%屬于原生鹽漬化土地，45%屬于由于糧食生產和灌溉技術等引起的次生鹽漬化土地。鹽漬化不僅致使大面積的土壤板結和肥力下降，阻礙農作物吸收養分和生長，而且使大量的動植物失去生存條件，生物多樣性受損。

3.2 汾河流域土地退化的變化趨勢

通過查閱資料，走訪山西省造林局、山西省水土保持監測中心等部門，統計分析了近1990—2010年來汾河流域土地退化的動態變化（表1）。

表1 1990－2010年汾河流域土地退化動態變化

從表1可以看出，2000年汾河流域土地退化最嚴重，約占流域面積的84.13%。1990—2000年汾河流域土地退化呈擴展趨勢，增長率為361.03km2／a，究其原因主要是經濟結構單一，礦產資源私挖濫采等；2000—2010年汾河流域土地退化呈逆轉趨勢，減少率為270.24km2／a，這主要得益于進入新世紀國家相繼啟動了退耕還林、水土保持等工程，山西省實施了煤礦兼并重組整合、鐵礦資源整合等項目。未來這些工程和項目的生態效益將進一步發揮作用，汾河流域土地退化面積將進一步縮減，生態環境步入良性發展的軌道。

2010年處于汾河流域土地退化實現逆轉的第一個“10a末”，10a間土地退化減少了2 702.35km2（占流域面積的6.78%）。選用適當的評估方法和參數，對2010年汾河流域因土地退化產生的經濟損失進行分類估算，一方面可以反映出10a來汾河流域防治土地退化的成效，另一方面希望引起政府有關部門的重視，鞏固防治成果，繼續加大防治力度。

3.3 汾河流域2010年土地退化經濟損失估算

3.3.1 水土流失損失估算 汾河流域的水土流失主要以農田、林地和草地為主，導致土體喪失，土壤肥料流失，土壤貧瘠化。由此造成的經濟損失可以用土壤層的損失和折算N，P，K肥和有機質進行估算，分別采用機會成本法和替代市場價值法求得。計算公式為：

式中：Z——土壤侵蝕破壞量（t／a）；Mj——不同侵蝕強度的水土流失模數，以每一等級土壤侵蝕模數的中間值作為該等級侵蝕模數的計算標準〔t／（km2·a）〕；Aj——不同侵蝕強度的水土流失面積（km2）。

式中：LS——土壤層的損失價值（元）；h——土壤層厚度 （取 0.3m）；ρ——耕 作 層 土 壤 平 均 容 重（g／cm3）；10 000——1hm2換算為 m2的換算量（m2）；E——單位面積農林產值（元／hm2）［7］。

式中：LN——土壤養分損失的價值（元）；i——對應N，P，K養分和有機質；Ci——土壤中 N，P，K和有機質含量（%），分別為0.070%，0.071%，0.013%，0.820%；Si——N，P，K和有機質折算為尿素、磷酸二銨、氯化鉀和雞糞的折純系數，分別為2.07，1.85，1.56，2.12。Pi為2010年尿素、磷酸二銨、氯化鉀、雞糞的平均市場價格，其中，雞糞的市場價格為0.40元／kg。

經計算，2010年汾河流域水土流失造成的土壤層和土壤養分經濟損失分別為5.50×108，1.82×109元，二者合計2.37×109元，其中汾河上游地區的經濟損失約為5.99×108元，中游呂梁山區的經濟損失約為1.37×109元，分別占全流域經濟損失的25.32%，57.74%。

3.3.2 土地沙漠化損失估算 土地沙漠化的形成包括自然和人為兩方面的原因。在進行土地沙漠化經濟損失估算時，把自然因素造成的沙漠化土地排除在外，以人為活動引起的沙漠化土地作為經濟損失評價的對象。根據土壤風蝕的風洞模擬實驗結果，人為活動對土地沙漠化的貢獻率為80%［9］。汾河流域土地沙漠化造成的不良后果主要表現在耕地減產和草地生產力下降，采用直接市場法進行估算。其中草地生產力下降以草地載畜量下降的損失來體現，扣除勞力、資金、飼料等投入，據筆者實地走訪汾河流域草地生產力的貢獻率為40%。計算公式為：

式中：LF——糧食損失價值（元）；Ai——不同沙漠化程度的土地面積（hm2）；Yi——不同沙漠化程度的土地平均產量（kg／hm2）；Ri——不同沙漠化程度土地的糧食減產率，輕度、中度、重度沙漠化土地分別使糧食減產10%，40%，70%；P——2010年糧食的市場價格（元／kg）。

式中：LG——草地承載量下降損失（元）；Ci——不同沙漠化程度的草地承載量（羊個數／hm2）；Ai——不同沙漠化程度的草地面積（hm2）；P——2010年羊肉的市場價格（元／kg）；M——羊的平均體質量（kg）。

經計算，2010年汾河流域土地沙漠化帶來的糧食損失為1.95×108元，草地承載量損失為3.60×107元，二者合計2.31×108元。

3.3.3 土壤鹽漬化損失估算 汾河流域土壤鹽漬化使土壤和大氣之間的水分、氣體、溫度調節功能下降，使土壤中微生物的生存能力和土壤的自凈能力降低，這些損失無法用市場價值衡量，因此汾河流域土壤鹽漬化損失估算采用恢復費用法估算，把原生鹽漬化土地排除在外，以次生鹽漬化土地作為經濟損失評價的對象，約有35%的次生鹽漬化土地可治理利用。計算公式為：

式中：LS——鹽漬化土壤治理總費用（元）；A——鹽漬化土壤面積（hm2）；P——鹽漬化土地治理費用（元／hm2），山西省鹽漬化土地治理費用約為8×104元／hm2（干旱地區需8.0×104～1.4×105元／hm2）［3］。

由此可得，2010年汾河流域土壤鹽漬化的治理恢復費用為1.23×109元。

匯總以上汾河流域土地退化帶來的經濟損失，合計為3.83×109元，其中水土流失的損失最大，占61.79%。

3.4 2010年土地退化損失對汾河流域可持續發展的影響

土地退化是汾河流域主要的生態環境問題，對流域可持續發展產生了深刻影響。

（1）比較汾河流域土地退化的損失值與全流域GDP值，反映土地退化對流域經濟發展的影響程度。2010年汾河流域土地退化的經濟損失為3.83×109元，約占全流域 GDP（4.98×1010元）的0.77%；上游、中游、下游的土地退化經濟損失量分別占其GDP的1.45%，0.78%，0.41%，上游的土地退化損失對可持續發展的影響遠大于中下游，而上游地區大多是貧困區，因此土地退化嚴重制約著上游地區的脫貧致富和全流域的經濟發展。

（2）除自然因素外，不合理的土地利用方式是汾河流域土地退化的主要原因，土地退化與農業生產具有密切的關系。對比2010年汾河流域土地退化損失值與第一產業產值（2.63×1010元），發現前者占后者的14.58%，其中，中游土地退化損失值占第一產業產值的比例最大，為23.65%，上游為18.24%，下游為9.56%。可見，汾河流域存在著不可持續的農業生產活動，致使土地理化性質退化嚴重，直接影響汾河流域的生態安全和糧食安全。

（3）汾河流域土地退化給居民生活帶來了危害。2010年汾河流域土地退化經濟損失的人均負荷值為290.08元／人，其中，上游、中游、下游的人均負荷值分別為535.42，215.35，165.55元／人。汾河流域土地退化人均負荷值占農村人均純收入的比值，上游為7.60%，中游為5.90%，下游為5.10%，貧困人口分布區與土地退化嚴重區的分布具有高度的一致性，因此土地退化阻礙著貧困人口增收致富的步伐。

4 討論

（1）近年來，在國內有關生態損益的評估成果眾多，但目前仍未形成標準化的評價理論和指標體系。我國應該在完善生態損益評估指標體系的基礎上，建立土地退化經濟損失的評價指標體系。本研究結合汾河流域的特點及其土地退化的現狀，初步估算了2010年汾河流域土地退化造成的土體、養分、耕地、草地等方面的經濟損失，取得了值得信賴的研究結果，希望能為同類研究提供參考，并夠引起政府有關部門的重視。

（2）受調查時間、資料獲取、研究條件等方面的制約，本研究主要估算了2010年汾河流域土地退化的經濟損失，尚缺乏時間序列上的計量和比較。此外，國內相關研究估算結果基于研究范圍、估算方法、選取指標等不同，不具有很強的可比性，其計算結果的科學性與精確度還有待于進一步發現與研究。

5 結論

（1）采用生態經濟損益核算方法分別估算了2010年汾河流域水土流失、沙漠化、鹽漬化的經濟損失，三者合計經濟損失高達3.83×109元，約占GDP的0.77%（上游占1.45%），上游地區影響著太原市乃至山西省的生態安全，是土地退化的重點治理區。

（2）2010年汾河流域土地退化損失值占第一產業產值的14.58%，汾河流域的農業發展在某種程度上是以土地退化為代價換來的，土地退化給汾河流域的可持續發展能力帶來了深刻影響。

（3）2010年汾河流域土地退化經濟損失的人均負荷值為290.08元／人，汾河上游地區的人均負荷值占農村人均純收入的7.60%，嚴重制約著貧困地區人民的脫貧致富。

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