陜西省水土保持監測指標體系的構建

王朋曉，岳大鵬，顏　艷，劉婧春，郭坤杰

(陜西師范大學，陜西 西安 710119)

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陜西省水土保持監測指標體系的構建

王朋曉，岳大鵬，顏艷，劉婧春，郭坤杰

(陜西師范大學，陜西 西安 710119)

[關鍵詞]水土保持監測；指標體系；陜西省

[摘要]根據陜西省水土保持的現狀，項目組設計了一套“水土保持監測指標體系建設專家征詢表”。在專家打分的基礎上，運用層次分析法確定各個指標權重排序，結合相關文獻和陜西水土保持簡明區劃對指標進行分組，將最初295個指標進行合并統計后分為必須監測指標、背景指標、刪除指標三類，構建了陜西省水土保持監測指標體系，以進一步為陜西省水土保持監測基地建設服務。

水土保持監測是運用多種技術手段對水土流失的成因、數量、強度、影響范圍、危害及其防治效果進行動態監測和評估[1]。1991年水土保持法頒布施行后，我國開展了一系列水土保持監測研究，對于預防和治理水土流失,改善農業生產條件和生態環境,促進我國經濟社會可持續發展發揮了重要作用[2]。近年來，陜西省出臺了一系列法律規章及規范性文件，極大地推動了水土保持的工作進程。據不完全統計，截至2011年，陜西累計減少土壤流失2.8億t，攔渣率和治理率均達到了90%以上[3]。但陜西水土流失的問題依然嚴峻，省內國土面積占全國面積的比例不到 1/50，而水土流失量 (9.2 億t)占全國的 1/5，是全國平均數的 10倍[3]。嚴重的水土流失導致自然災害頻繁發生，成為制約陜西社會經濟發展的重要因素，只有適時監控水土流失狀況，才能及時發現問題，提出方案，有效治理。陜西水土保持監測正在逐步完善之中,尚無一套較為完整適合本省的水土保持監測指標體系,在一定程度上影響了監測結果的準確性、統一性和可比性[4],同時如何科學界定、選取指標，需要有效的經驗判斷，且存在著諸多技術困難。因此運用有效的方法構建一套陜西水土保持監測指標體系,對全面掌握陜西水土流失的動態變化和科學評價水土保持效益具有十分重要的意義。

1陜西省水土保持監測指標體系構建的原則與方法

所謂指標體系是指由若干指標按照一定的規則、相互補充而相對獨立地組成的群體指標體[5]。完善的監測指標體系是全面、科學、準確地反映水土流失動態變化情況、水土流失危害，以及水土保持措施實施與防治效益發揮情況,確保監測成果科學性、有效性和實用性的重要保障[6]。

1.1　構建原則

陜西省水土保持監測指標體系的構建應遵循典型性和全面性、可得性和實用性、區域性、相對獨立性的原則。

(1)典型性和全面性。所選指標要具有代表性,能夠全面反映項目省內水土流失與水土保持措施的動態變化及水土保持效益。

(2) 可得性和實用性。各監測指標要緊密結合實際監測現狀,具有可操作性;監測結果要具有可對比性,能作為水土保持狀況評價因子。

(3) 區域性。考慮到陜西省各地水土流失特征及影響水土流失的自然條件和社會經濟條件的差異,對監測指標的選取要考慮到區域分異。

(4)相對獨立性。盡量減少各指標之間的重疊區域,使相關性減到最低,避免因產生無用數據而增大監測工作量。

1.2　構建方法

根據陜西省水土保持的實際情況，結合《水土保持監測技術指標體系》，項目組設計了一套“水土保持監測指標體系建設專家征詢表”，邀請水保界的專家對指標類、亞類進行權重賦值，之后對指標進行打分，每個指標組100分；然后取各指標專家打分的平均值作為層次分析法中判斷的基礎，在此基礎上建立判斷矩陣，采用AHP層次分析法軟件yaahp053進行層次分析，確定指標權重，根據權重進行最終排序；在此基礎上結合專家打分的平均值、認為指標有必要監測的專家人數和《陜西省水土保持簡明區劃》[7]，構建陜西水土保持監測指標體系。

本輪共向水土保持領域的專家發出調查問卷30份，實際收回問卷21份，收回率70%。其中收回的有效問卷17份，有效率81%，數據符合要求。

2陜西水土保持監測指標體系的內容

水土保持監測工作的具體內容遵照“影響因素—水土流失—流失治理—治理效果”的層次關系，分為以下 6個方面[8]:水土流失影響因子監測、水土流失狀況監測、水土流失危害監測、水土保持措施監測、水土保持效益評價監測和其他指標監測(見表1)。

表1　陜西省水土保持監測初選指標構成

(1)水土流失影響因子指標。反映水土流失發生發展的內因，其變化能夠揭示水土流失的本質，為預報水土流失奠定基礎。包括2個亞類52個指標。

(2)水土流失狀況指標。反映水土流失類型和特征的指標，提供了水土流失動態變化數據，是水土保持決策和治理措施設計的重要理論依據。包括4個亞類52個指標。

(3)水土流失危害指標。既能反映水土流失災害地域分布和危害特征，又能檢驗水土保持治理的效果，為改進水土流失治理提供實踐指導。包括3個亞類26個指標。

(4)水土保持措施指標。該指標是治理水土流失、控制水土流失災害、改善生態環境的標志，為宏觀調控水土保持提供方向。包括3個亞類57個指標。

(5)水土保持效益評價指標。反映了水土保持的重要性和必要性，突顯水土保持對社會發展的貢獻和地位。包括4個亞類69個指標。

(6)其他指標。隨著水土保持事業的拓展，出現了一些新的監測技術指標。該部分由生態修復指標，重點預防、監督、治理指標和城市水土保持指標3個亞類37個指標組成。

3陜西省水土保持監測指標體系的構建

3.1　水土流失影響因子指標

水土流失影響因子中必須監測指標28個，背景指標9個，刪除15個指標。具體分布如表2。

表2　水土流失影響因子指標分類結果

在自然因子指標中：坡面特征、河流徑流特征、河流泥沙特征3個指標權重排序靠后，但是專家打分排在第3、4、7位，僅有少數專家認為無需監測，坡面特征是地貌最重要的指標，而后面2個需要適時監測，因此把它們列入必須監測指標中；蒸發量經查閱文獻知道，很難測定，同時是水文、氣象臺站常規觀測項目之一，如果需要可以向水文、氣象臺站獲取；大風日可由其他因子得出，為了減少工作量，降低其重要性。

社會經濟因子指標中：基本農田面積、人均耕地面積合并入土地面積；農業人口合并入人口數中，在其中還需要加入男女人口比、文化程度等；把農業生產總值、農民人均產值作為國民生產總值的一部分統計出來無需單獨列出；把糧食總產、單產值合并入糧食產值中；合并之后有10個必須監測指標。人口密度、人口增長率可以通過必須監測指標推出，放入背景指標中。刪除指標是指被合并的指標。

3.2　水土流失狀況指標

根據《陜西省水土保持簡明區劃》[7]可知，陜西水土流失以水蝕為主，伴有風蝕、重力侵蝕等，各個地區侵蝕力不同，水土流失狀況也不同，所需監測的指標就不同，所以水土流失狀況監測指標應分區設定，不同的分區有不同的監測指標，各區分界線見文獻[7]。崩崗侵蝕主要發生在花崗巖低山丘陵區，不適用于陜西地區。至于凍融侵蝕，在國普辦和國普辦水土保持專項工作組的指導下，2010—2012年全面查清了我國凍融侵蝕區凍融侵蝕強度、面積和空間分布情況，其中西藏、青海等八省(區)的凍融侵蝕面積占全國的99.9%[9]；同時根據李斌等[10]對不同植被蓋度下的黃土高原土壤侵蝕特征研究的分析，當植被蓋度變化，凍融侵蝕最高所占比例為1.77%，所以可以忽略凍融侵蝕指標。根據以上分析對水土流失狀況監測指標最終分析結果見表3。

表3　水土流失狀況指標分類結果

3.3　水土流失危害指標

水土流失危害指標必須監測指標15個，背景指標9個，刪除2個指標(表4)。

表4　水土流失危害指標分類結果

在破壞可利用土地資源指標中，土地損失折現僅在使用時計算一次即可，日常監測沒必要監測，故放入背景指標中；土地生產力下降損失是指各種侵蝕導致原土地的糧、經、果、草等產量和質量的下降，每年都需要計算，以反映變化過程，直到生產力不再下降或損毀無法利用為止，作為必須監測指標；沙化、洪水、滑坡泥石流分別反映不同類型的損失，作為必須監測指標；溝谷吞噬面積一般通過典型調查或者抽樣調查溝頭前進、溝沿擴張平均值，一般10年監測一次，作為反映水保站所在地的背景資料；根據宋維峰[11]對我國石漠化現狀的分析可知，石漠化在陜西省幾乎不存在，故刪去;有效土層減薄與自然因子指標重復，故刪除。

在泥沙淤積危害指標中，庫壩淤積、河湖淤積比較容易測出，是十分重要的指標，所有的專家都認為有必要測；水利設施損失等不能直接測量，其損失包括多個方面，要綜合考慮計算得出，放入背景指標中，需要時根據側重點不同進行測量；港口淤積在陜西不存在，這個指標不起作用，故刪除。

水資源污染指標中，7個指標都需要適時監測，對水資源污染都是重要的，是必須監測指標。

3.4　水土保持措施指標

水土保持措施指標具體分類結果見表5(1、2)。在水土保持工程措施指標中，梯田是最主要的工程措施,可有效地防止水土流失[12]，黃儀平[13]對梯田工程設計的研究給出了梯田面積和梯田工程量的計算公式，從中看出梯田工程量的計算數據包括梯田面積的數據，因此把梯田工程量作為必須監測指標，把梯田面積作為背景指標，刪除梯埂利用率。溝頭侵蝕是黃土高原水土流失區土壤侵蝕的重要部分[14]，溝頭防護數量和溝頭防護工程量都作為必須監測指標。淤地壩是溝道治理中的重要措施,是充分利用水沙資源的一項水土保持工程措施；坡面小型蓄排工程將坡面徑流就地攔蓄，增加降水入滲，減輕徑流沖刷，保護林草、梯田等措施和生產交通道路等設施的安全，為發展坡面灌溉提供必要水源[15]；引洪漫地是旱作基本農田中的一種重要類型,是干旱缺水山區集流抗旱、改良土壤、控制水土流失行之有效的一項工程措施[16]。經過分析，這幾個工程中所選擇指標沒有重復，相互獨立且能從不同方面反映水土保持工程措施，故都放入必須監測指標。

水土保持林主要是通過造林和封山育林的方式達到涵養水源、保持水土和防風固沙的目的；發育良好的草地對地表徑流的影響與水土保持林在某些方面是相似的，種植草及草地植被能夠有效減少徑流、泥沙的流失量,因此把能直觀反映作用的林地面積、草地面積作為必須監測指標，把更新草地面積并入草地面積中；將林木密度作為背景因子，將10位專家認為無需監測的生物生產量、種植綠肥面積刪除；水土保持耕作措施統一合并成耕作面積，不用進一步細化。根據劉宗儒[17]對水土保持耕作措施的效益分析研究可知，水土保持耕作法與普通種植法相比,在田間作業項目上增加了開溝、起壟作垱培土、松土，即水土保持耕作法概括了壟溝種植、等高耕作、起壟作垱、培土松土等辦法，為了體現水土保持耕作法整體效果，便于計算，命名為水土保持耕作面積，包含各指標面積之和，把分指標作為背景指標。

水土保持監測一般分為日常的常規監測和開發建設項目監測，本文的指標體系主要用于常規監測，因此刪除用于開發建設項目的評價指標。陜西各地侵蝕力不同，水土流失狀況不同，所要采取的水土保持措施指標就不同，因此其他治理措施指標應該分區進行重點監測，具體結果見表5(2)。

表5　水土保持措施指標分類結果(1)

表5　水土保持措施指標分類結果(2)

3.5　水土保持效益評價指標

水土保持效益是指水土保持措施對于減弱和預防水土流失、保護和改良水土資源、促進生態系統良性循環和社會經濟系統健康發展的貢獻[18]。水土保持效益評價是對水土保持措施貢獻的計算和分析，因此幾乎所有指標均直接借助其他上述各大類指標監測值進行計算，無需對其進行專門測定。在基礎效益指標中，本研究構建的指標體系用于常規觀測，因此把開發建設治理評價指標組刪除；生態效益指標中的土壤滲透速度增加、改善小氣候、凈化大氣、植物降水利用效率、環境質量提高率、系統抗逆力，以及社會效益評價中的公益指標，包含土地資源增值、濟效益3個指標，需要專業人員用專業的設備測量，在水土保持監測指標體系中不作為監測內容，也可以用相近的指標代替它們，因此刪除這些指標。

生態經濟效益、景觀經

3.6　其他監測指標

其他各監測指標分類結果如表7。

在生態修復指標中，封育合格率、林草生長量增加、土壤肥力提高、生態災害減少、社會經濟狀況變化可以通過其他指標推算，故放入背景因子中。在重點預防、監督指標中，控制侵蝕溝谷數、減少無序開采面積、減少棄土棄渣面積、水源區水質等級對于水土保持十分重要，在其他部分的監測指標未涉及，放入必須監測指標中；其余指標可根據其他指標推算，放入背景指標中。城市水土保持指標是針對城市水土流失而提出來的，確保城市化過程中各基礎設施發揮其正常的功能，這些指標對城市建設很重要，因此作為城市水土保持的必須監測指標。

表7　其他監測指標分類結果

4結語

本研究提出的陜西省水土保持監測指標體系，是對正處于起步階段的陜西水土保持監測的一次初探，能全面反映水土流失影響因子、流失狀況、流失危害和水土保持措施的動態變化情況,評價水土保持效益。但是陜西水土流失時空變化大、形式多樣,要掌握其規律難度較大,應盡快在陜西各地建立水土保持監測基地，開展各水土保持監測模式的研究,在實踐中提出更為實用、可行的監測指標體系，以指導實際監測工作,為全面、有效地防治水土流失提供理論和技術支持。

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(責任編輯王琦)

[中圖分類號]S157

[文獻標識碼]A

[文章編號]1000-0941(2016)02-0065-05

[收稿日期]2015-06-08

[作者簡介]王朋曉(1986—)，女，河南鄭州市人，碩士研究生，主要研究方向為水土資源評價與規劃；通信作者岳大鵬(1964— ),男，陜西富平縣人，博士，教授，主要研究方向為水土資源評價與規劃。

[基金項目]陜西能源開發水土保持動態監測信息系統開發研究項目(1204010725)