小流域水土保持生態(tài)效應評價指標的應用與敏感性分析

楊揚

摘要：為了促進我國生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，應通過改善土壤環(huán)境、大氣環(huán)境、恢復植被和涵養(yǎng)水源等水土保持生態(tài)效應，全面評估為水土保持的實施提供科學指導。當前，全面評估為水土保持的實施提供科學指導，有利于全面掌握水土保持措施改善生態(tài)條件和治理水土流失的效果，是保障國家生態(tài)工程科學實施和有序管理的必要前提。

關鍵詞：小流域;水土保持生態(tài)效應;生態(tài)敏感性;評價指標

我國重要的生態(tài)修復工程措施之一是水土保持措施，在1979年開始建設三北防護林生態(tài)工程時，已經(jīng)開始實施水土保持、退耕還林、天然林保護等重大生態(tài)環(huán)境保護修復功能，這些生態(tài)修復工程能夠有效減輕風沙災害，遏制水土流失改善生態(tài)環(huán)境，明顯提高生態(tài)效益。水土保持生態(tài)效應是促進生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)、控制水土流失和保護水土資源貢獻的統(tǒng)稱，一般包括改善土壤環(huán)境、改善大氣環(huán)境、恢復植被和涵養(yǎng)水源4種類型。隨著水土保持生態(tài)修復工程的實施與社會經(jīng)濟發(fā)展相適應的水土流失綜合防控體系基本建成，重點防控區(qū)域的水土流失得到明顯控制，生態(tài)環(huán)境明顯改善。

1 水土保持生態(tài)效應

目前還沒有關于水土保持生態(tài)效應的準確概念，但在已發(fā)表的文獻中，多次出現(xiàn)水土保持的水環(huán)境效應、土壤環(huán)境效應等名稱。生態(tài)效應按照性質分類可分為正效應和負效應，是指人類活動所引發(fā)的自然界生態(tài)系統(tǒng)的變化和響應。

2 水土保持生態(tài)效應在不同尺度上的研究進展

2.1 全國尺度

目前，全國尺度水土保持生態(tài)效應評價與研究還未進行系統(tǒng)性開展。隨著我國水土保持生態(tài)效應評價指標體系的構建和研究方法的推陳出新、不斷完善以及我國水土流失監(jiān)測網(wǎng)絡體系的構建和不斷發(fā)展、健全，全國尺度的水土保持生態(tài)效應評價將成為今后研究工作的熱點及重點。

2.2 區(qū)域尺度

由于區(qū)域尺度水土保持生態(tài)效應的評價方法比較復雜，水土保持生態(tài)效應研究過程中對區(qū)域尺度的研究較少，區(qū)域尺度采用的評價方法與坡面尺度和小流域尺度的不同，在某種程度上加大了區(qū)域水土保持生態(tài)效應評價的難度。

2.3 小流域尺度

小流域尺度水土保持主要的研究手段是設置流域控制卡口，分析、研究小流域的產流、產沙規(guī)律。王云毅等通過測定治理流域和對照流域兩個小流域的土壤含水率、土壤養(yǎng)分、土壤容重等多個指標，經(jīng)過對比分析可以看出治理小流域的土壤含水率、土壤養(yǎng)分、土壤容重等多個指標均好于對照小流域，這說明水土保持措施能夠明顯起到蓄水保土的重要作用。

2.4 坡面尺度

水土保持生態(tài)效應主要集中在減流效應等方面，在坡面尺度上的開展較多，大部分是對坡面徑流小區(qū)的觀測數(shù)據(jù)。符素華等對北京石匣小流域不同水土保持措施控制土壤侵蝕的生態(tài)效應進行了研究，提出水平條件地、人工草地等水土保持措施減蝕效應顯著。在實行退耕還林后，林草植被逐漸恢復，增加林草植被的種植能夠提高土壤抗沖性，有效控制水土流失，土壤的物理性質也明顯得到改善。

3 水土保持生態(tài)效應評價方法

水土保持生態(tài)效應的常見評價方法包括比較分析法、層次分析法、經(jīng)濟分析法等多種。評價方法從原來定性評價逐步發(fā)展成定量評價，從單一的目標、因素評價發(fā)展到多個目標、因素、功能的綜合評價，評價方法變得越來越科學、客觀。

3.1 比較分析法

比較分析法指的是根據(jù)要求選取有代表性的指標進行比較，比較出實施不同管理措施的前后收益變化。從內容上看可分為多項綜合比較和單項比較，多項比較是指通過經(jīng)濟、生態(tài)、社會效益等多個指標進行綜合比較分析，反映效果更全面但容易出現(xiàn)誤差;單項比較是指通過單項指標進行分析管理，簡單明了，但會存在片面之處。

3.2 層次分析法

層次分析法的操作簡便、系統(tǒng)性強、適用面廣，計算方法更加簡單、快捷，且不需要一致性檢驗，在水土保持生態(tài)效應評價中應用較多，由于需要的定量數(shù)據(jù)較少，系統(tǒng)分析與計算工作也隨之簡化，保證了思維、決策的一致性。

3.3 經(jīng)濟分析法

水土保持綜合治理涉及到的內容較多，各個時間段的治理效果可通過貨幣價值反映出來，也曾在文獻中看到過用“時間價值”的觀點來研究資金投入與產出之間的經(jīng)濟效益關系，分析評價小流域治理的長遠經(jīng)濟效益。

4 在內涵和評價方面存在的問題

4.1 在內涵方面

應將水土保持效應的概念及內涵落實到文字上，明確提出，為水土保持生態(tài)效應的檢測與評價做鋪墊。有不少學者對水土保持生態(tài)效應的概念和內涵方面有不同的理解，所以會采用多個方面進行闡述，如水文效應、水環(huán)境效應、土壤效應等。

4.2 在評價尺度方面

水土保持生態(tài)效應及評價具有尺度性。在當前的空間尺度上，應從以下4個方面開展評價：（1）全國尺度評價，目前還未進行系統(tǒng)性的研究及評價，全國尺度可為國家和區(qū)域層水土保持生態(tài)工程效果評估提供綜合、系統(tǒng)性的指導，是未來工作的重點。（2）區(qū)域尺度評價，一般指市、縣、地區(qū)等地理范圍，目前在該尺度在水土保持生態(tài)效應上的研究與評價方法正處于摸索階段，已經(jīng)開展了探索性研究。（3）小流域尺度評價，使用小流域尺度評價開展的工作較多，對其他生態(tài)效應等開展的研究和評價較少。（4）坡面尺度評價，坡面尺度是水土保持生態(tài)效應評價的最小空間單元，多數(shù)是借助坡面徑流小區(qū)的觀測數(shù)據(jù)進行比較，在水土保持生態(tài)效應的評價內容方面比較單一，大都關注基礎的保土、保水效應，對其它生態(tài)效應開展的研究不多。

4.3 評價方法方面

目前，水土保持生態(tài)效應的評價方法多種多樣，根據(jù)需要選擇合適的評價指標和評價體系更有利于水土保持生態(tài)效應的準確評估。此外，要注意評價方法的綜合使用，結合兩種或兩種以上的評價方法相對于單一的評價結果能夠更加客觀地反映水土保持生態(tài)效應。

5 生態(tài)敏感性

生態(tài)敏感性是指外界干擾時系統(tǒng)發(fā)生破壞的難易程度，生態(tài)敏感性數(shù)值的大小是用來衡量受到外界干擾后可能會產生的生態(tài)后果。小流域生態(tài)治理的核心理念是在維持流域內自然環(huán)境的前提下，充分發(fā)揮土地資源的作用，進而達到高效、合理的利用各項措施和配置，實現(xiàn)流域內自然環(huán)境、人口規(guī)模、水體資源與系統(tǒng)協(xié)調發(fā)展。

6 生態(tài)敏感性單因子評價

從各個尺度上考慮敏感性的分布情況，在小流域特定得生態(tài)問題基礎上，對整體的生態(tài)敏感程度進行綜合評價。通過對小流域生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)生態(tài)敏感性單因子包括植被覆蓋因子、坡度因子及高程因子。

6.1 植被覆蓋因子

植被覆蓋因子嚴重影響小流域的生態(tài)敏感性，一般情況下，植被層次越稀少、植被覆蓋度越低則生態(tài)系統(tǒng)的抗破壞能力越弱。

6.2 坡度因子

一般條件下，坡度越平緩則造成生態(tài)破壞和土壤侵蝕的可能性越小，敏感性越弱。

6.3 高程因子

一般情況下，由于氣候、高度和土壤條件的不同，流域內生長的植被不同，某種程度上來說生態(tài)敏感性會受到高程因子的影響。

7 生態(tài)敏感性綜合評價

根據(jù)項目區(qū)水土保持工程特征，從系統(tǒng)工程的角度選擇合適的因子和層次分析法對小流域生態(tài)敏感性進行評價，最終實現(xiàn)小流域生態(tài)敏感性的多因子綜合評價。

總而言之，我國水土保持生態(tài)效應在完善內涵、評價指標及評價方法等方面還需進行系統(tǒng)、深入的開展。由于水土保持面對的是復雜的系統(tǒng)，是多種因素綜合作用的產物，其綜合治理的生態(tài)效應必然會受到多方面因素的影響，必須全面的對系統(tǒng)的各方面進行調查，加強水土保持生態(tài)效應體系與人工智能技術及現(xiàn)代空間信息技術的綜合，為生態(tài)效應提供快速、準確、科學、合理的處理方法。在水土保持生態(tài)效應中長期的野外定位監(jiān)測和觀測數(shù)據(jù)是不可缺少的，是從定性評價走向定量評價的基礎，可以使評價過程更加科學、準確，評價結果更加真實。因此，在不同的空間尺度上，長期的野外定位監(jiān)測是進行水土保持生態(tài)效應準確評估的必要手段和保障。