西北沟流域土壤侵蚀经济损失分析

王海斌

(陕西省水土保持勘测规划研究所，陕西西安710004)

土壤侵蚀是我国严重的生态问题之一，土壤侵蚀导致土地退化，流失的泥沙造成了下游河道严重淤积，使得区域干旱和洪涝灾害加剧，严重影响着水资源的持续利用［1］。如何计算土壤侵蚀对社会经济造成的损失是近年来我国水土保持科学和环境经济学研究的热点之一，国外对这方面的研究起步较早，美国于1983年评估了土壤侵蚀对农业造成的年经济损失约为5.25亿美元［1］。20世纪90年代中期以来，我国对这方面的研究逐步加强，较早的有杨子生等对云南土壤流失造成的经济损失研究，他们将经济损失分为直接经济损失和间接经济损失两种［2］，也有根据土壤流失造成危害地点的不同将其分为场内损失和场外损失的［3］。目前，我国对多种尺度的土壤侵蚀造成的经济损失的研究均有所涉及，有大到全国尺度的［4］，也有小到流域尺度的［5］，还有一些涉及到省份的［6］。根据数据的可获取性，不同的研究对土壤侵蚀经济损失估算的方法也不一样。

西北沟流域位于冀北山区，流域内山高坡陡、降水集中且多暴雨，易产生水土流失。本研究以位于京津水源区的西北沟流域为研究对象，采用环境经济学原理选取一些指标将流域土壤侵蚀造成的损失以货币化的形式表现出来，以期科学地认识水土流失造成的经济损失，进一步搞好水土保持生态建设。

1 研究区概况

西北沟小流域［7］位于河北省滦平县虎什哈镇西北沟村，流域总面积为9.31 km2，流域内最高山峰海拔906 m，最低处海拔403 m;流域内地貌以土石山地为主，地势西高东低，地层结构复杂，部分山丘岩石裸露风化严重，容易造成泥石流、崩塌等;土壤类型以棕壤、褐土及潮土等为主，主要土地利用类型为林地、退化荒草地及耕地等，植被以温带针叶阔叶混交林为主，木本植物主要有油松、落叶松、刺槐、杨树、榆树等;属北温带半湿润半干旱大陆性季风气候，年平均气温7.2℃，多年平均降水量550 mm，降雨时空分布不均且年际、年内变化大，一年中降雨主要集中在汛期6—9月份，占全年降雨量的80%，年均径流深为102 mm。

2 研究方法

2.1 土壤侵蚀量的确定

土壤侵蚀量的确定是计算土壤侵蚀经济损失的基础。土壤侵蚀量是指超过该区域自然侵蚀的那部分侵蚀量。自然侵蚀又称正常侵蚀或地质侵蚀，是指在不受人为活动影响的条件下，自然营力对地表物质的分离、破坏和移动，是一切具有发生侵蚀条件地形的正常侵蚀现象。由于研究区没有关于自然侵蚀的研究，故本研究应用该区域的容许土壤侵蚀量来代替自然侵蚀量。我国的容许土壤侵蚀量是根据土壤中有机质、养分对作物生长是否产生影响来确定的［8］，该流域地处北方土石山区，土层薄，容许土壤侵蚀模数为200 t/(km2·a)。根据江青龙等［7］的研究成果，该流域年均土壤侵蚀模数为3816.92 t/(km2·a)，用此值减去容许土壤侵蚀模数得3616.92 t/(km2·a)，从而得到面积9.31 km2的西北沟流域年土壤侵蚀量为3.37 万 t。

2.2 土壤侵蚀经济损失的估算方法

土壤侵蚀对环境造成的损害是多方面的，首先是对侵蚀发生地带来生态破坏，包括土地破坏、营养元素损失(也叫场内损失);其次是流失土壤被径流带到下游堵塞河道，或进入水库造成淤积，淤积在水库中的泥沙由于携带了大量的营养元素会造成水体的富营养化。针对该区域土壤流失迁移的特点，本研究将土壤侵蚀的经济损失按土地损失、肥力损失、泥沙淤积损失和富营养化损失几部分进行计算。

2.2.1 土地损失的价值

土壤侵蚀对土地造成的损失采用机会成本法估算，其计算式［9］为

上二式中:SL为土壤侵蚀造成的土地经济价值损失，元;Sp为土壤侵蚀造成的土地面积损失，hm2;Z为年土壤侵蚀量，t;P为耕地每年单位面积的机会成本，元/hm2;ρ为土壤容重，根据流域土壤类型取值为1.3 t/m3;h为耕地土层厚度，取0.3 m。

根据滦平县2009年国民经济统计年鉴中的农村住户调查资料和每公顷耕地的种植业收入、化肥种子等生产资料支出等数据，得到耕地损失的机会成本约为0.78万元/hm2。

2.2.2 土壤肥力损失的价值

土壤流失会带走营养元素造成土地贫瘠，随土壤流失而损失的营养元素主要有N、P、K。损失的N、P、K价值一般采用替代价格法估算，即将流失的N、P、K折算成等量化肥的费用。土壤肥力损失价值的计算式为

式中:Ef为 N、P、K养分流失而损失的价值，元;Mi为 N、P、K 养分流失量，t;Si为 N、P、K折算成化肥的系数，将N、P、K折算成农民种植农作物中施用的尿素、磷酸二铵和氯化钾，折算系数分别为2.14、4.13 和 1.92;Pi为尿素、磷酸二铵和氯化钾的购买价格，当地的购买价格分别为1000、1560和1980元/t。

从滦平县农业局收集的测定该流域土壤样品中TN、TP和TK含量的资料，可以算出该流域每年流失的TN、TP和TK分别为 11.62、2.45 和 43.81 t。

2.2.3 泥沙淤积损失的价值

已有的研究表明，我国泥沙输移中滞留泥沙、河道淤积泥沙和入库泥沙分别约占流失泥沙总量的33%、24%和37%。利用影子工程法计算土壤流失造成泥沙淤积损失的价值，计算公式为

式中:Es为泥沙淤积损失的价值，元;Z为年土壤流失量，t;P1为水库单位体积泥沙清淤的价格，根据《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》中2001—2002年完成官厅水库清淤应急供水工程，清淤约400万m3，总投资0.35亿元，水库清淤价格为8.75元/m3［9］;P2为单位体积河流泥沙清淤价格，挖取1 m3泥沙的费用大约为 6.5 元［9］;ρ表示土壤容重，取 1.3 g/cm3。

2.2.4 富营养化损失的价值

土壤流失与非点源污染是一对共生现象，特别是在农业性非点源污染中，土壤流失是造成水体污染的主要形式，流失的泥沙所携带的N、P等营养元素会造成水体富营养化［10］，它对下游水库造成的环境经济损失用防护费用法计算。假设水库水体已受到N、P元素污染，消除这种污染损害最直接的办法就是采取措施将破坏的水体系统恢复到原来的状况［11］，所需的费用计算式为

式中:Ee为富营养化损失价值，元;ZN为土壤携带TN进入下游水库的量，t;P3为去除 TN 投资，取 2.66 万元/t［12］;ZP为土壤携带TP进入下游水库的量，t;P4为去除TP投资，取5.86万元/t［12］。西北沟流域流失土壤中有37%的泥沙会进入密云水库，因此该流域每年带入下游水库的TN、TP分别为4.3 t和0.91 t。

3 结果与分析

(1)根据前面所述的土壤侵蚀对环境造成的经济损失进行逐项计算，西北沟流域年土壤流失量为3.37万t。按照这个土壤流失量计算，每年损失的耕地面积为8.64 hm2，根据耕地的潜在收益，因土地损失每年造成的经济损失为6.74万元;因土壤流失流域每年带走的营养元素所损失的经济价值为20.72万元;每年随着径流被带入河流和水库的泥沙因淤积而造成的经济损失为12.44万元;每年因泥沙携带的营养元素造成水体富营养化的损失为16.77万元。以上4项合计为56.67万元。

(2)在所有的损失中，肥力损失所占的比例最大，占了36.56%，但与其他地区［7］相比还是偏小的。本研究将土壤侵蚀造成的富营养化损失纳入了计算范畴，使由土壤侵蚀造成的经济损失的分配结构与其他地区有所不同。

(感谢西北农林科技大学江青龙、吕明权对论文的指导与帮助。)

［1］杨爱民，庞有祝，李铁铮，等.水土流失经济损失计量研究评述［J］.中国水土保持科学，2003，1(1):108 －110.

［2］杨子生，谢应齐.云南省水土流失直接经济损失的计算方法与区域特征［J］.云南大学学报，1994，16(z1):99 －106.

［3］杨志新，郑大玮，李永贵.北京市土壤侵蚀经济损失分析及价值估算［J］.水土保持学报，2004，18(3):175 －178.

［4］马国霞，石敏俊，李玫.中国水土流失经济损失的货币化评价［J］.中国人口·资源与环境，2009，19(1):162 －168.

［5］黄和平，杨劼，智颖飙.皇甫川流域封育植被土壤保持功能及服务价值研究［J］.水土保持通报，2008，28(3):173－177.

［6］邓培雁，屠玉麟，陈桂珠.贵州省水土流失中土壤侵蚀经济损失估值［J］.农村生态环境，2003，19(2):1－5.

［7］江青龙，谢永生，张应龙，等.京津水源区小流域土壤侵蚀及其空间分异［J］.水土保持通报，2011，31(1):249 －255.

［8］焦菊英，贾燕锋，景可，等.自然侵蚀量和容许土壤流失量与水土流失治理标准［J］.中国水土保持科学，2008，6(4):77－84.

［9］杜丽娟.水土保持补偿机制研究——以滦河流域为例［D］.北京:北京林业大学，2008.

［10］王晓燕，王晓峰，汪清平，等.北京密云水库小流域非点源污染负荷估算［J］.地理科学，2004，24(2):227－231.

［11］王浩，陈敏建，唐克旺.水生态环境价值和保护对策［M］.北京:清华大学出版社，2004:89－90.

［12］熊鹰，王克林，蓝万炼.洞庭湖区湿地恢复的生态补偿效应评估［J］.地理学报，2004，59(5):772 －780.