小流域水土保持生态效应评价指标的应用与敏感性分析

杨扬

摘要：为了促进我国生态系统的良性循环，应通过改善土壤环境、大气环境、恢复植被和涵养水源等水土保持生态效应，全面评估为水土保持的实施提供科学指导。当前，全面评估为水土保持的实施提供科学指导，有利于全面掌握水土保持措施改善生态条件和治理水土流失的效果，是保障国家生态工程科学实施和有序管理的必要前提。

关键词：小流域;水土保持生态效应;生态敏感性;评价指标

我国重要的生态修复工程措施之一是水土保持措施，在1979年开始建设三北防护林生态工程时，已经开始实施水土保持、退耕还林、天然林保护等重大生态环境保护修复功能，这些生态修复工程能够有效减轻风沙灾害，遏制水土流失改善生态环境，明显提高生态效益。水土保持生态效应是促进生态系统良性循环、控制水土流失和保护水土资源贡献的统称，一般包括改善土壤环境、改善大气环境、恢复植被和涵养水源4种类型。随着水土保持生态修复工程的实施与社会经济发展相适应的水土流失综合防控体系基本建成，重点防控区域的水土流失得到明显控制，生态环境明显改善。

1 水土保持生态效应

目前还没有关于水土保持生态效应的准确概念，但在已发表的文献中，多次出现水土保持的水环境效应、土壤环境效应等名称。生态效应按照性质分类可分为正效应和负效应，是指人类活动所引发的自然界生态系统的变化和响应。

2 水土保持生态效应在不同尺度上的研究进展

2.1 全国尺度

目前，全国尺度水土保持生态效应评价与研究还未进行系统性开展。随着我国水土保持生态效应评价指标体系的构建和研究方法的推陈出新、不断完善以及我国水土流失监测网络体系的构建和不断发展、健全，全国尺度的水土保持生态效应评价将成为今后研究工作的热点及重点。

2.2 区域尺度

由于区域尺度水土保持生态效应的评价方法比较复杂，水土保持生态效应研究过程中对区域尺度的研究较少，区域尺度采用的评价方法与坡面尺度和小流域尺度的不同，在某种程度上加大了区域水土保持生态效应评价的难度。

2.3 小流域尺度

小流域尺度水土保持主要的研究手段是设置流域控制卡口，分析、研究小流域的产流、产沙规律。王云毅等通过测定治理流域和对照流域两个小流域的土壤含水率、土壤养分、土壤容重等多个指标，经过对比分析可以看出治理小流域的土壤含水率、土壤养分、土壤容重等多个指标均好于对照小流域，这说明水土保持措施能够明显起到蓄水保土的重要作用。

2.4 坡面尺度

水土保持生态效应主要集中在减流效应等方面，在坡面尺度上的开展较多，大部分是对坡面径流小区的观测数据。符素华等对北京石匣小流域不同水土保持措施控制土壤侵蚀的生态效应进行了研究，提出水平条件地、人工草地等水土保持措施减蚀效应显著。在实行退耕还林后，林草植被逐渐恢复，增加林草植被的种植能够提高土壤抗冲性，有效控制水土流失，土壤的物理性质也明显得到改善。

3 水土保持生态效应评价方法

水土保持生态效应的常见评价方法包括比较分析法、层次分析法、经济分析法等多种。评价方法从原来定性评价逐步发展成定量评价，从单一的目标、因素评价发展到多个目标、因素、功能的综合评价，评价方法变得越来越科学、客观。

3.1 比较分析法

比较分析法指的是根据要求选取有代表性的指标进行比较，比较出实施不同管理措施的前后收益变化。从内容上看可分为多项综合比较和单项比较，多项比较是指通过经济、生态、社会效益等多个指标进行综合比较分析，反映效果更全面但容易出现误差;单项比较是指通过单项指标进行分析管理，简单明了，但会存在片面之处。

3.2 层次分析法

层次分析法的操作简便、系统性强、适用面广，计算方法更加简单、快捷，且不需要一致性检验，在水土保持生态效应评价中应用较多，由于需要的定量数据较少，系统分析与计算工作也随之简化，保证了思维、决策的一致性。

3.3 经济分析法

水土保持综合治理涉及到的内容较多，各个时间段的治理效果可通过货币价值反映出来，也曾在文献中看到过用“时间价值”的观点来研究资金投入与产出之间的经济效益关系，分析评价小流域治理的长远经济效益。

4 在內涵和评价方面存在的问题

4.1 在内涵方面

应将水土保持效应的概念及内涵落实到文字上，明确提出，为水土保持生态效应的检测与评价做铺垫。有不少学者对水土保持生态效应的概念和内涵方面有不同的理解，所以会采用多个方面进行阐述，如水文效应、水环境效应、土壤效应等。

4.2 在评价尺度方面

水土保持生态效应及评价具有尺度性。在当前的空间尺度上，应从以下4个方面开展评价：（1）全国尺度评价，目前还未进行系统性的研究及评价，全国尺度可为国家和区域层水土保持生态工程效果评估提供综合、系统性的指导，是未来工作的重点。（2）区域尺度评价，一般指市、县、地区等地理范围，目前在该尺度在水土保持生态效应上的研究与评价方法正处于摸索阶段，已经开展了探索性研究。（3）小流域尺度评价，使用小流域尺度评价开展的工作较多，对其他生态效应等开展的研究和评价较少。（4）坡面尺度评价，坡面尺度是水土保持生态效应评价的最小空间单元，多数是借助坡面径流小区的观测数据进行比较，在水土保持生态效应的评价内容方面比较单一，大都关注基础的保土、保水效应，对其它生态效应开展的研究不多。

4.3 评价方法方面

目前，水土保持生态效应的评价方法多种多样，根据需要选择合适的评价指标和评价体系更有利于水土保持生态效应的准确评估。此外，要注意评价方法的综合使用，结合两种或两种以上的评价方法相对于单一的评价结果能够更加客观地反映水土保持生态效应。

5 生态敏感性

生态敏感性是指外界干扰时系统发生破坏的难易程度，生态敏感性数值的大小是用来衡量受到外界干扰后可能会产生的生态后果。小流域生态治理的核心理念是在维持流域内自然环境的前提下，充分发挥土地资源的作用，进而达到高效、合理的利用各项措施和配置，实现流域内自然环境、人口规模、水体资源与系统协调发展。

6 生态敏感性单因子评价

从各个尺度上考虑敏感性的分布情况，在小流域特定得生态问题基础上，对整体的生态敏感程度进行综合评价。通过对小流域生态环境现状的分析，发现生态敏感性单因子包括植被覆盖因子、坡度因子及高程因子。

6.1 植被覆盖因子

植被覆盖因子严重影响小流域的生态敏感性，一般情况下，植被层次越稀少、植被覆盖度越低则生态系统的抗破坏能力越弱。

6.2 坡度因子

一般条件下，坡度越平缓则造成生态破坏和土壤侵蚀的可能性越小，敏感性越弱。

6.3 高程因子

一般情况下，由于气候、高度和土壤条件的不同，流域内生长的植被不同，某种程度上来说生态敏感性会受到高程因子的影响。

7 生态敏感性综合评价

根据项目区水土保持工程特征，从系统工程的角度选择合适的因子和层次分析法对小流域生态敏感性进行评价，最终实现小流域生态敏感性的多因子综合评价。

总而言之，我国水土保持生态效应在完善内涵、评价指标及评价方法等方面还需进行系统、深入的开展。由于水土保持面对的是复杂的系统，是多种因素综合作用的产物，其综合治理的生态效应必然会受到多方面因素的影响，必须全面的对系统的各方面进行调查，加强水土保持生态效应体系与人工智能技术及现代空间信息技术的综合，为生态效应提供快速、准确、科学、合理的处理方法。在水土保持生态效应中长期的野外定位监测和观测数据是不可缺少的，是从定性评价走向定量评价的基础，可以使评价过程更加科学、准确，评价结果更加真实。因此，在不同的空间尺度上，长期的野外定位监测是进行水土保持生态效应准确评估的必要手段和保障。