北方风沙区油莎豆防风固沙“三生共赢”技术模式评价指标体系构建研究

侯智惠，慕宗杰，赵俊利，包珺玮，赵小庆，王建国，路战远

我国是世界上荒漠化面积最大、受影响人口最多、风沙危害最重的国家之一[1]，在中央与地方政府高度重视、社会各界广泛参与下，我国的荒漠化和沙化状况呈现整体遏制、持续缩减、功能增强、治理成效明显的良好态势[2]。目前，我国荒漠化、沙漠化、石漠化土地面积分别以年均2 424、1 980、3 860 km2的速度持续缩减。尽管我国荒漠化防治成绩卓著，但防治形势依然严峻：一是我国荒漠化、沙漠化土地的存量较大，目前仍有261.16 万km2荒漠化和172.12 万km2沙漠化土地，还有30.03 万km2具有明显沙漠化趋势的土地，特别是北方风沙区，干旱少雨、风沙危害严重，是我国生态保护和修复的重点、难点区域[3-4]；二是已治理沙地逆向演化的风险依然很大，荒漠化和沙漠化土地生态系统脆弱且不稳定，抗外界干扰能力弱，即便是沙漠化防治实践，一旦超出了区域生态阈值，仍有可能导致生态系统失衡，加剧生态恶化[5]；三是荒漠化防治技术系统性不强，以往荒漠化防治技术多从独立的生物措施、工程措施和化学措施入手，将山水林田湖草沙作为一个系统进行综合治理的较少，一定程度上影响了区域治理的综合效果；四是荒漠化防治技术对经济和社会效益考虑不足，在一定程度上影响了当地居民生产生活条件和区域的可持续发展，技术推广应用的可持续性较差。随着经济社会发展的需要与多学科联合攻关科技实力的增强，探索生态、经济、社会协调的防风固沙“三生共赢”技术既是社会需要，也是荒漠化防治技术的发展趋势。

生态、生活、生产“三生共赢”，指的是生活水平不断提高，生产能力不断增长，生态环境不断改善，实现生态、生活、生产良性互动，即以生态建设促进生产发展，以良好的生态保障幸福生活，进而走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路[6]。生产发展是生活富裕和生态良好的物质基础，生活富裕是生产发展和生态良好的社会动力，生态良好是生产发展和生活富裕的必要条件[7]。“三生共赢”是新农村的发展方向[8]，是生态文明建设的基本途径[9]。“三生共赢”既是人类社会可持续发展的目标，也是判断人类行为是否符合可持续发展理念的准则[10]。油莎豆防风固沙“三生共赢”技术就是以生产发展、生活富裕、生态改善“三生共赢”为目标的沙化土地生态治理技术。将油莎豆防风固沙“三生共赢”技术目标具体化，用可测量的指标将其明确地表征出来，并构建评价指标体系，既可以为荒漠化防治技术效果提供可操作的测评工具，又可以为决策层和经营管理层提供调控手段和预警工具[11]，对于指导荒漠化防治实践具有重要的理论与现实意义。

1 油莎豆防风固沙“三生共赢”技术模式内涵及评价要求

油莎豆（Cyperus esculentus L.），又名油莎草、铁荸荠、地杏仁、地下板栗、地下核桃、人参果和人参豆，属莎草科莎草属植物，是适宜生长在沙地上的草类，所结油莎豆为地下块茎，既可以食用，又可以作为种子进行繁殖。油莎豆最早产于沙漠干旱地区，繁殖快、根系发达、生命力强、生长迅速、抗逆性广，具有较好的防风固沙、改善生态环境作用。同时，油莎豆富含淀粉、油脂、糖、蛋白质和膳食纤维[12]等营养物质，经济价值较高。

油莎豆防风固沙“三生共赢”技术模式[13-14]是利用油莎豆适沙、抗旱、固土的特性，通过油莎豆不同的种植与采收技术措施，达到改善生态、增加农民收入、促进产业发展的“三生共赢”目的的沙地生态治理技术模式。油莎豆防风固沙“三生共赢”技术模式具有以下特点：一是具有因地制宜性，它是根据不同区域的风沙和土壤特点，以油莎豆为主体防风固沙作物的多措并举生态治理技术模式；二是具有开源耦合性，不局限于油莎豆一种作物，它是一个可以与大宗作物、乔木、灌木、经济林等有机结合的防风固沙技术体系；三是具有可持续性，该技术兼顾生态、经济和社会发展需求，实现区域可持续发展的目标。

反映油莎豆防风固沙“三生共赢”生态治理状态和特征的评价要求很多，既要体现评价对象的当前状态，又要兼顾未来发展趋势；既要对评价对象的本质特征进行客观描述，又要反映对技术效果的感性认知；既要衡量部分效果，又要衡量技术的综合效果。从理论上讲，开展生态治理技术评价时，应该把所有指标加以考虑进而得到全面的评价结果。但是在实际操作过程中，为使评价可行，评价指标不应过于庞杂，要抓住技术的主要特征，选取概念明确、可量化、数据可收集的评价指标[11]。

2 评价指标体系构建原则

2.1 科学性

评价指标体系的构建应充分考虑油莎豆防风固沙“三生共赢”技术的特征和作用，科学构建指标体系，使其能科学反映技术的内涵及本质。

2.2 系统性

评价指标应该将油莎豆防风固沙“三生共赢”技术及其周边环境作为一个统一整体，既能反映技术的独特性，又能反映生产、生活、生态改良效果，具有较强的涵盖性和完整性。

2.3 可行性

评价指标体系构建的目的是为油莎豆防风固沙“三生共赢”技术的优化选择提供支撑，应该具有较强的实用性和可操作性，服务于防风固沙生态治理技术的鉴选、优化和综合应用。

3 评价指标体系的构建

3.1 评价指标的筛选

借鉴联合国基于DFSR 模型的可持续发展评价指标体系[15-16]、我国生态环境部（原环境保护部）发布的生态环境状况评价技术规范[17]以及生态治理项目评价[18-21]、生态风险评价[22-23]、防风固沙效果评价[24-25]、土地侵蚀评估[26-27]、荒漠化评价[28-29]等国内外文献，从生态效益、经济效益、社会效益3 个方面初步构建包含23 个评价指标的“三生共赢”技术模式评价指标体系。

3.2 评价指标的设定目标及数据获取渠道

3.2.1 生态效益指标组 生态效益指标组主要从改善生态环境、防风固沙、改善土壤物理和化学性状4 个方面，选取11 个评价指标（表1），其中，植被盖度指标主要反映防风固沙“三生共赢”技术对项目区整体生态环境的影响，采用盖度框法进行测定；土壤容重变化率和土壤机械组成2 个指标主要反映油莎豆种植对土壤物理性状的影响，土壤pH 值、全磷含量、全钾含量、全氮含量、土壤有机质含量5 个指标主要反映油莎豆防风固沙“三生共赢”技术对项目区土壤化学性状的影响，土壤理化指标主要采用土壤样本检测获取数据；输沙量、平均蚀积量、风速削减率3 个指标主要反映油莎豆防风固沙效果，通过风沙监测方式获取数据。

3.2.2 经济效益指标组 经济效益指标组主要从油莎豆种植成本收益、耦合种植作物成本收益、油莎豆加工产品的成本收益3 个方面，选择油莎豆种植成本、油莎豆种植收益、耦合种植作物成本、耦合种植作物收益、油莎豆加工产品成本、油莎豆加工产品收益6 个指标（表1），各指标成本收益数据主要通过入户调查获取。

3.2.3 社会效益指标组 社会效益指标组主要从增加农牧民收入、提高农牧民生态保护意识、改善区域生态环境、提高农牧民技术水平等方面选取6 个评价指标，其中，带动农牧民增收额、增加农牧民就业、培训农牧民3 个指标（表1）通过问卷调查获取数据，改善生态环境、提高群众对治沙工作的认识、提高生态保护意识3 个定性评价指标（表1）采用李克特量表法，由油莎豆种植加工企业打分，实现定性指标的定量化转化。

李克特量表属评分加总式量表，每个被调查者的态度总分即表明该调查者态度的强弱或在这一量表上反映出来的状态。油莎豆防风固沙“三生共赢”技术社会效益感知调查表由“了解油莎豆防风固沙三生共赢技术”“此技术对当地生态环境的改善有作用”“通过此技术的推广示范获得了沙地治理的技术培训”“沙地的生态环境需要保护”“愿意为保护沙地生态环境采取行动”5 个陈述组成，每个陈述包括“非常同意”“同意”“不一定”“不同意”“非常不同意”5 种判断，分别记为1、2、3、4、5 分，每份调查表最高得分为25 分，最低得分为5 分。

表1 评价指标

3.3 评价指标权重的确定

3.3.1 构建层次结构模型 设评价因子集合A=｛B1，B2，B3｝=｛生态效益，经济效益，社会效益｝，各单因素子集Bi分别为：

B1=｛C1，C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9，C10，C11｝

B2=｛C12，C13，C14，C15，C16，C17｝

B3=｛C18，C19，C20，C21，C22，C23｝

3.3.2 构建判断矩阵 由5 位专家依据表2 分别对准则层和指标层的指标相对重要性进行两两对比打分，将5 位专家的评分结果进行汇总平均，构建判断矩阵。

3.3.2.1 准则层对目标层的判断矩阵 5 位专家分别对准则层生态效益、经济效益、社会效益3 个指标进行两两对比，形成5 个判断矩阵，将各评分结果进行汇总平均，得到准则层判断矩阵：

经测算生态效益、经济效益、社会效益指标权重如下：

Wbi=（0.568，0.229，0.203）

表2 判断矩阵评分依据

最大特征根λmax=3.049

一致性指标CI=（3.049-3）/2=0.024 3

平均随机一致性指标RI 值见表3。

一致性比率CR=CI/RI=0.024 3/0.52=0.047＜0.1，通过一致性检验。因此，准则层生态效益Wb1、经济效益Wb2、社会效益Wb3的权重分别为0.568、0.229和0.203。由于北方风沙区生态环境较脆弱，在各指标相对重要性的比较判断中，5 位专家一致认为油莎豆防风固沙“三生共赢”技术评价中生态效益应占较大比重。经过讨论此项指标权重确定结果较为符合区域的资源环境特点与生态优先发展战略。

表3 平均随机一致性指标RI（查表）

3.3.2.2 指标层对准则层的判断矩阵

3.3.2.2.1 生态效益指标组权重的确定 将5 位专家对生态效益指标组11 个评价指标重要性进行两两比较的结果汇总平均，构建生态效益评价指标组判断矩阵B1：

经测算植被盖度C1、土壤容重变化率C2、土壤机械组成C3、土壤pH 值C4、全磷含量C5、全钾含量C6、全氮含量C7、土壤有机质含量C8、输沙量C9、平均蚀积量C10、风速消减率C11指标权重分别为：

Wb1=（0.125，0.034，0.025，0.021，0.040，0.040，

0.040，0.072，0.197，0.195，0.210）

最大特征根λmax=11.992 43

一致性指标CI=（11.992 43-11）/10=0.099 243

一致性比率CR=CI/RI=0.099 243/1.52=0.065 291＜0.1，通过一致性检验。油莎豆防风固沙“三生共赢”技术生态效益的核心在于防风固沙。经过专家评分，输沙量、平均蚀积量、风速消减率3 个指标的权重较高，增加植被盖度是油莎豆防风固沙技术对区域生态环境改善比较直接的措施，其权重仅次于防风固沙指标，油莎豆种植对土壤理化指标的影响需要长期的积累，在指标中权重略低。经过讨论，各项指标权重较符合研究区域当前的生态特点，随着时间的推移、区域生态环境的变化、生态治理重点的转移，可以适当调整各项指标的权重。

3.3.2.2.2 经济效益指标组权重的确定 将5 位专家对经济效益指标组6 个评价指标重要性进行两两比较的结果汇总平均，构建经济效益评价指标组判断矩阵B2：

经测算油莎豆种植成本C12、油莎豆种植收益C13、耦合种植作物成本C14、耦合种植作物收益C15、油莎豆加工产品成本C16、油莎豆加工产品收益C17指标权重分别为：

Wb2=（0.300，0.309，0.146，0.127，0.064，0.054）

最大特征根λmax=6.345 885

一致性指标CI=（6.345 885-6）/5=0.069 177

一致性比率CR=CI/RI=0.069 177/1.26=0.054 902＜0.1，通过一致性检验。由于油莎豆防风固沙“三生共赢”技术的主体作物为油莎豆，油莎豆种植的成本收益对油莎豆防风固沙技术的经济效果影响较大；耦合种植作物主要是从增加收入或提高立体防风效果两方面所做的开源耦合探索，对该技术经济效果的影响比油莎豆略小。对吉林省长春市农安县、吉林省松原市、辽宁省阜新市彰武县、内蒙古通辽市奈曼旗、内蒙古鄂尔多斯市达拉特旗、内蒙古巴彦淖尔市磴口县等北方风沙区油莎豆种植、加工、机械研发等企业调研表明，目前北方风沙区油莎豆产品多以小规模的油莎豆油、油莎豆酒、油莎豆草等初加工产品为主，按照产品生命周期分析，油莎豆相关产品仍处于市场进入期，消费者对油莎豆加工产品不了解，销量低，精深加工技术滞后，成本高，多数企业处于亏损经营状态。因此，油莎豆加工产品的成本收益指标权重低于其他指标。经过讨论该项指标权重分析结果较适合当前油莎豆产业发展状况，待油莎豆产业发展到中高级阶段可适当调整该项指标组权重值。

3.3.2.2.3 社会效益指标组权重的确定 将5 位专家对社会效益指标组6 个评价指标重要性进行两两比较的结果汇总平均，构建社会效益评价指标组判断矩阵B3：

经测算带动农牧民增收额C18、增加农牧民就业C19、培训农牧民C20、改善生态环境C21、提高群众对治沙工作的认识C22、提高生态保护意识C23指标权重分别为：

Wb3=（0.100，0.057，0.071，0.320，0.154，0.298）

最大特征根λmax=6.562 327 308

一致性指标CI=（6.562 327 308-6）/5=0.112 465 462

一致性比率CR=CI/RI=0.112 465 462/1.26=0.089 258 303＜0.1，通过一致性检验。在油莎豆防风固沙“三生共赢”技术研发初期，社会效益主要体现在改善生态环境、提高生态保护意识以及提高群众对治沙工作的认识和农牧民收入的增加，在生态治理与生活改善之间找到契合点，提高技术的试验示范效果。通过对科尔沁沙地、库布其沙地、乌兰布和沙地油莎豆防风固沙试验示范区及其周边的农民调研表明，农民对风沙侵蚀的危害感受较深，期望改善沙地生态环境意识逐步提高，部分农民甚至愿意牺牲部分经济收入保护生态。通过对油莎豆防风固沙“三生共赢”技术效果的观摩了解，部分农民借助项目培训积极学习防风固沙技术措施，积极参与油莎豆防风固沙的试验示范。从调研情况看，改善生态环境、提高生态保护意识、提高群众对治沙工作的认识、带动农牧民增收额的指标权重相对较大，符合当前技术与油莎豆产业的发展实际，在技术成熟期以及油莎豆产业蓬勃发展期，可以适当调整指标权重。

4 讨论与结论

目前，借助油莎豆的生态价值和经济价值开展沙化土地生态治理，并追求生产、生活、生态“三生共赢”的技术仍处于研发探索阶段，评价其技术效果的指标体系仍未确立。因此，本文提出了油莎豆防风固沙“三生共赢”技术评价指标体系，并确定了指标权重（表4），旨在反映油莎豆防风固沙效果，以便鉴选、优化、调整技术模式，拓宽沙化土地治理的选择路径，仍有一些问题需要探讨。

表4 评价指标权重

一是油莎豆防风固沙的技术效果在不同自然条件，不同经济、社会与科技支撑背景下的效果具有差异性，在对其进行评价时只有对背景相似的技术措施进行比较才有意义。

二是沙地治理是一个动态的系统工程，且技术效果的显现具有一定的时滞性，为确保评价的科学性，需要以观测数据为依据，限定评价时限（3～5年）。

三是油莎豆防风固沙“三生共赢”技术效果评价涉及的内容以及区域类型较多，确定指标权重时，专家评分需要综合考虑不同区域生态、经济、社会的协调发展需要，技术与油莎豆产业发展的不同阶段适当调整指标权重。

本文针对油莎豆防风固沙“三生共赢”技术评价问题，借鉴已有文献，立足北方风沙区生态环境实际，考虑其生态治理的可持续性，确立包含11 个生态效益指标、6 个经济效益指标、6 个社会效益指标的评价指标体系，运用李克特量表法将定性指标进行了定量转化，运用层次分析法和专家评分法确定评价指标权重。该指标体系以生态改善为主导目标，兼顾经济和社会效益，为北方风沙区油莎豆防风固沙技术的鉴选与优化提供支撑。