2010年汾河流域土地退化經(jīng)濟(jì)損失評估

薛占金，秦作棟，孟憲文，2

（1.山西大學(xué) 資源與工程研究所，山西 太原030006；2.大同大學(xué) 渾源師范分校，山西 渾源037400）

土地是民生之本，發(fā)展之基，財(cái)富之母。土地退化是當(dāng)今全球變化研究的重要內(nèi)容，被列入威脅人類生存的10大環(huán)境與發(fā)展問題之首［1］。長期以來，由于人口迅猛增長帶來的食物需求以及人類不合理的開發(fā)利用土地，引起了土地資源不斷退化，威脅著糧食安全，社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展及人類的生存環(huán)境。汾河流域地處黃河中游，是山西省重要的生態(tài)功能區(qū)、人口密集區(qū)、糧棉主產(chǎn)區(qū)和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)，在山西省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中居于十分重要的地位［2］。但近年來，隨著汾河流域人口持續(xù)增長，城市規(guī)?？焖贁U(kuò)張，經(jīng)濟(jì)開發(fā)力度加大，汾河流域的土地資源不僅承受著巨大的壓力，而且土地退化問題嚴(yán)重。因此，對汾河流域土地退化進(jìn)行經(jīng)濟(jì)損失評估和貨幣化計(jì)量，是汾河流域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的現(xiàn)實(shí)問題，也是汾河流域?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

目前，專門針對汾河流域土地退化問題的相關(guān)研究未見報(bào)道，但部分學(xué)者對山西省與土地退化有關(guān)的生態(tài)環(huán)境災(zāi)害損失進(jìn)行了估算。張金屯等［3］以1999年的監(jiān)測資料和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用替代市場法、恢復(fù)費(fèi)用法等估算出山西省生態(tài)破壞經(jīng)濟(jì)損失為5.47×109元／a，其中水土流失、土地沙漠化、土地鹽漬化損失值分別為4.50×108，2.83×108，3.86×108元／a。馬國霞等［4－5］采用2000年沙漠化土地監(jiān)測數(shù)據(jù)和2005年水土保持公報(bào)數(shù)據(jù)，利用替代市場法、機(jī)會成本法等計(jì)算出2005年中國北方10省區(qū)沙漠化經(jīng)濟(jì)損失值和中國水土流失經(jīng)濟(jì)損失值，其中土地沙漠化、水土流失給山西省造成的經(jīng)濟(jì)損失分別為9.12×108，1.39×1010元。薛占金等［6］以實(shí)地調(diào)查為基礎(chǔ)，采用災(zāi)害經(jīng)濟(jì)評價(jià)方法估算出2008年晉北地區(qū)土地沙漠化造成的直接經(jīng)濟(jì)損失約為3.16×109元，占農(nóng)業(yè)增加值的51.28%。

可以看出，由于研究范圍、研究方法、研究時(shí)段、參數(shù)設(shè)定等方面的差異，以上涉及山西省生態(tài)環(huán)境災(zāi)害的經(jīng)濟(jì)損失估值差異較大。本研究以山西省文化和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的搖籃——汾河流域?yàn)檠芯繉ο?，運(yùn)用災(zāi)害評估的基本原理與方法，以貨幣化形式對2010年汾河流域土地退化的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行評估，以期為制定汾河流域防治土地退化政策提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為其他流域開展類似研究提供借鑒參考。

1 研究區(qū)概況

汾河，是黃河流域內(nèi)的第二大支流，山西省境內(nèi)流域面積最大，流程最長的第一大河。汾河發(fā)源于忻州市寧武縣管涔山，至運(yùn)城市萬榮縣注入黃河，干流全程長694.40km。汾河流域地理位置為東經(jīng)110°30′—113°32′，北 緯 35°20′—39°00′，流 域 面 積39 826km2，占全省面積的25.50%。汾河流域地處中緯度大陸性季風(fēng)氣候帶，為半干旱、半濕潤型氣候過渡區(qū)，年均氣溫為11.00℃，年均降水量為504.80mm，春季多風(fēng)，干燥；夏季多雨，炎熱；秋季少晴，早涼；冬季少雪，寒冷。地勢北高南低，干流縱向穿行呂梁山脈、太行與太岳山脈之間，各支流發(fā)育在兩大山系之中，河流行經(jīng)的中間地帶大部被厚度不均的松散黃土層所覆蓋，丘陵起伏，溝壑縱橫，是黃土高原特有的地貌形態(tài)。特殊的地形地貌把汾河干流分成上、中、下游3部分：（1）河源至太原市尖草坪區(qū)蘭村為上游，長217.00km，除局部相間有河川地，小型盆地及階臺地約占10%以外，其余多屬砂頁巖、變質(zhì)巖或灰?guī)r土石山區(qū)；（2）太原蘭村至洪洞縣石灘為中游，長266.90km，以河谷平原為主，兩邊是土石山區(qū)和黃土丘陵區(qū)；（3）洪洞縣石灘至入黃口為下游，長210.50km，屬砂頁巖及灰?guī)r地層土石山區(qū)，主要為臨汾盆地和運(yùn)城盆地。汾河沿途接納的大小支流有100多條，流域面積＞50km2的支流有59條，其中流域面積＞1 000km2的支流有7條：嵐河、瀟河、昌源河、文峪河、雙池河、洪安澗河和澮河。

汾河也是山西省的母親河，地跨忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾、運(yùn)城6個(gè)地級市，共計(jì)40個(gè)縣（市、區(qū)）。2010年流域總?cè)丝? 32×104人，占全省的45%，耕地面積1.16×106hm2，占全省的29.54%，水資源總量3.36×109m3，占全省的27.20%［7］。沿汾河兩岸分布有豐富的煤、鐵等礦產(chǎn)資源，是山西省工業(yè)集中，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的主要地區(qū)，2010年工業(yè)產(chǎn)值占全省的46%，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占全省的64%［7］，在山西省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展中居于十分重要的地位。

2 資料來源及研究方法

2.1 資料來源

汾河流域土地退化的主要類型有：水土流失、土地沙漠化和土壤鹽漬化。

水土流失和土壤鹽漬化的資料主要來源于山西省水土保持監(jiān)測中心和汾河流域各市水土保持監(jiān)測站，以及《2011年山西統(tǒng)計(jì)年鑒》，《2010年山西省環(huán)境狀況公報(bào)》，《2010年山西省環(huán)境質(zhì)量狀況》，《2010年山西省水資源公報(bào)》，《山西省2010年國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等。

土地沙漠化的資料主要來源于解譯2010年7，8月的TM影像（分辨率30m，無云或少云）。通過鑲嵌處理、幾何校正、掩膜處理，使用流沙比例、植被蓋度、影像色調(diào)、地表特征等指標(biāo)，得到汾河流域土地沙漠化數(shù)據(jù)。

實(shí)地調(diào)查主要集中在汾河流域的6個(gè)主要城市—忻州市、太原市、晉中市、呂梁市、臨汾市、運(yùn)城市。調(diào)查時(shí)間為2011年8—9月共2次，主要任務(wù)：一是采用面對面的方式收集評價(jià)過程中的缺失數(shù)據(jù)，二是采用GPS和數(shù)碼相機(jī)核實(shí)解譯TM影像不確定的沙漠化區(qū)域和數(shù)據(jù)。

價(jià)格或單價(jià)采用2010年汾河流域6市區(qū)的平均價(jià)格或單價(jià)。

2.2 研究方法

土地退化對資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展帶來的危害主要體現(xiàn)在：土體喪失、耕地養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)損失、耕地減產(chǎn)、草地生產(chǎn)力下降、自然災(zāi)害、基礎(chǔ)設(shè)施損失等。本研究采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)損益核算方法，對汾河流域土地退化的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行估算（圖1）。

圖1 土地退化經(jīng)濟(jì)損失的估算框架

3 結(jié)果與分析

3.1 汾河流域2010年土地退化狀況

過去幾十年，隨著能源重化工基地的建設(shè)和礦產(chǎn)資源的高強(qiáng)度開發(fā)，使得汾河流域的生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞。工業(yè)“三廢”，環(huán)境污染，水土流失，植被破壞，生物多樣性銳減，水源枯竭，災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重制約著山西省“轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展”的步伐和“綜改試驗(yàn)區(qū)”的建設(shè)。汾河流域的土地退化不僅影響著山西省的生態(tài)安全，而且影響著黃河流域的生態(tài)安全。

（1）水土流失面廣量大。汾河流域位于黃土高原東部，流域內(nèi)的40個(gè)縣（市、區(qū)）幾乎都存在水土流失問題，尤以上游、中游呂梁山區(qū)的14個(gè)縣（市、區(qū)）水土流失最為嚴(yán)重。據(jù)資料顯示，汾河流域水土流失面積27 900km2，占流域總面積的70%，侵蝕強(qiáng)度以中度2 500～5 000t／（km2·a）和重度5 000～8 000t／（km2·a）為主。汾河年均輸沙量約為2.88×107t，平均含沙量24kg／s［8］，是黃河泥沙的主要來源之一。大面積的水土流失造成耕地面積減少、土壤養(yǎng)分流失、耕作困難、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)。

（2）土地沙漠化發(fā)展迅速。土地沙漠化主要發(fā)生在汾河流域上游地區(qū)。氣候干旱，加之大風(fēng)天氣、植被稀少和不合理的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，致使汾河上游地區(qū)土地沙漠化迅速蔓延。據(jù)筆者解譯TM影像，2010年汾河上游土地沙漠化面積為1 926.25km2，占汾河上游面積的25%，其中輕度、中度沙漠化土地面積分別為1 346.69，521.32km2，分別占沙漠化土地面積的69.91%，27.06%。每年春季在西北風(fēng)的影響下，揚(yáng)沙、浮塵天氣頻繁發(fā)生，不但影響著山西省農(nóng)村、城市居民的生產(chǎn)和生活，而且影響到周邊省份的生態(tài)安全。

（3）土壤鹽漬化危害嚴(yán)重。土壤鹽漬化主要分布在汾河流域的中下游盆地區(qū)，以太原盆地、臨汾盆地、運(yùn)城盆地為主。據(jù)筆者調(diào)查，2010年汾河流域中下游地區(qū)土壤鹽漬化面積達(dá)977.57km2（占中下游面積的3.04%），其中大約55%屬于原生鹽漬化土地，45%屬于由于糧食生產(chǎn)和灌溉技術(shù)等引起的次生鹽漬化土地。鹽漬化不僅致使大面積的土壤板結(jié)和肥力下降，阻礙農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和生長，而且使大量的動植物失去生存條件，生物多樣性受損。

3.2 汾河流域土地退化的變化趨勢

通過查閱資料，走訪山西省造林局、山西省水土保持監(jiān)測中心等部門，統(tǒng)計(jì)分析了近1990—2010年來汾河流域土地退化的動態(tài)變化（表1）。

表1 1990－2010年汾河流域土地退化動態(tài)變化

從表1可以看出，2000年汾河流域土地退化最嚴(yán)重，約占流域面積的84.13%。1990—2000年汾河流域土地退化呈擴(kuò)展趨勢，增長率為361.03km2／a，究其原因主要是經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)單一，礦產(chǎn)資源私挖濫采等；2000—2010年汾河流域土地退化呈逆轉(zhuǎn)趨勢，減少率為270.24km2／a，這主要得益于進(jìn)入新世紀(jì)國家相繼啟動了退耕還林、水土保持等工程，山西省實(shí)施了煤礦兼并重組整合、鐵礦資源整合等項(xiàng)目。未來這些工程和項(xiàng)目的生態(tài)效益將進(jìn)一步發(fā)揮作用，汾河流域土地退化面積將進(jìn)一步縮減，生態(tài)環(huán)境步入良性發(fā)展的軌道。

2010年處于汾河流域土地退化實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)的第一個(gè)“10a末”，10a間土地退化減少了2 702.35km2（占流域面積的6.78%）。選用適當(dāng)?shù)脑u估方法和參數(shù)，對2010年汾河流域因土地退化產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行分類估算，一方面可以反映出10a來汾河流域防治土地退化的成效，另一方面希望引起政府有關(guān)部門的重視，鞏固防治成果，繼續(xù)加大防治力度。

3.3 汾河流域2010年土地退化經(jīng)濟(jì)損失估算

3.3.1 水土流失損失估算 汾河流域的水土流失主要以農(nóng)田、林地和草地為主，導(dǎo)致土體喪失，土壤肥料流失，土壤貧瘠化。由此造成的經(jīng)濟(jì)損失可以用土壤層的損失和折算N，P，K肥和有機(jī)質(zhì)進(jìn)行估算，分別采用機(jī)會成本法和替代市場價(jià)值法求得。計(jì)算公式為：

式中：Z——土壤侵蝕破壞量（t／a）；Mj——不同侵蝕強(qiáng)度的水土流失模數(shù)，以每一等級土壤侵蝕模數(shù)的中間值作為該等級侵蝕模數(shù)的計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)〔t／（km2·a）〕；Aj——不同侵蝕強(qiáng)度的水土流失面積（km2）。

式中：LS——土壤層的損失價(jià)值（元）；h——土壤層厚度 （取 0.3m）；ρ——耕 作 層 土 壤 平 均 容 重（g／cm3）；10 000——1hm2換算為 m2的換算量（m2）；E——單位面積農(nóng)林產(chǎn)值（元／hm2）［7］。

式中：LN——土壤養(yǎng)分損失的價(jià)值（元）；i——對應(yīng)N，P，K養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)；Ci——土壤中 N，P，K和有機(jī)質(zhì)含量（%），分別為0.070%，0.071%，0.013%，0.820%；Si——N，P，K和有機(jī)質(zhì)折算為尿素、磷酸二銨、氯化鉀和雞糞的折純系數(shù)，分別為2.07，1.85，1.56，2.12。Pi為2010年尿素、磷酸二銨、氯化鉀、雞糞的平均市場價(jià)格，其中，雞糞的市場價(jià)格為0.40元／kg。

經(jīng)計(jì)算，2010年汾河流域水土流失造成的土壤層和土壤養(yǎng)分經(jīng)濟(jì)損失分別為5.50×108，1.82×109元，二者合計(jì)2.37×109元，其中汾河上游地區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失約為5.99×108元，中游呂梁山區(qū)的經(jīng)濟(jì)損失約為1.37×109元，分別占全流域經(jīng)濟(jì)損失的25.32%，57.74%。

3.3.2 土地沙漠化損失估算 土地沙漠化的形成包括自然和人為兩方面的原因。在進(jìn)行土地沙漠化經(jīng)濟(jì)損失估算時(shí)，把自然因素造成的沙漠化土地排除在外，以人為活動引起的沙漠化土地作為經(jīng)濟(jì)損失評價(jià)的對象。根據(jù)土壤風(fēng)蝕的風(fēng)洞模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果，人為活動對土地沙漠化的貢獻(xiàn)率為80%［9］。汾河流域土地沙漠化造成的不良后果主要表現(xiàn)在耕地減產(chǎn)和草地生產(chǎn)力下降，采用直接市場法進(jìn)行估算。其中草地生產(chǎn)力下降以草地載畜量下降的損失來體現(xiàn)，扣除勞力、資金、飼料等投入，據(jù)筆者實(shí)地走訪汾河流域草地生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)率為40%。計(jì)算公式為：

式中：LF——糧食損失價(jià)值（元）；Ai——不同沙漠化程度的土地面積（hm2）；Yi——不同沙漠化程度的土地平均產(chǎn)量（kg／hm2）；Ri——不同沙漠化程度土地的糧食減產(chǎn)率，輕度、中度、重度沙漠化土地分別使糧食減產(chǎn)10%，40%，70%；P——2010年糧食的市場價(jià)格（元／kg）。

式中：LG——草地承載量下降損失（元）；Ci——不同沙漠化程度的草地承載量（羊個(gè)數(shù)／hm2）；Ai——不同沙漠化程度的草地面積（hm2）；P——2010年羊肉的市場價(jià)格（元／kg）；M——羊的平均體質(zhì)量（kg）。

經(jīng)計(jì)算，2010年汾河流域土地沙漠化帶來的糧食損失為1.95×108元，草地承載量損失為3.60×107元，二者合計(jì)2.31×108元。

3.3.3 土壤鹽漬化損失估算 汾河流域土壤鹽漬化使土壤和大氣之間的水分、氣體、溫度調(diào)節(jié)功能下降，使土壤中微生物的生存能力和土壤的自凈能力降低，這些損失無法用市場價(jià)值衡量，因此汾河流域土壤鹽漬化損失估算采用恢復(fù)費(fèi)用法估算，把原生鹽漬化土地排除在外，以次生鹽漬化土地作為經(jīng)濟(jì)損失評價(jià)的對象，約有35%的次生鹽漬化土地可治理利用。計(jì)算公式為：

式中：LS——鹽漬化土壤治理總費(fèi)用（元）；A——鹽漬化土壤面積（hm2）；P——鹽漬化土地治理費(fèi)用（元／hm2），山西省鹽漬化土地治理費(fèi)用約為8×104元／hm2（干旱地區(qū)需8.0×104～1.4×105元／hm2）［3］。

由此可得，2010年汾河流域土壤鹽漬化的治理恢復(fù)費(fèi)用為1.23×109元。

匯總以上汾河流域土地退化帶來的經(jīng)濟(jì)損失，合計(jì)為3.83×109元，其中水土流失的損失最大，占61.79%。

3.4 2010年土地退化損失對汾河流域可持續(xù)發(fā)展的影響

土地退化是汾河流域主要的生態(tài)環(huán)境問題，對流域可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了深刻影響。

（1）比較汾河流域土地退化的損失值與全流域GDP值，反映土地退化對流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響程度。2010年汾河流域土地退化的經(jīng)濟(jì)損失為3.83×109元，約占全流域 GDP（4.98×1010元）的0.77%；上游、中游、下游的土地退化經(jīng)濟(jì)損失量分別占其GDP的1.45%，0.78%，0.41%，上游的土地退化損失對可持續(xù)發(fā)展的影響遠(yuǎn)大于中下游，而上游地區(qū)大多是貧困區(qū)，因此土地退化嚴(yán)重制約著上游地區(qū)的脫貧致富和全流域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（2）除自然因素外，不合理的土地利用方式是汾河流域土地退化的主要原因，土地退化與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有密切的關(guān)系。對比2010年汾河流域土地退化損失值與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值（2.63×1010元），發(fā)現(xiàn)前者占后者的14.58%，其中，中游土地退化損失值占第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的比例最大，為23.65%，上游為18.24%，下游為9.56%?？梢姡诤恿饔虼嬖谥豢沙掷m(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，致使土地理化性質(zhì)退化嚴(yán)重，直接影響汾河流域的生態(tài)安全和糧食安全。

（3）汾河流域土地退化給居民生活帶來了危害。2010年汾河流域土地退化經(jīng)濟(jì)損失的人均負(fù)荷值為290.08元／人，其中，上游、中游、下游的人均負(fù)荷值分別為535.42，215.35，165.55元／人。汾河流域土地退化人均負(fù)荷值占農(nóng)村人均純收入的比值，上游為7.60%，中游為5.90%，下游為5.10%，貧困人口分布區(qū)與土地退化嚴(yán)重區(qū)的分布具有高度的一致性，因此土地退化阻礙著貧困人口增收致富的步伐。

4 討論

（1）近年來，在國內(nèi)有關(guān)生態(tài)損益的評估成果眾多，但目前仍未形成標(biāo)準(zhǔn)化的評價(jià)理論和指標(biāo)體系。我國應(yīng)該在完善生態(tài)損益評估指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，建立土地退化經(jīng)濟(jì)損失的評價(jià)指標(biāo)體系。本研究結(jié)合汾河流域的特點(diǎn)及其土地退化的現(xiàn)狀，初步估算了2010年汾河流域土地退化造成的土體、養(yǎng)分、耕地、草地等方面的經(jīng)濟(jì)損失，取得了值得信賴的研究結(jié)果，希望能為同類研究提供參考，并夠引起政府有關(guān)部門的重視。

（2）受調(diào)查時(shí)間、資料獲取、研究條件等方面的制約，本研究主要估算了2010年汾河流域土地退化的經(jīng)濟(jì)損失，尚缺乏時(shí)間序列上的計(jì)量和比較。此外，國內(nèi)相關(guān)研究估算結(jié)果基于研究范圍、估算方法、選取指標(biāo)等不同，不具有很強(qiáng)的可比性，其計(jì)算結(jié)果的科學(xué)性與精確度還有待于進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)與研究。

5 結(jié)論

（1）采用生態(tài)經(jīng)濟(jì)損益核算方法分別估算了2010年汾河流域水土流失、沙漠化、鹽漬化的經(jīng)濟(jì)損失，三者合計(jì)經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3.83×109元，約占GDP的0.77%（上游占1.45%），上游地區(qū)影響著太原市乃至山西省的生態(tài)安全，是土地退化的重點(diǎn)治理區(qū)。

（2）2010年汾河流域土地退化損失值占第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的14.58%，汾河流域的農(nóng)業(yè)發(fā)展在某種程度上是以土地退化為代價(jià)換來的，土地退化給汾河流域的可持續(xù)發(fā)展能力帶來了深刻影響。

（3）2010年汾河流域土地退化經(jīng)濟(jì)損失的人均負(fù)荷值為290.08元／人，汾河上游地區(qū)的人均負(fù)荷值占農(nóng)村人均純收入的7.60%，嚴(yán)重制約著貧困地區(qū)人民的脫貧致富。

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