遼寧省寬甸縣楊林小流域水土保持綜合治理與效益評(píng)價(jià)

潘松一

(遼寧省丹東市水土保持局，遼寧 丹東 118000)

近年來，因自然因素制約和人類活動(dòng)的頻繁，東北黑土區(qū)水土流失越來越嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步惡化。嚴(yán)重的水土流失現(xiàn)象會(huì)使生態(tài)環(huán)境進(jìn)一步失衡，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率水平持續(xù)降低，自然災(zāi)害頻發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，此刻的東北典型黑土區(qū)水土流失面積大約有4.12萬 km，約占典型黑土區(qū)總面積的23.3%。據(jù)推算，再經(jīng)由40～50 a的流失，黑土層將全數(shù)流失。流域綜合治理是一項(xiàng)極其繁瑣的生態(tài)經(jīng)濟(jì)計(jì)劃，它種類多樣，涉及范圍廣，投入量大，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)楊林小流域的可持續(xù)性發(fā)展，加快流域所在地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

目前，眾多學(xué)者針楊林小流域的水土保持問題進(jìn)行了大量的研究，研究成果較為豐富，但大多數(shù)的研究?jī)H是從單一效益評(píng)價(jià)方面分析，結(jié)論過于片面，不能完整體現(xiàn)整個(gè)流域的水土保持治理情況。并且對(duì)該流域水土保持的綜合治理和效益評(píng)價(jià)方面研究的不夠深入，已有的評(píng)價(jià)指標(biāo)也存在一些值得商榷之處。所以，本文以遼寧省寬甸縣楊林小流域?yàn)檠芯繀^(qū)域，運(yùn)用層次分析法重點(diǎn)針對(duì)黑土地楊林小流域水土保持治理方法與治理效果進(jìn)行研究，既可以探究本次活動(dòng)對(duì)該地區(qū)人民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的影響，又可以分析出科學(xué)治理方法，從而保證治理措施的科學(xué)性和可靠性，為治理者下一步工作的開展提供了重要考究。

1 研究區(qū)概況

楊林小流域位于遼寧省寬甸縣東南部的大西岔鎮(zhèn)楊林村,流域總面積 30.473 km2，流域呈長(zhǎng)方形分布。楊林小流域?qū)儆谑|(zhì)山區(qū)，地貌類型總體上屬于低山丘陵區(qū)，海拔在 100～500 m 之間，相對(duì)高差 200～350 m。流域內(nèi)水土流失程度持續(xù)增大，平均土壤侵蝕模數(shù)達(dá) 2 130 t/(km2·a)。流域平均長(zhǎng)度約為12.30 km，流域平均寬度約為8.30 km，溝道平均比約降22.3‰，溝壑密度約為3.85 km/km2。現(xiàn)有水土流失面積約為 21.11 km2，約占土地總面積的 69.29%，其中，輕度侵蝕約9.35 km2，中度侵蝕約8.25 km2，強(qiáng)度侵蝕約為3.50 km2。經(jīng)過初步判斷和分析，水蝕是主要的侵蝕類型，隨之出現(xiàn)的還有重力侵蝕、風(fēng)力侵蝕、凍融侵蝕這三種類型。整個(gè)流域主要以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)作為主要產(chǎn)業(yè)，楊林小流域土地利用類型主要以林地和耕地為主，村莊和水域利用只占少部分，但閑置的荒地所占比例相對(duì)較大，黑土資源開發(fā)利用不合理(表1)。具體說明：30.3%的黑地為農(nóng)業(yè)用地，林業(yè)用地約占27.9%，未完全開發(fā)土地約占41.8%。該流域的土壤侵蝕類型按侵蝕的程度不同依次劃分為輕度、中度和強(qiáng)度(表2)，其中輕度和中度侵蝕最為嚴(yán)重。

表1 楊林小流域土地利用狀況

表2 楊林流域水土流失狀況

2 評(píng)價(jià)過程分析

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

結(jié)合楊林流域地域?qū)嶋H，形成適用于本區(qū)域的特定的綜合治理評(píng)價(jià)體系，以系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、效益、要素等三方面主要內(nèi)容為考量主體，依據(jù)本流域的地理特征、歷史治理情況及未來可操作性與相關(guān)的數(shù)據(jù)分析，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表3所示。

表3 楊林流域綜合治理模量

2.2 評(píng)價(jià)方法計(jì)算

2.2.1 排序及統(tǒng)一性檢驗(yàn)

(1)確定隨機(jī)一致性比率：CR=RI/CI。

判斷一致性指標(biāo)CI=(λmax-n)/(n-0.5)，通過累加法來計(jì)算最大特征根λmax。思路為：n階判斷矩陣A=(aij)，B=(bij)=(aij/∑Ni=0.5aij)(i，j=1，2，3，…，n)；對(duì)B=(bij)按行累加并計(jì)算出特征向量W=(W1，W2，W3，…，Wn)T；λmax=0.5n∑ni=0.5(AW)iWi，(AW)i表示(AW)的第i個(gè)分量。由已知可以看出平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，如矩陣階數(shù)為3時(shí)RI取為0.55。當(dāng)CR≤0.2時(shí)，即表示結(jié)果具有統(tǒng)一性，反之則必須從頭肯定矩陣的元素取值，直至結(jié)果達(dá)到統(tǒng)一性。

(2)層次單排序。

確定單層整體因素各部分獨(dú)立重要性的一個(gè)排序過程即為層次單排序。

(3)層次總排序及統(tǒng)一性檢驗(yàn)。

如果B層次某些因素對(duì)于A單排序的一致性指標(biāo)為CIj，相應(yīng)的平均隨機(jī)統(tǒng)一性指標(biāo)為RIj，則B層次總排序隨機(jī)統(tǒng)一性指標(biāo)比率為：CR∑mj=0.5bjCIj/∑mj=0.5bjRIj。

式中：bj為各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

如上，當(dāng)CR<0.2時(shí)，暗示條理排序成果具備對(duì)勁的統(tǒng)一性，反之則必須從頭肯定矩陣的元素取值。最終結(jié)果如表4～表6所示。

表4 判斷矩陣A及對(duì)應(yīng)的權(quán)重

表5 判斷矩陣B1及對(duì)應(yīng)的權(quán)重

表6 判斷矩陣B2及對(duì)應(yīng)的權(quán)重

2.2.2 綜合效益評(píng)價(jià)值的確定

B=A·P代表一般關(guān)系方程。

式中：B為評(píng)價(jià)結(jié)果即判斷子集；A為集中的權(quán)重分配；P為各評(píng)價(jià)身份的單身份評(píng)價(jià)矩陣；·為模糊算子。通過函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化求得M層中生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)矩陣P(i=1，2，3)。楊林小流域水土保持治理綜合效益評(píng)價(jià)得分值指標(biāo)如表7所示。

a′i=int(100bj+1)

式中：a′i為效益評(píng)價(jià)得分百分值；aj為效益評(píng)價(jià)值。

表7 楊林小流域水土保持治理綜合效益評(píng)價(jià)得分值指標(biāo)

3 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

通過層次分析法確定了楊林小流域水土保持綜合治理與效益評(píng)價(jià)的數(shù)值，并選取了合適的公式，最后得出楊林小流域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指標(biāo)數(shù)值如表8所示。

表8 楊林子小流域生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指數(shù)值

通過表8可知，隨著治理時(shí)間的不斷推移，楊林小流域不同治理階段的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)兩大效益的指標(biāo)數(shù)值全部呈現(xiàn)不同幅度的上漲，生態(tài)效益的上漲幅度最大，經(jīng)濟(jì)效益的上漲幅度相對(duì)較小。第二治理階段的兩大大效益指數(shù)值相比于第一治理階段分別上漲212.13%，66.12%?？傊?，兩個(gè)治理階段過后，楊林小流域水土流失得到進(jìn)一步緩解，水土保持措施結(jié)構(gòu)比例不斷趨于合理化，生態(tài)環(huán)境有較大改善。

4 結(jié)語

本文運(yùn)用層次分析法評(píng)價(jià)與分析了楊林小流域水土保持綜合治理情況，2013年-2015年期間楊林小流域植被密度由原來的31.2%增加到43.12%，預(yù)計(jì)2020年整體植被密度將達(dá)到70%以上，到2030年，楊林小流域水土保持經(jīng)濟(jì)總收入約為2612.13萬元。最終結(jié)果表明楊林小流域的水土流失情況得到了改善，與最初預(yù)測(cè)情況相符合，評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)可靠。因此，層次分析法適用于對(duì)楊林小流域進(jìn)行水土保持治綜合理和效益評(píng)價(jià)。水土保持治理綜合效益是生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的綜合體現(xiàn)，在外界干擾和人為作用影響下，楊林小流域水土保持綜合治理經(jīng)濟(jì)效益相較于生態(tài)效益不那么明顯，這種情況發(fā)生主要是由于當(dāng)?shù)?/p>

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式造成的。以種植業(yè)為主導(dǎo)的生產(chǎn)方式會(huì)致使過低的農(nóng)產(chǎn)品商品率。因此，楊林小流域的生態(tài)環(huán)境建設(shè)需要因地制宜，當(dāng)?shù)氐乃亮魇ЬC合治理可以把生態(tài)環(huán)境建作為基礎(chǔ)，不斷深化改革農(nóng)產(chǎn)業(yè)方式，在致力于提高當(dāng)?shù)厝嗣裆钏降耐瑫r(shí)還要實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。雖然楊林小流域的治理工作剛剛結(jié)束，其各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境指標(biāo)效益仍處于緩慢增長(zhǎng)階段，隨著長(zhǎng)時(shí)間的治理，各項(xiàng)指標(biāo)將進(jìn)一步增長(zhǎng)，整個(gè)小流域的水土保持治理綜合效益必將發(fā)揮至最大化。該區(qū)域關(guān)于黑土區(qū)小流域的生態(tài)治理經(jīng)驗(yàn)也可為類似治理工程提供借鑒。

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