李玉生，赵春艳

(新疆水利水电科学研究院，新疆乌鲁木齐830049)

伊犁低山丘陵区小流域综合治理模式及效益评价
——以阿勒玛勒小流域为例

李玉生，赵春艳

(新疆水利水电科学研究院，新疆乌鲁木齐830049)

水土保持;小流域治理模式;效益评价;低山丘陵区;新疆伊犁

根据阿勒玛勒小流域实际情况，分别从生态效益、经济效益和社会效益着手，选择了9个具有代表性的评价指标，构建了阿勒玛勒小流域生态与经济、社会互动发展评价模型。运用层次分析法并结合多层次模糊综合评价方法，分别对生态效益、经济效益、社会效益及综合效益进行了初步评价论证。结果表明:“上游以封禁、封育为主进行预防保护;中游以沟道、坡面为重点，在沟道配置谷坊、淤地坝和护坡等工程措施，并结合实际情况适当采取植物措施，在坡面配置水保林并配套灌溉工程措施;下游种草、种植农作物以增加地面覆盖为主进行生态修复”的水土流失治理模式在伊犁低山丘陵水土流失区是切实可行的，可在同类地区推广。

新疆水土流失分布范围广、面积大，侵蚀类型多［1］，而伊犁地区是新疆主要的水蚀区，水力侵蚀面积1.86万km2，占全区水力侵蚀面积的21.23%。伊犁地区“四山三谷一盆地一河谷”的独特地形地貌，加之诸多的冲洪积扇、面积较大的低山丘陵为水蚀提供了条件，使得该区水土流失严重。因此，对该区低山丘陵区小流域治理模式及其效益进行系统的分析研究，对于合理利用本区土地资源，加快其治理速度，提高水土保持效益，甚有意义。

为准确评价阿勒玛勒小流域综合治理的生态、经济、社会效益，我们遵循客观性、科学性、整体性、易获得性等指标体系建立的基本原则，在采用频数统计法进行指标筛选的基础上，构建既能反映小流域生态经济系统结构和功能，也能反映其持续、高效、循环基本特征的生态效益、经济效益和社会效益的评价指标体系［2］。在此基础上，采用层次分析法确定指标权重，并通过多层次模糊评价方法进行小流域综合治理效益评价［3］，旨在为伊犁低山丘陵区小流域综合治理工作提供理论依据。

1　小流域概况

阿勒玛勒小流域行政上属于伊犁新源县阿勒玛勒乡管辖，位于巩乃斯河谷中部。流域面积63 km2，地势南高北低，上游为高山带水源涵养区，坡度10%～ 30%;中游为低山带和山前丘陵区，坡度5%～10%;下游为冲洪积扇土质平原区，坡度1%～5%。属温带大陆性半干旱气候区，年平均气温6.1～9.3℃，年平均降水量450～885 mm，年平均积雪天数114～139 d，积雪厚度最深达67 cm。

该流域属于中度、强度水力侵蚀区，地表沉积物由第四纪松散物形成，物理特性较差，加之长期过度放牧，大面积地毁林、毁草开荒，植被覆盖率降低，遇季节性阵发降水或暴雨时易发生滑坡、泥石流、崩塌。洪水季节性强，以暴雨洪水和冰雪融水最为普遍，峰高流急，历时短，冲蚀能力强。流域内土壤侵蚀最严重区块土壤侵蚀模数在4 000 t/(km2·a)左右。该小流域于2003—2006年开展了水土流失生态治理工程，基本实现了各项水土保持措施的优化配置。

2　阿勒玛勒小流域治理模式

2.1流域上游草场围栏封育

阿勒玛勒小流域上游区主要为大面积的低山草地，自然因素造成的水土流失较轻微，过度放牧造成草场退化是引发水土流失的主要因素。该区域采取的封禁治理措施以围栏封禁为主，将划定的封禁区和管护区进行封闭，只在出入路口留通行门，并设立警示牌，以保证天然草场全年封禁的有效实施和人工林草地的有效管护。

2.2中游坡面、沟道防护措施配置

(1)水平沟营造水保林。在坡地上沿等高线修水平沟，栽种当地适生树种杨树、榆树、柳树等，配套建设渠系灌溉工程，在自然降水不能满足林木生长要求时，给予补充灌溉。

(2)生物谷坊+浆砌石谷坊+浆砌石护岸治理沟道。利用浆砌石护岸防护沟道边坡，通过谷坊来抬高沟底侵蚀基点，防止沟底下切和沟岸扩张，使沟道得到了全面防护和治理。从沟头到沟底，以浆砌石谷坊+植物谷坊的方式，逐级修筑。浆砌石谷坊顶宽1.0 m，地面以上高1.0 m，地面以下清基深度0.5 m左右，迎水坡1∶0.2，背水坡1∶0.8。植物谷坊桩料选生长能力强的红柳，埋桩时牙眼向上，各排桩呈品字形布置。

2.3下游农作物+水平沟种草

小流域下游段为较平缓地带，继续搞好农作物种植，主要水土保持措施是撒播草籽，增加植被覆盖度，配置措施为水平沟种植苜蓿，不需额外配套灌溉措施，只需修建水平沟，靠自然降水即可生长。

3　阿勒玛勒小流域综合治理效益评价

应用层次分析法和多层次模糊评价法对阿勒玛勒小流域综合治理效益进行分析评价。

层次分析法简要步骤为:①将要评价的对象划分为目标层(A)、准则层(C)、指标层(M)。除目标层外，准则层(C)和指标层(M)包含若干个评价指标，以此构建纵向网络结构。②构造判断矩阵，确定各指标的归一化权重(即一个指标层相对于上一个目标层的权重值之和为1)。③根据基础资料和实地调查的数据，将各个指标的实际值标准化，并与权重因子建立模糊数学关系。④对评价过程进行分析，由指标层(M)到准则层(C)，再由准则层(C)收缩至目标层(A)，整个评价过程基本结束。

3.1基础资料收集

(1)查阅小流域历年综合治理情况统计表，以2004年和2011年为主的有关阿勒玛勒乡的统计年鉴资料，小流域水土保持工程资料等。内容涉及小流域自然地理概况、社会经济状况的各项指标。

(2)根据小流域基本情况，把农户划分为富裕、中等、贫困3个层次。在每个层次上随机选择一定数量的典型农户，采用半结构式调查方式进行实地调查，以这些典型农户的调查平均值结合行政村、乡的统计年鉴资料作为基础调查数据。调查资料涉及:①人均粮食、耕地面积、粮食总产量、果园面积、人口、劳力;②农作物产量和果品产量;③劳动生产率、土地生产率、家庭主要经济来源、人均纯收入、劳动力利用率;④农产品价格，农作物总投入(包括农药、地膜、种子、肥料、管护、收割和税费等费用)、总收入(包括果品、粮食及劳务收入);⑤对实施小流域综合治理、退耕还林(草)等的看法。

3.2综合效益评价的层次结构模型［4-6］

阿勒玛勒小流域综合治理效益评价的层次结构模型为:

(1)目标层(A)。小流域综合治理效益。

(2)准则层(C)。评价指标包括经济效益(C1)、生态效益(C2)、社会效益(C3)。

(3)指标层(M)。具体评价指标包括治理程度(M1)、林草覆盖率(M2)、土壤侵蚀模数(M3)、劳动生产率(M4)、土地生产率(M5)、人均纯收入(M6)、人均产粮(M7)、人均基本农田(M8)、劳动力利用率(M9)等9个方面。

目标层、准则层及指标层中各元素所构成的层次结构关系如图1。

图1　阿勒玛勒小流域综合治理效益评价层次结构

3.3评价指标的权重

在阿勒玛勒小流域综合治理效益评价过程中，各指标要素权重的确定是事关评价成败的关键。本研究运用层次分析法确定权重，根据层次分析模型结构，在专家咨询的基础上，确定效益评价权重。构造了A—C判断矩阵、C—M判断矩阵，并进行层次单排序，结果分别见表1—4(λmax为最大特征根;CI为一致性指标;CR为随机一致性比率;RI为平均随机一致性指标)。

表1　A—C判断矩阵及排序

表2　C1—M判断矩阵及排序

表3　C2—M判断矩阵及排序

表4　C3—M判断矩阵及排序

通过一致性检验，CR均小于0.1。这说明生态、经济和社会效益层次单排序具有满意的一致性，效益评价的层次单排序是正确的。由此可知小流域各评价指标权重的总排序(表5)。

表5　小流域综合治理评价指标权重排序

据表5数据计算可知，层次总排序为0.038 1＜0.1，符合一致性要求，各个因素评价指标所得权重符合评价要求，指标的总排序是正确的。这说明在阿勒玛勒小流域综合治理过程中，首先应考虑的是生态效益，其次是经济效益，最后才是社会效益。由各指标权重排序可知，在阿勒玛勒小流域综合治理中，小流域治理程度、人均纯收入、人均基本农田和劳动力利用率是该地区效益评价的主要影响因子，在今后小流域综合治理效益评价体系中应主要针对这几项指标开展研究。

3.4多层次模糊综合评价［7-9］

多层次模糊综合评价的方程可以表示为

式中:B为评价结果即判决子集;A为模糊集中的权重分配;“·”为模糊算子;R为各评价因素的单因素评价矩阵。

依据升半梯形和降半梯形两类函数对评价指标实际值进行标准化处理，其中土壤侵蚀模数指标采用降半梯形标准化，其余指标采用升半梯形标准化。

根据多层次模糊评价方法、获取的指标及计算的权重，经过对阿勒玛勒小流域治理前后综合治理效益利用公式分别进行合成运算，可得如下结果:治理前后阿勒玛勒小流域的生态效益B1=A1·R1=(0.254 7，0.745 3)，经济效益B2=A2·R2=(0.623 2，0.876 8)，社会效益B3=A3·R3=(0.627 0，0.732 1)，综合效益B=A·R=(0.623 9，0.772 5)。

为了直接明示小流域综合治理评价结果，将效益评价值通过公式Bi=int(100bi+0.50)换算成百分制(表6)。

表6　小流域综合治理效益评价分值

根据阿勒玛勒生态经济发展现状，经广泛征求专家和科研人员的意见，把全流域的生态效益、经济效益、社会效益和综合效益评价结果按得分划分为4个等级:80～100分为优秀;70～79分为良好;60～69分为中;59分以下为差。按照这4个等级，将阿勒玛勒小流域治理前后综合治理效益进行评价，结果见表7。

表7　小流域综合治理效益评价结果

4　结论

阿勒玛勒小流域是伊犁低山丘陵区小流域治理典型示范小流域，经过治理，极大地改善了脆弱的生态环境。在治理过程中积累的一些经验，可供类似低山丘陵区小流域借鉴。

(1)从阿勒玛勒小流域治理的水土保持措施运用上分析，2003—2006年所运用的各项水土保持措施总体上较为合理，具有一定的针对性和适宜性。实施水土保持措施后，流域治理综合效益指标值由2004年的0.623 9提高到2011年的0.772 5，提高了23.82%，这表明，在伊犁低山丘陵水土流失区实施小流域综合治理是促进生态、经济和社会协调发展的重要途径。

(2)对阿勒玛勒小流域措施配置模式的效益评价分析表明:2004年，实施生态型治理的阿勒玛勒小流域生态效益和社会效益较差，说明水土保持措施配置不够完善;治理后，截至2011年，小流域经济效益最好，生态效益和社会效益较好。这表明在该流域实施的水土保持措施是正确的、配置是合理的，完善了治理格局。

(3)“上游以封禁、封育为主进行预防保护;中游以沟道、坡面为重点，在沟道配置谷坊、淤地坝和护坡等工程措施，并结合实际情况适当采取植树种草等植物措施，在坡面配置水保林并配套灌溉工程措施;下游种草、种植农作物以增加地面覆盖为主进行生态修复”的水土流失治理模式在伊犁低山丘陵水土流失区是切实可行的，可在类似区推广。

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［8］王梅，王涛.水土保持项目综合评价的模糊层次分析法［J］.水利经济，1996(4):61-66.

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(责任编辑张培虎)

S157.2

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1000-0941(2016)03-0025-04

新疆维吾尔自治区财政专项资助项目;新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目(KY2014046)

李玉生(1964—)，男，河南通许县人，高级工程师，学士，主要从事水土保持研究工作;通信作者赵春艳(1979—)，女，新疆乌鲁木齐市人，高级工程师，硕士，主要从事农田节水、水土保持研究工作。

2015-07-27