全 文 ：北京山区小流域生态经济效益评价
———以雁栖河小流域为例*
肖辉杰1**摇 魏自刚2 摇 王摇 庆2 摇 朱晓博1
( 1北京林业大学水土保持学院, 北京 100083; 2北京市怀柔区水务局, 北京 101400)
摘摇 要摇 基于生态经济协调发展理论,从北京市怀柔区雁栖河小流域的生态、经济、社会子系
统中选取 13 个评价指标,采用梯形函数对各指标评价值进行归一化,并通过层次分析法确定
各指标权重,在此基础上采用加权综合指数法对流域生态经济效益进行评价. 结果表明:
2004—2011 年,雁栖河小流域生态、经济、社会效益均有所提高,其中,生态效益的增幅最大,
其效益评价值由 2004 年的 0. 210 提高到 2011 年的 0. 255,增幅为 21. 5% ;系统生态经济效益
综合评价值由 0. 734 提高到 0. 840,增幅为 14. 2% .目前,流域已达到高级生态系统阶段,系统
处于良性循环,流域内生态、经济、社会协调发展.
关键词摇 协调发展摇 评价指标摇 加权综合指数法摇 北京市怀柔区摇 高级生态系统
文章编号摇 1001-9332(2012)12-3479-09摇 中图分类号摇 F062. 2摇 文献标识码摇 A
Evaluation on the eco鄄economic benefits of small watershed in Beijing mountainous area: A
case of Yanqi River watershed. XIAO Hui鄄jie1, WEI Zi鄄gang2, WANG Qing2, ZHU Xiao鄄bo1
( 1College of Soil and Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China;
2Huairou Bureau of Water Affairs, Beijing 101400, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,23(12):
3479-3487.
Abstract: Based on the theory of harmonious development of ecological economy, a total of 13 eval鄄
uation indices were selected from the ecological, economic, and social sub鄄systems of Yanqi River
watershed in Huairou District of Beijing. The selected evaluation indices were normalized by using
trapezoid functions, and the weights of the evaluation indices were determined by analytic hierarchy
process. Then, the eco鄄economic benefits of the watershed were evaluated with weighted composite
index method. From 2004 to 2011, the ecological, economic, and social benefits of Yanqi River
watershed all had somewhat increase, among which, ecological benefit increased most, with the val鄄
ue changed from 0. 210 in 2004 to 0. 255 in 2011 and an increment of 21. 5% . The eco鄄economic
benefits of the watershed increased from 0. 734 in 2004 to 0. 840 in 2011, with an increment of
14郾 2% . At present, the watershed reached the stage of advanced ecosystem, being in beneficial
circulation and harmonious development of ecology, economy, and society.
Key words: harmonious development; evaluation index; weighted composite index method; Huai鄄
rou District of Beijing; advanced ecosystem.
*中央高校基本科研业务费专项(TD2011鄄03)和北京林业大学科技
创新计划项目(YX2011鄄27)资助.
**通讯作者. E鄄mail: herr_xiao@ hotmail. com
2012鄄09鄄15 收稿,2012鄄10鄄09 接受.
摇 摇 小流域作为一个开放的、多元化的自然鄄社会鄄
经济综合体,是生态经济活动的基础,其持续健康发
展对人类的生存发展起到至关重要的作用. 小流域
生态经济系统是一种特殊的复合系统,其各种自然
因素相互制约与互动,上中下游以及支干流之间的
相互影响也很显著[1] .自 20 世纪 70 年代以来,我国
学者开创性地提出并成功将资源开发、经济和社会
发展融为一体,进行以小流域为单元的水土流失治
理工作[2] .
小流域生态经济协调发展是目前生态经济学研
究关注的焦点,许多学者从恢复生态学[3]、发展经
济学[4]和小流域农业生态经济系统耦合态势[5-7]等
角度对小流域生态经济进行研究. 小流域范围内的
生态经济系统评价是实现区域生态经济研究的基
础,可以实现流域经济系统的可持续、协调和稳定发
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 12 月摇 第 23 卷摇 第 12 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2012,23(12): 3479-3487
展[8] .自 20 世纪 90 年代初,国内外学者主要从生
态、经济和社会三大效益框架出发[9-11],利用定性与
定量相结合的方法进行流域生态系统评价,主要研
究方法有综合指数法[12]、熵值法[13]、层次分析法[14]
和生态足迹评价[15]等.
国外学者多采用过程模拟的方法进行生态经济
整合研究,并相继开发出相关的生态经济模
型[16-17] .模型多采用系统动力学方法模拟流域周围
土地利用格局的变化以及区域社会经济行为背景下
的自然动态,并采用 GIS 和 RS 技术实现从小区域
到整个流域的耦合过程,解决了生态系统内部过程
模拟的尺度问题[18-19] .
国内关于流域生态经济研究多基于对流域内不
同因子的分析评价,对流域的资源环境承载力和可
持续发展进行健康诊断.如程国栋[20]在系统总结国
内外相关研究的基础上,提出了以水资源可持续利
用研究为纽带的黑河流域生态经济综合研究框架;
周立华等[21]分析了内陆河流域现存的主要生态经
济问题,提出了黑河流域生态经济协调发展的系统
耦合模式;朱永华等[22]探讨了海河流域与水相关的
生态环境承载力的内涵、指标体系以及生态环境承
载力的量化模型;佘济云等[23]采用生态足迹分析法
对南渡江流域生态经济系统进行了评价;任春燕[24]
运用层次分析法对纸坊沟流域农业生态经济系统效
益进行评价;关进平等[13]利用熵值法对昌化江流域
生态经济系统的可持续发展进行研究,分析了影响
昌化江流域生态经济系统可持续发展的重要因子和
重点区域.
北京山区小流域是首都的天然屏障以及主要水
源涵养和供给源地,也是居民的休闲旅游度假胜地,
流域的生态经济体系直接关系到首都饮用水的安
全,对首都经济社会的可持续发展具有重要的战略
意义.但在过去的一段时间,随着小流域的不断开
发、以及水资源和水环境问题的出现,许多小流域的
生态功能、水源涵养功能、旅游休闲功能将面临或正
遭受功能退化的风险. 2004 年以来,北京市在全市
山区流域范围内开展综合治理工作,取得一定成效.
本研究选取雁栖河流域作为北京山区有长流水的典
型小流域,从生态经济的角度出发,对流域的综合效
益进行基本阐述和简单评价,通过合理分析制定出
适用于北京山区小流域生态经济综合评价指标体
系,从生态、经济和社会三大效益出发,定量分析了
流域结构与功能,以期为山区小流域治理和进一步
发展提供科学依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
雁栖河流域行政隶属于北京市怀柔区雁栖镇,
是北台上水库的入库河流. 流域地势西北高、东南
低,海拔 81 ~ 1600 m,流域地形属于低山丘陵区,山
高坡陡、土层瘠薄,平均沟壑深度 2. 7 km·km-2,极
易引起水土流失.雁栖河小流域面积 128. 7 km2,水
土流失面积(32. 2 km2)占总面积的 25. 1% ,其中,
轻度侵蚀面积 28. 6 km2,中度侵蚀面积 3. 6 km2 . 20
世纪 90 年代以来,随着流域旅游产业的发展,污水、
垃圾污染十分严重,河道水质明显下降.部分地区由
于植被破坏、径流改变,土壤乃至地质结构受到影
响,易形成山体滑坡和泥石流等灾害.
2004 年以来,雁栖河流域严格按照北京市建设
生态清洁型小流域的水土保持思路,开展各项水土
保持工作. 目前,该区水土流失综合治理程度在
85%以上,林草保存面积占宜林宜草面积的 80%以
上,25毅以上的坡耕地全部退耕还林还草,小流域内
平均土壤侵蚀量控制在土壤容许流失量以下.
1郾 2摇 数据来源
本研究采用的生态环境数据(土壤侵蚀模数、
土壤有机质变化率、水土流失治理度、地表径流模
数)主要源于 2004—2011 年北京市怀柔区水务及环
保部门的监测数据.根据 2004 和 2011 年的 Landsat
TM影像,在像元二分模型的基础上,利用归一化植
被指数(NDVI)对研究区林草覆盖率进行估算. 同
时,结合野外定点样方调查,对基于遥感影像估算的
林草覆盖率进行检验和较正. 不同土地利用类型样
方的大小不同,林地样方为 50 m伊50 m,灌木林地样
方为 20 m伊20 m,草地和农田样方为 10 m伊10 m,每
种土地利用类型各建 5 个样方进行定点调查. 经济
数据(土地生产率、人均纯收入)源于《怀柔区统计
年鉴》 [25] .通过实地走访调查流域内 7 个行政村的
各业收入以及土地产量状况.流域居民 2004—2011
年人均粮食产量源于《怀柔区统计年鉴》 [25] .生态经
济结构势(H)、环境人口容量(C)、恩格尔系数(n)
根据实地走访调查数据计算得出.
H = 1
n移
n
i = 1
(R忆e i - Re i[ ]) -0郾 5 伊 n5 (1)
式中:R忆e i( =E忆e i / Ee i)为第 i 个子系统的投入有效
率,其中,Ee i为第 i 个子系统的综合投入, E忆e i为第
i个子系统的有效产出;Re i为第 i 个子系统投入有
效率的均值.
0843 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
C = K 伊 F = (Q1 / Q2)F (2)
式中:K为人口承载力指数;Q1为人口承载量;Q2为
人口实际数量;F 为系统平衡稳定系数(以粮食、肥
料、饲料、燃料的满足程度作为系统平衡稳定系
数).
n = x / y (3)
式中:x为食品消费支出总额;y为消费支出总额.
1郾 3摇 评价指标体系的构建
小流域生态经济评价指标体系由若干个生态、
经济和社会评价指标组成,可以反映小流域建设过
程中生态鄄社会鄄经济动态关系,并对这一复合系统
具有刻画、描述、评价、解析和决策等功能[26] . 指标
的选取需体现小流域在人口、资源与环境方面的联
系,以及自然供给与经济产业的关系.
1郾 3郾 1 指标体系构建的原则摇 指标体系的选择应遵
循以下原则[27-28]:客观性:指标必须客观存在,符合
流域实际情况,避免受人为严重影响;科学性:所选
指标应有一定的代表性,基本上能反映小流域建设
的内涵和目标的实现程度;独立性:单个指标应反映
流域的某一侧面,指标之间应尽量不相互重叠,不存
在运算或因果关系;系统性:指标体系作为一个统一
整体,应能够反映和测度评价的主要特征和状况,指
标体系的各个指标应具有同一量纲,以便对系统的时
间演变和空间分布规律进行研究;层次性:指标体系
应根据评价对象和内容分出层次,并在此基础上将指
标体系分类,以使指标结构清晰、便于应用.
1郾 3郾 2 评价指标选择的步骤摇 评价指标的构建按照
以下步骤进行[29]:1)指标的初选. 采用频度统计法
统计以往的研究论文,采用频率较高的指标,尽可能
涵盖可以描述该系统各层次状态的所有指标,全方
位考虑,以免遗漏重要指标. 2)指标的筛选.根据独
立性分析,选用相互独立的指标、排除相关密切的指
标.在此基础上,征求专家意见,对初选指标进行筛
选,将那些不适宜的指标逐步淘汰. 3)指标的确定.
结合当地实际发展状况和指标取得的难易程度,最
终确定指标体系,形成完整的指标体系框架.
1郾 3郾 3 评价指标体系的框架摇 根据指标体系的遴选
和建立方法以及雁栖河小流域的自然、社会和经济
特征,采用层次分析法构建生态经济评价指标体系
的框架. 雁栖河小流域的生态经济指标体系分为 3
个层次(目标层、准则层、指标层),包含 3 个子系统
(生态子系统、经济子系统、社会子系统).
本研究初选指标 20 项.在生态子系统中,森林
覆盖率与林草覆盖率相关,保土率、保水率、水土流
失治理度与土壤侵蚀模数相关联;在经济子系统中,
劳动生产率与土地生产率相关,投资总收益率与经
济产投比相关;在社会子系统中,人口密度和从业人
数与环境人口容量相关.剔除有关联的指标,本文最
终选择 13 项可以反映流域生态经济特征的要素作
为评价指标(表 1).
1郾 4摇 评价方法
采用加权综合指数法进行生态经济系统效益评
价[30-34] .
I =移
m
i = 1
w i移
n
j = 1
w ijE ij (4)
式中:I为整个系统的评价值;E ij为第 i子系统中第 j
个指标的评价值;棕i为第 i子系统的权重系数;棕ij为
第 i子系统中第 j个指标的权重系数.
首先将系统分解为不同的子系统,然后通过具
体的指标,由下至上计算对各级子系统的影响,最后
对整个系统进行全面评价.如果只有一级子系统,式
(4)可简化为:
I =移
n
i = 1
E iw i (5)
表 1摇 雁栖河小流域生态经济评价指标体系
Table 1摇 Eco鄄economical evaluation indices of Yanqi River
watershed
目标层
Target
layer
准则层
Criterion
layer
指标层 Basic index layer
初选指标
Originally selected index
评价指标
Finally selected index
A B1 林草覆盖率 林草覆盖率(C1)
土壤侵蚀模数 土壤侵蚀模数(C2)
土壤有机质变化率 土壤有机质变化率(C3)
水土流失治理度 水土流失治理度(C4)
地表径流模数 地表径流模数(C5)
森林覆盖率
保土率
保水率
B2 系统商品率 系统商品率(C6)
土地生产率 土地生产率(C7)
人均纯收入 人均纯收入(C8)
经济产投比 经济产投比(C9)
劳动生产率
投资总收益率
B3 生态经济结构势 生态经济结构势(C10)
环境人口容量 环境人口容量(C11)
人均粮食 人均粮食(C12)
恩格尔系数 恩格尔系数(C13)
人口密度
从业人数
A:雁栖河小流域生态经济系统效益评价 Evaluation on the eco鄄eco鄄
nomic benefits of Yanqi River small watershed; B1:生态效益 Ecological
benefits; B2:经济效益 Economic benefits; B3:社会效益 Social bene鄄
fits. 下同 The same below.
184312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 肖辉杰等: 北京山区小流域生态经济效益评价———以雁栖河小流域为例摇 摇 摇 摇
1郾 4郾 1 评价指标的归一化摇 为了消除由于量纲不同
带来的不可比性,采用梯形函数将各指标原始值无
量纲化,转化为生态经济的评分值.梯形函数包括半
升函数和半降函数,其主要核心就是要确定阈值
(xi a,xi b).半升函数主要用来评价一定范围内数值
越大越好的指标,基本形式为:
E i =
0摇 摇 摇 xij臆 xi a
xij - xi a
xi b - xi a
xi a臆xij臆xi b
1摇 摇 摇 xij逸xi
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
b
(6)
式中:xi a、xi b分别为评价指标 xij设定的阈值.
半降函数主要用来评价一定范围内数值越小越
好的指标,基本形式为:
E i =
1摇 摇 摇 xij臆xi a
xi b - xij
xi b - xi a
xi a臆xij臆xi b
0摇 摇 摇 xij逸xi
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
b
(7)
摇 摇 在生态经济系统效益调查数据的基础上,结合
相关标准[35-39]和专家意见确定雁栖河小流域各项
评价指标的上、下限阈值(表 2). 1)水土流失治理度
参考国家标准: 《水土保持综合治理技术规范》
(GB / T 16453—2008) [40];《水土保持综合治理效益
计算方法》 (GB / T 15774—2008) [41];《水土保持综
合治理验收规范》 (GB / T 15773—2008) [42];《水土
保持综合治理规划通则》(GB / T 15772—2008) [43] .
2)根据联合国粮农组织提出的标准[44],恩格尔系数
在 60%以上为生活绝对贫困,50% ~ 60%为勉强度
日,40% ~ 50% 为小康水平,20% ~ 40% 为富裕,
20%以下为最富裕的生活水平. 3)参考 2004—2011
年《怀柔区统计年鉴》 [25]分析确定土地生产率、人均
纯收入、人均粮食的阈值. 4)参考相同区域同类研
究结果获取相关指标阈值,如参考北京市密云库北
区域西庄子村生态经济产业投入产出表[45]类比分
析得出雁栖河小流域经济产投比、劳动生产率、投资
总收益率等相关指标阈值.
1郾 4郾 2 指标权重的确定摇 运用层次分析法(AHP)确
定指标权重,并进行判断矩阵的一致性检验[29,35] .
若 A层次中因素 Ak与下层次 B1、B2、B3,…、Bn有联
系,则判断矩阵如下:
PA(k) = bij =
b11 b12 … b1n
b21 b22 … b2n
… … … …
bn1 bn2 … b
æ
è
ç
ç
ç
ç
ö
ø
÷
÷
÷
÷
nn
(8)
式中:bij为判断矩阵 P 中的元素,表示对因素 Ak 而
言,B i与 B j相对重要性的数值.通过判断矩阵可以得
出各评价指标对上一层因素的权重以及各要素对目
标层的权重.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 雁栖河小流域生态经济效益评价指标体系的
权重
由表3可以看出,雁栖河小流域的生态经济效
表 2摇 研究区生态经济评价指标定义及阈值
Table 2摇 Definition and threshold of eco鄄economical evaluation indices in the study area
评价指标
Evaluation
index
定义
Definition
归一化函数类型
Type of normalized
function
评价指标阈值
Threshold of evaluation index
单位
Unit
下限
Lower limit
上限
Upper limit
C1 林草植被面积占土地总面积之比 极大最优 % 0 75
C2 单位面积土壤和土壤母质在单位时间内的侵蚀量大小 极小最优 t·km-2·a-1 1000 14500
C3 土壤中有机质含量的变化比率 极小最优 % 0 10
C4 水土流失治理达标面积占水土流失总面积的百分比 极大最优 % 0 70
C5 单位流域面积上单位时间所产生的径流量 极小最优 m3·km-2·a-1 0 2. 8伊104
C6 小流域内各业经市场出售的产品收入之和占各业总收
入之和的百分率
极大最优 % 0 90
C7 一定时期内小流域土地总产量或总产值与土地总面积
之比
极大最优 % 0 100
C8 居民当年的总收入相应地扣除有关费用性支出后的收
入总和
极大最优 yuan·a-1 6000 12896
C9 小流域内经济投入与产出之间的比值 极大最优 - 1 2. 6
C10 系统在能量流动、物质循环、资金流动和信息传递过程
中,生态经济结构所表现出的生态经济特征
极大最优 - 0 1
C11 在生态经济系统稳定状态下,流域所能容纳的最大人口
数量
极大最优 - 0. 5 3
C12 每人每年消费的粮食总量 极大最优 kg·a-1 250 550
C13 居民消费中食物支出与总支出金额之比 极小最优 % 0 100
2843 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 3摇 雁栖河小流域生态经济评价指标权重
Table 3 摇 Weights of eco鄄economical evaluation indices of
Yanqi River watershed
目标层
Target
layer
准则层(权重)
Criterion layer
(weight)
指标层
Basic index
layer
权重
Weight
A B1 C1 0. 099
(0. 360) C2 0. 088
C3 0. 026
C4 0. 082
C5 0. 065
B2 C6 0. 242
(0郾 512) C7 0. 048
C8 0. 055
C9 0. 168
B3 C10 0. 023
(0郾 128) C11 0. 060
C12 0. 032
C13 0. 012
益中,经济效益所占比重最大,说明流域生态经济系
统的可持续发展依赖于经济发展,主要通过经济发
展带动流域生态环境的改善以及推动社会的不断进
步;另外,雁栖河小流域的生态效益也得到了充分重
视,基本实现了经济发展与生态环境改善的协调统
一.
在指标层中,系统商品率的权重最大(0. 242),
表明小流域现阶段仍然处在注重经济发展的时期,
强调产品的输出率;其次是经济产投比(0. 168),其
也是反映经济效益的指标,表明要使流域生态经济
效益更高,需要在流域内注重产业的合理布局,尽可
能选择低成本、高回报的产业. 在生态子系统中,林
草覆盖率、土壤侵蚀模数、水土流失治理度的权重分
别为 0. 099、0. 088、0. 082,表明在以建设生态清洁
型小流域为目标的要求下,在注重经济发展的同时,
基本实现了保护好周边的生态环境,达到了可持续
发展的目的. 土壤有机质变化率(0. 026)和恩格尔
系数(0. 012)的权重偏低,主要原因在于人为活动
和生活方式的变化虽然对流域的生态经济效益影响
不大,但从流域长期稳定发展的角度而言,这些指标
在今后生态经济可持续发展中的作用不容忽视.
2郾 2摇 雁栖河小流域生态经济评价与等级划分
2郾 2郾 1 指标评价值摇 对统计年鉴数据和实地调查数
据(表 4)进行归一化无量纲处理.一定范围内,数值
越小越好的指标由半降函数处理;数值越大越好的
指标由半升函数处理. 处理后的结果为各指标的评
价值(表 5).
2004—2011 年,雁栖河小流域生态经济系统各
项评价指标值呈逐年递增的趋势.其中,生态效益子
系统中水土流失治理度评价值的增幅最大(68% ),
从 2004 年的 35. 4%逐年增加至 2011 年的 59. 1% .
这主要得益于 2004 年以来,雁栖河流域开展了一系
统流域综合治理工作,使流域内林草覆盖率由 2004
年的 48. 1%增加到 2011 年 62. 1% . 林草覆盖率的
增加有助于土壤理化性质的改良,导致流域内土壤
有机质变化率逐年减小,到 2011 年其变化率仅为
2% .流域内植被建设可以有效地防止雨水冲刷地
表,使土壤侵蚀模数和径流模数均有所下降.综合各
项生态效益指标可以发现,经过几年的综合治理,流
域内水土流失得到了有效遏制,生态环境不断改善,
防灾御害能力不断加强.
研究期间,雁栖河小流域的经济状况总体呈上
表 4摇 雁栖河小流域生态经济评价指标值
Table 4摇 Original values of eco鄄economic evaluation indices of Yanqi River watershed
子系统
Sub鄄system
指标
Index
年份 Year
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
生态效益 林草覆盖率 Vegetation coverage (% ) 48. 1 50. 1 52. 1 54. 1 56. 1 58. 1 60. 1 62. 1
Ecological 土壤侵蚀模数 Soil erosion modulus ( t·km-2·a-1) 9397 9331 9279 9213 9152 9097 9031 8951. 5
benefit 土壤有机质变化率 Change rate of soil organic matter (% ) 3. 0 2. 8 2. 7 2. 5 2. 5 2. 3 2. 2 2. 0
水土流失治理度 Control degree of soil erosion (% ) 35. 4 38. 7 41. 8 45. 2 48. 7 51. 7 54. 9 59. 6
地表径流模数 Surface runoff modulus (m3·km-2·a-1) 8008 7569 7213 6778 6357 5990 5559 5012
经济效益 系统商品率 Commodity rate of system (% ) 79. 6 80. 4 81. 2 81. 9 82. 9 83. 6 84. 4 85. 5
Economic 土地生产率 Land productivity (% ) 71 72 72 73 73 74 74 75
benefit 人均纯收入 Net income per capita (yuan·a-1) 8038 8729 9327 10015 10715 11310 12001 12896
经济产投比 Ratio of output to input 2. 31 2. 34 2. 38 2. 40 2. 45 2. 48 2. 47 2. 56
社会效益 生态经济结构势 Potential of eco鄄economy structure 0. 87 0. 88 0. 89 0. 90 0. 91 0. 92 0. 94 0. 95
Social benefit 环境人口容量 Environmental population bearing capacity 1 1 1 1 1 1 1 1
人均粮食 Grain per capita (kg·a-1) 467 470 475 477 483 487 492 496
恩格尔系数 Engel coefficient (% ) 42. 1 40. 3 39. 0 37. 1 35. 6 34. 2 32. 3 30. 3
384312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 肖辉杰等: 北京山区小流域生态经济效益评价———以雁栖河小流域为例摇 摇 摇 摇
表 5摇 雁栖河小流域归一化生态经济评价指标值
Table 5摇 Normalized dimensionless values of eco鄄economic evaluation indices of Yanqi River watershed
子系统
Sub鄄system
指标
Index
年份 Year
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
2004—2011 增幅
Increase
amplitude during
2004-2011(% )
生态效益 林草覆盖率 Vegetation coverage 0. 642 0. 668 0. 695 0. 721 0. 760 0. 775 0. 801 0. 828 29
Ecological 土壤侵蚀模数 Soil erosion modulus 0. 378 0. 383 0. 387 0. 392 0. 397 0. 402 0. 406 0. 411 9
benefit 土壤有机质变化率 Change rate of soil organic matter 0. 700 0. 714 0. 729 0. 743 0. 757 0. 771 0. 786 0. 800 14
水土流失治理度 Control degree of soil erosion 0. 506 0. 555 0. 604 0. 654 0. 750 0. 753 0. 802 0. 851 68
地表径流模数 Surface runoff modulus 0. 714 0. 730 0. 745 0. 740 0. 776 0. 791 0. 806 0. 821 15
经济效益 系统商品率 Commodity rate of system 0. 885 0. 894 0. 903 0. 913 0. 940 0. 931 0. 941 0. 950 7
Economic 土地生产率 Land productivity 0. 710 0. 716 0. 721 0. 727 0. 730 0. 739 0. 744 0. 750 6
benefit 人均纯收入 Net income per capita 0. 535 0. 557 0. 580 0. 602 0. 660 0. 647 0. 670 0. 693 30
经济产投比 Ratio of output to input 0. 819 0. 841 0. 863 0. 886 0. 940 0. 930 0. 953 0. 975 19
社会效益 生态经济结构势 Potential of eco鄄economy structure 0. 870 0. 881 0. 893 0. 904 0. 930 0. 927 0. 939 0. 950 9
Social 环境人口容量 Environmental population bearing capacity 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 1. 000 0
benefit 人均粮食 Grain per capita 0. 723 0. 737 0. 751 0. 765 0. 790 0. 792 0. 806 0. 820 13
恩格尔系数 Engel coefficient 0. 579 0. 596 0. 613 0. 630 0. 646 0. 663 0. 680 0. 697 20
升趋势,流域内居民人均纯收入由 2004 年的 8038
元增加到 2011 年的 12896 元,增幅达 30% .主要原
因在于:1)通过流域综合治理,水土流失面积不断
减少.那些原来的水土流失区域转化成了农业用地
或经济林用地,使经济产投比和土地生产率明显增
加,增幅分别达 19%和 6% ,使流域内居民的粮食产
量和经济收入不断提高. 2)近年来,雁栖河流域生
态旅游观光业不断发展,带动了流域系统商品率的
提高,一定程度上增加了居民收入.
2004—2011 年,研究区的社会效益也在不断改
善.其中,恩格尔系数的变化最大,由 2004 年的
42郾 1%降至 2011 年的 30. 3% ,这表明流域内居民
的消费比例和生活方式正在发生着巨大变化,按照
联合国粮农组织的标准,流域内居民生活已达到富
裕水平.
2郾 2郾 2 系统评价值 摇 由表 6 可以看出,2004—2011
年,雁栖河流域的生态效益、经济效益和社会效益均
有所增长,其中,生态效益的增幅最大,为 21. 5% ,
经济效益次之,为 12. 6% ,社会效益最低,仅 5. 8% .
这表明自 2004 以来,在雁栖河流域开展的流域治理
及生态环境建设工程成效开始显现,生态效益的增
幅虽然最大,但其在系统综合评价值中所占比重仍
远低于经济效益,说明流域生态经济系统仍把经济
效益放在首位.
流域作为一个生态经济单元和系统,其结构和
功能水平由生态、经济和社会子系统决定. 3 个子系
统之间相互联系和影响. 生态环境的改善可以提高
居民生活条件,促进当地经济可持续发展,从而达到
生态、经济和社会的协调发展.
2郾 2郾 3 系统评价等级摇 综合文献[46]和专家意见,
对小流域生态经济系统进行评价分级. 借用模糊数
学的概念,把评价总指数相近的流域在隶属关系上
界定为同一发展状态. 把评价总指数的范围划分成
若干连续区间,每一区间代表一个评价等级,每个区
间代表一种流域发展状况,形成连续的等级阶梯.本
研究将评价总指数 B(0 ~ 1)划分成 10 个等级,分值
0. 6 是系统达标与未达标的分界线,当评价总指数
在 0 ~ 0. 6 时为未达标状态,当协调度在 0. 6 ~ 1 时
为达标状态(表 7).
摇 摇 根据多目标分级评价方法,2011 年雁栖河小流
域的综合评价指数为 0. 840(表 6),说明雁栖河小
流域生态经济系统已达到高级,即系统综合治理生
态经济建设达到高级标准,系统处于良性循环中.研
表 6摇 雁栖河小流域生态经济效益评价结果
Table 6摇 Results of eco鄄economic evaluation of Yanqi River
watershed
年份
Year
生态效益
Ecological
benefit
经济效益
Economic
benefit
社会效益
Social
benefit
综合效益
Comprehensive
benefit
2004 0. 210 0. 413 0. 111 0. 734
2005 0. 212 0. 416 0. 112 0. 739
2006 0. 219 0. 422 0. 112 0. 753
2007 0. 228 0. 441 0. 113 0. 782
2008 0. 240 0. 456 0. 115 0. 811
2009 0. 241 0. 452 0. 115 0. 808
2010 0. 251 0. 460 0. 116 0. 828
2011 0. 255 0. 468 0. 117 0. 840
2004—2011 增幅
Increase amplitude
during 2004-2011(% )
21. 5 12. 6 5. 8 14. 2
4843 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 7摇 小流域生态经济系统评价等级
Table 7摇 Evaluation grades of eco鄄economy system of small
watershed
评价总指数
General evaluation
index (B)
系统等级
System grade
B<0. 60 低级生态经济系统,即流域综合治理未达标准,系
统处于恶性循环
0. 60臆B<0. 70 初级生态经济系统,即流域综合治理已达初级标
准,系统生态经济效益逐渐改善
0. 70臆B<0. 80 中级生态经济系统,即流域综合治理已达中级标
准,系统生态经济效益明显改善
0. 80臆B<0. 90 高级生态经济系统,即流域综合治理已达高级标
准,生态经济协调发展,系统处于良性循环
0. 90臆B 最高级生态经济系统,即流域综合治理已达最高级
标准,系统处于稳定协调发展之中
究区生态经济实现了治理与开发的有机结合,生态、
经济、社会效益均有明显提高,雁栖河小流域生态经
济系统处于协调稳定发展之中.
3摇 讨摇 摇 论
水土资源是山区流域可持续发展的重要资源.
2004 年以来,雁栖河小流域的生态、经济、社会子系
统逐渐协调发展,其中,生态效益的改善最明显,尤
其是有关水土保持工作的 2 项评价指标(土壤侵蚀
模数和水土流失治理度)的提高幅度最大,一定程
度上可以说明生态环境的改善带动了经济发展、推
动了社会的文明进步.在山区流域开发过程中,需要
认真做好水土资源的开发和保护工作,并根据不同
的地貌类型进行分区,使资源开发利用与流域治理
有机融为一体.
摇 摇 雁栖河流域正处于产业结构转型期,流域内产
业结构需进一步调整.研究期间,该区传统耕作农业
比重逐年降低,集约化经营、运用高科技的都市现代
农业初具规模;流域内旅游业发展迅猛,旅游业在带
动经济发展、提高居民收入的同时,也给当地的生态
环境带来了较大压力,如何协调产业发展、产业布局
与生态环境的关系是今后的研究重点.
目前,雁栖河流域内居民收入相对较低且空间
差异较大,严重阻碍了当地的经济和社会发展.改变
防护性治理而导致经济效益低的现状,需要因地制
宜发展高经济效益产业,把综合治理与经济发展结
合在一起,实现山区流域的可持续发展.由于目前北
京山区流域均以水源保护为中心,生态效益放在首
位,居民自主生产经营活动一定程度上受到制约.如
何建立一种有效的生态补偿机制、切实有效地提高
山区居民生活水平是需要认真思考的问题.
社会子系统中的各项指标主要体现人与资源之
间的关系,包括土地、粮食、水资源等.目前雁栖河流
域人口尚未超过资源环境的承载能力,但从持续发
展的角度来看,流域内还应有效控制人口的增长.
2004—2011 年,恩格尔系数(与人均纯收入相互关
联的指标)的评价值虽有提高,但同比其他指标,评
价值仍相对较低.
推动流域生态经济系统的稳定发展还有一种可
能,就是推进流域内城镇化进程.以往经济社会发展
的经验结果证明,城镇化可以更有效地利用土地资
源、水资源,人口的集聚效应可以通过增进社会分工
和提供良好的市场条件来体现;城镇化进程还可以
对局部地区进行生态移民,减小人口承载量,有利于
自然资源的修复.
本研究中采用层次分析法确定了各评价指标的
权重,较好地实现了定性和定量分析的有机结合,采
用专家群决策法进行矩阵判断,更加科学合理.确定
各项评价指标阈值时,充分考虑了流域过去的发展
状况、现状和未来发展目标,为正确判定流域生态经
济系统发展状态提供了重要依据.
在今后的小流域管理中,应该注意以下几点:
1)提高水土保持技术标准,控制不稳定因素(雁栖
河小流域生态经济系统功能主要受来自大自然的
水、风、重力和气候等不稳定因索的影响). 2)制定
和完善生态环境保护的法律法规. 法律法规是生态
环境管理的基础和依据,法律管理应成为强化环境
管理的主要手段. 3)增加生态环境治理资金投入,
开展小流域综合治理,通过营造水土保持林、水源涵
养林和人工草地等措施,控制水土流失,改善生态环
境质量,并通过不断调整流域产业结构,提高经济效
益,促进流域生态经济可持续发展.
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作者简介摇 肖辉杰,男,1978 年生,讲师.主要从事水土保持
研究. E鄄mail: herr_xiao@ hotmail. com
责任编辑摇 杨摇 弘
784312 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 肖辉杰等: 北京山区小流域生态经济效益评价———以雁栖河小流域为例摇 摇 摇 摇