灵石县静升流域生态系统健康评价研究

韩丽君 曹先柱 张玉萍

(1晋中市水土保持监督监测站 2灵石县水务局)

1 流域概况

静升流域位于灵石县东部，静升河从东向西横穿灵石重镇静升、翠峰与县城，属汾河一级支流。静升流域总面积210 km2，地貌类型以土石山区为主，主要土壤类型为褐土。多年平均降水量481.3 mm，主要集中在6－9月份。水土流失面积138.33 km2，占总面积65.9%。年土壤侵蚀模数2 800－3 500 t/km2，侵蚀强度属中度。自20世纪80年代起，流域内工矿企业迅速增多，大面积煤炭采掘、挖沙采石以及城区建设造成严重的植被破坏和水土流失，曾多次发生过洪水进城肆虐，造成汾河严重污染，流域生态环境遭到极大破坏，已严重影响到流域生态系统的健康。

针对静升河流域较为严重的水土流失，多年来持续不断地进行了水土保持综合治理，特别是争取到生态环境综合治理工程项目、世行贷款项目、日协贷款项目和退耕还林项目后，水土保持治理步伐加快，标准质量提高，取得了显著成效，生态环境显著改善。静升流域生态系统建设初期(1985年)、中期(2000年)、后期(2011年)具体治理情况见表1。

表1 静升流域水土保持治理情况

2 流域生态系统健康评价思路

随着水土保持生态环境建设的深入开展以及经济社会的发展，国内外对于流域的综合治理已提高到流域的保育、健康等更高目标。从流域生态系统出发，综合考虑流域内部不同的生态系统，分析流域生态系统演变过程，评价系统的健康状况，对于促进流域生态系统建设及稳定发展在理论和实践上都具有重要意义［1－3］。

本文根据指标体系评价法，首先选用能够表征流域生态系统的主要特征因子，然后对这些特征因子进行归类区分，接着确定每个特征因子在流域生态系统健康中的权重，最后进行综合评价［4］。

2.1 健康评价体系

以“自然条件限制因子—流域生态健康指示因子—人类活动影响因子”为评价结构建立流域生态系统健康评价体系，综合考虑流域的自然条件以及人类活动对流域健康的影响，将社会经济系统纳入流域生态系统的子系统进行评价，可以对流域生态系统状况进行全面和客观的评估，且可以服务于流域生态修复、恢复和综合管理。

2.2 指标选择

健康评价指标是用来反映影响整个生态系统持续发展的主要因素，显示系统的发展趋势。根据静升流域水土保持生态建设需要及流域特征，构建了该流域生态系统健康评价的指标体系(见表2)。

2.3 评价函数

评价函数表示当指标因子的量值发生变化时对流域生态系统健康的一种衡量程度。在对被评价流域的有关数据资料广泛收集和整理的基础上，依据流域的实际情况，参照以往研究［3，5］，建立与各个指标相对应的具体数学表达式或确定指标的阈值范围，逐一确定各自相应的评价函数评分值。

2.4 指标权重

评价指标的权重决定了各个指标因子对流域生态系统健康状况的贡献大小。为了避免片面性和主观性，本项研究运用层次分析法，征求长期在当地工作的有关专家意见，根据经验和各层指标相对重要程度给予判断，构造合适的判断矩阵，并判断矩阵有满意的一致性，最终确定各指标权重(见表2)。

表2 小流域生态系统健康评价的指标体系

2.5 综合评价

式中:E—流域生态系统健康综合评价等级或得分值;

Fi—指标的评价函数值(以等级或得分值表示);

Wi—指标权重值;

N—评价指标的数目。

3 评价结果及分析

根据上述建立的流域生态系统评价体系，对静升流域进行了健康评价。结合水土保持型小流域生态环境、社会经济发展等实际状况，制定小流域生态经济系统健康状况分级［6］。恶性循环为治理前期，脆弱、相对稳定、良好、良性循环为进行生态系统建设后流域生态经济健康发展的4个阶段，良性循环为生态系统的高级阶段(见表3)。

经计算，静升流域生态系统建设初期(1985年)、建设中期(2000年)、建设后期(2011年)的健康得分值为0.34、0.51和0.67。参照小流域生态经济系统健康分级指标，静升流域在治理初期已脱离恶性循环阶段，但处于脆弱时期;建设中期生态系统发展相对稳定;目前已进入良好阶段，具有较强的可持续发展能力。

表3 小流域生态经济系统健康分级

4 结论

(1)本文在总结国内外关于流域生态系统健康评价的基础上，首先对评价体系结构和指标选择进行了研究。由于静升流域属灵石县的政治、经济和文化中心，人类活动对流域生态系统的干扰较大。

(2)20世纪80年代中期，静升流域经过初步治理脱离了恶性循环阶段，但仍处于生态脆弱时期，是因为人类活动对流域生态系统大范围、多层面的影响和破坏，造成了流域整体生态系统质量下降，最终将使生物多样性锐减，流域生态功能衰退。

(3)多年来持续不断地开展了多项水土保持综合治理项目，治理中期静升流域的生态系统发展相对稳定，目前生态系统已进入良好状态，接近良性循环期。

(4)以流域生态系统达到良性循环为目标，耕地面积比例、人均纯收入等因素都在逐步改善，但其发展速度相对较缓，还在阻碍着系统的健康与可持续发展。而资源开发利用率和治理度是该流域生态系统健康的优势条件，这些因素的发展有力地促进了生态经济系统的健康发展。

(5)该流域生态经济系统健康状况相对稳定，潜力较大，其健康水平呈上升趋势，且健康障碍明显，优势突出。其发展的重点应是生态环境建设和当地人民生活条件的改善与水平的提高，为此提出了针对性对策，主要包括:加大力度落实建设生产项目水土保持“三同时”制度，搞好资源开发建设，将工矿企业、道路建设的破坏性降到最低;进一步加大退耕还林(草)力度，扩大林草地面积，增强系统抗逆力;稳定人均基本农田数量，增加科技投入，确保粮食安全;加大初级产品转化，发展工副业，改善人民生活水平，以促进和提高该区小流域生态经济系统的健康水平，实现可持续发展。

［1］龙笛.国外健康流域评价理论与实践［J］.海河水利，2005(4):1－5.

［2］吴刚，蔡庆华.流域生态学研究内容的整体表述［J］.生态学报，1998，18(6):575－581.

［3］刘国彬，胡维银，许明祥.黄土丘陵区小流域生态经济系统健康评价［J］.自然资源学报，2003，18(1):44－49.

［4］罗跃初，周忠轩，孙 轶，等.流域生态系统健康评价方法［J］.生态学报，2003，23(8):1 066－1 075.

［5］龙笛，张思聪，樊朝宇.流域生态系统健康评价研究［J］.资源科学，2006，28(4):38－44.

［6］赵纯勇，张建明，顾恒岳.小流域综合治理生态效益评价的方法与模型.见:长江上游水土保持委员会办公室，长江水利委员会水土保持局编.长江上游水土保持重点防治工程科学研究论文集［M］.北京:中国水利水电出版社，1996.135－140.