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典型生態(tài)脆弱區(qū)

水土流失治理技術(shù)評(píng)價(jià)及實(shí)施效果

王爽 甄霖 李文君

摘要：【目的】為應(yīng)對(duì)全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展和日益增強(qiáng)的人類活動(dòng)給脆弱生態(tài)系統(tǒng)帶來的巨大挑戰(zhàn)，避免、減少和扭轉(zhuǎn)水土流失態(tài)勢(shì)，系統(tǒng)總結(jié)與差異刻畫區(qū)域間水土流失治理技術(shù)，為促進(jìn)優(yōu)良技術(shù)的輸出和引進(jìn)提供參考。【方法】通過實(shí)地調(diào)研、問卷調(diào)查、關(guān)鍵人物訪談以及文獻(xiàn)資料內(nèi)容分析等相結(jié)合的方法，系統(tǒng)梳理全球范圍內(nèi)66個(gè)典型生態(tài)脆弱案例區(qū)水土流失治理技術(shù)，并進(jìn)一步從技術(shù)推廣潛力、應(yīng)用難度、成熟度、效益以及適宜性5個(gè)維度構(gòu)建綜合指數(shù)對(duì)水土流失治理技術(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，歸納總結(jié)水土流失技術(shù)的治理效果。【結(jié)果】①典型生態(tài)脆弱區(qū)普遍應(yīng)用的水土流失治理技術(shù)共45項(xiàng)，工程類和生物類技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位，治理效果較好的技術(shù)有10項(xiàng)。②生物類水土流失治理技術(shù)的綜合指數(shù)最高，其次是農(nóng)作類。工程類和其他類水土流失治理技術(shù)綜合指數(shù)較低，治理效果有待進(jìn)一步提高。③受區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、公眾意識(shí)等因素影響，同一技術(shù)在不同區(qū)域的治理效果存在明顯差異。【結(jié)論】目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用的水土流失治理技術(shù)由工程類和生物類主導(dǎo)，且技術(shù)在不同區(qū)域的應(yīng)用效果存在明顯差異，因此，在進(jìn)行技術(shù)推介和引進(jìn)時(shí)，應(yīng)在分析當(dāng)?shù)赝嘶?qū)動(dòng)力的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際需求和現(xiàn)實(shí)條件選擇、改良和優(yōu)化相應(yīng)技術(shù)及技術(shù)組合模式。

關(guān)鍵詞：水土流失；治理技術(shù)；技術(shù)評(píng)價(jià)；效果分析；生態(tài)治理

一、引言

2019年，聯(lián)合國大會(huì)發(fā)布《聯(lián)合國生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)十年》，表示2021-2030年聯(lián)合國將致力于擴(kuò)大對(duì)退化和破壞生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)[1]，土地退化被列為除了氣候變化和生物多樣性喪失外，國際社會(huì)還應(yīng)共同應(yīng)對(duì)的全球環(huán)境挑戰(zhàn)[2]。聯(lián)合國防治荒漠化公約報(bào)告（2022年）表示，目前全球高達(dá)40%的土地處于退化狀態(tài)[3]，影響著全球32億人口的生計(jì)[4]。水土流失是世界各地土地退化的主要威脅[5,6]，也是直接危及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給的重要因素[7]，高強(qiáng)度的土地利用和土地覆蓋變化顯著影響著水土流失的發(fā)展態(tài)勢(shì)[8,9]，此外，氣候變化也可能會(huì)進(jìn)一步加劇水土流失[10]。密集的人類活動(dòng)及氣候變化導(dǎo)致全球約60%的生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)處于退化或者不可持續(xù)狀態(tài)[11]，全球水土流失、荒漠化、石漠化面積加和已達(dá)到全球土地面積的1/4[12]，生態(tài)退化問題尤其是水土流失嚴(yán)重威脅了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展[13,14]。因此，水土流失治理受到世界各國學(xué)術(shù)界和決策者的重點(diǎn)關(guān)注[8,15-18]。

人類活動(dòng)對(duì)水土流失態(tài)勢(shì)的發(fā)展與演化有著不同程度的影響。為遏制水土流失發(fā)展態(tài)勢(shì)，全球各個(gè)國家均采取了相應(yīng)的水土流失治理技術(shù)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)或重建[19]，例如美國、俄羅斯、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)開始就啟動(dòng)了大批生態(tài)保護(hù)項(xiàng)目，目的是實(shí)現(xiàn)土地利用優(yōu)化管理、退化區(qū)綜合治理以及保護(hù)性自然恢復(fù)[13,20]。中國地域遼闊，土地利用/覆蓋和自然條件復(fù)雜，再加上強(qiáng)烈的人為干擾導(dǎo)致水土流失、荒漠化和石漠化生態(tài)退化類型并存，生態(tài)退化狀況空間分布復(fù)雜性特征明顯[21,22]，是世界上生態(tài)脆弱區(qū)分布面積最大、脆弱生態(tài)類型最多、生態(tài)脆弱性表現(xiàn)最明顯的國家之一。自20世紀(jì)50年代起針對(duì)不同生態(tài)退化類型實(shí)施了眾多生態(tài)保護(hù)工程，例如三北防護(hù)林工程、京津風(fēng)沙源治理工程、黃土高原水土流失綜合治理、南方喀斯特地區(qū)石漠化生態(tài)恢復(fù)等，2000-2015年研發(fā)出214項(xiàng)生態(tài)綜合整治關(guān)鍵技術(shù)，64個(gè)綜合治理模式，100多個(gè)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)體系[23]。

適宜的水土流失治理技術(shù)可有效減少土壤侵蝕，但其是否能夠成功應(yīng)用具有一定的挑戰(zhàn)性。許多技術(shù)的應(yīng)用在空間、時(shí)間以及實(shí)施方法等方面具有差異性[24]，此外，同一區(qū)域應(yīng)用技術(shù)的實(shí)施條件及其對(duì)水土流失的治理效果也會(huì)隨著時(shí)間的推移發(fā)生變化，例如不同使用年限的淤地壩截留的泥沙量明顯不同[25]。迄今為止，已經(jīng)有大量文獻(xiàn)從國家尺度[26-28]、區(qū)域尺度[24,29]以及全球尺度[30-31]評(píng)價(jià)了水土流失治理技術(shù)的效果或影響。此外，也有大量文獻(xiàn)圍繞某一特定治理技術(shù)在一個(gè)國家或區(qū)域的發(fā)展歷程及其面臨的挑戰(zhàn)開展了深入研究，例如加拿大草原[32]和美國加州[33]土壤耕作技術(shù)的發(fā)展歷史及挑戰(zhàn)，然而從全球視角對(duì)比分析不同區(qū)域水土流失治理技術(shù)特點(diǎn)與效果的研究還不夠深入，尚缺少水土流失治理技術(shù)成熟度、適宜性、推廣潛力和應(yīng)用難度等維度的研究；同時(shí)，由于自然條件、環(huán)境、制度等多種因素的復(fù)雜性，目前仍缺乏對(duì)區(qū)域技術(shù)的系統(tǒng)總結(jié)與區(qū)域間差異的刻畫，缺乏統(tǒng)一的度量體系對(duì)現(xiàn)有技術(shù)本身進(jìn)行評(píng)估，這在很大程度上限制了優(yōu)良技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

因此，本文旨在通過關(guān)鍵人物訪談、文獻(xiàn)梳理相結(jié)合的方法建立技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)，基于實(shí)地調(diào)研和問卷調(diào)查的方法對(duì)全球各大洲易發(fā)生水土流失的典型脆弱區(qū)實(shí)施的主要技術(shù)進(jìn)行梳理和評(píng)價(jià)，并進(jìn)一步基于文獻(xiàn)資料通過內(nèi)容分析法對(duì)比分析水土流失治理技術(shù)的實(shí)施效果，為技術(shù)遴選提供參考依據(jù)，促使生態(tài)治理和修復(fù)的長(zhǎng)效運(yùn)行。

二、研究區(qū)選擇及數(shù)據(jù)來源

（一）研究區(qū)選擇

全球水土流失區(qū)面積約14.3×106km2[34]，從不同大洲來看，水土流失的發(fā)生情況主要表現(xiàn)為：一是歐洲因水力侵蝕導(dǎo)致的土壤流失量達(dá)10億t[35]，如德國、荷蘭等國家2021年遭受強(qiáng)降雨，引發(fā)洪水、泥石流等次生災(zāi)害，水土流失形勢(shì)嚴(yán)峻；二是北美如美國水土流失遍布50個(gè)州，部分地區(qū)年侵蝕模數(shù)超過10000t/km2[32,33]；2017年因風(fēng)蝕引起的水土流失量為1.96t/ac[35]；三是非洲東部、南部以及撒哈拉沙漠南緣水土流失狀況嚴(yán)峻[34]，主要分布在幾內(nèi)亞、萊索托、埃塞俄比亞等國家；四是西亞和南亞的土地退化速度高于全球平均水平[36]，2020年由于持續(xù)降雨、大規(guī)模洪水和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，水土流失嚴(yán)重，主要分布在巴基斯坦、尼泊爾、孟加拉國、印度、斯里蘭卡等國家；此外，中國2023年強(qiáng)烈及以上水土流失侵蝕面積占比達(dá)18.43%[37]，且水土流失退化加重區(qū)主要分布在新疆天山南麓、橫斷山區(qū)、黃土高原及云貴高原，涉及陜西、寧夏、甘肅、山西、貴州、云南、四川等省（區(qū)）[21,34,38]。

本文在開展實(shí)地調(diào)研和問卷調(diào)查時(shí)充分考慮了以上容易發(fā)生水土流失的區(qū)域，結(jié)合數(shù)據(jù)可獲得性，共選擇了66個(gè)案例區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集與分析，涉及5個(gè)洲33個(gè)國家，其中：歐洲包括奧地利、德國等7個(gè)國家8個(gè)案例區(qū)；非洲包括萊索托、埃塞俄比亞等5個(gè)國家5個(gè)案例區(qū)；北美洲包括美國和加拿大2個(gè)國家4個(gè)案例區(qū)；大洋洲包括澳大利亞和新西蘭2個(gè)國家2個(gè)案例區(qū)；亞洲包括中國、哈薩克斯坦等17個(gè)國家47個(gè)案例區(qū)。

（二）數(shù)據(jù)來源

1.問卷調(diào)查

針對(duì)上述66個(gè)案例區(qū)，采取面對(duì)面和線上問卷方式，對(duì)國內(nèi)、外相關(guān)專家進(jìn)行調(diào)查，獲取調(diào)研數(shù)據(jù)。問卷主體內(nèi)容包括退化區(qū)名稱、地理位置（包括自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況）、水土流失退化驅(qū)動(dòng)因子（包括自然、人為）、目前實(shí)施的水土流失治理技術(shù)名稱及應(yīng)用評(píng)價(jià)打分、應(yīng)用中存在的問題以及技術(shù)需求等；調(diào)查過程（見表1）具體描述如下：

（1）面對(duì)面訪談：①2017年5-6月在寧夏固原和鹽池結(jié)合實(shí)地調(diào)研采取入戶調(diào)研的方式回收16份問卷，識(shí)別10項(xiàng)技術(shù)；②2017年9月在“《聯(lián)合國防治荒漠化公約》第十三次締約方大會(huì)”（內(nèi)蒙古鄂爾多斯）期間，采用便利抽樣方法對(duì)參會(huì)代表（包括國外政府部門代表及研究人員等）開展半結(jié)構(gòu)訪談，通過面對(duì)面問答式的深入互動(dòng)交流，獲得國外水土流失治理技術(shù)應(yīng)用情況及技術(shù)打分，回收26份問卷，識(shí)別21項(xiàng)技術(shù)；③2018年6-7月在陜西安塞對(duì)國內(nèi)從事水土流失治理的專家學(xué)者及政府部門技術(shù)人員采用面對(duì)面訪談的方式進(jìn)行問卷調(diào)研，回收27份問卷，識(shí)別12項(xiàng)技術(shù)；④2018年4-5月、2018年7-8月和2019年7-8月分別在約旦、哈薩克斯坦和英國進(jìn)行實(shí)地考察，借助哈薩克斯坦國家地理研究所，哈薩克斯坦地理學(xué)會(huì)，約旦皇家自然保護(hù)協(xié)會(huì)，愛丁堡大學(xué)等學(xué)術(shù)組織/科研機(jī)構(gòu)/院校推薦的生態(tài)治理與修復(fù)專家開展了問答式訪談，獲取水土流失治理技術(shù)名稱及應(yīng)用地點(diǎn)等相關(guān)信息，共回收31份問卷，識(shí)別16項(xiàng)技術(shù)；⑤2020年10-11月在甘肅羅玉溝小流域結(jié)合實(shí)地考察采用入戶調(diào)研的方式回收28份問卷，識(shí)別11項(xiàng)技術(shù)。

（2）線上問卷調(diào)查：2020年12月-2021年6月通過全球土地計(jì)劃、全球青年生物多樣性網(wǎng)絡(luò)、德國國際合作機(jī)構(gòu)、生態(tài)修復(fù)學(xué)會(huì)、全球環(huán)境基金、國際農(nóng)業(yè)發(fā)展基金等生態(tài)治理相關(guān)平臺(tái)獲取推薦專家的聯(lián)系方式，以郵件等線上方式對(duì)國內(nèi)外相關(guān)專家、學(xué)者開展了問卷調(diào)研，回收31份問卷，其中國外問卷20份，國內(nèi)問卷11份，共識(shí)別21項(xiàng)技術(shù)。

本研究共回收問卷159份，有效問卷146份，有效回收率為91.82%。其中國外有效問卷71份，涉及日本、菲律賓、尼泊爾、印度、土耳其、哈薩克斯坦、尼日利亞、埃塞俄比亞、挪威、西班牙、英國、荷蘭、德國、俄羅斯、美國、澳大利亞等32個(gè)國家40個(gè)案例區(qū)；國內(nèi)有效問卷75份，涉及26個(gè)案例區(qū)。

表1 問卷調(diào)查及水土流失治理技術(shù)獲取過程

2.文獻(xiàn)資料

自2000年以來生態(tài)治理技術(shù)得到系統(tǒng)梳理[23]，為了進(jìn)一步量化2000-2020年全球典型生態(tài)脆弱區(qū)水土流失治理技術(shù)數(shù)量及其應(yīng)用效應(yīng)，對(duì)比分析相同技術(shù)在不同國家水土流失治理中的效果，本文基于WebofScience、GoogleScholar、Scopus和中國知網(wǎng)等在線數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了文獻(xiàn)檢索，共檢索出26篇論文，包括人工造林/種草、蓄水庫、保護(hù)性耕作等7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，覆蓋中國、日本、加拿大等14個(gè)國家。檢索規(guī)則和檢索關(guān)鍵詞見表2按照檢索規(guī)則1對(duì)技術(shù)名稱進(jìn)行檢索，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)檢索規(guī)則2對(duì)66個(gè)案例區(qū)不同治理技術(shù)的實(shí)施效果進(jìn)行檢索。

表2 文獻(xiàn)檢索關(guān)鍵詞和規(guī)則

三、研究方法

（一）評(píng)價(jià)指標(biāo)及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

為了便于評(píng)價(jià)不同技術(shù)類型的效果，將技術(shù)劃分為生物類、工程類、農(nóng)作類和其他類技術(shù)四個(gè)類型[39,40]。技術(shù)的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括技術(shù)推廣潛力、應(yīng)用難度、成熟度、效益、適宜性五個(gè)方面[16,39]。其中，推廣潛力指在未來發(fā)展過程中該項(xiàng)技術(shù)持續(xù)使用的優(yōu)勢(shì)；應(yīng)用難度指技術(shù)應(yīng)用過程中對(duì)使用者技能素質(zhì)的要求及技術(shù)應(yīng)用的成本；成熟度指對(duì)技術(shù)體系完整性、穩(wěn)定性和先進(jìn)性的度量；效益指技術(shù)實(shí)施后對(duì)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來的促進(jìn)作用；適宜性指技術(shù)與實(shí)施區(qū)域發(fā)展目標(biāo)、立地條件、經(jīng)濟(jì)需求、政策法律配套的一致程度。

問卷調(diào)查過程中，邀請(qǐng)專家采用Likert5點(diǎn)量表打分法對(duì)水土流失治理技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行打分，分值范圍為0~5（見表3）。此外，本文按照技術(shù)打分結(jié)果進(jìn)行分級(jí)，分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下：1、2級(jí)為低分，3、4為中等，5為高分。

表3 水土流失治理技術(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

（二）綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

綜合指數(shù)可以表征治理技術(shù)的效果，是能夠定量反映不同區(qū)域、不同類型技術(shù)治理效果的指標(biāo)。本文以技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)為基礎(chǔ)，將綜合指數(shù)界定為技術(shù)在5個(gè)維度的得分與理想狀態(tài)下滿分的接近程度，計(jì)算公式如下：

式中：δ為技術(shù)的綜合指數(shù)；j為維度；SAj為第j個(gè)維度的實(shí)際技術(shù)評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)；ωaj為第j個(gè)維度的實(shí)際權(quán)重，本文采用等權(quán)重法，均取1；ωpj為理想狀態(tài)下第j個(gè)維度的權(quán)重，采用等權(quán)重法，均取1；本文SPj為理想狀態(tài)下第j個(gè)維度的技術(shù)得分斜體，本文取滿分5分；綜合指數(shù)位于0~1之間，將綜合指數(shù)≥0.85的技術(shù)定義為高分技術(shù)，≤0.65的技術(shù)定義為低分技術(shù)。為篩選優(yōu)良技術(shù)，總結(jié)技術(shù)存在問題，僅分析高分和低分技術(shù)，暫不考慮綜合指數(shù)位于（0.65,0.85）之間的技術(shù)。

（三）調(diào)研結(jié)果統(tǒng)計(jì)與驗(yàn)證

基于SPSS統(tǒng)計(jì)軟件，采用t檢驗(yàn)方法對(duì)146份問卷及其5個(gè)維度進(jìn)行檢驗(yàn)分析，以判斷調(diào)查結(jié)果是否符合統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。t檢驗(yàn)公式如下：

式中：i=1…n（n=146）；X為樣本均值；μ為總體均值；S為樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

檢驗(yàn)結(jié)果表明，5個(gè)維度的評(píng)價(jià)結(jié)果p值均小于0.01（見表4），本文獲取的問卷調(diào)研結(jié)果具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可為進(jìn)一步分析提供依據(jù)。

表4 問卷調(diào)研t檢驗(yàn)結(jié)果

注：**代表在95%置信區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)具有顯著差異。

四、結(jié)果與分析

（一）不同區(qū)域水土流失治理技術(shù)評(píng)價(jià)

當(dāng)前典型生態(tài)脆弱區(qū)水土流失治理技術(shù)共45項(xiàng)（見表5），其中生物類水土流失治理技術(shù)包括多樣化種植、飛播種林/草、林分改造等10項(xiàng)，工程類水土流失治理技術(shù)包括蓄水庫、谷坊群、廢物回填等17項(xiàng)，農(nóng)作類水土流失治理技術(shù)包括農(nóng)林間作、復(fù)合農(nóng)業(yè)、保護(hù)性耕作等9項(xiàng)，其他類水土流失治理技術(shù)包括以草定畜、圍欄封育、舍飼/半舍飼養(yǎng)殖等9項(xiàng)。

表5 不同區(qū)域水土流失治理技術(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果

從不同大洲來看，亞洲典型生態(tài)脆弱區(qū)的水土流失治理技術(shù)共37項(xiàng)，其中生物類、工程類、農(nóng)作類和其他類水土流失治理技術(shù)分別有8、12、8和8項(xiàng)，主要包括多樣化種植、蓄水庫、農(nóng)林間作和以草定畜等。非洲典型生態(tài)脆弱區(qū)的水土流失治理技術(shù)共8項(xiàng)，其中石堤、地下排水系統(tǒng)等工程類水土流失治理技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，其次是農(nóng)林間作和保護(hù)性耕作等農(nóng)作類水土流失治理技術(shù)，生物類和其他類水土流失治理技術(shù)的應(yīng)用較少。歐洲典型生態(tài)脆弱區(qū)的水土流失治理技術(shù)共14項(xiàng)，其中以工程類和農(nóng)作類水土流失治理技術(shù)的應(yīng)用為主，主要包括水資源處理/利用、休耕/少耕/免耕等，物種選育、人工造林/種草等生物類水土流失治理技術(shù)由于應(yīng)用難度較低、適宜性較高也得到了廣泛應(yīng)用。北美洲和大洋洲應(yīng)用的水土流失治理技術(shù)分別有7和4項(xiàng)。此外，同一技術(shù)可用于不同區(qū)域的水土流失治理中，如農(nóng)林間作技術(shù)被廣泛運(yùn)用到亞洲、非洲和北美洲等不同區(qū)域典型生態(tài)脆弱區(qū)的水土流失治理中。

（二）不同類型水土流失治理技術(shù)評(píng)價(jià)

在目前應(yīng)用的水土流失治理技術(shù)中，工程類和生物類技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位，兩者占比分別為38%和22%。雖然工程類技術(shù)數(shù)量的占比最高，但由于應(yīng)用難度較高、成熟度較低導(dǎo)致其綜合指數(shù)（0.80）略低于生物類和農(nóng)作類技術(shù)（0.81）（見圖1），從不同技術(shù)角度來看，蓄水庫、廢物回填2項(xiàng)技術(shù)的綜合指數(shù)≥0.85且成熟度和適宜性較高（見表5），而截水溝技術(shù)由于應(yīng)用難度較高導(dǎo)致綜合指數(shù)得分較低，應(yīng)用此技術(shù)時(shí)應(yīng)結(jié)合實(shí)際條件和治理需求慎重考慮。

圖1 4類水土流失治理技術(shù)在5個(gè)維度的技術(shù)得分及綜合指數(shù)

生物類技術(shù)的綜合指數(shù)最高為0.82，且得分較高的生物類技術(shù)（28項(xiàng)）遠(yuǎn)多于得分較低的技術(shù)數(shù)量（10項(xiàng)）（見表6），說明生物類技術(shù)的治理效果普遍較好，應(yīng)用相對(duì)合理。從推廣潛力的角度來看，得分較高的生物類技術(shù)（9項(xiàng)）數(shù)量遠(yuǎn)高于得分較低（1項(xiàng)）的生物類技術(shù)數(shù)量，說明當(dāng)前生物類水土流失治理技術(shù)的推廣潛力較高，如人工造林/種草[41,42]、植被管理/保護(hù)[43-45]技術(shù)已經(jīng)在24個(gè)典型脆弱區(qū)被廣泛采用。從應(yīng)用難度的角度來看，生物類技術(shù)的得分均較低，表明在應(yīng)用生物類技術(shù)治理水土流失時(shí)還存在一定難度，在日后實(shí)施時(shí)應(yīng)從實(shí)際需求出發(fā)配置難度適宜的技術(shù)組合形成長(zhǎng)效技術(shù)模式，以便充分發(fā)揮水土流失治理技術(shù)的實(shí)施效果。此外，在成熟度、效益和適宜性3個(gè)維度的高分技術(shù)數(shù)量均多于低分技術(shù)數(shù)量，說明生物類技術(shù)的成熟度和適宜性較高，產(chǎn)生的效益較好。從不同技術(shù)的角度來看，多樣化種植、防護(hù)林/緩沖林、飛播種林/草、林分改造和人工造林/種草5項(xiàng)技術(shù)的綜合指數(shù)均≥0.85且在3個(gè)維度的得分均較高（見表5），在進(jìn)行水土流失治理技術(shù)推介時(shí)可優(yōu)先考慮。

其他類和農(nóng)作類水土流失治理技術(shù)數(shù)量的占比均為20%，其他類技術(shù)由于推廣潛力小、效益和適宜性較低致使綜合指數(shù)最低為0.79，表明其治理效果有待提高。農(nóng)作類技術(shù)由于成熟度高、效益好導(dǎo)致其綜合指數(shù)較高為0.81，其中農(nóng)林間作、復(fù)合農(nóng)業(yè)、保護(hù)性耕作3項(xiàng)技術(shù)的綜合指數(shù)均≥0.85，且在3個(gè)維度的得分均較高（見表5），在需要遴選農(nóng)作類技術(shù)進(jìn)行水土流失治理時(shí)可優(yōu)先考慮以上3項(xiàng)技術(shù)。

綜合來看，農(nóng)作類和生物類水土流失治理技術(shù)的得分普遍較高，應(yīng)用相對(duì)適宜，其他類和工程類技術(shù)還有待進(jìn)一步提高。在進(jìn)行水土流失治理技術(shù)遴選和推介時(shí)可優(yōu)先考慮蓄水庫（工程）、農(nóng)林間作（農(nóng)作）、復(fù)合農(nóng)業(yè)（農(nóng)作）、多樣化種植（生物）、防護(hù)林/緩沖林（生物）、飛播種林/草（生物）、林分改造（生物）、坡改梯（工程）、保護(hù)性耕作（農(nóng)作）以及人工造林/種草（生物）10項(xiàng)技術(shù)。

表6 不同水土流失治理技術(shù)在5個(gè)維度的量化比較

注：當(dāng)高分技術(shù)數(shù)量≥低分技術(shù)數(shù)量時(shí)，狀態(tài)表示為綠色，說明現(xiàn)有技術(shù)較合理，圓圈越大說明越合理。否則表示為紅色，意味著需要提升和改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。

（三）關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用效果分析

為進(jìn)一步對(duì)比相同技術(shù)在不同國家水土流失治理中的效果，以綜合指數(shù)＞0.85且至少在兩個(gè)國家應(yīng)用為依據(jù)，篩選出防護(hù)林/緩沖林（生物）、林分改造（生物）、人工造林/種草（生物）、蓄水庫（工程）、農(nóng)林間作（農(nóng)作）、復(fù)合農(nóng)業(yè)（農(nóng)作）、保護(hù)性耕作（農(nóng)作）7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)其效果進(jìn)行分析。

防護(hù)林/緩沖林技術(shù)可有效降低近地面風(fēng)速，提高植被覆蓋度，并產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益，已被廣泛應(yīng)用到不同國家水土流失區(qū)治理，但應(yīng)用效果有所差異（見圖2a），如何科學(xué)地篩選出適合當(dāng)?shù)貧夂虻膬?yōu)勢(shì)樹種進(jìn)行優(yōu)化配置，提高樹種存活率是該技術(shù)應(yīng)用的難點(diǎn)（見表7）。其中，防護(hù)林/緩沖林技術(shù)在埃塞俄比亞水土流失區(qū)的適宜性和成熟度較低，更關(guān)注其所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，在萊索托和中國水土流失區(qū)的適宜性和成熟度較高，例如三北防護(hù)林是世界最大的防護(hù)林生態(tài)工程，其不僅提高了北方風(fēng)沙區(qū)的植被覆蓋度，還通過增加就業(yè)人口、擴(kuò)寬就業(yè)渠道等形式增加了農(nóng)牧業(yè)和旅游業(yè)從業(yè)者的收入，2017年三北防護(hù)林工程帶來的總凈效益增量為461.67×109元/年[48]。馬來西亞實(shí)施該技術(shù)4個(gè)月后土壤沉積量可達(dá)到0.137m3/m2[50]，具備較高的成熟度，但有些地區(qū)移栽幼苗的死亡率高達(dá)70%，存活幼苗僅30%，適宜性較低[50,66]。

林分改造技術(shù)實(shí)施后可增加植被覆蓋度，改善小氣候和土壤狀況，哈薩克斯坦北部實(shí)施該技術(shù)后顯著改善了土壤狀況，陽離子交換能力、活性酶分別提高了16.17%和25.74%[42]，效益和成熟度均較高，修復(fù)效果顯著（見圖2b）。中國實(shí)施該技術(shù)后土壤有機(jī)質(zhì)可提高43.96%，植被覆蓋度可增加10.95%，且治理區(qū)溫度比其他區(qū)域降低了近1℃[41,67]，推廣潛力和適宜性較高，但不同樹種混交的修復(fù)效果差異較大，成本較高，應(yīng)用難度較大，效益和成熟度有待進(jìn)一步提升。

圖2 典型區(qū)水土流失治理關(guān)鍵技術(shù)評(píng)價(jià)對(duì)比分析

人工造林/種草技術(shù)通過提高植被覆蓋度改善土壤質(zhì)量，遏制水土流失發(fā)展態(tài)勢(shì)。中國典型水土流失區(qū)在該技術(shù)實(shí)施后，土壤含水量的最大增幅可達(dá)到244.90%，草地產(chǎn)量可增加1.8~4.3倍/hm2，輸沙模數(shù)可降低至6000t/km2以下[52-54]，而在印度尼西亞樹苗存活率平均值僅為40%，需要通過嫁接、插枝繁殖手段提高樹苗存活率，但技術(shù)難度較高，所需時(shí)間較長(zhǎng)導(dǎo)致技術(shù)的適宜性、效益和成熟度較低，育苗成本較高，具有一定應(yīng)用難度[55]（見圖2c）。

蓄水庫提高水資源利用率，減少洪水和徑流量，從而減少水土流失的重要技術(shù)措施。2014-2017年韓國水土流失區(qū)建立蓄水庫后區(qū)域供水容量提高了1.8%~2.2%[56]，可有效提高水資源利用率，推廣潛力較高（見圖2d），然而截至2017年，儲(chǔ)存率并沒有恢復(fù)到50%以上，效益較低[57]。泰國于2011年實(shí)施該技術(shù)后洪水量減少了86億m3，洪水深度和面積平均減少了40%，同時(shí)減少了約20%的徑流量[58]，技術(shù)的效益較高，但由于成本較高，后期維護(hù)困難，導(dǎo)致推廣潛力較低（見圖2d）。

農(nóng)林間作技術(shù)已在巴勒斯坦、斯里蘭卡和加拿大等國家廣泛應(yīng)用，且取得了良好的治理效果。技術(shù)實(shí)施2~3年后巴勒斯坦水土流失區(qū)土壤水分流失量減少了34%~89%，水土流失量減少了45%~94%[59]，推廣潛力、效益和成熟度均較高（見圖2e），但間作寬度會(huì)影響修復(fù)效果，因此確定合理的間作寬度并配以適宜樹種是技術(shù)成功實(shí)施的關(guān)鍵，其所需的技術(shù)含量和成本較高，導(dǎo)致應(yīng)用難度較大，適宜性有待進(jìn)一步提升。2016-2018年斯里蘭卡水土流失區(qū)實(shí)施農(nóng)林間作技術(shù)后土壤有機(jī)質(zhì)含量、有效磷含量和總交換性鉀含量分別提高至22%、20%和69%[60]，同時(shí)農(nóng)作物（茶葉）產(chǎn)量也提高了13%~21%[61]，適宜性和效益均較高，但推廣潛力、成熟度較低，成本高，應(yīng)用難度較大（見圖2e）。加拿大采用、樹種移植的方式進(jìn)行間作，其中紅橡和糖楓樹移植存活率可高達(dá)100%[68]，效益和成熟度較高，但63%的硬木和55%的雜交楊樹由于樹干分叉、凍裂和樹干傾斜等問題導(dǎo)致適宜性和推廣潛力較低，生產(chǎn)力不穩(wěn)定和應(yīng)用難度較大是當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶是否采用該技術(shù)的主要障礙。

復(fù)合農(nóng)業(yè)技術(shù)在農(nóng)牧交錯(cuò)帶以及干旱/半干旱生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)發(fā)揮著重要作用，國內(nèi)外均注重技術(shù)實(shí)施后退化區(qū)土壤微量元素、循環(huán)以及產(chǎn)量的變化。例如2016年技術(shù)實(shí)施后，可有效提高中國典型脆弱區(qū)地表水中氮（14.76%）、磷含量（15.52%），促進(jìn)植被生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，同時(shí)還可降低徑流中氮磷損失的潛在風(fēng)險(xiǎn)（可減少2.25kg/hm2）[62]，適宜性和推廣潛力較高（見圖2f）。日本施用1.3gNpot(-1)劑量的堆肥污泥，追施經(jīng)處理后的城市污水，水稻產(chǎn)量提高了27%，蛋白質(zhì)含量提高25%，且沒有重金屬（膠質(zhì)）在籽粒和水稻土中積累的風(fēng)險(xiǎn)[63]，效益和成熟度較高（見圖2f）。

保護(hù)性耕作技術(shù)可有效降低土壤表層中30%~70%的溶解性活性磷，使0~75mm土層中的土壤磷流失量減少5%~59%，同時(shí)有效提高植物種群密度[64,65]，在萊索托和新西蘭水土流失區(qū)中的治理效果良好（見圖2g）。但與常規(guī)耕作相比，保護(hù)性耕作的播種率降低，收益降低，因此農(nóng)戶積極性不高，使得該技術(shù)在萊索托水土流失區(qū)中的應(yīng)用難度較大（見表7）。

表7 水土流失治理關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用效果

五、結(jié)論與討論

（一）討論

全球各個(gè)國家通過實(shí)施一系列生態(tài)治理工程，已有22.8%的生態(tài)退化區(qū)實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)好轉(zhuǎn)[34]。世界水土保持方法和技術(shù)縱覽合作組織（WOCAT）總結(jié)了49項(xiàng)中國水土流失治理技術(shù)[69]，Wang等[19]也發(fā)現(xiàn)目前已有101項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到了全球水土流失、荒漠化和退化生態(tài)系統(tǒng)的治理中，本文梳理出45項(xiàng)水土流失治理技術(shù)，涵蓋生物類、工程類、農(nóng)作類和其他類4種類型，已有研究歸納總結(jié)的水土流失治理技術(shù)可為技術(shù)遴選提供有力支撐[19,35,69]。但在一些國家和地區(qū)仍缺少適當(dāng)?shù)募夹g(shù)和模式進(jìn)行生態(tài)治理和修復(fù)[42,55,63]，如何選擇并應(yīng)用治理綜合效果好的技術(shù)，仍是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作。例如土壤結(jié)皮技術(shù)通過提高土壤肥力可有效減少水土流失，目前在小規(guī)模的室內(nèi)和野外培養(yǎng)中取得了較好的治理效果[70]，但其成本太高，因此在大范圍推廣時(shí)需開展投入-產(chǎn)出分析判斷成本與效益的關(guān)系，因此在水土流失面積范圍較大的脆弱區(qū)采用該技術(shù)時(shí)應(yīng)充分考慮成本和效益的關(guān)系[71]。盡管目前針對(duì)不同退化類型形成了基本的治理技術(shù)和模式，但在實(shí)際治理過程中仍出現(xiàn)了部分失敗或治理效果欠佳的生態(tài)治理案例[42,50,72]，例如在高寒草甸地區(qū)種樹不僅導(dǎo)致樹種死亡，還破壞了草地資源和畜牧業(yè)[72]；大規(guī)模的造林可能會(huì)使植被蒸騰增加，消耗更多的水分，導(dǎo)致造林區(qū)域植被蓋度降低[73]；樹種單一、層次簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等問題，造成樹苗死亡率高和耗費(fèi)水資源量大等，導(dǎo)致治理效果大幅降低[74]。

本文綜合考慮適用范圍、適用成本、使用效果、技術(shù)擴(kuò)散、應(yīng)用障礙等方面，基于技術(shù)推廣潛力、應(yīng)用難度、成熟度、效益以及適宜性5個(gè)維度構(gòu)建了綜合指數(shù)模型，評(píng)價(jià)了全球66個(gè)典型生態(tài)脆弱區(qū)的水土流失治理技術(shù)，建立了區(qū)域間水土流失治理技術(shù)的統(tǒng)一度量體系，可為后續(xù)橫向?qū)Ρ炔煌瑓^(qū)域水土流失治理技術(shù)的實(shí)施效果提供量化依據(jù)和理論參考，但目前暫未考慮5個(gè)維度之間的相互影響關(guān)系，后續(xù)可根據(jù)生態(tài)技術(shù)需求、地域針對(duì)性等因素進(jìn)一步優(yōu)化完善評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，以便優(yōu)化生態(tài)治理技術(shù)的篩選配置和適宜推介[16,21]。

我們發(fā)現(xiàn)由于區(qū)域自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況不同，致使不同退化類型的表現(xiàn)形式和驅(qū)動(dòng)力呈現(xiàn)出空間差異性，不同技術(shù)在同一區(qū)域應(yīng)用的效果不同，同一技術(shù)在不同區(qū)域應(yīng)用的效果也存在差異性。造成不同技術(shù)在同一區(qū)域應(yīng)用效果不同的原因可能包括實(shí)施區(qū)域自然條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、技術(shù)本身屬性等多方面的因素，一方面取決于實(shí)施區(qū)域的時(shí)空尺度范圍，由于實(shí)施區(qū)域的時(shí)間和空間尺度跨越較大，包含的退化類型以及導(dǎo)致退化的驅(qū)動(dòng)力較為復(fù)雜，因此會(huì)出現(xiàn)同一區(qū)域因不同程度退化而采用不同技術(shù)以及不同技術(shù)組合配置的現(xiàn)象，從而引起不同技術(shù)在同一區(qū)域治理效果的差異性，如胡金嬌等[52]對(duì)治理青藏高原沙地的圍欄封育、布設(shè)高山柳沙障、布設(shè)高山柳沙障+種草3種生態(tài)恢復(fù)技術(shù)的效果進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明圍欄封育適用于輕度沙化草地，而重度沙化草地的生態(tài)恢復(fù)需采用植灌和種草結(jié)合的模式，可見不同技術(shù)在同一區(qū)域應(yīng)用的效果不同；另一方面取決于技術(shù)成熟度、適宜性以及應(yīng)用難度等技術(shù)本身的屬性，不同技術(shù)由于發(fā)展階段、演化進(jìn)程等都存在差異性[23]，導(dǎo)致不同的技術(shù)體系完整性、穩(wěn)定性和先進(jìn)性存在一定差異，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中的治理效果不同。同一技術(shù)在不同區(qū)域應(yīng)用效果的差異性可能是受到實(shí)施區(qū)域發(fā)展目標(biāo)、立地條件、經(jīng)濟(jì)需求、政策法規(guī)配套、公眾意識(shí)以及技術(shù)本身的應(yīng)用難度、成熟度等多種因素影響產(chǎn)生的結(jié)果，如Bai等[25]、Toosi等[75]、Helman等[76]對(duì)淤地壩技術(shù)的治理效果進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在中國、以色列和伊朗等不同國家的應(yīng)用效果存在差異性，已有研究表明水土流失防治及管理要求、技術(shù)實(shí)施后期的管理和維護(hù)，以及技術(shù)使用者的技能素質(zhì)等都會(huì)影響水土流失治理效果的長(zhǎng)效穩(wěn)定發(fā)揮[24,77-79]。

因此，水土流失治理不能忽視地區(qū)差異，技術(shù)實(shí)施時(shí)不能直接復(fù)制，必須充分考慮當(dāng)?shù)厍闆r、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、公眾意識(shí)和實(shí)際需要進(jìn)行技術(shù)本地化。在技術(shù)引進(jìn)時(shí)應(yīng)從退化原因、實(shí)際需求、現(xiàn)實(shí)條件出發(fā)配置適宜長(zhǎng)效的技術(shù)及模式，按照最大限度保留和維持原有生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)、修復(fù)、平衡的原則，最小限度匹配人工修復(fù)措施，設(shè)計(jì)具體修復(fù)方案，以便提高最佳技術(shù)及技術(shù)組合的推廣和應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)使用者的技術(shù)和管理培訓(xùn)并健全技術(shù)管護(hù)機(jī)制，確保技術(shù)人員能夠根據(jù)水土流失發(fā)生特點(diǎn)、防治原理篩選相應(yīng)技術(shù)及技術(shù)組合配置，保障水土保持效益的穩(wěn)定輸出。

（二）結(jié)論

本文在系統(tǒng)梳理全球范圍內(nèi)典型生態(tài)脆弱區(qū)水土流失治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了水土流失治理技術(shù)綜合指數(shù)評(píng)價(jià)模型，并通過內(nèi)容分析法對(duì)比分析了不同水土流失治理技術(shù)的實(shí)施效果。主要結(jié)論如下：

1.當(dāng)前國內(nèi)外典型生態(tài)脆弱區(qū)普遍應(yīng)用的水土流失治理技術(shù)共45項(xiàng)，其中生物類、工程類、農(nóng)作類和其他類技術(shù)分別為10、17、9和9項(xiàng)，治理技術(shù)由工程類和生物類主導(dǎo)，兩者占比達(dá)60%。

2.生物類水土流失治理技術(shù)的綜合指數(shù)最高為0.82，其次是農(nóng)作類水土流失治理技術(shù)（0.81）。工程類水土流失治理技術(shù)由于應(yīng)用難度較高、成熟度較低導(dǎo)致綜合指數(shù)略低。其他類水土流失治理技術(shù)推廣潛力較小、效益和適宜性較低，有待進(jìn)一步提高。

3.蓄水庫、坡改梯、多樣化種植、防護(hù)林/緩沖林、飛播種林/草、林分改造和人工造林/種草、農(nóng)林間作、復(fù)合農(nóng)業(yè)、保護(hù)性耕作10項(xiàng)技術(shù)的綜合指數(shù)均高于0.85，技術(shù)實(shí)施效果較好。因此，在進(jìn)行水土流失治理技術(shù)遴選和推介時(shí)可優(yōu)先考慮。

綜合來看，水土流失治理技術(shù)具有地域針對(duì)性、退化問題針對(duì)性的特點(diǎn)，受區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、公眾意識(shí)等因素影響，同一技術(shù)在不同區(qū)域的治理效果存在明顯差異。因此，在進(jìn)行技術(shù)推介和引進(jìn)時(shí)，應(yīng)在分析當(dāng)?shù)赝嘶?qū)動(dòng)力基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際治理需求和現(xiàn)實(shí)治理?xiàng)l件配置相應(yīng)技術(shù)及技術(shù)組合模式，以便保障水土流失治理效果的穩(wěn)定輸出。

參考文獻(xiàn)