1、 1 陕北黄土高原退耕还林区农林复合系统综合效益评价规程 地方标准编制说明 一、工作简况 1.任务 来源 根据陕质监标 2016 7 号 陕西省质量技术监督局关于下达 2016 年第一批地方标准制修订项目计划的通知文件精神，结合我省 退耕还林工程 工作需要， 陕北黄土高原退耕还林区农林复合系统综合效益评价规程 制定由 西北农林科技大学 承担 ，延安大学和西北大学协助完成 。 承担单位高度重视，抽调专业技术人员组成了课题组。课题组认真填写了 陕北黄土高原退耕还林区农林复合系统综合效益评价规程 标准项目申报书，同时阐述了制定标准的目 的意义、 编制过程、编制原则、技术内容 等 。 2.标准制定的目
2、的和意义 陕北黄土高原作为我国最严重的生态环境脆弱与退化区域，是我国进行生态系统恢复与重建的重点生态建设区之一。自上世纪九十年代末以来大规模退耕种草、退耕还林、封山育林、荒山造林、水土保持治理等一系列生态恢复措施的实施，已在该区域开始产生了积极的生态效应，并极大改变了当地的农业生产结构，形成了区域内种植业、果业（经济林）、生态林相互复合的生态系统。随着生态建设的进行，这一系统中植被恢复、土壤质量改善、水土流失缓解等环境效应逐渐在社会、经济发展中产生出 重要的作用。但目前对于以上三方面的综合效应的认识仍处于初级阶段，即人们仅从单方面效应上评价生态系统变化后产生的效应，并且对效应本身变化的判断缺乏
3、衡量依据，这极大限制了2 对生态系统综合功能与效应的认知，阻碍了人们对生态恢复措施改良生态系统可持续性和稳定性的判断，从而影响到区域生态系统恢复技术的选择与正向发展。因此，亟需制定出黄土高原区域内农林复合生态系统综合效应的评价规范，提出从环境、社会、经济三方面效应综合评价的标准指标体系，从而为评价农林复合系统恢复程度与效果、可持续发展能力及选择优良生态恢复技术提供科学评 判依据，对区域生态环境恢复和保护起到重要引导作用。这一规范也将为政府制定区域农业生产结构调整策略、生态工程措施选择及区域社会、经济发展水平评价提供参考 。 3.编制过程 本标准的编制工作从 2016 年 12 月开始，由 西北
4、农林科技大学 承担。 2016 年 12 月 -2017 年 6 月 在拟定标准编制工作进度后，进行 了 课题调研 和 收集 ， 查询了 国家及各省的相关标准， 初步确定了标准的内容和需开展的实际验证试验 2017 年 7 月 -2018 年 2 月，通过野外调研、室内分析、流域走访和调查等途径， 并结合 西北农林科技大学 2002 年以来 在 陕北黄土高 原退耕还林工程 相关研究 积累的生态、社会、经济效益数据 ，在充分掌握大量一手资料的基础上， 对研究数据 进行整理和分析，确定了相关的技术参数； 2018 年 3 月 -2018 年 5 月 ， 基于验证结果和技术参数，开展了 陕北黄土高原
5、退耕还林区农林复合系统综合效益评价规程 （征求意见稿） 的制定。 2018 年 6 月起向相关方面的专家、应用技术人员等通过网络、信函的方式征求意见。 4.本标准 起草组成员 、 单位 及主要工作 组长： 韩新辉 ， 西北农林科技大学 。 主要负责标准统筹执行 ，定3 期组织召开 标准编制讨论会议， 对标准进行全面审核 等工作 。 副组长 ： 杨改河 ， 西北农林科技大学 。主要负责对标准编制进行全面审核，筛选评价指标； 副组长： 邓 健 ， 延安大学 。主要负责评价指标体系构建、指标权重确定和社会经济指标验证。 组员： 任成杰 ， 西北农林科技大学 。负责土壤相关指标验证，编写土壤相关指标计
6、算依据。 组员： 王得祥 ， 西北农林科技大学 。负责 编写 前言、范围。 组员： 冯永忠 ， 西北农林科技大学 。负责 编写综合效益评价方法；社会经济相关指标调查和验证 。 组员： 任广鑫 ， 西北农林科技大学 。负责 编写规范性应用文件、术语和定义、 综合效益评价内容、数据来源。 组员：赵发珠，西北大学。负 责编写规范性附录 组员：佟小刚，西北农林科技大学。负责编写生态指标验证和计算方法。 组员：张伟，西北农林科技大学。负责相关指标验证。 组员： 王晓娇 ， 西北农林科技大学 。负责编写社会经济指标计算方法。 组员：郭书娟， 西北农林科技大学。负责相关指标验证。 组员：许亚东， 西北农林科
7、技大学。负责相关指标验证。 二、标准编制原则和确定标准主要内容 1.标准编制原则 编制遵循“先进性、实用性、统一性”的原则，尽可能与国内外 现行 标准接轨，注重了标准的可操作性，严格 按照 相关标准的要求进行编写。 2.标准主要内容的确定 4 本标准 拟规定了 陕北黄土高原退耕还林区农林复合系统的综合 效益 评价指标体系、评价模型、数据来源和计算方法等 。 主要包括以下内容： （ 1）范围 ：给出了本标准的内容概述和适用范围； （ 2）规范性引用文件 ：列出了对本标准应用必不可少的规范性引用文件。 （ 3） 术语和定义 ： 规定了本标准相关的术语和定义。 （ 4） 综合效益评价内容 ：确定了综
8、合效益评价生态、社会和经济效益的内容。 （ 5） 数据来源 ：规定了应用本标准时所采用的数据来源途径。 （ 6） 综合效益评价的指标体系 ：规定了包含 3 大类， 8 小类19 个评价指标的农林复合系统综合效益评价的指 标体系。 （ 7） 指标计算或调查方法 ：规定了综合评价指标体系涉及指标的计算方法。 （ 8） 综合效益评价方法 ：规定了综合评价中数据的标准化、综合评价指数的计算和综合评价等级划分标准。 （ 9） 附录 ：规定了采用本标准时以生态恢复和社会经济发展为目标时各项指标的权重。 3 主要内容确定依据 本标准根据陕北黄土高原地区的实际情况，结合前期课题研究成果和社会调研、实验研究等结
9、果，参考已发布的相关国家和行业标准，规定了陕北黄土高原退耕还林区农林复合系统的综合效益评价指标体系、评价模型、数据来源和计算方法等。提出了综合评价的指 标构成，构建了综合评价模型，并通过专家打分法确定了各项指标权重，依据实际研究确定了综合评价指数的分级标准。解决了陕北黄土高原地区退耕还林小流域农林复合系统综合效益评价没有统一指标体系和分级标准的问题。 5 三、试验验证 1.试验（或验证）准确度、可靠性、稳定性的分析和说明 标准在指定期间，采用了文献资料收集、野外调研、室内试验分析、农户社会调查等多种手段，并结合课题组自 2002 年以来在陕北黄土高原开展的相关研究资料和数据 ，对退耕还林生态、
10、社会、经济相关指标进行详细分析，初步确定了评价指标体系，并对主要指标采取样 品测定、开展社会调查，结合专家咨询结果进行了分析研究，确保各项指标选取的准确度和可靠性；参考大量现有资料的基础上提出了基于自然间断点分级法的综合评价等级划分标准。在此基础上，选取了陕北 5 个典型县域的典型小流域开展实地应用研究，确保采用本标准的过程便于操作，评价结果能够准确反映流域农林复合系统实际情况。经验证，本标准能够准确指导陕北黄土高原退耕还林小流域农林复合系统综合效益评价，具有较强的实际应用价值。 2、 试验 结果综述 （ 1）指标体系的确定 本标准的指标筛选除依据实际研究测定外，主要参考退耕还林工程建设效 益
11、监测评价（ GB/T23233-2009）、森林生态系统服务功能评估规范（ LY/T 1721-2008）、生态环境质量评价技术规范（ HJ 192-2015）、退耕还林工程生态效益监测与评估规范 (LY/T 2573-2016)、中国森林可持续经营标准与指标（ LY-T1594-2002）等公开的评价标准和规范、已经发表研究中关于退耕还林和小流域效益评价的指标体系和其他生态恢复项目评估使用的指标体系等。开展流域农林景观配置模式综合效益评价时，除了实际测定的数据为基础外，为了使获得的数据具有更好的 代表性和科学性，研究通过 CNKI 和 Web of Science 数据库检索，查询了 201
12、0 年至 2016 年间发表的有关陕北黄土丘陵区6 和附近地区生态恢复研究文献，共筛选出 64 篇中文期刊文献和20 篇英文期刊文献，结合实测数据进行整理 。采用系统分析法、频度分析法、专家咨询法和 SMART 结合的分析方法，对指标进行了初步筛选。由于本标准应用要求有较强的针对性和实际操作性，因此在以上方法的基础上，在陕北黄土高原选择了 5 个典型县区的流域，对流域内生态、社会和经济 3 个方面的主要指标进行了实际研究和测定，结合测定的难易程度、数据 的可靠程度、指标的敏感程度等，对评价系统有更加充分的认识及多方面的知识。根据以上方法，最终确定了包含 3 大类， 8 小类 19 个评价指标的
13、农林复合系统综合效益评价的指标体系。 （ 2）生态效益指标试验测定 研究结果证实了不同的植被恢复类型（图 1）和恢复年限 （图2）对地表植被覆盖程度均有显著的影响，不同类型的覆盖程度总体表现为乔木 灌木 草地；乔木和灌木随恢复年限增加植被覆盖程度增加，而草地随恢复年限增加逐渐减小。 图 1 不同恢复地植被和林下草本盖度 7 图 2 不同 恢复年限植被和林下草本盖度 结果显示在所有恢复植被中，刺 槐和柠条地物种丰富度显著高于其他植被 (p撂荒地 沙棘 油松 小叶杨 侧柏。综合来看，人工林地较自然撂荒草地能够显著改善群落物种的丰富度、多样性和均匀度，说明人工植被恢复能够有效促进生物多样性的恢复。
14、表 1 不同恢复群落物种丰富度、多样性和均匀度 物种数 Spicies number 个体数 Individual number Margalef指数 Gleason 丰富 度 Simpson 指数 Shannon-Wiener多样性指数 Pielou均匀度指数 刺槐 23.331.25 30331.82 3.910.22 3.890.21 0.120.02 3.60.17 1.140.05 侧柏 8.001.41 91.6710.14 1.560.33 1.340.24 0.200.01 2.50.08 1.220.06 油松 11.330.47 135.6721.3 2.110.07 1.
15、890.08 0.200.01 2.640.05 1.090.04 小叶杨 9.330.47 137.6742.08 1.710.07 1.560.08 0.240.06 2.430.27 1.090.14 山杏 12.332.05 73.6710.53 2.650.52 2.060.34 0.180.04 2.890.32 1.150.07 柠条 23.002.16 216.3312.28 4.100.43 3.840.36 0.120.01 3.580.14 1.140.03 沙棘 12.000.82 165.3313.91 2.150.13 2.000.14 0.180.05 2.920
16、.26 1.170.07 撂荒地 14.001.63 177.0017.11 2.510.29 2.340.27 0.240.02 2.490.06 0.950.04 植被恢复能够显著增加土壤 SOC 以及 TN 的含量和储量，促进土壤碳氮的积累；人工乔木和灌木改善土壤养分的能力优于自然恢复草地，说明人工植被恢复更有利于土壤养分积累， 其中刺槐和柠条综合表现最好，小叶杨和山杏较差（图 3）。植被恢复没有表现出显著增加 TP 含量和储量的效果，虽然不同植被差异较大，但规律不明显。 8 图 3 不同恢复地表层土壤养分含量和储量 植被恢复能有效促进土壤养分积累，且随着恢复年限的增加，土壤 SOC、
17、TN 含量和储量均呈现增加趋势，含量总体表现为刺槐 柠条 撂荒草地； TP 在不同恢复地随年限变化的趋势有差异，但长期的植被恢复依然能促进土壤 TP 的积累（图 4）。 图 4 不同恢复年限土壤养分含量和储量变化 植被恢复能够显著增加表层和深层土壤水分储存能力 （图c) b) a) 9 5） ，表层 可能主要由于植被遮阴减少了地表水分散失和枯落物的保水作用，而深层主要是增加了土壤水分保存能力和水分下渗量，从而达到涵养土壤水分的作用。 图 5 不同恢复植被水分随深度变化 从图 6 可以看出，植被恢复地的径流系数显著小于耕地，减小幅度从 21.79%到 69.65%不等 (p刺槐 刺槐山桃 柠条
18、弃耕梯田 山杏 撂荒草地；撂荒草地、山杏林地、弃耕梯田和柠条地 4 种类型之间不具有显著差异性；刺槐、刺槐山桃混交和刺槐山杏混交之间径流系数均不具有显著差异。但是刺槐、刺槐山桃混交、刺槐 山杏混交显著小于其他类型 (p0.01)，相对于耕地径流减少率分别达到了 67.70%、66.26%和 69.65%，取得了明显的径流减少效果，说明这 3 种土地利用类型具有比较好的保水能力，可以显著降低地表径流量。 图 6 不同恢复地的地表径流系数 和土壤侵蚀量 10 （ 3）社会经济效益指标验证 研究利用调查问卷和半结构化访谈相结合的方法，对陕北黄土丘陵区 817 个农民及其家庭基本情况和退耕还林前后家庭
19、社会经济状况、农业生产投入产出、对退耕还林工程效果的感知、态度和相关行为进行了调查 。 图 7 所示为被调查农户退耕还林前后土 地利用方式的变化。调查区域农户土地利用最主要的方式包含耕地、林草用地（包括退耕还林工程恢复）和果园 3 种类型，从退耕前（ 1998 年）到退耕后（ 2014 年）农户土地总面积从 1.53hm2 减少到 1.47hm2，减少了 3.62%。其中，户均耕地面积从 1.22 hm2 减少到 0.74 hm2，减少了 39.59%，而林草地和果园均有显著增加，分别增加了120.26%和 247.46%。 图 7 退耕前 (1998 年 )后 (2014 年 )农户土地结构
20、变化 如表 2 所示，退耕还林工程实施后，研究区农户玉米、小麦等粮食作物生产能力均有 不同程度下降，其中户均生产玉米、小麦产量分别下降了 37.38%和 22.47%；谷子和豆类在原有产量较少的基础上下降了 41.36%和 19.09%。 表 2 退耕前后户均农产品产量变化 单位 Unit 1998 年 2014 年 变化值 Change value 变化率 Change ratio 玉米 Maize kg 967.38 605.79 -361.59 -37.38% 小麦 Wheat kg 724.39 561.66 -162.74 -22.47% 谷子 Millet kg 166.23 97.48 -68.74 -41.36%
