余 敦,袁勝?lài)?guó)
(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源與環(huán)境學(xué)院,南昌 330045; 2.江西省國(guó)土資源廳,南昌 330025)
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·技術(shù)方法·
江西省建設(shè)占用耕地表土剝離的技術(shù)探討*
余敦1※,袁勝?lài)?guó)2
(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源與環(huán)境學(xué)院,南昌330045; 2.江西省國(guó)土資源廳,南昌330025)
耕地表土層的土壤肥力很高,是耕地的精華,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),也是糧食綜合生產(chǎn)能力的根本保障。如果失去了耕地表土層,將永久地失去耕地的糧食生產(chǎn)能力。耕地表土剝離是改善土體構(gòu)型、提高土壤養(yǎng)分水平、提升耕地質(zhì)量的重要舉措。采取查閱文獻(xiàn)、實(shí)地調(diào)研及前期資料分析等多種方式對(duì)江西省建設(shè)占用耕地表土剝離的技術(shù)逐步展開(kāi)研究。文章首先對(duì)表土剝離相關(guān)概念進(jìn)行了界定; 其次,結(jié)合江西省建設(shè)占用耕地的實(shí)際情況,歸納了需要進(jìn)行耕地表土剝離的類(lèi)型有4種; 然后,分析了建設(shè)占用耕地表土剝離的3種工藝類(lèi)型; 然后,在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了在進(jìn)行耕地表土剝離時(shí)應(yīng)注意的3種事項(xiàng); 最后,探討了建設(shè)占用耕地表土剝離后的4種表土回填方式。該研究可以為江西省建設(shè)占用耕地表土剝離工作的勝利實(shí)施提供一定的技術(shù)參考,也可以為全國(guó)其他省、市進(jìn)行建設(shè)占用耕地表土剝離提供與一定的經(jīng)驗(yàn)借鑒。
建設(shè)占用耕地表土剝離江西省
耕地表土層的土壤肥力很高,是耕地的精華,是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ),也是糧食綜合生產(chǎn)能力的根本保障。如果失去了耕地表土層,將永久地失去耕地的糧食生產(chǎn)能力。耕地表土的價(jià)值很容易被人理解也很容易被人忽視。據(jù)科學(xué)測(cè)算,自然形成1cm厚的土壤需要200年左右的時(shí)間,形成1cm厚耕作層土壤需要200~400年的時(shí)間,形成20cm厚耕作層土壤則需要更長(zhǎng)的時(shí)間。耕作層土壤能夠提供給植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的95%的氮和25%~50%的磷[1]。如果能夠?qū)⑼寥婪柿^高的耕作層土壤搬運(yùn)到一些不具備耕作條件的土地或中低產(chǎn)田的土地上,再進(jìn)行耕地的耕層結(jié)構(gòu)再造,將能達(dá)到增加耕地的數(shù)量并同時(shí)達(dá)到保護(hù)耕地質(zhì)量的目標(biāo)。這為緩解我國(guó)人地矛盾、耕地后備資源稀缺,提供了一條行之有效、切實(shí)可行的途徑。
一直以來(lái),建設(shè)占用耕地后,耕地的表土層沒(méi)有被剝離出來(lái)并加以利用。這一肥沃的土壤就直接當(dāng)做一般的建設(shè)垃圾進(jìn)行填埋或廢棄,造成了土壤肥力的嚴(yán)重浪費(fèi)[2]。為了解決巨大浪費(fèi)的問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外都提倡把優(yōu)質(zhì)的耕地表土剝離出來(lái)再進(jìn)行利用。
早在20世紀(jì)初,很多國(guó)家對(duì)表土剝離進(jìn)行研究,主要集中于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)和各類(lèi)建設(shè)占用農(nóng)用地的表土剝離,還有部分研究是針對(duì)于土壤改良與土地污染治理而涉及的農(nóng)用的表土剝離。到了20世紀(jì)50代,很多國(guó)家非常重視農(nóng)用地表土剝離和再利用問(wèn)題,并進(jìn)行了大量的實(shí)踐工作。目前已出臺(tái)了一整套有關(guān)農(nóng)用地表土剝離的規(guī)范性文件,并對(duì)建設(shè)占用農(nóng)用地的表土剝離和再利用都做出了詳細(xì)規(guī)定和具體要求[3]。
我國(guó)表土剝離技術(shù)的研究落后于國(guó)外工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家,表土剝離工作并不專(zhuān)業(yè),也不成規(guī)模。20世紀(jì)80年代對(duì)采礦區(qū)和公路建設(shè)開(kāi)始普遍使用表土剝離技術(shù)。例如,長(zhǎng)江三峽庫(kù)區(qū)內(nèi)“移土培肥”項(xiàng)目的工程中將適合耕種的土壤質(zhì)量較好的表層土壤進(jìn)行剝離,然后運(yùn)到耕地質(zhì)量較差的耕地或園地里,既增加了耕地或園地的面積,又提高了現(xiàn)有耕地或園地的耕地質(zhì)量[4]。
目前,隨著城市化進(jìn)程的不斷加快,越來(lái)越多的耕地,尤其是優(yōu)質(zhì)耕地被建設(shè)占用[5]。據(jù)統(tǒng)計(jì),江西省每年建設(shè)占用的耕地面積約8000hm2,且建設(shè)占用耕地的表土并沒(méi)有剝離出來(lái)。按平均20cm厚的耕作層計(jì)算,每年約有1 600萬(wàn)m3的耕作層土壤當(dāng)做建設(shè)填充物填埋了。按1hm2耕作層含土壤225萬(wàn)kg計(jì)算,每年約有180萬(wàn)kg有效氮流失了,約有27萬(wàn)~72萬(wàn)kg有效磷流失了,約有144萬(wàn)~252萬(wàn)kg有效鉀流失了。這就造成了土壤肥力的嚴(yán)重浪費(fèi),不利于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展[6]。
近年來(lái),省、市各級(jí)有關(guān)部門(mén)對(duì)江西省建設(shè)占用耕地的表土剝離進(jìn)行了積極的探討,但取得的成效并不明顯,與表土剝離和再利用的理想目標(biāo)還有不小的差距。文章從表土剝離概念的界定、類(lèi)型,表土剝離的工藝與表土回填方式角度對(duì)江西省建設(shè)占用耕地的表土剝離進(jìn)行了探討。
圖1 耕地表土剝離
表土剝離是指將建設(shè)用地或露天開(kāi)采用地,包括臨時(shí)性用地,所涉及的適合耕作的表層土壤剝離出來(lái)用于土地復(fù)墾、土壤改良、造地及其他用途[7-9],耕地表土剝離如圖1所示??梢?jiàn)表土剝離是一個(gè)較寬泛的概念,不僅僅局限于耕地耕作層土壤剝離,也可以包括其他農(nóng)用地(如林地、牧草地)中適合耕作的表層土壤剝離; 即便是耕地也不僅僅限于耕作層土壤剝離,如果適合耕作的土層深厚,土壤剝離深度可以超過(guò)耕作層厚度。
2.1表土剝離的類(lèi)型
江西的地貌特征:北部是鄱陽(yáng)湖平原,中部是低丘,南部是高丘。在江西省建設(shè)占用耕地涉及到的表土剝離實(shí)踐工作中,主要有以下4種類(lèi)型。
2.1.1大型線性工程占用耕地的表土剝離
鐵路、公路、河道、管道等大型線性工程的建設(shè),占地規(guī)模大,挖填土方量大,占用地類(lèi)較多。該種線性工程用地一般遠(yuǎn)離和避讓居民點(diǎn),多占用農(nóng)用地,尤其是耕地。除河道工程建設(shè)外,其余工程建設(shè)都需要涉及到土壤回填。為了保護(hù)建設(shè)占用耕地表土層的土壤肥力,因此,除了已被污染的耕地表土層外,其余的耕地表土層都需要先進(jìn)行剝離,再進(jìn)行施工建設(shè)。
2.1.2磚瓦窯占用耕地的表土剝離
磚瓦窯的建設(shè)一般是單獨(dú)選址。由于磚瓦窯的建設(shè)一般在村莊的周邊,所挖掘、壓占耕地的面積較大,且所占用的耕地多為精細(xì)化耕作的土地,土壤肥力較高、有機(jī)質(zhì)含量很高。在磚瓦窯開(kāi)工建設(shè)前,要依照表土剝離技術(shù)要求,按層對(duì)所占用的耕地全部進(jìn)行表土剝離并就近堆放。然后,采用各種措施進(jìn)行儲(chǔ)存,避免水土流失與土壤侵蝕。
2.1.3涵蓋工業(yè)建設(shè)與民用建設(shè)占用耕地的表土剝離
工廠、居民區(qū)、學(xué)校等永久性用地,若占用耕地需全部進(jìn)行表土剝離,應(yīng)就近堆放待建設(shè)項(xiàng)目完工后用于復(fù)墾區(qū)內(nèi)臨時(shí)用地的土地復(fù)墾,或運(yùn)往其他需要外調(diào)土(客土)的土地復(fù)墾區(qū)或土壤改良區(qū),或用于綠化等其他用途,是最普遍的表土剝離。
2.1.4項(xiàng)目占用基本農(nóng)田的表土剝離
隨著經(jīng)濟(jì)和科技的進(jìn)一步發(fā)展,新興工業(yè)成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。新興工業(yè)建設(shè)占用基本農(nóng)田不可避免[10]。在城區(qū)周邊的鄉(xiāng)鎮(zhèn),其基本農(nóng)田保護(hù)率一般達(dá)90%左右,除少數(shù)的坡耕地外,大多數(shù)為平原農(nóng)業(yè)和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田,水田比例為80%,菜地比例接近15%,旱地比例較少?;巨r(nóng)田的土壤比較肥沃,土層比較深厚,一般耕作層能達(dá)到30cm,土壤污染較少,且農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施較齊全,一般都是穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)田。因此,對(duì)于建設(shè)占用基本農(nóng)田,都應(yīng)該先進(jìn)行表土剝離。
2.2表土剝離的方法
表土剝離的方法有很多種類(lèi)型,剝離的方法應(yīng)當(dāng)依據(jù)表土剝離區(qū)的地質(zhì)地貌、交通運(yùn)輸情況以及不同表土剝離模式和類(lèi)型進(jìn)行確定[12]。在江西省的實(shí)踐過(guò)程中,表土剝離的方法主要有3種,即:條帶式表土剝離法、梯田模式表土剝離、分層平移表土剝離。
2.2.1條帶式表土剝離法
該方法是指根據(jù)應(yīng)用于表土剝離工程中機(jī)械設(shè)備的寬度,對(duì)即將進(jìn)行表土剝離的區(qū)域由外到內(nèi)的預(yù)算出每個(gè)機(jī)械設(shè)備的寬度范圍內(nèi)的土方量,并對(duì)即將剝離出來(lái)的表土劃分成不同的條帶,每個(gè)條帶的寬度都應(yīng)該是進(jìn)行表土剝離工程中機(jī)械設(shè)備寬度的整數(shù)倍數(shù),最終由外層向內(nèi)層進(jìn)行表土剝離[11]。這種表土剝離技術(shù)主要是應(yīng)用于地下水位比較高的礦區(qū)。
2.2.2梯田模式的表土剝離法
該方法主要適用于地下潛水位較低的礦區(qū),塌陷的過(guò)程中未對(duì)種植作物產(chǎn)生影響,可以在坡地上修筑梯田,然后對(duì)塌陷的土地進(jìn)行平整工程,以增加凈增耕地的面積。在修筑梯田的工程中,利用表土逐行置換法、表土中間堆置法等工藝進(jìn)行土壤位移,并在表土中進(jìn)行傾倒、挖坑和填充。
2.2.3分層平移表土剝離法
該方法是綜合“條帶復(fù)墾表土外移剝離法”和“梯田模式表土剝離法”兩種方法的優(yōu)點(diǎn),集合而成的表土剝離工藝,也就是利用推土機(jī)、拖式鏟運(yùn)機(jī)以及拖式鏟運(yùn)機(jī),針對(duì)平原上的優(yōu)質(zhì)土壤,根據(jù)不同土壤質(zhì)量等級(jí),對(duì)不同厚度表土進(jìn)行抄平剝離的方法。
合理的建設(shè)占用耕地表土剝離工藝可以達(dá)到既節(jié)約經(jīng)費(fèi)又能夠維持和提高地力的目的。以下3方面的問(wèn)題應(yīng)值得注意。
3.1必須與當(dāng)?shù)氐摹锻恋乩每傮w規(guī)劃》、《土地整治規(guī)劃》相銜接
在當(dāng)?shù)氐摹锻恋乩每傮w規(guī)劃》以及《土地整治規(guī)劃》中,已經(jīng)安排了新增建設(shè)用地、土地整治的區(qū)域。因此,應(yīng)該依據(jù)這兩種規(guī)劃來(lái)合理確定建設(shè)占用耕地表土剝離后土壤的用途與運(yùn)距,以達(dá)到節(jié)省剝離后表土運(yùn)輸?shù)某杀?、改造中低產(chǎn)田土壤肥力條件,以達(dá)到增加有效耕地面積、提高糧食生產(chǎn)能力。
3.2建造適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土體構(gòu)型
良好的土體構(gòu)型有助于農(nóng)作物的生長(zhǎng),因此,應(yīng)該根據(jù)土地接納區(qū)原有土壤的理化性質(zhì)合理地確定表土剝離后土壤的填入方案。在此過(guò)程中,特別要注意填土工藝對(duì)適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土體構(gòu)型的塑造。
3.3做好表土剝離后土壤接納區(qū)土壤接納方案
在分析了建設(shè)占用耕地表土剝離土壤及土壤接納區(qū)原有土壤的土體構(gòu)型后,尤其是對(duì)土壤pH值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤質(zhì)地和土地污染等分析后,應(yīng)做好表土剝離后土壤剝離、運(yùn)輸和接納分配方案。如果接納區(qū)土壤是旱作土,先要對(duì)接納區(qū)土地進(jìn)行平整或梯化。當(dāng)剝離后的表土肥力高于接納區(qū)原有土壤肥力時(shí),直接把剝離后的土壤平鋪在接納區(qū)土壤之上即可。當(dāng)剝離后的表土肥力低于接納區(qū)原有土壤肥力時(shí),應(yīng)重新選擇接納區(qū); 如果接納區(qū)土壤是水稻土,當(dāng)剝離后的表土肥力高于接納區(qū)原有土壤肥力時(shí),在水稻收割且表土干燥后,將剝離區(qū)土壤平鋪在原有水稻土即可。當(dāng)剝離后的表土肥力低于接納區(qū)原有土壤肥力時(shí),應(yīng)重新選擇接納區(qū); 如果接納區(qū)土壤是荒地,先要對(duì)接納區(qū)土地進(jìn)行平整或梯化,然后把剝離后的表土平鋪在上,且要保證平鋪后的土層厚度≥60cm。
在考慮土壤接納區(qū)土壤方案時(shí),要注意土壤接納后不能讓剝離后的表土堆放在一個(gè)狹窄空間,要形成能耕作的耕地[12]。同時(shí)還要充分考慮接納區(qū)地塊大小、田坎的高度,還要考慮耕作田塊的道路、農(nóng)田水利設(shè)施、水土保持、機(jī)械下田坂等工程設(shè)施。
在建設(shè)占用耕地的表土剝離工程完畢后,按原來(lái)層次順序進(jìn)行剝離表土回填,先粗略平整,再精平??紤]到土壤沉降,虛高為7cm,復(fù)墾的土層坡度不大于2°。在江西省的實(shí)踐過(guò)程中,表土的回填方式有三種,即:平面均勻覆土法、圓形點(diǎn)狀覆土法、坑狀覆土法、帶(條)狀覆土法。
4.1平面均勻覆土法
平面覆土法適用于全部覆土法。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況,確定準(zhǔn)備進(jìn)行覆土的土層厚度,利用人工或機(jī)械將剝離出來(lái)的表土搬運(yùn)到需要進(jìn)行覆土復(fù)墾的耕地,在復(fù)墾耕地的表面均勻覆土并對(duì)其進(jìn)行平整,以滿足耕種農(nóng)作物的需求。在這種方式的應(yīng)用中,其覆土的厚度與覆土區(qū)基本相同,只需要對(duì)局部覆土區(qū)的覆土厚度進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)整,以便促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育。
4.2圓形點(diǎn)狀覆土法
圓形點(diǎn)狀覆土法主要適用于土地利用現(xiàn)狀為園地的覆土區(qū)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的實(shí)際情況,以園地內(nèi)的植株為圓心,以一定的半徑對(duì)園地進(jìn)行圓形的覆土,覆土的半徑是依據(jù)園地內(nèi)的植物大小和品種而決定的,覆土區(qū)域外面不進(jìn)行覆蓋土壤或只覆蓋少量的土壤。
4.3坑狀覆土法
坑狀覆土法適用于即將種植的園地。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際情況,將剝離出來(lái)的適宜耕種的表土全部覆蓋在已經(jīng)挖好的土坑內(nèi),土坑的大小依據(jù)園地復(fù)墾后準(zhǔn)備種植的品種而定,土坑以外的區(qū)域不進(jìn)行覆土或者只覆蓋少量的土壤。
4.4帶(條)狀覆土法
帶(條)狀覆土法適用于即將復(fù)墾為帶(條)狀的園地及壟溝農(nóng)田。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的實(shí)際情況,沿著園地內(nèi)作物種植行向的兩側(cè)的一定距離內(nèi)將剝離出來(lái)的表土進(jìn)行覆蓋或直接覆蓋在耕地的壟上,以便對(duì)壟溝進(jìn)行拉高或土壤改良。
建設(shè)占用耕地的表土剝離類(lèi)型主要包括大型線性工程占用耕地、磚瓦窯占用耕地、涵蓋工業(yè)建設(shè)與民用建設(shè)占用耕地、項(xiàng)目占用基本農(nóng)田的表土剝離; 建設(shè)占用耕地的表土剝離方法主要有條帶復(fù)墾表土外移剝離、梯田模式表土剝離、分層平移表土剝離; 建設(shè)占用耕地表土的回填方式主要包括平面均勻覆土法、圓形點(diǎn)狀覆土法、坑狀覆土法、帶(條)狀覆土法; 在進(jìn)行建設(shè)占用耕地的表土剝離工作時(shí),必須與當(dāng)?shù)氐摹锻恋乩每傮w規(guī)劃》、《土地整治規(guī)劃》相銜接,建造適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土體構(gòu)型,同時(shí)還要做好表土剝離后土壤接納區(qū)土壤接納方案。
建設(shè)占用耕地的表土剝離工作對(duì)于保護(hù)土地資源、保證農(nóng)田質(zhì)量和發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義。在表土剝離施工過(guò)程中,一般普遍采用的施工機(jī)械為單斗挖掘機(jī)、推土機(jī)、履帶式拖拉機(jī)、拖式鏟運(yùn)機(jī)、自卸汽車(chē)等,這些機(jī)械不可避免對(duì)土壤有一定的壓實(shí),因此需要對(duì)表土回填后的土壤進(jìn)行疏松、增施有機(jī)肥等改良措施,實(shí)現(xiàn)建設(shè)占用耕地表土剝離后的土地資源的持續(xù)利用。
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DISCUSSION ON THE ARABLE LAND TOPSOIL STRIPPING BY CONSTRUCTION OCCUPATION IN JIANGXI PROVINCE*
Yu Dun1※,Yuan Shengguo2
(1.College of land Resources and Environment,Jiangxi Agricultural University,Nanchang, 330045;2.Department of land and resources of Jiangxi province,Nanchang, 330025)
The arable land topsoil is the essence of the arable land and the material basis of the agriculture production, which is the fundamental guarantee of the comprehensive grain production capacity.Arable land topsoil stripping is an important measurement to improve soil structure, increase soil nutrient and improve arable land quality. This paper analyzed stripping technology of the arable land topsoil occupied by construction through adopting documents review, on-site field research and preliminary data analysis. Firstly, the relevant concept of the topsoil stripping was defined. Secondly, the four types of the topsoil stripping were summarized according to the arable land occupation by construction. Thirdly, three technological types of the arable land topsoil stripping occupied by construction were analyzed, which were tape topsoil stripping method, terrace mode topsoil stripping method, layer shift topsoil stripping method. Fourthly, three matters needed to be attention were summarized during the arable land topsoil stripping. Finally, four kinds of topsoil backfill were discussed after the arable land topsoil stripping. This research can provide some technical
for the implementation of the arable land topsoil stripping in Jiangxi province and other counties.
construction occupation; arable land; topsoil stripping; Jiangxi province
10.7621/cjarrp.1005-9121.20160806
2015-06-15
余敦(1975—),男,江西安義人,博士、副教授、碩士生導(dǎo)師。研究方向:土地利用與規(guī)劃。Email:jxauyd@163.com
F301.2
A
1005-9121[2016]08-0047-05
*資助項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41561107);江西省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)健康演變機(jī)理及其預(yù)警評(píng)價(jià)”(20151BAB203039);江西省教育廳科技項(xiàng)目“基于物元模型的鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)土地生態(tài)系統(tǒng)健康預(yù)警”(GJJ13263);江西農(nóng)業(yè)大學(xué)科學(xué)研究基金自由申請(qǐng)項(xiàng)目“鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的土地資源生態(tài)安全預(yù)警研究”(2010年)
中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃2016年8期