南昌市非農(nóng)建設占用耕地耕作層土壤剝離潛力與再利用方向

劉 云，李海峰，屠代豪，3

（1.南昌市土地開發(fā)整理中心，南昌 330038；2.江西農(nóng)業(yè)大學國土資源與環(huán)境學院/南昌市景觀與環(huán)境重點實驗室，南昌 330045；3.華中農(nóng)業(yè)大學公共管理學院，武漢 430070）

隨著建設用地需求不斷增加，可開發(fā)后備資源更顯不足［1］，致使耕地保護面臨嚴峻的形勢。采取有效措施，落實耕地數(shù)量、質量、生態(tài)“三位一體”保護目標，滿足耕地“占補平衡”要求，已成為土地資源管理工作中迫切需要解決的問題。建設占用耕地耕作層土壤剝離再利用作為保護土壤資源的有效手段，能夠延續(xù)耕地耕作層的土壤肥力，在改良土壤質量方面具有突出的優(yōu)勢，為耕地占補平衡新機制提供了實現(xiàn)的可能和便利方式，對有效促進耕地質量、數(shù)量、生態(tài)建設具有重大意義［2，3］。對耕作層土壤剝離利用的研究關注點多集中在空間配置方法［2-4］、效益評價［5-8］、實施模式［9-11］、工程方案［12，13］及政策措施［14，15］等方面，多從定性的角度評估耕作層土壤剝離，缺乏對耕作層土壤剝離再利用的相關調查及潛力評價［16，17］，土壤剝離再利用方向的確定也缺乏依據(jù)［18-20］，難以保障土壤用途的相容性。有必要對耕地耕作層土壤剝離再利用潛力進行定量評價，并探索切實可行的再利用方向，以期加深耕作層土壤剝離再利用理論的認識和理解。本研究利用南昌市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)、土地利用變更數(shù)據(jù)和2016—2020年土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)，通過GIS 空間分析和抽樣調查相結合，定量評價非農(nóng)建設占用耕地數(shù)量以及占用的耕層土壤資源潛力，并結合分析耕地后備資源開發(fā)及土地整治項目等的覆土需求，探討耕作層剝離土壤資源的再利用方向，為南昌市制定耕作層土壤剝離再利用實施政策、開展耕作層土壤剝離利用工作提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

南昌市地處江西省中部偏北，贛江、撫河下游（圖1），位于東經(jīng)115°27′—116°35′，北緯28°09′—29°11′。全市以平原為主，東南地勢平坦，西北丘陵起伏，土地面積7 194.61 km2［19］。隨著南昌市全面融入長江中游城市群及鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū)建設等國家戰(zhàn)略，打造長江中游區(qū)域中心城市和江西省的省級核心增長極，南昌市城市化工業(yè)化速度加快，2019年經(jīng)濟年增長率達8.0%，城市化率達56%。2006—2018 年，南昌市城市化率每增加1 個百分點，建設用地新增1 000 hm2。根據(jù)南昌市未來3 年規(guī)劃，各類建設占用耕地約7.56×103hm2，建設占用耕地的數(shù)量將逐步攀升，耕作層土壤剝離與再利用工作的開展迫在眉睫。

圖1 研究區(qū)地理位置

2015 年7 月6 日江西省國土資源廳下發(fā)《關于在南昌市開展建設占用耕地耕作層土壤剝離再利用試點工作的函》后，南昌市實施了5 個建設占用耕地耕作層土壤剝離再利用試點項目，實施剝離耕地面積為66.1 hm2，剝離土壤資源主要用于滿足水田復墾及“旱改水”土地整治項目覆土需求。試點項目的實施，取得了一定的成效，如進賢縣三陽集鄉(xiāng)三陽村旱地改水田土地整治項目將高新區(qū)所剝離的耕作層土壤進行回覆再利用后，使得再利用區(qū)耕層增厚8~10 cm，耕層土壤有機質相對整治前提高了1.2 g/kg，肥力等級顯著提升，耕地質量自然等別及平均利用等別大大提高。但是，試點項目實施過程中也存在諸如耕作層土壤再利用時空錯位、土壤資源再利用途徑單一以及缺乏耕作層土壤剝離與再利用數(shù)量和質量評價相關標準及規(guī)范等問題，導致南昌市建設占用耕地耕作層土壤剝離再利用試點實踐中耕地質量無約束。因此，亟須開展研究，定量評價非農(nóng)建設占用耕地數(shù)量以及占用的耕層土壤資源潛力，并結合耕地后備資源開發(fā)及土地整治項目等的覆土需求分析，探討耕作層剝離土壤資源的再利用方向，促進南昌市建設占用耕地耕作層土壤剝離再利用的順利實施。

1.2 數(shù)據(jù)來源

基礎數(shù)據(jù)來源于南昌市2015 年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫、南昌市2018 年土地利用變更數(shù)據(jù)庫、南昌市土地利用總體規(guī)劃（2006—2020 年）數(shù)據(jù)庫、2018年南昌市耕地等別更新數(shù)據(jù)庫、2018 年度遙感影像圖、南昌市“旱改水”潛力調查評價成果數(shù)據(jù)、南昌市后備資源調查成果數(shù)據(jù)及2019 年南昌市統(tǒng)計年鑒。

2 研究方法

采用GIS 空間疊加分析的方法，一方面得到可剝離耕作層土壤的數(shù)量、質量與分布，形成可剝離耕作層土壤的供給。可剝離土壤潛力分析具體步驟如下：①以南昌市土地利用總體規(guī)劃圖（2006—2020年）和南昌市2015 年現(xiàn)狀耕地圖層進行空間疊加分析，得到2006—2020 年南昌市非農(nóng)建設擬占用耕地空間數(shù)據(jù)庫。②遵循應剝盡剝的原則，市域內所有非農(nóng)建設項目占用耕地，特別是占用城市（鎮(zhèn)）周邊優(yōu)質耕地或集中連片耕地的，單宗占地面積超0.35 hm2以上的均應積極穩(wěn)妥開展建設占用耕地耕作層土壤剝離工作。將南昌市規(guī)劃建設用地范圍線和提取出的符合要求的耕地圖斑進行疊加分析，得到南昌市建設擬占用耕地耕作層土壤剝離理論規(guī)模。③耕作層土壤剝離受到自然環(huán)境、社會經(jīng)濟發(fā)展水平等實際情況的影響，因此經(jīng)過初步判斷篩選符合條件的理論潛力僅可作為實地調研的參考依據(jù)，并不能真正地反映耕作層土壤剝離的可實現(xiàn)潛力。需綜合考慮土壤質量、坡地等自然條件，交通便捷度等用地條件，方能對耕作層土壤剝離的可實現(xiàn)潛力作出定量評價。因此，在理論潛力分析僅考慮耕地單塊面積約束條件（>0.35 hm2）的基礎上，結合南昌市農(nóng)用地轉用報批數(shù)據(jù)和遙感影像疊加分析，進一步扣除坡度15°以上、土壤有機質含量小于15 g/kg、pH<5 及pH>8、地塊距離公路大于2 km 的耕地圖斑。在此基礎上，采用抽樣調查的方法，以村為基本單位，對全市面積比為16.8% 擬剝離耕地圖斑進行了外業(yè)調查，實地測量了耕作層厚度、地塊距最近道路實際距離等，最終確定南昌市耕地耕作層土壤剝離的現(xiàn)實潛力。剝離土方量由擬剝離耕地地塊面積與可剝離土層厚度決定［2］，即根據(jù)項目的實施經(jīng)驗及抽樣調查結果，確定剝離厚度水田為30 cm，水澆地及旱地為20 cm。

另一方面獲取土地整治、開發(fā)等項目的類型、規(guī)模及分布，掌握擬新增耕地項目的覆土需求。擬新增耕地項目覆土需求分析主要步驟包括：①根據(jù)“旱改水”潛力調查評價成果，確定適宜回覆利用剝離表土的地塊。②對拆舊項目，結合遙感影像，剔除已完成拆舊地塊復墾為耕地的圖斑，明確未完成復墾的數(shù)量規(guī)模。③根據(jù)南昌市后備資源調查成果，把各縣（區(qū)）后備資源圖層與土地變更成果圖層進行疊加，剔除已經(jīng)變成耕地圖斑，提取宜開墾圖斑；隨后統(tǒng)計全市所有擬新增耕地項目類型、面積并計算覆土需求土方量。覆土需求土方量由回覆地塊面積與土壤回覆厚度決定（依試點經(jīng)驗，統(tǒng)一將剝離土壤再利用回覆厚度設為30 cm）。

3 結果與分析

3.1 南昌市非農(nóng)建設擬占用耕地耕作層土壤剝離理論潛力

規(guī)劃期南昌市非農(nóng)建設擬占用耕作層土壤剝離區(qū)需剝離耕地圖斑面積為8 947.12 hm2，需剝離土壤土方量為2 387.42×104m3（表1）。其中，南昌縣及新建區(qū)規(guī)劃期建設占用耕地規(guī)模占全市總規(guī)模的50% 以上，這兩個縣區(qū)需剝離的耕作層土壤資源量也超過全市的50%。主要原因是南昌縣為全國百強縣，屬于主城都市圈，新建區(qū)則作為主城區(qū)延展的主要區(qū)域，經(jīng)濟快速發(fā)展過程中新增用地需求量大（圖2）。

表1 規(guī)劃期南昌市建設占用耕地耕作層理論上需剝離面積及土方量

圖2 規(guī)劃期南昌市建設占用耕地原則上需剝離耕作層地塊分布

3.2 南昌市非農(nóng)建設擬占用耕地耕作層土壤剝離現(xiàn)實潛力

規(guī)劃期南昌市非農(nóng)建設擬占用耕地耕作層可實施土壤剝離面積及相應土方量見表2，可剝離耕地地塊分布見圖3。由表2 可知，規(guī)劃期南昌市非農(nóng)建設擬占用耕作層土壤剝離區(qū)可剝離耕地圖斑面積為7 036.94 hm2，可剝離土壤土方量為1 958.95×104m3?？蓜冸x耕地中水田的面積占總面積的78.4%，水田可剝離的土方量占總可剝離土方的84.5%，這部分土壤為優(yōu)質土壤應當加以合理再利用，以保護耕作層土壤資源；可剝離耕地中旱地的面積占總面積的17.7%，相應可剝離的土方量占總可剝離土方的12.7%。從空間分布看，南昌縣在規(guī)劃期建設需占用的水田規(guī)模最大，占全市的39.5%。主要原因是南昌縣位于鄱陽湖邊的沖擊平原，土壤肥沃，經(jīng)濟發(fā)展過程中占用優(yōu)質耕地量大。新建區(qū)規(guī)劃期建設需占用的旱地規(guī)模最大，占全市的43.3%。主要原因是該區(qū)西南丘陵、平原相間的地形地貌特征決定了其耕地類型中有不少的旱地存在。

圖3 規(guī)劃期南昌市建設占用耕地可實施耕作層土壤剝離地塊分布

表2 南昌市建設占用耕地耕作層可實施剝離面積及土方量

3.3 南昌市擬新增耕地覆土需求分析

南昌市擬新增耕地項目類型、規(guī)模及相應的覆土需求情況見表3、圖4、圖5。由表3 可知，南昌市擬補充耕地資源總面積為15 091.01 hm2。擬實施項目類型主要為旱地改水田項目、后備資源開發(fā)利用項目、拆舊項目土地復墾。其中旱地改水田項目擬新增耕地面積占全市新增耕地面積的75.1%，且大部分集中分布在進賢縣（占比70.7%），實施旱地改水田項目新增耕地覆土需求量占全市新增耕地覆土需求量的53.1%。由圖4 可知，擬補充耕地位置的現(xiàn)狀地類地力均相對較低，為盡可能實現(xiàn)“占優(yōu)補優(yōu)”的耕地占補平衡要求，亟須通過客土的方式，充分利用異地剝離的耕作層優(yōu)質土壤，縮短土壤的熟化期，迅速提高土壤肥力。全市旱地改水田項目的實施，對耕作層土壤資源回覆的需求量達3 398.68×104m3。耕地后備資源開發(fā)項目的實施，需要1 081.38×104m3耕作層土壤資源的回覆再利用。由表3可知，南昌市擬新增耕地項目覆土需求總量為4 527.31×104m3，遠大于規(guī)劃期可剝離的耕作層土壤資源總量。

圖4 南昌市擬補充耕地位置及現(xiàn)狀地類

圖5 南昌市擬補充耕地實施項目類型分布

表3 南昌市擬新增耕地項目規(guī)模

3.4 南昌市耕地耕作層剝離土壤資源再利用方向

1）以耕地提質改造為目標的旱地改水田項目表土回覆利用方向。2014 年原南昌市國土資源局下達了《關于進一步加快推進“旱改水”土地整治工程的通知》，并將“旱改水”土地整治任務分解到各縣區(qū)，以進一步提升南昌市自我占補平衡能力，為經(jīng)濟發(fā)展提供堅實的用地保障。南昌市“旱改水”項目的實施，需要大量穩(wěn)定可靠的客土土源來改良土壤剖面構型，并增加有效土層厚度。通過將南昌市域范圍內建設占用的優(yōu)質耕作層剝離土壤利用到旱地改水田項目中，既能達到改造中低產(chǎn)田提升耕地產(chǎn)出能力的目的，又能結合耕地質量等別提升促進“占優(yōu)補優(yōu)”耕地占補平衡任務的完成。進賢縣三陽集鄉(xiāng)三陽村試點項目，耕地質量自然等別由改造前的12等提高到改造后的8 等。進賢縣由于地勢平坦，水資源豐富，可實施“旱改水”面積8 551 hm2，是南昌市“旱改水”潛力最大的區(qū)域，覆土需求量大。進賢縣境內的耕作層土壤資源應優(yōu)先用于“旱改水”項目，本縣耕作層土壤資源無法滿足覆土需求時，可通過與高新區(qū)、青山湖區(qū)等縣區(qū)的協(xié)調，從全南昌市范圍內統(tǒng)籌，異地綜合利用。

2）以耕地后備資源開發(fā)及拆舊項目復墾為目標的土地整治項目表土回覆利用方向。耕地后備資源是實施土地整治的重要基礎，是實現(xiàn)占補平衡的重要保障。根據(jù)南昌市各縣區(qū)“二調”新增耕地的調查結果分析可知，無穩(wěn)定的客土來源是各縣區(qū)耕地后備資源開發(fā)復墾的主要限制因素。其中進賢縣耕地后備資源中，由于土質差且無覆土來源導致848.88 hm2采礦用地無法復墾。南昌縣耕地后備資源中不宜耕內陸灘涂總面積12 342.80 hm2，安義縣耕地后備資源中不宜耕面積28.34 hm2，主要原因是內陸灘涂因土壤質地為礫質土且無客土土源，不宜開發(fā)為耕地。南昌市耕地耕作層剝離土壤資源，可為各縣區(qū)耕地后備資源的開發(fā)復墾提供優(yōu)質土源，解決無客土土源的現(xiàn)實難題。如南昌縣作為全國百強縣，經(jīng)濟較為發(fā)達，新增用地需求量大，占用優(yōu)質耕地量大。其耕作層土壤屬于優(yōu)先剝離區(qū)剝離的耕作層土壤資源，可為當?shù)睾髠涓刭Y源的開發(fā)提供穩(wěn)定的客土土源。

3）城市綠地再造的表土回覆利用方向。城市在綠化工程中常需應用客土來改良土壤，提高植物成活率。南昌市青山湖區(qū)耕地占補平衡主要通過指標購買實現(xiàn)，沒有設立土地開發(fā)項目，本行政區(qū)范圍內無耕地回填覆土需求。因此，對于無土壤污染的耕作層土壤資源，除通過供需圈遠距離調配用于異地耕地占補平衡外，剩余的表土可優(yōu)先用于本行政區(qū)范圍內工業(yè)園區(qū)廠房屋頂耕地再造。對于存在土壤重金屬超標的耕作層土壤，則可用于其他需要土壤的項目，如用于開發(fā)區(qū)及其城市社區(qū)綠化工程、城市景觀建設，包括行道樹、苗圃花卉種植等方面。

4 小結與討論

南昌市非農(nóng)建設擬占用耕作層實際可剝離耕地面積為7 036.94 hm2，可剝離土壤土方量為1 958.95×104m3。從空間分布看，南昌縣在規(guī)劃期建設需占用的水田規(guī)模最大，占全市的39.5%。新建區(qū)規(guī)劃期建設需占用的旱地規(guī)模最大，占全市的43.3%。南昌市擬補充耕地資源總面積為15 091.01 hm2，覆土需求總量為4 527.31×104m3。其中旱地改水田項目擬新增耕地面積占全市新增耕地面積的75.1%，且大部分集中分布在進賢縣。南昌市建設占用耕地耕作層土壤可剝離土壤資源較為豐富，可滿足擬補充耕地資源地塊40% 以上的覆土需求。南昌市耕作層剝離土壤再利用方向為以耕地提質改造為目標的旱地改水田項目表土回覆利用、以耕地后備資源開發(fā)復墾為目標的土地整治項目表土回覆利用及城市綠地再造的表土回覆利用。

建設占用耕地耕作層土壤剝離再利用是提高土地生產(chǎn)能力、有效保護耕地的重要舉措，有助于大幅提高補充耕地項目的耕地質量等級和短時間恢復損毀耕地的生產(chǎn)能力。剝離過程中需對土壤的剝離潛力進行評估，以確定土壤的可剝離性，對哪些土壤應該剝離利用，哪些土壤不應該剝離利用［10］。剝離過程中，不僅要考慮剝離區(qū)的條件，也不能忽略回覆區(qū)表土利用方式，應將兩者有機結合［5］。由于無法全面獲取可剝離耕地的污染檢測結果、重金屬含量等數(shù)據(jù)，僅以耕地質量等級、用地條件等作為剝離潛力評價的標準，未能充分考慮土壤剝離區(qū)域的污染問題，下一步研究工作仍需進一步完善污染風險評價。