楊紫千,劉小慶,董秀茹,王秋兵
(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 110866)
土壤是供給自然萬(wàn)物生長(zhǎng)所必需的養(yǎng)分之源,土壤的天然形成過程極其緩慢,相關(guān)研究表明1cm厚的土壤形成所耗費(fèi)的時(shí)間大約在300~400年之間,具有一定的不可再生性。而隨著城市發(fā)展,建設(shè)用地的不斷擴(kuò)張,許多城鎮(zhèn)周邊的優(yōu)質(zhì)土地被建設(shè)占用,被建設(shè)占用的土地的土壤也遭到了破壞,加劇了土壤資源的稀缺性。表土剝離工作指將建設(shè)占用地或露天開采用地(包括臨時(shí)性或永久性用地)所涉及的適合耕種的表層土壤進(jìn)行剝離,并用于原地或異地土地復(fù)墾、土壤改良、造地及其他用途的剝離、存放、搬運(yùn)、耕層構(gòu)造與檢測(cè)等一系列相關(guān)技術(shù)的總稱[1]。表土剝離不僅最大限度的存續(xù)了優(yōu)質(zhì)的土壤資源,也拉開了區(qū)域土壤資源調(diào)配利用的序幕[2],例如,重慶三峽庫(kù)區(qū)移土培肥項(xiàng)目,通過對(duì)即將被淹沒的三峽庫(kù)區(qū)內(nèi)耕地的耕作層土壤進(jìn)行剝離,對(duì)庫(kù)區(qū)以外的丘陵梯田進(jìn)行土壤改良,達(dá)到了較好的土壤培肥效果,提升了覆土區(qū)土壤質(zhì)量; 吉林省展開“黑土轉(zhuǎn)場(chǎng)”運(yùn)動(dòng),將建設(shè)占用耕地的表層土壤剝離用于農(nóng)村居民點(diǎn)復(fù)墾、土地整治等項(xiàng)目,從而保護(hù)黑土資源。國(guó)家鼓勵(lì)將耕作層土壤剝離用于土地整治、復(fù)墾或其他項(xiàng)目以提升耕地質(zhì)量。在我國(guó),雖然表土剝離技術(shù)已開展應(yīng)用多年但尚處于探索階段,各地雖有相應(yīng)研究與實(shí)踐,但表土剝離技術(shù)的發(fā)展并不完善,而國(guó)外早在20世紀(jì)中葉就已開始對(duì)表土剝離技術(shù)進(jìn)行相關(guān)的探索[3]。這種技術(shù)的現(xiàn)實(shí)意義在于:(1)最大限度存續(xù)優(yōu)質(zhì)土壤資源,對(duì)實(shí)現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡及提升耕地質(zhì)量意義重大; (2)協(xié)調(diào)區(qū)域土壤資源不平衡問題,加快區(qū)域土壤資源調(diào)配利用,可實(shí)現(xiàn)土壤資源區(qū)域公平與耕地質(zhì)量?jī)?yōu)劣互補(bǔ); (3)構(gòu)建表土剝離流轉(zhuǎn)應(yīng)用市場(chǎng),提高社會(huì)就業(yè)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。目前相關(guān)學(xué)者對(duì)表土剝離研究主要集中在對(duì)剝離技術(shù)的研究[4-6]、表土剝離利用方向的研究[7]以及表土剝離再利用時(shí)空配置研究[8-11]。
表土剝離技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的集成的體系,并不是一個(gè)單項(xiàng)的工程,涉及取土地表土剝離提取技術(shù),表土的臨儲(chǔ)運(yùn)移以及覆土區(qū)土地平整,在這一過程中我國(guó)學(xué)者受西方國(guó)家表土剝離技術(shù)發(fā)展的啟迪對(duì)于表土剝離技術(shù)進(jìn)行了綜合的研究與分析,分別針對(duì)表土剝離的內(nèi)涵[12-15]、表土剝離技術(shù)集成體系[15-17]及表土剝離應(yīng)用的成本收益[18]進(jìn)行了專門的探討。
表土剝離技術(shù)于19世紀(jì)末萌芽于澳大利亞與美國(guó), 20世紀(jì)70年代礦產(chǎn)資源開發(fā)給發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)淼沫h(huán)境壓力已愈演愈烈,因此發(fā)達(dá)國(guó)家在礦產(chǎn)資源開發(fā)中開始討論工礦廢棄地的復(fù)墾。對(duì)工礦廢棄地進(jìn)行復(fù)墾,恢復(fù)其工礦開采前地表狀況,需要對(duì)廢棄地進(jìn)行覆土,表土剝離技術(shù)由此而生。這一時(shí)期學(xué)者們開始針對(duì)采礦業(yè)中的表土剝離機(jī)型探討。美國(guó)依附于礦區(qū)土地復(fù)墾對(duì)表土剝離進(jìn)行了相應(yīng)的研究,其制定的《露天采礦與復(fù)墾法》規(guī)定了對(duì)于采礦用地的復(fù)墾必須實(shí)行表土剝離進(jìn)行覆土,使復(fù)墾地塊恢復(fù)原始狀態(tài),并對(duì)表土剝離技術(shù)有了簡(jiǎn)要的總結(jié)[19-21]。澳大利亞于20世紀(jì)80年代意識(shí)到采礦活動(dòng)對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響,為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不以犧牲環(huán)境為代價(jià)制訂了《復(fù)墾法》,進(jìn)一步對(duì)復(fù)墾工作進(jìn)行了細(xì)化與規(guī)定,也為表土剝離技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[22]。加拿大與英國(guó)也分別于20世紀(jì)末逐漸意識(shí)到表土剝離技術(shù)在土地復(fù)墾中的重要作用并開始相應(yīng)的研究[23]。
圖1 表土剝離內(nèi)涵發(fā)展
21世紀(jì)初,我國(guó)學(xué)者相繼受西方國(guó)家土地復(fù)墾中表土剝離技術(shù)應(yīng)用的影響,開始對(duì)表土剝離技術(shù)有所了解,此時(shí)表土剝離技術(shù)的內(nèi)涵也在不斷地發(fā)生著變化。城市建設(shè)的不斷發(fā)展,城市化進(jìn)程的不斷加快,大量城市周邊的優(yōu)質(zhì)農(nóng)田被建設(shè)占用,其珍貴的表土資源也大量被損毀破壞,基于此依托于城市建設(shè)的表土剝離技術(shù)又被賦予了新的內(nèi)涵。在城市發(fā)展建設(shè)中,建設(shè)占用耕地以及土地復(fù)墾等相關(guān)工作都要涉及土地平整,土地平整的過程中涉及表土資源保護(hù)的相關(guān)問題,尤其在南方丘陵地區(qū),由于其丘陵地貌特點(diǎn),土地平整工程中往往導(dǎo)致表層土壤被破壞,學(xué)者們針對(duì)目前的實(shí)踐情況提出了在土地平整工程中增加表土保護(hù)的工程設(shè)計(jì)及經(jīng)費(fèi)預(yù)算,并通過表土剝離技術(shù)對(duì)表土實(shí)行運(yùn)移保護(hù),如鄭財(cái)貴、朱玉碧[24]。城市發(fā)展建設(shè)不僅涉及土地平整工程,道橋建設(shè)與路網(wǎng)布局更標(biāo)志著城市的發(fā)展規(guī)模,在公路建設(shè)方面,學(xué)者對(duì)公路建設(shè)中表土的利用方式進(jìn)行了探討,認(rèn)為在公路建設(shè)中需要對(duì)表層土壤進(jìn)行剝離利用,將剝離土壤用于公路沿線綠化,恢復(fù)取土場(chǎng)、棄土場(chǎng)、拌和站等臨時(shí)占地,改造小流域治理等方面[25-26]。
在城市發(fā)展速度變緩,耕地保護(hù)措施加緊的新形勢(shì)下,表土剝離技術(shù)又產(chǎn)生了相應(yīng)的轉(zhuǎn)變,從最初的工礦用地復(fù)墾到城市建設(shè)占用表土的剝離進(jìn)一步演化為耕地質(zhì)量提升及土壤改良的重要手段。徐艷等[27]認(rèn)為只有土壤肥力優(yōu)質(zhì)的表土才可用于培肥覆土耕地,即使是肥力貧瘠的土壤也可以用來增加土層厚度。這一觀點(diǎn)被多數(shù)學(xué)者認(rèn)同[28-30],優(yōu)質(zhì)表土培肥土壤以及增加耕地土層厚度也為表土資源的區(qū)域調(diào)配利用打下了基礎(chǔ)。
綜觀表土剝離技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展,受發(fā)達(dá)國(guó)家研究啟蒙,由工礦用地的復(fù)墾轉(zhuǎn)向城市建設(shè)的表土保護(hù),繼而發(fā)展成改良土壤提升耕地地力的重要手段(圖1)。
自21世紀(jì)表土剝離技術(shù)在我國(guó)不斷發(fā)展以來,學(xué)者們對(duì)于表土剝離技術(shù)的相應(yīng)操作規(guī)范與流程,工程設(shè)計(jì)等方面的綜合的表土剝離技術(shù)集成體系的研究也日漸增多。在土地復(fù)墾方面,學(xué)者們一致認(rèn)為表土在復(fù)墾工作中是十分重要的,并提出了“條帶復(fù)墾表土外移剝離法”以及“梯田模式表土剝離法”,豐富了表土剝離技術(shù)的方法體系[31]。
在露天礦開采方面,美國(guó)的煤礦區(qū)表土剝離制度是世界上土地復(fù)墾工藝最為先進(jìn)的國(guó)家之一,我國(guó)學(xué)者通過學(xué)習(xí)借鑒其表土剝離制度,認(rèn)為美國(guó)煤礦區(qū)表土剝離制度具有較完全的法律法規(guī)保障體系,并且有專項(xiàng)資金對(duì)表土剝離工作予以支持[32]。通過對(duì)其開采工藝的借鑒,認(rèn)為半連續(xù)工藝具有連續(xù)和間斷工藝的綜合優(yōu)點(diǎn),不僅機(jī)動(dòng)靈活、適應(yīng)性強(qiáng),還具備運(yùn)費(fèi)低、能力大、系統(tǒng)可靠性高等優(yōu)點(diǎn),針對(duì)半連續(xù)開采工藝關(guān)鍵裝備的設(shè)置及具體工程技術(shù)進(jìn)行的研究也越來越多[33]。
在具體的城市開發(fā)建設(shè)及土地整治項(xiàng)目中,學(xué)者們也在操作方案的設(shè)計(jì)、剝離工藝的創(chuàng)新及剝離模式的總結(jié)方面進(jìn)行了探討。顏世芳等[34]探討在高速公路取土場(chǎng)進(jìn)行表土剝離時(shí)需要注意的要點(diǎn)及事項(xiàng),認(rèn)為在取土之前應(yīng)該對(duì)每個(gè)取土場(chǎng)因地制宜地進(jìn)行復(fù)墾設(shè)計(jì),盡可能選擇地形較高的取土場(chǎng),對(duì)表土剝離技術(shù)的深化與具體實(shí)施起到推動(dòng)作用。李建華等[35]深入調(diào)研了丘陵地區(qū)水田的土地整治工作,針對(duì)丘陵地區(qū)的獨(dú)特地理?xiàng)l件因素,對(duì)表土剝離技術(shù)在丘陵地區(qū)水田的應(yīng)用上提出了新看法,并提出條帶剝離遞進(jìn)回填的表土剝離工藝方法。竇森等[36]以吉林省松原市為例,將松原市劃分表土剝離類型區(qū),并提出表土剝離的4種模式,對(duì)各種模式的詳細(xì)操作規(guī)范及技術(shù)流程做了詳細(xì)的闡釋,進(jìn)一步加強(qiáng)了表土剝離技術(shù)的實(shí)際操作性。
在美國(guó)、英國(guó)等對(duì)表土剝離技術(shù)研究較早、較深入的國(guó)家,有學(xué)者對(duì)表土剝離項(xiàng)目的成本收益問題進(jìn)行了專門的研究。國(guó)外學(xué)者多通過實(shí)地案例的調(diào)查對(duì)表土剝離項(xiàng)目成本與收益之間的經(jīng)濟(jì)平衡關(guān)系進(jìn)行研究,多數(shù)學(xué)者如Agata Klimkowska等[37]認(rèn)為表土剝離項(xiàng)目所帶來的收益不足以平衡其過高的成本,表土剝離項(xiàng)目的成本過高主要集中在挖掘與運(yùn)輸表土過程[38],而在表土臨儲(chǔ)的過程中科學(xué)的設(shè)計(jì)可以有助于降低項(xiàng)目成本,Desiree Rivera等[39]通過變量實(shí)驗(yàn)對(duì)表土存儲(chǔ)時(shí)間與表土種子庫(kù)的影響關(guān)系進(jìn)行了研究,認(rèn)為短周期的表土存儲(chǔ)和大庫(kù)存可以降低種子損失,增加表層土壤的恢復(fù)潛力且使成本不致過高。相對(duì)于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)者對(duì)于表土剝離成本收益的研究,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于這一方面的研究不多,但也有少量成果。根據(jù)我國(guó)目前的表土剝離項(xiàng)目實(shí)踐,部分學(xué)者通過實(shí)地調(diào)研對(duì)耕作層土壤剝離再利用的成本均價(jià)進(jìn)行了探討,針對(duì)不同地區(qū)間表土剝離項(xiàng)目成本耗費(fèi)差異較大的現(xiàn)象,從運(yùn)輸費(fèi)用、施工方法和人工費(fèi)用3個(gè)方面結(jié)合不同地區(qū)實(shí)際進(jìn)行了分析[40]。而在表土剝離項(xiàng)目的收益探討方面,韓春麗[41]認(rèn)為,耕作層土壤剝離再利用兼具市場(chǎng)價(jià)值與社會(huì)效益、生態(tài)效益和人文效益等非市場(chǎng)價(jià)值,并對(duì)浙江省余姚市耕作層土壤剝離再利用效益的非市場(chǎng)價(jià)值進(jìn)行了評(píng)估。學(xué)者們傾向于探討表土剝離項(xiàng)目的綜合效益而不僅限于直接經(jīng)濟(jì)效益的計(jì)算[42-44]。綜上所述,無(wú)論國(guó)內(nèi)、國(guó)外學(xué)者的研究,均沒有對(duì)于表土剝離的成本收益研究提出具體的、規(guī)范的研究方法與技術(shù)路線,并未形成一般性的理論,而對(duì)于成本收益的探討主要集中在定性層面上,缺乏定量性的數(shù)字分析。
從表土剝離的內(nèi)涵演變及技術(shù)發(fā)展可以看出表土剝離技術(shù)在隨著環(huán)境及時(shí)間的變化而不斷完善、不斷深化,然而無(wú)論基于何種目的的表土剝離,植根于哪項(xiàng)進(jìn)程的覆土改良,都最終落到土壤的利用上,進(jìn)行表土剝離的項(xiàng)目,土壤剝離后如何進(jìn)行利用,采取怎樣的方式利用也逐漸成為學(xué)者們研究的重點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于表土剝離再利用的研究方向集中在土地整治與土壤改良兩個(gè)方面。
征地過程涉及不同的項(xiàng)目,大型線性道路工程、工業(yè)集中區(qū)征地、項(xiàng)目占用基本農(nóng)田等等,在不同的項(xiàng)目中都要涉及建設(shè)占用耕作層土壤的表土剝離。目前我國(guó)的征地過程中所進(jìn)行的表土剝離以及災(zāi)毀土地臨近區(qū)的表土剝離項(xiàng)目多結(jié)合土地整治工程加以利用,如將剝離表土用于農(nóng)村新增耕地的開墾以增加耕地面積,或?qū)冸x表土作為城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤中的復(fù)墾用土,將剝離表土運(yùn)用到農(nóng)村土地綜合整治中去[45]。在丘陵與山地地貌地區(qū),車德倫和謝杭[46]分析了貴州省表土剝離做法,并提出將非農(nóng)業(yè)建設(shè)占用耕地的耕作層土壤用于貴州省的坡耕地梯化工程,多數(shù)學(xué)者認(rèn)為非農(nóng)業(yè)建設(shè)占用耕作層剝離的具體實(shí)施多結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩砦恢门c環(huán)境資源稟賦,因地制宜地設(shè)計(jì)耕作層剝離流程及工程步驟[47-48]。而在平原地區(qū),表土剝離項(xiàng)目多結(jié)合農(nóng)村居民點(diǎn)整治與復(fù)墾項(xiàng)目。張鳳榮等[49]通過對(duì)吉林市大荒地村的實(shí)證調(diào)研,分析了在農(nóng)村居民點(diǎn)新建改造下的,新址表土剝離用于舊有居民點(diǎn)的復(fù)墾項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益,其研究結(jié)果表明,將剝離表土用于農(nóng)村居民點(diǎn)的復(fù)墾建設(shè)需要因地制宜,耕地表土剝離用于舊居民點(diǎn)復(fù)墾固然可以提升耕地肥力,但其成本費(fèi)用過高。可見土地整治項(xiàng)目是目前表土剝離技術(shù)實(shí)行所依托的主要載體。
土壤改良是表土剝離再利用的一個(gè)重要的方向,追溯其起源,可以上溯至三峽庫(kù)區(qū)的移土培肥工程,也有學(xué)者針對(duì)三峽庫(kù)區(qū)移土培肥工程進(jìn)行了專門的研究,來探討表土剝離技術(shù)的土壤改良效果。陳光銀等[50]針對(duì)三峽庫(kù)區(qū)表土剝離項(xiàng)目提出移土培肥工程績(jī)效評(píng)價(jià)的概念,并建立了移土培肥工程績(jī)效評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,認(rèn)為三峽庫(kù)區(qū)移土培肥工程在成效與績(jī)效上屬于優(yōu)質(zhì)工程。在土壤改良中,用剝離表土培肥耕地土壤需要對(duì)培肥對(duì)象進(jìn)行覆土改良,學(xué)者針對(duì)覆土改良的適宜覆土厚度進(jìn)行了探討。石彥琴等[51]通過人為設(shè)置不同的耕層厚度實(shí)驗(yàn),利用等質(zhì)量土壤有機(jī)碳庫(kù)儲(chǔ)量與層化比的研究方法,對(duì)不同耕層厚度對(duì)華北地區(qū)高產(chǎn)灌溉玉米的產(chǎn)量影響進(jìn)行分析,得出在耕層厚度為20cm時(shí),土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量最高,對(duì)玉米產(chǎn)量增加效果最好,同時(shí)也為表土剝離用于農(nóng)地土壤改良提供了剝離土層厚度的參考。在土壤改良利用效果的研究中,黑土區(qū)的研究更加值得關(guān)注,因?yàn)楹谕羺^(qū)得天獨(dú)厚的黑土資源面臨著逐年消減的嚴(yán)峻形勢(shì),剝離黑土區(qū)表土用以土壤改良其效果收益也會(huì)相應(yīng)較好。張婷婷等[52]通過實(shí)驗(yàn)對(duì)長(zhǎng)春市凈月區(qū)一廢棄礦地進(jìn)行復(fù)墾造田及土壤改良,探討黑土區(qū)剝離土壤在不同土層厚度下的再造耕地對(duì)作物產(chǎn)量的影響,并提出,在黑土區(qū)剝離表土改良土壤肥力在厚度為50cm時(shí),可以達(dá)到最佳的效果。
表土剝離技術(shù)在我國(guó)一步步發(fā)展起來,經(jīng)歷了西方的啟蒙,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)環(huán)境的發(fā)展,表土剝離技術(shù)結(jié)合著社會(huì)發(fā)展的需求不斷地發(fā)展,從最初的與工礦復(fù)墾相結(jié)合到保護(hù)被建設(shè)占用的優(yōu)質(zhì)耕地的表土資源,再到應(yīng)用土壤改良,表土剝離技術(shù)經(jīng)歷了內(nèi)涵的完善創(chuàng)新,具體實(shí)施技術(shù)的探討與工程體系的構(gòu)建,然后到具體的實(shí)際應(yīng)用,正如前文所述,表土剝離技術(shù)不是單一的環(huán)節(jié),其涉及取土場(chǎng)的選擇、表土的剝離、覆土改良地點(diǎn)的選擇、路徑的優(yōu)化及土地的平整等一系列連接的過程,因此針對(duì)表土剝離的再利用在對(duì)接項(xiàng)目的選擇、路徑的設(shè)置、利用的時(shí)空布局就愈加成為現(xiàn)實(shí)的問題,也成為學(xué)者們探討的新方向,我國(guó)學(xué)者針對(duì)表土剝離再利用布局研究主要針對(duì)成本費(fèi)用關(guān)系,以經(jīng)濟(jì)可行性為前提,對(duì)不同地貌的剝離表土再利用布局進(jìn)行研究[53-55]。
陳艷華等[56]以福建省光澤縣為研究對(duì)象,以提高表土剝離再利用項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)約成本為原則,對(duì)研究區(qū)域內(nèi)允許建設(shè)區(qū)耕地耕作層土壤剝離表土涉及再利用覆土地塊配置,提出供需平衡圈理論,對(duì)研究區(qū)地塊進(jìn)行剝離適宜度與覆土優(yōu)先度評(píng)價(jià),為表土剝離用于增加耕地土層厚度與土壤改良提供了理論指導(dǎo)。供需平衡圈的提出,為表土剝離區(qū)域調(diào)配利用布局配置提供了新思路,對(duì)表土剝離時(shí)空關(guān)系的研究還有其他方法,如李亞龍等[57]采用網(wǎng)格化的方法,將其研究區(qū)域網(wǎng)格化,確定地面格網(wǎng)單元對(duì)地下煤層的影響范圍,以此完成煤礦開采前期地表表層土壤剝離的時(shí)間與空間的順序確定。
綜上所述,自表土剝離技術(shù)在我國(guó)萌芽以來,不斷地發(fā)展與完善,目前已引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。在我國(guó)城市化進(jìn)程放緩,城市擴(kuò)張受到限制,耕地面積保護(hù)形勢(shì)嚴(yán)峻的當(dāng)前,表土剝離技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展正得其時(shí),目前表土剝離技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)不僅是單純的理論研究,各地政府已積極開展建設(shè)項(xiàng)目的表土剝離工作,學(xué)者們也從試驗(yàn)設(shè)計(jì)角度對(duì)表土剝離的相關(guān)操作規(guī)程與實(shí)施技術(shù)進(jìn)行理論的指導(dǎo),然而表土剝離技術(shù)發(fā)展仍需完善,目前表土剝離的應(yīng)用與發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾方面。
(1)表土剝離的內(nèi)涵在發(fā)生著深刻轉(zhuǎn)變。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外表土剝離技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)的分析,揭示了表土剝離技術(shù)應(yīng)用方向的遞進(jìn)規(guī)律,即隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高,城市化進(jìn)程的加快,各國(guó)根據(jù)本國(guó)國(guó)情、城市發(fā)展布局及資源稟賦的不同,表土剝離技術(shù)的發(fā)展在不斷的成熟,綜合各國(guó)表土剝離技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展,大致可將表土剝離技術(shù)的發(fā)展歸納為3個(gè)階段。第一階段中,表土剝離技術(shù)被用來當(dāng)做解決問題的技術(shù)方法,具體來講,通過表土剝離技術(shù)對(duì)各國(guó)工礦業(yè)發(fā)展的過程中出現(xiàn)的大量的工礦廢棄地進(jìn)行復(fù)墾修復(fù); 第二階段中,表土剝離技術(shù)作為存續(xù)與保護(hù)土壤資源的手段,即城市發(fā)展或工商業(yè)用地占用耕地前進(jìn)行表土剝離; 第三階段中,表土剝離是提升土壤質(zhì)量,創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值,實(shí)現(xiàn)土壤資源區(qū)域調(diào)配利用的發(fā)展理論。而表土剝離的內(nèi)涵也隨著表土剝離發(fā)展的3個(gè)階段由技術(shù)轉(zhuǎn)向方法,最終提升為理論。
(2)表土剝離應(yīng)用的技術(shù)規(guī)范不斷完善。在表土剝離技術(shù)的應(yīng)用中,由最初的工礦廢棄地的復(fù)墾建設(shè)開始,表土剝離作為此項(xiàng)工作中的操作手段,學(xué)者們總結(jié)了其不同的操作方法,在后續(xù)的發(fā)展中,表土剝離技術(shù)的應(yīng)用對(duì)象,基本的操作流程逐漸清晰,各地在實(shí)踐中總結(jié)出不同的表土剝離操作模式,形成了各自的操作規(guī)范和技術(shù)體系。就目前而言,表土剝離的技術(shù)規(guī)范還有待進(jìn)一步完善與發(fā)展,只有形成統(tǒng)一的科學(xué)的技術(shù)體系,才能促進(jìn)表土剝離的實(shí)踐應(yīng)用。
(3)針對(duì)表土剝離成本收益的探討較片面。在目前學(xué)者們對(duì)表土剝離應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)可行性探討中,多數(shù)認(rèn)為表土剝離應(yīng)用的收益難以抵消其過高的成本費(fèi)用,因而認(rèn)為表土剝離的經(jīng)濟(jì)可行性較小,難以指導(dǎo)實(shí)踐。這一論調(diào)基于片面的表土剝離經(jīng)濟(jì)效益的核算,學(xué)者對(duì)表土剝離經(jīng)濟(jì)收益的核算因其利用方向的局限而較為片面,且對(duì)其成本收益的確定基于定性的分析,缺乏定量的計(jì)算,并未將表土這一珍貴的資源的真正價(jià)值顯化,而且忽視了表土剝離利用的生態(tài)效益及社會(huì)效益,因而算出的直接經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重偏離其實(shí)際價(jià)值。
(4)在土壤改良中缺乏耕層厚度與作物產(chǎn)量的定量分析。表土剝離作為土壤改良的一種利用方式,通過增加土壤質(zhì)量條件較差的耕地耕層厚度是改良土壤的主要方式,然而在目前的三峽庫(kù)區(qū)移土培肥工程及其他的表土剝離應(yīng)用于土壤培肥的項(xiàng)目中,缺乏對(duì)耕層厚度與耕地產(chǎn)能這一核心關(guān)系的定量分析,同樣缺少對(duì)于耕層增厚對(duì)耕地產(chǎn)能影響的機(jī)理研究,因而阻礙了表土剝離在更大尺度上的土壤改良的利用。
(5)表土剝離區(qū)域調(diào)配理論還需完善。在表土剝離技術(shù)的過程中,對(duì)表土進(jìn)行運(yùn)移利用是表土剝離的最終目的,然而剝離表土再利用中往往由于區(qū)域內(nèi)缺少對(duì)應(yīng)的利用項(xiàng)目而無(wú)法進(jìn)行,表土資源的調(diào)配利用不僅僅限于區(qū)域之內(nèi),省際、遠(yuǎn)距離的調(diào)配利用也是一種利用方式,表土剝離的區(qū)域調(diào)配利用是其發(fā)展的必然趨勢(shì),在目前的研究中,如何科學(xué)的、有選擇的、有先后的對(duì)剝離土壤進(jìn)行遠(yuǎn)距離的覆土利用及調(diào)配還需要進(jìn)一步的解答,尚缺少對(duì)于表土剝離適宜運(yùn)輸距離的研究,因此,表土剝離區(qū)域調(diào)配理論還需完善。
表土剝離是一項(xiàng)新興的技術(shù),就發(fā)展趨勢(shì)而言,以下或可成為未來的研究重點(diǎn)。
(1)省級(jí)區(qū)域間宏觀上的剝離表土調(diào)配利用研究。表土剝離利用由于對(duì)接項(xiàng)目的不及時(shí)性、不穩(wěn)定性,常常需要將剝離表土進(jìn)行異地的調(diào)配利用,由于其剝離成本的限制、支持資金的不明確等原因,目前的表土剝離異地調(diào)配利用范圍受局限,多數(shù)只在臨近區(qū)域用作綠化用土或進(jìn)行土地復(fù)墾,并未能發(fā)揮出表土資源的實(shí)際價(jià)值,而隨著學(xué)者們對(duì)于表土剝離研究的進(jìn)一步深入,各地表土剝離實(shí)踐應(yīng)用的進(jìn)一步完善,更大尺度上的表土調(diào)配利用,尤其是省級(jí)區(qū)域間宏觀上的剝離表土調(diào)配利用將會(huì)愈發(fā)凸顯出表土剝離在實(shí)現(xiàn)區(qū)域土壤資源平衡、土壤公平利用上的巨大價(jià)值,也會(huì)由于更加具有廣度的利用范圍,將剝離表土的利用選擇擴(kuò)大化,進(jìn)一步優(yōu)化剝離表土利用方向選擇,最終更充分的發(fā)揮剝離表土的資源價(jià)值。
(2)表土剝離適宜運(yùn)輸距離研究。剝離表土最終要落到土壤的利用上,那么對(duì)于不同的剝離表土利用項(xiàng)目,如何進(jìn)行選擇才合理,其中剝離表土取土區(qū)域位置到覆土利用區(qū)域位置之間的距離是很重要的一個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn),是不是兩者間的距離越近就是越好的利用選擇,涉及表土剝離利用的適宜運(yùn)輸距離的探討,只有將剝離的表土對(duì)不同覆土利用項(xiàng)目的適宜運(yùn)輸距離進(jìn)行計(jì)算與評(píng)價(jià),才能更準(zhǔn)確、更科學(xué)地進(jìn)行表土利用項(xiàng)目的選擇,而這些隨著表土剝離的進(jìn)一步發(fā)展,利用區(qū)域的進(jìn)一步擴(kuò)大,都將更進(jìn)一步成為學(xué)者們面臨的重要問題。
(3)耕層增厚與耕地產(chǎn)能關(guān)系研究。在表土剝離的利用方向中,土壤改良越來越成為學(xué)者們關(guān)注的重點(diǎn),土壤改良本身是一個(gè)較為復(fù)雜的過程,對(duì)于不同的土壤類型,其針對(duì)性較強(qiáng)且差異性較大。而植根于表土剝離利用的土壤改良更加直接,多數(shù)即是對(duì)于同類型土壤的覆土,增加其表土層與耕層厚度,若要科學(xué)地將剝離表土用于提升耕地的耕層厚度,就要研究這一利用過程的利用效果,并將其最大化,因此研究耕層增厚與耕地產(chǎn)能的關(guān)系就愈發(fā)凸顯其重要性,只有確定兩者之間的關(guān)系才能進(jìn)一步確定剝離表土用于增加不同耕地耕層厚度的適宜梯度,從而更大程度地發(fā)揮這一利用方向的利用效果。
(4)土壤改良項(xiàng)目成果后評(píng)價(jià)研究。目前的土壤改良項(xiàng)目以工程任務(wù)完成為目標(biāo),以項(xiàng)目驗(yàn)收為結(jié)束,缺乏對(duì)項(xiàng)目完成后的成功評(píng)價(jià)機(jī)制,對(duì)于無(wú)論是現(xiàn)有的土壤改良項(xiàng)目還是剝離表土對(duì)于耕地的增厚耕層覆土改良都大大減少了束縛力,也更增加了其項(xiàng)目完成的隨意性、不嚴(yán)肅性,往往難以達(dá)到預(yù)期的效果,增加土壤改良項(xiàng)目的成果后評(píng)價(jià),有利于敦促項(xiàng)目進(jìn)行的嚴(yán)肅性,對(duì)項(xiàng)目效果具有一定的保障。
(5)表土剝離項(xiàng)目成本收益及生態(tài)社會(huì)價(jià)值研究。表土具有資源與資產(chǎn)的二重性,那么作為資源其具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值,對(duì)于不同的利用方向產(chǎn)生不同的直接效益; 作為資產(chǎn),其具有社會(huì)價(jià)值。目前對(duì)表土剝離利用的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及社會(huì)價(jià)值研究還比較片面,表土剝離項(xiàng)目在多大程度上具有可行性,如何平衡其經(jīng)濟(jì)收益與實(shí)施成本,如何計(jì)算其社會(huì)價(jià)值及生態(tài)價(jià)值,這些都是值得探討的問題,在這些問題的研究與解決也會(huì)促進(jìn)表土剝離再利用的發(fā)展與完善。因此,在未來的研究中,需要學(xué)者進(jìn)一步的研究與思考。
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中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃2017年11期