李晶馬天躍閆蕭蕭Anna Waitkus

1.中國礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院,北京 100083;2.Environmental Consulting,Laramie,WY 82070,USA

礦產(chǎn)資源開采不可避免地對土地生態(tài)環(huán)境造成破壞,土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)是促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分。 在新時(shí)期國土空間生態(tài)修復(fù)背景下對比中美土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的差異,完善和優(yōu)化我國土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要[1]。

中國《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)TD/T1036—2013》根據(jù)地貌單元的一致性、土地復(fù)墾方向的類似性、氣候-土壤-植被地帶規(guī)律性原則,將全域分為10 個(gè)復(fù)墾類型區(qū),對不同區(qū)域損毀土地復(fù)墾所需達(dá)到的基本質(zhì)量要求進(jìn)行控制,指標(biāo)體系中包含地形、土壤質(zhì)量、配套設(shè)施和生產(chǎn)力水平等方面[2-3]。

美國除《露天采礦控制和復(fù)墾法案》(Surface Mining Control and Reclamation Act,SMCRA)外,各州對復(fù)墾質(zhì)量有不同的規(guī)定,可以建立州級復(fù)墾法律、法規(guī)和政策但不能低于聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)。 各州復(fù)墾質(zhì)量控制雖然未必有單獨(dú)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)文件,但在各復(fù)墾流程相應(yīng)的準(zhǔn)則中都包含對復(fù)墾質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)[4-5]。

中美兩國土地面積遼闊,地形、氣溫、降水、土地利用和人類活動方式等均存在明顯的地帶性和非地帶性差異,且煤炭開采方式也各不相同。 為更好地開展土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對比,本文選取自然地理特征相似、土地利用方式類似的中國北方草原區(qū)和美國懷俄明州作為研究對象。 中國北方草原復(fù)墾類型區(qū)包含內(nèi)蒙古錫林郭勒和呼倫貝爾草原,該區(qū)處于中溫帶,年降水量在50 ～450 mm 之間,露天開采占比較大;美國懷俄明州位于半干旱氣候草原區(qū),全年降水量10 ～370 mm,擁有全美41% 露天開采煤炭資源[6]。 兩者在開采方式、復(fù)墾工藝流程方面也極為相似,這為復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)研究的可比性提供了依據(jù)。

本文以草原露天礦土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對比作為切入點(diǎn),針對中美兩國標(biāo)準(zhǔn)體系框架,并以點(diǎn)帶面,通過對比中國北方草原區(qū)和美國懷俄明州地貌重塑、土壤重構(gòu)、植被重建、水文恢復(fù)等方面的土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),查找差異,探尋啟示,為完善我國土地復(fù)墾和生態(tài)修復(fù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)全過程管理和相關(guān)政策制定提供參考。

1 土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)體系對比

中國國土資源部于2013年發(fā)布《土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)TD/T1036—2013》,針對耕地、草地、園地、林地等不同土地利用類型分別構(gòu)建了復(fù)墾質(zhì)量指標(biāo)體系,并在地形、土壤質(zhì)量、配套設(shè)施和生產(chǎn)力水平等多方面進(jìn)行指標(biāo)規(guī)定[2]。

美國的土地復(fù)墾制度體系起步較早且較為完善,土地復(fù)墾質(zhì)量控制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為國家法律法規(guī)或所在州當(dāng)?shù)貤l例的有機(jī)組成部分,具有一定的強(qiáng)制約束性。 1977年頒布的《露天采礦控制和復(fù)墾法案》(SMCRA)規(guī)定了美國所有露天礦的最低復(fù)墾質(zhì)量水平。 依據(jù)SMCRA 和本州的采礦和復(fù)墾情況,懷俄明州土地環(huán)境質(zhì)量部于2012年頒布了《土地質(zhì)量環(huán)境保護(hù)性能標(biāo)準(zhǔn)》(Environmental Protection Performance Standards For Land Quality),其與各復(fù)墾要素對應(yīng)的準(zhǔn)則共同組成質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,用于控制和保障本州土地復(fù)墾質(zhì)量達(dá)到開采前水平。

美國懷俄明州《土地質(zhì)量環(huán)境保護(hù)性能標(biāo)準(zhǔn)》中復(fù)墾的定義為:將土地恢復(fù)到等于或高于“之前的最高用途”的最高經(jīng)濟(jì)或社會價(jià)值狀態(tài),或者具有比之前所有土地利用更具經(jīng)濟(jì)或社會價(jià)值的用途。 這意味著復(fù)墾質(zhì)量控制在開采前就已經(jīng)開始進(jìn)行,同時(shí)表明采前的基礎(chǔ)信息調(diào)查是復(fù)墾質(zhì)量控制不可或缺的部分。 懷俄明州通過建立數(shù)據(jù)庫的方式,存儲包括但不限于開采前的地形地貌、回填土質(zhì)量、土壤類型和土壤厚度、植被類型和生長狀態(tài)、地表水和地下水質(zhì)量等開采許可范圍內(nèi)的基準(zhǔn)(Baseline)信息,為復(fù)墾質(zhì)量的恢復(fù)和控制提供有力依據(jù)。 基準(zhǔn)是用于比較或控制的臨界值數(shù)據(jù)。根據(jù)基準(zhǔn)制訂復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),可以有效避免標(biāo)準(zhǔn)的刻板化、固定化。 相比之下,在我國的土地復(fù)墾質(zhì)量控制、土地復(fù)墾全程監(jiān)管中,采前的基礎(chǔ)信息調(diào)查和應(yīng)用尚未得到足夠重視,相對缺乏系統(tǒng)的相關(guān)信息。

此外,美國懷俄明州同樣規(guī)定了復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的硬性數(shù)值指標(biāo),但同時(shí)也編制了表述性標(biāo)準(zhǔn)并設(shè)立了質(zhì)量達(dá)標(biāo)的核驗(yàn)方式。 “開采前調(diào)查—復(fù)墾后對比”的范式使復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的編制成為多要素集合的程序,保證了復(fù)墾質(zhì)量控制的不同階段緊密聯(lián)系,并更加符合當(dāng)?shù)貙?shí)際。其土地復(fù)墾相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與復(fù)墾質(zhì)量驗(yàn)收和保證金歸還掛鉤,通過年度報(bào)告并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審查核實(shí),按照復(fù)墾進(jìn)程分批次歸還保證金。 我國現(xiàn)行復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)通過指標(biāo)值進(jìn)行控制簡單易行,但內(nèi)容的整體性、豐富度和基準(zhǔn)參照的適用性有不足。

二者對比分析結(jié)果表明,我國土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)施目前仍偏重“末端治理”和末端管理——僅是復(fù)墾驗(yàn)收和復(fù)墾工程實(shí)施目標(biāo)的參照標(biāo)準(zhǔn);懷俄明州是對照采前狀態(tài)的全過程管理思維,具有采前-采中-采后各修復(fù)階段全過程持續(xù)數(shù)據(jù)積累、復(fù)墾分階段驗(yàn)收并與復(fù)墾保證金返還掛鉤、剛性與柔性指標(biāo)結(jié)合、復(fù)墾內(nèi)容更寬等特色。 這反映了兩國基本國情、復(fù)墾所處階段、復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的定位、復(fù)墾目標(biāo)側(cè)重點(diǎn)、復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)制定方式等存在差異。 但從標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容體系來看,均涉及地貌重塑、土壤重構(gòu)、植被重建等內(nèi)容。

2 地貌重塑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對比

2.1 北方草原區(qū)

針對露天礦區(qū)的地形特點(diǎn),結(jié)合采礦設(shè)計(jì)、開采工藝及土地?fù)p毀方式,北方草原區(qū)地貌重塑通過采取有序剝離和回填、分層壓實(shí)和土地整形等措施,重新塑造地貌形態(tài)。 我國主要根據(jù)不同復(fù)墾方向設(shè)定地貌重塑的控制指標(biāo),地面坡度的控制以不大于固定的邊界值作為標(biāo)準(zhǔn),平整度則規(guī)定了地面的高差范圍[7]。 對于復(fù)墾后耕地而言,水澆地的控制標(biāo)準(zhǔn)相較于旱地更加嚴(yán)格,對水澆地的田面高差進(jìn)行規(guī)定,保證了耕地質(zhì)量及復(fù)墾后的種植水平。 同時(shí)根據(jù)各行業(yè)的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),針對配套設(shè)施對灌溉、排水、道路和林網(wǎng)的建設(shè)質(zhì)量中地貌因素等進(jìn)行規(guī)劃控制。

2.2 懷俄明州

懷俄明州地貌重塑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的制訂主要依賴于采前地形的基準(zhǔn)信息。 通過邊采邊復(fù)方式對礦坑進(jìn)行回填、土地平整并重建地形,通過采用實(shí)時(shí)脈沖激光雷達(dá)量測并使用地形建模軟件等實(shí)時(shí)監(jiān)測地形及坡度,保證地貌恢復(fù)至近似原始地形(Approximate Original Contour,AOC)的要求。 該要求為地貌重塑中最重要的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[8]。 同時(shí)當(dāng)?shù)貜?fù)墾經(jīng)驗(yàn)表明,構(gòu)造頂部凸出、底部凹陷的復(fù)雜地形,坡度小于12°可以最大程度降低侵蝕發(fā)生的概率;控制坡度的靜態(tài)安全系數(shù)大于1.3,以減少部分傾角較大的區(qū)域發(fā)生滑坡的風(fēng)險(xiǎn)[9-10]。 標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定,復(fù)墾后標(biāo)高不可超過采前高程,坡長不超過150 m 且小于采前坡面長度。 在配套設(shè)施方面,為排水面積大于20 hm2的所有渠道提供排水設(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)格,確保復(fù)墾場地穩(wěn)定向自然地貌過渡[11]。

2.3 差異分析

中美地貌重塑指標(biāo)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對比見表1。我國目前的控制標(biāo)準(zhǔn)主要對坡度、地形平整度及配套設(shè)施進(jìn)行規(guī)定,缺乏坡長和標(biāo)高指標(biāo)。 地形設(shè)計(jì)的固定范式通常難以保證區(qū)域系統(tǒng)功能的協(xié)調(diào)性。相比之下,懷俄明州地貌重塑時(shí)相對注重恢復(fù)至采前原始地形,并控制地形與周圍的自然景觀要素協(xié)調(diào)融合,復(fù)墾地形通常配置為頂部凸起和底部凹陷的S 型斜坡,通過配置坡面形狀降低土壤侵蝕。 增加地形多樣性是保證地貌穩(wěn)定的重要因素,在礦區(qū)原有地形地貌基礎(chǔ)信息調(diào)查的基礎(chǔ)上制訂標(biāo)準(zhǔn),可以使復(fù)墾后地形設(shè)計(jì)更加協(xié)調(diào)穩(wěn)定。

表1 地貌重塑質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)差異對比分析Table 1 Comparative analysis of differences in quality control standards for landform remodeling

因此,地貌重塑可不局限于坡度等硬性指標(biāo),宜根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整坡度的標(biāo)準(zhǔn)值參數(shù)范圍,增加地形恢復(fù)到近似采前地貌的控制要求,保證地貌和各景觀構(gòu)成要素間的相互協(xié)調(diào)。

3 土壤重構(gòu)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對比

3.1 北方草原區(qū)

土壤重構(gòu)采取適宜的重構(gòu)技術(shù)工藝重新構(gòu)造土壤剖面,應(yīng)用物理、化學(xué)、生物、生態(tài)工程措施恢復(fù)土壤生產(chǎn)力,并改善重構(gòu)土壤的環(huán)境質(zhì)量。 經(jīng)開采擾動土壤受到侵蝕,較低的肥力甚至土壤污染導(dǎo)致后續(xù)植被的恢復(fù)水平和土地的生產(chǎn)力無法保證。采取“分層剝離、交錯回填”措施,并在復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中通過規(guī)定土壤物理和化學(xué)指標(biāo)的數(shù)值范圍,以達(dá)到保證土壤質(zhì)量的復(fù)墾目標(biāo)[12-13](表2)。除了質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)外,一些學(xué)者還會選擇在質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中未涉及的全氮、有效磷、速效鉀、緊實(shí)度、含水率等作為重構(gòu)土壤質(zhì)量的評價(jià)指標(biāo)[14-15]。 在金屬礦區(qū),重金屬元素含量也常作為土壤質(zhì)量的評價(jià)指標(biāo)[16-18]。

3.2 懷俄明州

懷俄明州的土壤重構(gòu)實(shí)踐包含剝離回填和土壤改良,在移除表土、上履巖層并將煤層裸露之后需要對土壤進(jìn)行分類處理,對不適宜用于復(fù)墾的土壤將被隔離并掩埋,未被舍棄的土壤應(yīng)避免受到侵蝕并經(jīng)過其他材料混合后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水平。《懷俄明州環(huán)境質(zhì)量部土壤和覆蓋層第1 號準(zhǔn)則》包含復(fù)墾土壤質(zhì)量的適宜性標(biāo)準(zhǔn)(表2),并劃分了標(biāo)準(zhǔn)的適宜值(Suitable Value, SV)、 邊 緣值(Marginal Value,MV)以及不適宜值(Unsuitable Value,UV),在特定區(qū)域可利用邊緣值對指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整[19-20]。 在剝離土壤回填后,通過與土壤理化性質(zhì)和厚度等數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對比,實(shí)現(xiàn)復(fù)墾后的土壤質(zhì)量評估。 表2 列出了土壤和覆蓋層的較為重要的化學(xué)參數(shù),包括pH 值、電導(dǎo)率、鈉吸收率、硒、硼、硝態(tài)氮、酸堿電位、鉬、砷、有機(jī)碳含量等。 當(dāng)采樣中超過20% 的土壤存在一項(xiàng)或多項(xiàng)超標(biāo)的化學(xué)參數(shù)時(shí),則認(rèn)定復(fù)墾土壤質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

3.3 差異分析

中美土壤重構(gòu)相關(guān)的復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的差異性主要體現(xiàn)在指標(biāo)數(shù)量和控制數(shù)值上(表2)。具體在電導(dǎo)率和礫石含量的控制范圍上略有差異,部分化學(xué)含量指標(biāo)未被列入質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中。 我國現(xiàn)有指標(biāo)設(shè)置較為合理,對不同復(fù)墾方向進(jìn)行設(shè)定的控制指標(biāo)保證了土地利用效益,但仍可根據(jù)具體利用情況對指標(biāo)范圍進(jìn)行相應(yīng)的普適化調(diào)整。 同時(shí)由于復(fù)墾區(qū)原有地質(zhì)條件和植被品種的差異,有效土層厚度較為適合作為可調(diào)整彈性指標(biāo)。 通過比較控制指標(biāo)的數(shù)量可以發(fā)現(xiàn)懷俄明州的土壤質(zhì)量指標(biāo)相對全面,能夠根據(jù)不同的礦種和復(fù)墾方向進(jìn)行可選指標(biāo)控制,此外還可以根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r利用邊緣值調(diào)整至與土地利用相協(xié)調(diào)的參數(shù)值。

表2 土壤重構(gòu)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)差異對比分析Table 2 Comparative analysis of differences in soil remodeling quality control standards

我國現(xiàn)有的土壤質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)包含的指標(biāo)數(shù)量相對少,剛性值閾范圍控制多,彈性指標(biāo)少,優(yōu)點(diǎn)是便于操作。 從全過程復(fù)墾管理等角度,我國可考慮是否有必要增加現(xiàn)有指標(biāo)之外的對土壤污染程度和肥力質(zhì)量影響較大的選擇性指標(biāo)參數(shù),如硒元素、硼元素、全氮、速效磷、有效鉀等指標(biāo),根據(jù)礦區(qū)種類選擇其他適宜的控制指標(biāo),有針對性地滿足不同礦區(qū)的復(fù)墾要求。 在控制土壤重構(gòu)質(zhì)量時(shí)考慮土地狀態(tài)和復(fù)墾方向等因素,因地制宜,實(shí)現(xiàn)全面有效地控制項(xiàng)目區(qū)復(fù)墾質(zhì)量。

4 植被重建質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對比

4.1 北方草原區(qū)

北方草原區(qū)的植被重建在地貌重塑和土壤重構(gòu)的基礎(chǔ)上,針對不同土地?fù)p毀類型和程度,綜合氣候、坡度、地表物質(zhì)組成和有效土層厚度等,進(jìn)行先鋒植物與適生植物選擇及其他植被配置、栽植及管護(hù),使修復(fù)的植物群落持續(xù)穩(wěn)定。 我國將林地的定植密度、郁閉度和草地覆蓋度以及耕地、園地、草地的單位面積產(chǎn)量作為控制植被重建質(zhì)量的指標(biāo)(表3)。 植被覆蓋度和郁閉度作為評價(jià)礦區(qū)復(fù)墾植被重建效果的重要指標(biāo),在林種質(zhì)量評價(jià)和森林景觀建設(shè)等方面有著廣泛的應(yīng)用[21]。 技術(shù)人員在復(fù)墾前需對林地的種植密度進(jìn)行規(guī)劃,通過核驗(yàn)林地3 ～5年后的郁閉度以及草地覆蓋度指標(biāo),并控制牧草有害成分含量符合國家食品安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),以保證植被重建質(zhì)量。

4.2 懷俄明州

懷俄明州對植被重建尤為重視,在開采前5 ～7月植被生長高峰期對整個(gè)開采許可范圍內(nèi)的植被進(jìn)行采樣并收集基準(zhǔn)信息,同時(shí)選擇與采區(qū)植被群落生存環(huán)境類似或未受采礦擾動影響的區(qū)域作為參考區(qū)(Reference Area,RA),用于對比評估植被的重建水平。 懷俄明州在種植時(shí)優(yōu)先選擇本地物種,或使用本地物種與外來物種的種子混合物,采用撒播和噴播的種植方式進(jìn)行植被重建,并使用長期責(zé)任期對重建水平進(jìn)行達(dá)標(biāo)核驗(yàn)。 通常在種植初步完成后設(shè)立10年的責(zé)任期,在責(zé)任期的第6年后提供任意連續(xù)2年的監(jiān)測數(shù)據(jù),并通過統(tǒng)計(jì)分析定量比較復(fù)墾區(qū)與參考區(qū)的產(chǎn)量、植被覆蓋度和灌木密度等指標(biāo)。 懷俄明州為植被重建的評估設(shè)定了專門的算法程序,通過對比復(fù)墾區(qū)與參考區(qū)的植被恢復(fù)水平實(shí)現(xiàn)質(zhì)量核驗(yàn)的目的(圖1)。 驗(yàn)證主要使用Mann-Whitney 檢驗(yàn)和t 檢驗(yàn),通過設(shè)置置信區(qū)間為90% (單邊檢驗(yàn)誤差為0.10)來測算植被恢復(fù)程度,并假設(shè)植被恢復(fù)水平往往小于參考區(qū)數(shù)值的90% ,即當(dāng)大于參考區(qū)數(shù)值的90% 時(shí)(拒絕單邊無效假設(shè))表明植被重建成功[22-24]。

圖1 懷俄明州植被重建質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)程序Fig.1 Quality assessment standard for vegetation reconstruction procedure of Wyoming

同時(shí),由于半干旱草原地區(qū)的灌木保水能力較強(qiáng),懷俄明州規(guī)定灌木密度質(zhì)量應(yīng)具有以提供土壤保持和水源涵養(yǎng)的生態(tài)服務(wù)功能。 除非采前灌木密度較小,否則保證符合種植條件土地至少20%的區(qū)域應(yīng)達(dá)到每平方米1 株灌木的標(biāo)準(zhǔn)。 為了計(jì)算灌木的適宜標(biāo)準(zhǔn),需要確定開采前后灌木總密度和每個(gè)物種的相對密度[25]。 灌木密度標(biāo)準(zhǔn)利用下式確定:

式中,ρ為復(fù)墾后目標(biāo)灌木物種應(yīng)達(dá)到的密度;D為開采后的剩余灌木總密度,D≤1;N為群落中存在的原生灌木和次生灌木的種類個(gè)數(shù)。

4.3 差異分析

中美在植被重建質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定方式上差異較大(表3)。 植被重建應(yīng)遵循生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和功能協(xié)調(diào)性的原理,構(gòu)造較為穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng),在土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容中對該原則應(yīng)有所體現(xiàn)。 我國標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)規(guī)定了采后植被恢復(fù)可測指標(biāo)的閾值范圍,但未充分體現(xiàn)相對于采前的植被生長情況的變化,且北方天然草原區(qū)要比其他類型區(qū)的草地覆蓋度的控制標(biāo)準(zhǔn)更為重要。 懷俄明州根據(jù)采前調(diào)查的植被發(fā)育狀況,使用統(tǒng)計(jì)分析和假設(shè)檢驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量控制,對于植被恢復(fù)的控制標(biāo)準(zhǔn)大多屬于表述性規(guī)定,未局限于定量指標(biāo)值。 植被的生長恢復(fù)過程不是一蹴而就的,在時(shí)間尺度上制訂植被恢復(fù)水平的控制標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量核驗(yàn)流程不容忽略。

表3 植被重建質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)差異對比分析Table 3 Comparative analysis of differences in quality control standards for vegetation reconstruction

由于采后土地環(huán)境惡劣,復(fù)墾時(shí)需選擇抗逆性強(qiáng)、存活率高、改良土壤效果好或生態(tài)功能明顯的本土品種。 我國缺乏規(guī)定復(fù)墾選用的植被品種以及所占比重的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),易導(dǎo)致復(fù)墾后的生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性不盡人意。 由于地區(qū)生長條件差異,物種多樣性和植被種類應(yīng)作為一項(xiàng)重要指標(biāo)納入復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)體系,選擇的品種要與生態(tài)環(huán)境有一定的兼容性,優(yōu)先選擇本地作物,合理引入外來物種,控制混合植被的種類占比和分布,使得物種與物種、物種與環(huán)境之間可以相互促進(jìn)。

復(fù)墾植被重建完成的核驗(yàn)需要進(jìn)行長時(shí)序的觀測統(tǒng)計(jì),如果缺少與時(shí)序相結(jié)合、與本底條件相結(jié)合的單一剛性指標(biāo)量化規(guī)定,難以滿足高質(zhì)量、可持續(xù)的復(fù)墾質(zhì)量保障要求。 建議補(bǔ)充植被重建時(shí)限規(guī)定,在規(guī)定期限內(nèi)根據(jù)開采前不同地類植被生長狀態(tài)和覆蓋情況的調(diào)查結(jié)果進(jìn)行雙時(shí)相、周期性、階段性對比。 此外,設(shè)定參照區(qū)是非常有必要的。 根據(jù)未受開采擾動的參考區(qū)作為指標(biāo)控制范圍制定的依據(jù),可以使標(biāo)準(zhǔn)適用于當(dāng)?shù)厮?并使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法對植被恢復(fù)水平進(jìn)行綜合考量,保證質(zhì)量控制核驗(yàn)結(jié)果的精確性。

5 水文恢復(fù)等質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對比

5.1 北方草原區(qū)

復(fù)墾后的土地利用水平需通過質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一定的約束。

當(dāng)復(fù)墾方向?yàn)闈O業(yè)時(shí),在保證水源充足的基礎(chǔ)上,控制食用魚放養(yǎng)面積占總養(yǎng)殖面積85% 以上,淤泥厚度不超過20 cm,3年后的單位面積產(chǎn)量不低于當(dāng)?shù)仄骄健?/p>

當(dāng)復(fù)墾為人工水域與公園時(shí),在景觀與周邊自然環(huán)境協(xié)調(diào)的前提下,通過種植植被防止水土流失,保證復(fù)墾后水資源供需平衡。

另外,保證建設(shè)用地的場地基本平整,地基承載力和地基抗震性滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,防洪標(biāo)準(zhǔn)和地基設(shè)計(jì)標(biāo)高滿足當(dāng)?shù)胤篮橐?保證生態(tài)景觀協(xié)調(diào)宜居[2]。

5.2 懷俄明州

懷俄明州水文恢復(fù)相關(guān)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)包含了地下水和地表水兩部分。

在地下水質(zhì)量控制方面,規(guī)定了水質(zhì)、徑流特征和地下水電位等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)國家飲用水、農(nóng)業(yè)、畜牧、水生生物不同層級的土地利用要求,每季度對水質(zhì)化學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測。 在質(zhì)量達(dá)標(biāo)核驗(yàn)時(shí)使用累積水文影響評估模型對地下水的恢復(fù)情況進(jìn)行預(yù)測,并于年度報(bào)告中與國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比[26-28]。 由于其國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的指標(biāo)類型較多,故本文不在此列舉。

在地表水質(zhì)量控制方面,主要針對地形與流域設(shè)計(jì)、排水系統(tǒng)規(guī)劃、蓄水池建設(shè)、水質(zhì)監(jiān)測4 個(gè)方面進(jìn)行控制,按照許可規(guī)定的采集頻率對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行收集,并在年度報(bào)告中建立數(shù)學(xué)模型后與國家標(biāo)準(zhǔn)比較,同時(shí)保證水中總懸浮固體的平均濃度小于35 mg/L[29]。

5.3 差異分析

地表水和地下水是農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)和城市用水的重要水源,在草原區(qū)為畜牧養(yǎng)殖業(yè)提供用水并維持生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定性等。 通過比較得知,我國在復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中對不同土地復(fù)墾方向的利用水平進(jìn)行約束,很好地關(guān)注了其生產(chǎn)功能,水文恢復(fù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍有提升空間(表4)。

表4 水資源質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)差異對比分析Table 4 Comparative analysis of differences in water quality control standards

懷俄明州明確了水源地的用水量供需和水質(zhì)情況,保證水資源供求關(guān)系的平衡。 我國標(biāo)準(zhǔn)中缺乏對復(fù)墾后水文恢復(fù)水平的生態(tài)功能性質(zhì)量控制指標(biāo),不利于有效保證整個(gè)復(fù)墾區(qū)域的水資源質(zhì)量和用水安全。 為防止對重建的地下水和地表水造成二次污染或存在用水質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn),建議將國家水質(zhì)控制指標(biāo)等納入土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)開采前的水文情況增加礦區(qū)復(fù)墾水資源恢復(fù)的相關(guān)控制要求,同時(shí)控制發(fā)生徑流侵蝕的概率,減少干擾周邊區(qū)域的水文平衡。

6 結(jié)論與討論

土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)對土地復(fù)墾專項(xiàng)規(guī)劃、礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和土地復(fù)墾方案編制、復(fù)墾工程規(guī)劃設(shè)計(jì)以及復(fù)墾質(zhì)量驗(yàn)收等具有重要指導(dǎo)意義。在國土空間生態(tài)修復(fù)背景下,本文通過中國北方草原區(qū)和美國懷俄明州適用復(fù)墾質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)對比,在揭示異同點(diǎn)的同時(shí),由點(diǎn)及面地提出了我國土地復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)方向:

(1) 穩(wěn)定的地貌是進(jìn)行土壤重塑和植被重建的前提,將地形恢復(fù)到近似采前狀態(tài)有助于維持國土空間和各景觀要素的區(qū)域協(xié)調(diào)性。 建議根據(jù)原始地貌景觀結(jié)構(gòu)而不局限于現(xiàn)有固定的坡度控制值,將采前礦區(qū)原始地形調(diào)查及數(shù)據(jù)應(yīng)用納入到地貌重塑質(zhì)量控制指標(biāo)體系和實(shí)施過程中。

(2) 良好的土壤質(zhì)量是植被重建成功的前提,一定程度上決定了復(fù)墾效果的總體水平。 由于礦區(qū)種類和復(fù)墾方向的差異性,復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中可考慮包括更多與土壤質(zhì)量相關(guān)的指標(biāo),設(shè)置約束性指標(biāo)和選擇性指標(biāo),相關(guān)人員在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)選取對環(huán)境影響較大且廣泛存在的相應(yīng)指標(biāo)。 同時(shí)增加可調(diào)整控制范圍值,針對礦區(qū)本底條件差異,高效建立特定礦區(qū)適宜的控制指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

(3) 植被重建有助于環(huán)境調(diào)節(jié)和生產(chǎn)生態(tài)功能恢復(fù)。 植被生長質(zhì)量需要長時(shí)序驗(yàn)證,建議在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中補(bǔ)充重建階段性時(shí)限要求。 根據(jù)土地復(fù)墾的環(huán)境特殊性增加植被品種的控制要求,以恢復(fù)植被重建后生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 同時(shí),注重采前信息調(diào)查和參照區(qū)設(shè)定,以開采前的植被生長調(diào)查狀況作為控制標(biāo)準(zhǔn)的制訂依據(jù),并使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證植被重建水平。

(4) 保護(hù)生態(tài)脆弱區(qū)的水資源和水環(huán)境尤其重要。 現(xiàn)階段我國復(fù)墾質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中,對水文恢復(fù)制訂的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相對薄弱,目前僅針對水資源的生產(chǎn)利用水平設(shè)定指標(biāo),建議增加生態(tài)服務(wù)功能性指標(biāo)。 更為重要的,從理念上將水體及水文狀況恢復(fù)納入復(fù)墾內(nèi)容體系,尤其是生態(tài)脆弱區(qū)和干旱半干旱區(qū)。 水文質(zhì)量與整個(gè)生態(tài)環(huán)境以及植被生長緊密關(guān)聯(lián),應(yīng)增加相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對水文恢復(fù)進(jìn)行質(zhì)量控制。

以往我國對“土地復(fù)墾”內(nèi)涵理解過于狹窄,重視恢復(fù)受損土地生產(chǎn)功能的恢復(fù)。 隨著生態(tài)文明建設(shè)需求不斷增強(qiáng),對土地復(fù)墾的認(rèn)識也從關(guān)注數(shù)量、質(zhì)量發(fā)展到對生態(tài)系統(tǒng)——生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)系統(tǒng)性的內(nèi)在要求。 建議拓寬業(yè)務(wù)視角,克服服務(wù)于山水林田湖草沙系統(tǒng)修復(fù)背景下指標(biāo)缺失、內(nèi)容不全等問題制約,推動將現(xiàn)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修改完善后上升至國家標(biāo)準(zhǔn),提升土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)性和影響力。 此外,更為主要的是變“末端治理”思維為全過程管理,重視采前基準(zhǔn)信息采集、土地復(fù)墾與生態(tài)修復(fù)方案編制、采后與復(fù)墾后全過程分階段、周期性信息采集,通過專門復(fù)墾監(jiān)測管理真正實(shí)現(xiàn)復(fù)墾質(zhì)量控制全程化、科學(xué)化、精細(xì)化和適用化。