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【热点】耕作层土壤剥离与再利用的国际经验

2017-11-14 地下水环境网

耕作层是耕地的精华,耕作层土壤是农业生产的物质基础,是粮食综合生产能力的根本保障,失去了耕作层,将永久地失去耕地的粮食生产能力。开展建设占用耕地耕作层土壤剥离利用,对于有效补充耕地,大力推进中低产田改造,提高耕地质量,保障国家粮食安全和生物多样性等具有重大意义。贵州省、毕节市、织金县各级人民政府结合当地实际,创新性地开展了建设占用耕地耕作层土壤剥离利用工作,取得了显著成效,给全国树立了榜样。但是我国大规模开展耕作层土壤剥离时间较短,配套建设依然尚不健全。为此,本文特选取部分国家的表土剥离经验进行介绍,以期对我国耕作层土壤剥离工作的制度化、常态化和科学化有所裨益。

英国:土壤保护注重技术细节

刘丽


对各类活动所涉表土剥离活动进行分类规定,具体规范涵盖土壤剥离全过程的技术要点与条件。


英国从20世纪五六十年代起就开始重视耕作层土壤剥离问题,到21世纪初,已经形成了从法律规定到标准规范的一整套有关农用地表土剥离的文件,其经验做法非常值得借鉴。英国对土壤剥离全过程的技术要点与条件作了全面细致的规定,将土壤剥离过程分为5个阶段:调查规划;土壤剥离;土壤存放;土壤复位;土壤养护。本文主要介绍前4个阶段。 


调查规划。在此阶段,必须调查清楚场地的土壤类型、位置及数量,从而正确判断使用的机械设备、剥离土壤的方法、土堆堆放的种类、土壤运输的时间等。在调查时,需要确定场地内土壤的类型、特点、范围及数量,并在图上标示出来。对于受污染的场地,还需取样调查土壤的化学特性,如重金属的含量。


同时,技术规范还对剥离土壤和成土材料所使用的设备、剥离的深度、剥离工作的季节、天气等作出了明确的规定。要求剥离充足的地表土、亚层土,确保剥离和存储的土壤最少有1000毫米的掺混厚度,在土壤连续复位时,能均匀地覆盖在即将恢复成林地或农地的所有地区。若没有足够的表层土,达不到要求的厚度,则需要准备适合的成土材料,确保场地的成功复原。 


土壤剥离。在这一过程中,要尽可能减少对土壤的破坏、压实和损失。规范要求,将土壤资源图提供给负责现场施工管理的工程师,该图应详细标明不同土壤类型的分布、厚度以及重要的物理特性。工程师将以此编制土壤剥离操作计划。规范要求,不同的土壤材料应分别剥离和分类存储。在进行剥离工作期间,必须由法定种类的车辆、按预先规定的路线行驶,将破坏减少到最小。 


土壤存放。土壤存储时,要尽量堆成低而宽的土堆,高度不应超过5米~6米。另外,土堆的位置应远离任何未来采矿的洞口,以防土壤流入洞内。土堆还应设计排水系统,在土堆的顶部应有一个斜度至少是50∶1的横坡降。此外,施工人员须压实土壤以防止降雨的入侵。这一阶段,规划要求在土堆上播种深根植物或铺上草皮,保持土堆最深处的氧气供给。另外,还需要进行施肥,以促进植物在贫瘠亚层土或成土材料上的生长,并使用化学除草剂控制杂草。一旦堆成土堆,任何机械不得从上穿行,直到土壤复原为止。同时要求,任何土壤存储堆在建成的3个月内,需向矿产规划管理局提供一张图,显示每个土堆的位置、土堆上可能发生土壤剥离的土地面积,还要说明每个土堆所容纳的材料数量。

 

土壤复位。土壤复位是复垦期最重要的操作之一,故法律对土壤复原提出了细致而明确的要求:自恢复计划批准之日起6个月内,或经矿产规划管理局书面同意的其他期限内,将最终地形和场地恢复的详细计划提交给矿产规划管理局。恢复计划必须包括以下信息:场地的最终等高线;所有道路的位置、大小、路线或通行权;拟建或保留的任何排水沟或水路的位置大小及护面板的详细材料;所有涵洞、溢洪道或其他永久排水建筑物的位置和详细情况;保留或拟建的任何水域位置和详细情况;任何排水戗台的位置和大小,以及这些戗台的纵向坡降的详细信息;所有土壤存储堆的位置和数量;所有建议复位土壤材料的分布;保留或拟建的所有围墙、闸门、家畜护栏的位置和详细信息等。除了以上一般性的要求,对恢复时存在的工厂、机械、建筑物、固定设备、道路、污水池、洞穴、土堆等的还原,也必须符合相应的标准。

(作者单位:国土资源部信息中心)



美国:既有行政约束又有经济调节


李蕾

 

为保障矿区土地复垦和表土剥离制度的实施,美国政府既采取了行政管理手段,又使用了经济手段,取得了不错的效果。


表土剥离的相关制度已经在美国联邦和各个州执行了近40年。目前,美国煤矿区农用地表土剥离的相关制度已经非常成熟和规范,既有行政管理手段,又有经济手段。行政管理手段主要是开采许可证制度,经济手段主要包括复垦保证金制度、废弃矿山复垦基金制度等。 


开采许可证制度。美国政府规定,采矿申请者在申请采矿许可时,都应递交包括复垦规划的申请材料,占用基本农田的,还需要提供详细的土壤状况调查、表土剥离、存储和回填规划。主管部门将矿区开采前的自然情况登记在案,并审查采矿复垦计划,通过后才发放采矿许可证。农用地表土未进行剥离前,不允许进行任何开采活动,由州自然资源和环境保护部会进行督查。对不遵守规定的企业和个人,管理部门有权终止、吊销或撤销开采许可证。 


复垦保证金制度。复垦保证金是对勘探或采矿破坏土地进行复垦的保证。生产建设企业的经营者为履行土地复垦义务,按政府规定的数量和时间缴纳保证金,待准验收合格后,政府方可退还该保证金。否则,将动用这笔资金进行土地复垦工作。 


为确保矿区生态环境和土壤生产力在采矿后等于或优于采矿前,美国的复垦验收标准特别细致、严格,一般分3个阶段:当复垦的土地达到了可供利用的状态,可进行第一阶段的验收工作,退回60%的复垦保证金。当复垦的土地恢复了生产力并满足复垦法规、规划规定的第二阶段要求时,可进行第二阶段验收,退回复垦保证金的25%。当所有的复垦工作按照复垦规划完成,土地实现了修复后土地用途,植被生长也达到了约定的期限,如一般地区5年,干旱地区10年,方可进行第三阶段验收,退回剩余15%的复垦保证金。 


废弃矿山复垦基金。美国政府设立了废弃矿山的土地复垦基金,专门用于《露天矿管理及复垦法案》实施前的矿区复垦。在国库账册中设立“废弃矿复垦基金”,由内政部长负责管理。每个州设立各自的“废弃矿复垦基金”。复垦基金的50%用于各州及印第安保留区已经获得批准的废弃矿山的复垦,另外的50%上交联邦政府,用于全国范围内已经获得批准的废弃矿山复垦及紧急情况的项目。


(作者单位:国土资源部信息中心)



加拿大:“表土剥离”走向产业化


郭文华

 

法律对几乎所有建设项目都要求表土剥离,从而使表层土壤有了市场需求并产生了专门从事表土剥离的人才和企业。


自20世纪80年代以来,加拿大联邦、省、市各级地方政府都强调资源环境保护的立法,表土剥离是其中一项重要内容。法律对几乎所有建设项目都要求表土剥离,并制定了一系列相应的技术规范。 


在加拿大,由于受到表土保护、绿色采购政策、水资源保护等法律政策的影响,非经法律和土地所有者许可,表土不可随意移动,而且农地、生态保护用地表层土壤严格受到保护,使得表层土壤有了市场需求,出现了生产表土的企业,如En-virem技术公司,专门生产包括富含有机质的表土、有机肥、防治土壤流失的覆盖物等产品。从该公司业绩看,加拿大表层土壤人均年消费量为1立方码(约0.8立方米),而且呈增长趋势。企业生产富含有机质的表土,被认为提高了就业人数,创造了新的肥料性产品,增加了GDP,减少了填埋焚烧,带来了良好的经济、生态和社会效益。 


细致完整的技术规范。由于表土剥离有法律要求,加拿大所有工程建设项目第一步就是制定表土剥离规划。为了确保符合法律规定并科学、正确地抢救表层土壤,工程建设监理中会有一名职业的环保检查员,为剥离过程提供指导,以确保表层土壤得到及时抢救,并以科学的方式存放,以减少由于侵蚀、压实等引起土壤流失、退化等土壤理化性状的改变,避免表层土壤与底层土壤的混合。

 

多部门多目标的综合行为。加拿大进行表土剥离的目的主要是出于对资源和生态环境的保护,并非仅为耕地保护。家庭建房进行剥离的表土,可用于修建花园或草坪;道路建设中剥离的表土,可用于铺设路旁绿化带;而管线建设中表土剥离,可用于异地复垦,种植农作物。因此,表土剥离是一项涉及环境保护部门、农业和食品生产部门、建设部门、水资源保护等多部门共同参与的综合行动,而非单一部门开展的单目的行为。 


有表土剥离的技术规范和专业人才。不同类型的工程建设,不同的土壤类型,以及不同的地形条件对表土剥离提出了不同的要求。为了防止表土与底土混合、破坏表土物理化学性状,需要有一整套完善的技术规范。同时,需要有专业的土壤专家参与前期的剥离和后期的检查。这一系列的需求,产生了大量表土剥离的专业人才。 


有专门的表土剥离企业。一些矿业公司存储表土需要数年,直到完成采矿后方可复垦,堆放和储存表土无论从技术上还是成本上都面临挑战。有的住户发现他们搬到新家后,院子里的土壤都是些贫瘠的土壤,无法为草坪、灌木或花园的正常生长使用,因为表土需要有蠕虫、微生物和有机物质等,而新家的院子里的土壤却完全达不到这些要求,不够新鲜。这为专门生产和出售表土的企业提供契机。因此,形成了专门从事表土剥离的公司。 

(作者单位:国土资源部信息中心)


日本:强力规范有法可依

刘新卫

 


对表土剥离的管理体制、法律、技术手段进行改革和完善,经历了以提高农业生产力向以改善农村环境为主要目标的发展过程。


由于国土面积有限,加之环境保护意识的增强,表土剥离和利用在日本国内得到了较广泛的运用,并经历了一个从二战后初期以提高农业生产力,到20世纪70年代后以改善农村环境为主要目标的发展过程。 


规范的土地管理制度。目前,在中央政府层面涉及表土剥离的部门主要有国土交通省、农林水产省和环境省。国土交通省中对应的管理部门是土地水资源局、城市地域整备局和国土规划局;农林水产省按区域分设九个农政局,这些农政局都设有土地整备部;环境省也设有一个保护水、土壤环境的水环境司。在地方政府层面,均有类似管理机构与之相对应。这些部门除了从土地利用基本规划、城市规划甚至国土综合开发规划等宏观层面对表土剥离提供政策指导,还会根据实际需要设计具体的规划方案。如各土地改良事务局的设计课会因地制宜地设计针对不同农田的建设方案,无论是山区、丘陵、提灌区,还是平原、湖区、易涝区,都有统一的规划标准,旨在达到农田、农道、水源、水系、住房、环境保护相配套。 


合理有效的经济手段。日本政府将土地改良、交通道路建设等纳入国家农业基本建设项目。根据20世纪80年代的相关统计,日本政府农业财政预算每年约占国家一般预算支出的10%,其中农业基本建设支出占28%。农民开展表土剥离项目还可向国家设立的农林渔业金融公库申请长期低息贷款。另外,除了资金投入外,日本还充分利用经济手段来惩处表土剥离中的不规范行为。 


不断完善的法律体系。目前,日本对表土进行剥离和再利用已建立了较为完善的法律体系,涉及表土剥离及其再利用的法律包括《土地改良法》、《农业振兴地域整备法》、《耕地整理法》、《城市规划法》、《农业用地土壤污染防治法》以及《矿业法》等。这些法律分别从不同方面对表土剥离及其再利用进行了规定,有关法律条文的要求具体而明确。此外,日本还根据发展需要不断修改法律,如《耕地整理法》自颁布以来已历经4次较大的修改。这使日本的表土剥离和再利用事业保持了健康发展。 


持续创新的技术方法。在土地改良方面,为更好地提高土地质量,日本对土地改良技术进行了广泛而深入的研究,开发了剥离其他地区表土并将之作为客土掺入待改良地区表层土壤的工艺方法等。在开发建设方面,为了尽可能减少不良的生态环境影响,日本不断革新相关技术。以公路建设为例,在坡面绿化方面,日本当前已发展了包括工程措施与植物措施相结合的不下10种绿化方法,如客土喷播技术、植生袋技术等。在污染治理方面,主要工艺有客土、换土和深耕翻土等。 

近年来,日本还研究建立一门创造和保护农村自然风景的新学科,这也涉及表土剥离和利用。未来随着该学科的建立和完善,日本的表土剥离和利用技术也将得到长足发展。

(作者单位:国土资源部土地整治中心)


澳大利亚:高科技助力表土处理


张迪

 

澳大利亚是世界上利用先进技术成功处理土地扰动的国家,高科技的引入,产生了高效益的土壤剥离再利用。


澳大利亚是为数不多的以矿业作为经济支柱的发达国家,也是世界上将先进技术成功引入矿山复垦的国家之一。该国的土地复垦多采用综合模式,实现土地、环境和生态的综合恢复。所用技术可能涉及地质、矿冶、测量、物理、化学、环境、生态、农艺、经济学、医学、社会学等多个专业。同时,澳大利亚还将高科技引入土地复垦。如通过卫星遥感提供复垦设计的基础参数选择场地位置;使用计算机完成复垦场地地形地貌的最优化选择、最少工程量的优化选择和最适宜的投入产出分析;利用分子生物学和遗传学设计新的速生、丰产植物等。 


澳大利亚矿山复垦和植被重建的土壤处理包括五个步骤: 


第一步,抢救。在大多数情况下,在各区域清理出的表土应当保留用于后续复垦。表土指的是土壤的A1层,包含着大量的种子和其他植物繁殖体、土壤微生物、有机物质以及大多数较不稳定的养分。因为有机物质的积聚,通常比下层土壤颜色深,A1层应完全被移走,并避免剥离下层土壤,因为下层土壤的结构较差并含有较多的黏土。如果A1层不明显,则应恢复100mm~300mm厚的土壤。毕竟,大多数种子存在于土壤表层中,移走表土并在地面上重新恢复将最大限度地恢复原植物群落。


第二步,表土剥离的时间选择。表土剥离的时间选择对于后续的复垦很重要。如果土壤太湿或太干,土壤不应被剥离或放回原地,否则会导致土壤压实,破坏土壤结构,并破坏种子的发育能力和菌根真菌接种体。处理土壤的理想湿度因不同类型的土壤而不同,当地的认识和经验有助于决定选择处理土壤,避免受到破坏的时机。 


第三步,表土移走和存放。如果可能的话,表土应沿等高线存放,通过减少向下流的水,有助于控制水土流失,提高水分保留。无论如何,表土都应该尽快重置在已完成景观重建的区域。在干旱和半干旱地区,已经开发出大量用于提供增强对水土流失的保护、增加降雨的获得和渗透、提高微生物保护的技术。 


第四步,微生物。表土应按一定的技术标准堆放和归还,以保证某些有利于当地物种生存所必需的微生物存活。此外,在堆放和扰动表土的过程中,还应采取必要措施,防止并隔离有害真菌感染土壤。

 

第五步,表土替代土层。如果表土不宜复垦,则须采用底层土、覆盖在矿石上的覆盖层、废石或者类似的物质来进行植被重建。在使用这些物质前,应采取必要措施改进土壤质量,如施用有机物质,无机肥料或采用土壤调节装置等技术。通过这些技术,可使替代土层的植物播种率比直接采用表土还要高。 

(作者单位:国土资源部信息中心)




从以上各个国家对耕作层土壤的利用经验来看,可以从政策、经济和技术三个方面来简单考虑我国耕作层土壤剥离再利用的工作。


首先从政府角度考虑,要实现多部门联合规划,共同协作,由政府牵头,农业、国土、林业、水利、规划、建设等相关部门参与,依据土地利用总体规划、城镇规划、土地利用年度计划、土地整治规划和农业综合开发规划等相关规划与计划,科学编制建设占用耕作层剥离再利用专项规划与计划方案。编制的方案要尽量使剥离计划与土地开发、复垦、整理项目有机结合,做到供需平衡,时序衔接,尽量缩短耕作层存储时间。还要完善明确相关法律法规制度,确保工作的合理有序展开。


其次从经济角度来看的话,可以实现政企合作,相关部门设立专项基金,避免项目实施时资金紧缺而影响工程质量,而且可以降低成本;而且资金的充足和对从业者的激励可以提高工作者的积极性。


最后是在技术上实现突破,制定相关的技术标准,再根据各地土地差异进行相应的变化;规范剥离利用的流程,保证土壤再利用的质量;确定防止水土流失、土壤结构恶化、土壤有机质和养份流失的存储办法;制定最有利于作物生长的覆土工艺,提高覆土效益等。


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来源:华夏土地 公众号

编辑:言五

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