吉林省建設(shè)占用耕地表土剝離和利用研究
——以輝南縣水環(huán)境改善生態(tài)示范工程為例

楊繼紅,王 闖

吉林省國土資源調(diào)查規(guī)劃研究院,吉林長春 130061

0 引言

吉林省地處世界“黃金玉米帶”和“黃金水稻帶”，黑土地資源豐富，是國家重要的商品糧基地和老工業(yè)基地。近年來，隨著吉林經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，項(xiàng)目建設(shè)占用耕地給黑土地保護(hù)帶來一定壓力。實(shí)施建設(shè)占用耕地表土剝離和再利用，對于保護(hù)耕地特別是黑土地資源具有重大的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義。

1 吉林省建設(shè)占用耕地表土剝離工作情況

吉林省表土剝離工作大致分三個階段：第一階段探索實(shí)踐。從20世紀(jì)80年代末開始探索實(shí)踐，最初應(yīng)用于油田鉆井用地復(fù)墾，后逐步推廣到高速公路等線性工程臨時用地復(fù)墾、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)、工礦廢棄地復(fù)墾等各類土地整治項(xiàng)目中。2006年，原國土資源部向全國推廣吉林省做法。第二階段建立工作機(jī)制并全面推開。2012年，吉林省選擇了18個縣(市、區(qū))作為試點(diǎn)，探索建立涵蓋耕作層表土剝離、存儲、管理、交易、利用等全過程的工作機(jī)制。2013年，吉林省人民政府下發(fā)《關(guān)于推進(jìn)建設(shè)占用耕地耕作層土壤剝離工作的意見》，從政策層面對表土剝離工作作出部署。2014年9月，原國土資源部在吉林省舉辦了全國耕作層土壤剝離再利用現(xiàn)場會，受到廣泛關(guān)注。2016年，吉林省下發(fā)文件，明確將表土剝離方案作為新增建設(shè)用地報(bào)批要件，標(biāo)志著該項(xiàng)工作在全省推開。第三階段形成制度技術(shù)規(guī)范。2015年，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)和吉林省土地整理中心共同完成了《建設(shè)占用耕地表土剝離技術(shù)規(guī)范》并以地方標(biāo)準(zhǔn)形式公開發(fā)布，這是全國首個以地方標(biāo)準(zhǔn)形式出臺表土剝離的技術(shù)規(guī)范。2019年12月，吉林省自然資源廳和農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳聯(lián)合印發(fā)《吉林省建設(shè)占用耕地表土剝離工作管理辦法》(試行)，建立健全了表土剝離工作技術(shù)規(guī)范[1]。

據(jù)吉林省自然資源廳門戶網(wǎng)站公開信息，2014年至2018年，吉林省實(shí)施或計(jì)劃實(shí)施表土剝離建設(shè)項(xiàng)目63個，應(yīng)剝離耕地面積1.82萬畝(1)1畝約等于666.67 m2，實(shí)際剝離表土1.27萬畝[2]。

2 輝南縣水環(huán)境改善生態(tài)示范工程建設(shè)占用耕地表土剝離和利用研究

2.1 項(xiàng)目占地概況和表土剝離范圍

該項(xiàng)目位于金川鎮(zhèn)龍灣村，占地總面積38 147 m2，其中耕地面積30 022 m2，農(nóng)村道路面積為3 375 m2，農(nóng)村宅基地面積為4 750 m2。綜合考慮項(xiàng)目用地的地理位置、地形地貌、降水條件等因素，對建設(shè)占用耕地的耕作層進(jìn)行剝離，面積為30 022 m2。

2.2 項(xiàng)目建設(shè)占用耕地的表土情況

根據(jù)項(xiàng)目占地地類、形狀、剝離條件等外業(yè)調(diào)查情況，采用網(wǎng)格法確定表土采樣點(diǎn)，共選取了6個樣點(diǎn)，通過挖掘土壤垂直斷面，確定建設(shè)占用耕地的土壤層和土壤類型。經(jīng)采樣化驗(yàn)研判，剝離表土為沙壤土，土壤類型為沖積土，耕作層厚度30 cm左右，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)25～27 g/kg，pH值為6.7～6.9，土壤全氮為22 mg/kg，全磷為71.68 mg/kg，全鉀為106.49 mg/kg，結(jié)構(gòu)疏松(采樣情況詳見表1)。根據(jù)《輝南縣2016年耕地質(zhì)量等級更新評價成果》，項(xiàng)目區(qū)耕地質(zhì)量等別為國家利用等十等。

2.3 表土剝離和利用基本原則

一是堅(jiān)持科學(xué)規(guī)劃。依據(jù)項(xiàng)目區(qū)所在縣鄉(xiāng)土地利用總體規(guī)劃、城市規(guī)劃、土地整治規(guī)劃等，結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源條件，對剝離表土利用作出科學(xué)安排。二是堅(jiān)持因地制宜。結(jié)合項(xiàng)目所在地自然資源狀況、社會經(jīng)濟(jì)條件，因地制宜進(jìn)行表土剝離、運(yùn)輸、儲存、利用等。三是堅(jiān)持生態(tài)保護(hù)。表土剝離過程中注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，防止水土流失及污染土壤對環(huán)境造成二次破壞。四是堅(jiān)持統(tǒng)籌實(shí)施。將表土剝離和利用結(jié)合起來，確保在時間、空間上合理有序，做到“應(yīng)剝盡剝，應(yīng)用盡用”。

表1 項(xiàng)目區(qū)表土采樣點(diǎn)情況統(tǒng)計(jì)

2.4 表土剝離實(shí)施

2.4.1 表土剝離厚度

根據(jù)剝離區(qū)土壤類型、質(zhì)地和土壤采樣情況，將耕作層全部剝離，剝離厚度為0.3 m。

2.4.2 表土剝離率及剝離量

表土剝離率計(jì)算公式：

式中：

f—表土剝離率(%);

Q—剝離區(qū)土壤剝離量(萬立方米)；

Qp—預(yù)計(jì)理論表土剝離量(萬立方米)。

該項(xiàng)目可剝離表土面積為30 022 m2，剝離厚度為0.3 m，由于推土機(jī)推土存在一定的損耗和局部區(qū)域需人工作業(yè)，經(jīng)測算剝離率取92%，高于《耕作層土壤剝離利用技術(shù)規(guī)范》規(guī)定大于90%的要求[3]。

表土剝離量計(jì)算公式：

Q=∑(Hi×Si)×f

式中：

Q—剝離區(qū)土壤剝離量(萬立方米)；

Hi—第i個表土剝離單元的剝離厚度(m)；

Si—第i個表土剝離單元的剝離面積(m2)；

f—表土剝離率(%)。

經(jīng)計(jì)算，剝離區(qū)表土剝離總量為0.90萬立方米。

2.4.3 表土剝離工藝選擇

考慮剝離區(qū)的形狀、交通運(yùn)輸情況等因素，采用條帶式外移分層剝離法[4]，即：先將待剝離表土地塊分成若干條帶，每個條帶的寬度大致為施工機(jī)械寬度的整數(shù)倍，然后由外向內(nèi)逐條帶分層剝離。單次剝離長度視土方量和存儲區(qū)域面積確定。根據(jù)剝離機(jī)械設(shè)備和土壤理化性質(zhì)，確定單次剝離條帶寬度為2～4 m、厚度不大于0.15 m。

2.4.4 劃分剝離單元

根據(jù)地形、土壤厚度、土壤均一性和作業(yè)方便等條件，將剝離區(qū)域按寬度為2～3 m的條帶，劃分成不同的施工單元，即剝離單元，初步劃分了120個剝離單元。

2.4.5 實(shí)施表土剝離

選擇天氣較好且土壤含水量適宜時進(jìn)行剝離，一般達(dá)到田間持水量的50%～80%為宜。在作業(yè)區(qū)逐條進(jìn)行表土剝離，按照條帶狀從一個方向逐層向前剝離，一般采用后退法施工，或鋪設(shè)模板、鋼質(zhì)板等，減少對土壤的壓實(shí)。當(dāng)剝離區(qū)具有一定坡度時，剝離條帶主軸應(yīng)與斜坡主軸平行。剝離過程中，設(shè)備盡量在完成剝離的空地上運(yùn)行，不得在耕作層土壤尚未剝離的區(qū)域運(yùn)行，防止土壤被壓實(shí)，改變土壤性狀。挖運(yùn)土方的同時，對表土堆邊緣和表面進(jìn)行修整。在表土運(yùn)輸過程中應(yīng)做好保護(hù)，避免土方飛揚(yáng)散落污染環(huán)境。

2.4.6 表土儲存

剝離的表土應(yīng)選擇排水良好的空地進(jìn)行堆放，并做堆體覆蓋。該項(xiàng)目區(qū)地勢較平坦，自然排水較好?？紤]外運(yùn)的便捷性，設(shè)計(jì)剝離后表土堆放在鄰近項(xiàng)目區(qū)2 km左右的空地，兼顧后續(xù)利用的便利度和運(yùn)輸成本，同時還遠(yuǎn)離河流、村莊。

(1)表土堆積的各項(xiàng)參數(shù)及表土堆放場面積計(jì)算公式：

式中：

Sd—設(shè)計(jì)表土堆占面積(m2)；

Hb—土壤剝離厚度(m)；

Sb—土壤剝離面積(m2)；

Hd—土壤堆置高度(m)；

k—表土堆置安全系數(shù)。

儲存區(qū)的表土堆放高度應(yīng)符合堆體穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求，一般土堆高不超過3 m，土堆邊坡角不大于50°。同時考慮表土堆放需要安全邊坡角，設(shè)置安全系數(shù)為1.5。經(jīng)測算，表土堆占地面積約4 500 m2。

(2)表土堆放技術(shù)要求：一是平整堆土場地。根據(jù)外業(yè)調(diào)查情況，剝離區(qū)及儲存區(qū)土地平整，坡度小，排水良好，無樹根、石塊、建筑垃圾等異物。若堆放時間較短，土堆可臨時占用耕地，地面適當(dāng)整理即可；若堆放時間較長，可對儲存區(qū)地面進(jìn)行適當(dāng)壓實(shí)。二是堆放。剝離表土堆放應(yīng)由里向外進(jìn)行，運(yùn)輸工具應(yīng)后退行駛并將表土傾倒于距入口最遠(yuǎn)的地方。運(yùn)土車輛要在規(guī)定的運(yùn)輸路線和操作區(qū)域內(nèi)行駛，禁止機(jī)械穿越已堆積的土壤。三是坡面修整。堆土?xí)r應(yīng)邊堆放邊加固土堆邊緣，及時修整坡面，提高土堆防滲防風(fēng)能力，保持土壤水分和原有性狀。

2.4.7 剝離表土保育

土壤保育一般有物理保護(hù)、生態(tài)保育等多種措施，具體視存儲時間、存儲條件等因素確定。為了確保該項(xiàng)目剝離表土儲存質(zhì)量，采用物理保護(hù)和生態(tài)保育相結(jié)合的綜合措施。在表土堆表面播撒紫花苜蓿，防止水土流失；在表土堆底部四周采用編織袋裝土填筑對坡腳進(jìn)行防護(hù)。土墻采用梯形斷面，頂寬0.4 m，底寬1.2 m，高2 m，長約400 m。詳見圖1。

圖1 表土堆底部擋土墻斷面圖Fig.1 Section of retaining wall at the bottom of topsoil pile

3 剝離表土利用

實(shí)施建設(shè)占用耕地表土剝離的目的在于用，切實(shí)保護(hù)不可再生的黑土地資源。一般來講，剝離表土利用與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會發(fā)展、資源利用等情況緊密相關(guān)，主要有四種方式。

3.1 用于土地整治項(xiàng)目、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目和中低產(chǎn)田改造

一般直接將剝離的耕作層土壤用于臨近的土地開發(fā)整理項(xiàng)目，或用于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)、混填到肥力較差的中低產(chǎn)田中，進(jìn)一步提升覆土區(qū)耕地質(zhì)量。目前，吉林省各地普遍采用這種做法。

3.2 用于工礦廢棄地復(fù)墾和新農(nóng)村建設(shè)中村莊復(fù)墾

這種做法一般以現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)和生態(tài)環(huán)境治理為載體，與城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤、工礦用地復(fù)墾等相結(jié)合，利用剝離耕作層土壤復(fù)墾村莊、工礦用地并形成新增耕地。這種做法不僅能優(yōu)化農(nóng)村土地利用結(jié)構(gòu)，改善生態(tài)環(huán)境，還能推動城鎮(zhèn)化建設(shè)，促進(jìn)土地節(jié)約高效利用。

3.3 用于建設(shè)項(xiàng)目臨時用地復(fù)墾

按照我國有關(guān)法律規(guī)定，公路、油井等單獨(dú)選址項(xiàng)目，施工過程中臨時用地的，完工后需要復(fù)墾。一般將臨時占地的表土剝離并存儲起來，待項(xiàng)目完工后再進(jìn)行回填和復(fù)墾，做到“從哪兒剝離，再利用到哪兒”[5]。吉林省最初探索表土剝離模式，主要是用于吉林油田鉆井、資源勘探用地的復(fù)墾和污染治理。目前，吉林省大多數(shù)公路等線性工程項(xiàng)目也都采取這種做法[6]。

3.4 用于菜籃子工程、城市綠化工程

這種做法一般適用于人均耕地少、菜田不足、耕作層土壤污染較少的地區(qū)，在吉林省山區(qū)比較普遍。輝南縣金川鎮(zhèn)水環(huán)境改善生態(tài)示范工程緊鄰生態(tài)環(huán)境保護(hù)區(qū)，剝離的耕作層土壤肥力較好，基本沒有受到污染，距離輝南縣城較近，剝離表土適用于城市綠化工程和改善菜田肥力。