摘要 : 11 廢棄土地,又稱廢棄地,是指因采礦、工業(yè)和建設(shè)活動(dòng)挖損、塌陷、壓占(生活垃圾和建筑廢料壓占)
廢棄土地,又稱廢棄地,是指因采礦、土壤鉆機(jī)工業(yè)和建設(shè)活動(dòng)挖損、塌陷、壓占(生活垃圾和建筑廢料壓占)、污染及自然災(zāi)害毀損等原因而造成的不能被直接利用或嚴(yán)重功能退化的土地。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn),截至目前,我國至少有1000萬公頃因生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)和自然災(zāi)害損毀的土地尚待復(fù)墾,且每年新增廢棄地超過25萬公頃(夏珺,2006;中華人民共和國環(huán)境保護(hù)部,2017)。國外文獻(xiàn)中的廢棄地,主要指棕地,除法國之外,大多數(shù)國家僅限于城市區(qū)域的空置、廢棄、被污染的土地,包括被毀壞的工業(yè)用地、舊的商業(yè)建筑以及其他產(chǎn)業(yè)用地,突出污染的土地??梢?,中國廢棄地的內(nèi)涵比國外的棕地概念要廣泛很多。廢棄地的概念與閑置土地不同,后者是指土地使用者依法取得土地使用權(quán)后,未經(jīng)原批準(zhǔn)用地的人民政府同意,超過規(guī)定期限未動(dòng)工開發(fā)建設(shè)的建設(shè)用地。在農(nóng)村土地閑置主要有兩種表現(xiàn)形式:一種是指拋荒,既某塊農(nóng)田已經(jīng)閑置半年以上而未得到利用;另一種是農(nóng)村宅基地的空置。廢棄地的成因主要包括以下兩方面(趙文廷等,2018;張麗芳等,2010):
1)自然成因的廢棄地。主要指地質(zhì)災(zāi)害、洪澇、干旱等自然因素所損毀或功能嚴(yán)重退化的土地,包括崩塌型廢棄地、滑坡型廢棄地、泥石流型廢棄地、流水型廢棄地、地裂縫型廢棄地、地面塌陷型廢棄地、地面沉降型廢棄地、火山型廢棄地、鹽漬化型廢棄地、洪澇型廢棄地、干旱型廢棄地、冰川型廢棄地、凍害型廢棄地、地球化學(xué)型廢棄地、地球物理型廢棄地等。
2)人工成因的廢棄地。是指由人類活動(dòng)(包括生產(chǎn)、生活和各類工程建設(shè))而損毀、拋棄或功能嚴(yán)重退化的土地,按活動(dòng)結(jié)果劃分為挖損型廢棄地、人工堆積型廢棄地、污染型廢棄地、建設(shè)型廢棄地和拋棄型廢棄地。后者如農(nóng)村長期閑置而不再居住的宅基地等。
(二)廢棄土地的主要類型
鑒于中國現(xiàn)階段的土地問題是資源的硬瓶頸約束,加強(qiáng)內(nèi)涵挖潛是緩解土地資源供需矛盾的重要途徑和方式,從這一角度看,廢棄地主要有以下4種類型:
1)礦山廢棄地。它是指在采礦活動(dòng)中被破壞、未經(jīng)治理而無法使用的土地。滯留土地由于受采礦活動(dòng)的劇烈擾動(dòng),不但喪失天然表土肥力,而且還經(jīng)常有持久而嚴(yán)重的污染問題。礦山開采造成的占用或破壞土地的情況主要有:露天開采挖損土地、尾礦場、廢石場(排土場)壓占土地,礦山的工業(yè)建筑、民用建筑和道路等占用土地。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國因采礦累計(jì)占用土地約586萬公頃,破壞土地157萬公頃,且每年仍以4萬公頃的速度遞增(周連碧等,2010)。根據(jù)礦山類型不同,礦山廢棄地主要有以下類型:①煤礦廢棄地。排土場、沉陷區(qū)、煤矸石堆放場、開采坑、道路等。②金屬礦區(qū)廢棄地。尾礦庫、低品位廢棄礦石的堆放場、開采坑等。③非金屬礦廢棄地。貧瘠廢棄場地、道路磚瓦廠等取土后的場地等。
2)污染廢棄地。它是指因受到采礦或工業(yè)廢棄物或農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)等侵蝕、污染而廢棄的土地。主要有重金屬污染廢棄地、有機(jī)物污染廢棄地和固廢物污染廢棄地等3種類型,可見本章上一節(jié)詳述。
3)災(zāi)害廢棄地。它是指應(yīng)受自然災(zāi)害影響而廢棄的土地。主要有:①氣象災(zāi)害廢棄地。如干旱、暴雨、洪澇、臺(tái)風(fēng)等造成的廢棄地。②地質(zhì)災(zāi)害廢棄地。如地震、滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷、地裂縫等造成的廢棄地。③海洋災(zāi)害廢棄地。如風(fēng)暴潮、海嘯、海浪、海冰、赤潮等造成的廢棄地。④生物災(zāi)害廢棄地。如病害、蟲害、草害、鼠害等,森林火災(zāi)和草原火災(zāi)也屬廣義的生物災(zāi)害。
4)空置廢棄地。它是指不動(dòng)產(chǎn)長期空置而不主動(dòng)使用的廢棄地,主要可以分為城市空置廢棄地和鄉(xiāng)村空置廢棄地。對(duì)于大量空置而準(zhǔn)備出租的土地,是一種空置地,暫不宜列入空置廢棄地,通常也不存在生態(tài)修復(fù)的問題。由于城鎮(zhèn)化的發(fā)展、宅基地制度本身的設(shè)計(jì)和運(yùn)行缺陷、監(jiān)管的不到位與傳統(tǒng)文化的影響等因素,造成大量的農(nóng)村宅基地和房屋閑置,并且已經(jīng)形成相當(dāng)?shù)囊?guī)模和比例。這種大量閑置的宅基地和房屋對(duì)中國耕地的有效保護(hù)糧食安全的實(shí)現(xiàn)和農(nóng)村社會(huì)的穩(wěn)定都造成了一定的危害,是現(xiàn)階段中國空置廢棄地的主要類型。根據(jù)中國科學(xué)院2013年的估算,全國宅基地總共約有2.7億畝,而空置的約有1.14億畝,幾乎占到了四成。
在上述主要廢棄地的類型中,礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)在本書第三章中已有專門闡述,污染廢棄地的生態(tài)修復(fù)在本書第五章第四節(jié)中也有專門闡述,城市中大部分工業(yè)廢棄地的生態(tài)修復(fù)也主要屬于污染廢棄地的生態(tài)修復(fù)范疇,因此本章下文主要討論災(zāi)害損毀廢棄地和農(nóng)村廢棄宅基地的生態(tài)修復(fù)問題。
02
災(zāi)害毀損廢棄地的生態(tài)修復(fù)
(一)災(zāi)害毀損廢棄地的修復(fù)方法
中國是一個(gè)自然災(zāi)害類型最多和自然災(zāi)害頻發(fā)的國家,主要有氣象災(zāi)害、海洋災(zāi)害、洪水災(zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害、地震災(zāi)害、農(nóng)作物生物災(zāi)害、森林生物災(zāi)害、森林火災(zāi)等8類。根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示:從1978~2016年,平均每年農(nóng)作物受災(zāi)面積達(dá)4275萬公頃,最低年份為2177萬公頃,最高年份達(dá)5547萬公頃(圖5-1)。對(duì)于災(zāi)害毀損廢棄地的生態(tài)修復(fù),主要采取工程修復(fù)方法。該方法的主要目的是對(duì)廢棄地的地形、地貌和土壤本底進(jìn)行恢復(fù),建立有利于植物生長的表層和深耕層,核心是土壤建造。
災(zāi)害毀損廢棄地的土壤建造即建造土壤土壤鉆機(jī),它是以土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)和工程學(xué)等學(xué)科理論為基礎(chǔ),采取適當(dāng)?shù)耐恋卣硎┕すに?,并?yīng)用物理、化學(xué)或生態(tài)措施,對(duì)損毀廢棄地建造一個(gè)更加適宜的土壤剖面和綜合土壤肥力因素,在較短的時(shí)間內(nèi)改善土壤的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和環(huán)境質(zhì)量,恢復(fù)并提高土壤的質(zhì)量水平。土壤建造的目的是快速培肥土壤,消除土壤障礙因素,改善土壤環(huán)境質(zhì)量,提高土壤的生產(chǎn)能力。因此,土壤建造首先必須明確以土壤學(xué)原理為基礎(chǔ),包括土壤發(fā)生學(xué)、土壤形態(tài)學(xué)、土壤物理學(xué)、土壤化學(xué)、土壤生物學(xué)等理論基礎(chǔ)。此外,土壤建造還涉及生態(tài)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、水文學(xué)、地貌學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、工程學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、環(huán)境學(xué)、地球化學(xué)、微生物學(xué)等相關(guān)學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容。
(二)土壤剖面建造的技術(shù)和工藝
1.土壤剖面建造的技術(shù)要點(diǎn)
不同土壤具有各自特有的剖面結(jié)構(gòu)和診斷層次,表現(xiàn)出不同的物理性狀和化學(xué)特性,使土壤具有不同的肥力水平、適宜性和生產(chǎn)力,是土地質(zhì)量的決定性因素之一。例如有效土層厚度,對(duì)于多年生作物來說,最佳土層厚度為150厘米以上,臨界厚度約為75厘米;塊根類作物的最佳土層厚度為75厘米以上,臨界值為50厘米左右;谷類作物要求較低,最佳土層厚度為50厘米以上,臨界值為25厘米。
土壤剖面建造,就是指采用合理科學(xué)的農(nóng)地整理工藝和剝離、堆墊、貯存、回填等建造工藝,構(gòu)造一個(gè)適宜土壤剖面發(fā)育和植物生長的土壤剖面層次、土壤介質(zhì)和土壤物理化學(xué)環(huán)境。它是土壤建造的核心內(nèi)容,也是最為基礎(chǔ)和關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。只有建造一個(gè)土壤肥力因素發(fā)展的土壤剖面,才有可能以較小的投入在較短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)一步有效地改良土壤,提高土壤質(zhì)量,達(dá)到土壤建造的目的和效果。也只有建造一個(gè)適宜的土壤構(gòu)造、土壤壘結(jié)、土壤結(jié)構(gòu)、土壤組成等土壤基礎(chǔ)物理環(huán)境,才能逐漸形成良好的、適合作物生長的微生物繁殖的水分、養(yǎng)分、通氣、熱量等土壤肥力特性。因此,土壤剖面建造是構(gòu)成土壤建造成敗與效益高低的關(guān)鍵,也是土壤建造最主要的任務(wù)之一。
土壤剖面建造在熱力學(xué)上是一個(gè)不可逆過程。換句話說,當(dāng)一種土壤剖面建造好以后,若發(fā)現(xiàn)其并不適宜農(nóng)業(yè)耕作而需要重新建造土壤剖面時(shí),土壤內(nèi)部或環(huán)境必發(fā)生性質(zhì)變化,這種變化通常是要付出代價(jià)的。因此,必須要進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查研究,按照科學(xué)的方法和程序,才能建造良好的土壤剖面。經(jīng)作者團(tuán)隊(duì)的研究認(rèn)為,土壤剖面建造必須把握好以下技術(shù)要點(diǎn):
1)土壤剖面建造必須綜合考慮區(qū)域各成土因素對(duì)重建土壤發(fā)育過程的影響,不僅要求不能有影響植物生長發(fā)育的障礙層次,也不能有潛在的能形成障礙因素的層次存在。
2)土壤剖面和地質(zhì)剖面是密切聯(lián)系的,地質(zhì)剖面是土壤剖面的依托。在土地整理過程中,如果土壤剖面和地質(zhì)剖面均受到擾動(dòng),則土壤剖面建造不僅僅是地表土壤層次的建造,還必須涉及地質(zhì)剖面的重建和地貌景觀的重塑,以保持景觀的穩(wěn)定性,防止地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
3)土壤剖面中的各個(gè)層次,如水田土壤中的耕作層、犁底層、心土層和底土層,是一個(gè)完整的序列和統(tǒng)一體,有其客觀規(guī)律性和嚴(yán)格的內(nèi)在聯(lián)系性。例如稻田犁底層的適度發(fā)育,既有利于稻田托水保肥,又有利于土體內(nèi)正常的物質(zhì)更新。在土壤剖面建造過程中,應(yīng)盡量保持原有良性土壤剖面的有機(jī)組合和整體性。
4)復(fù)土的厚度必須滿足農(nóng)作物生長所要求具有的土層厚度。若復(fù)土場地原為不易透水的土質(zhì)基層,復(fù)土厚度一般為0.5~1.0米;若復(fù)土場地原為巖石的基層,復(fù)土厚度一般為1.0~1.5米。在我國的南方地區(qū),復(fù)土厚度小于1.0米,土層較薄,不易保持水分,抗旱能力很低。種植小麥所需的復(fù)土厚度保持1.2米左右比較適宜。
5)為了使新整理的農(nóng)田獲得高產(chǎn),必須在底土上鋪敷足夠數(shù)量的耕作土壤(熟土)。土地整理過程中,如果能保存原有耕地上70%~80%的耕作土壤,比完全打亂土層沒有保住耕作土壤的新整農(nóng)田,要多收50%以上的糧食。土層不亂,產(chǎn)量不變,土層一亂,產(chǎn)量減半,所以在新整理的土地上加鋪0.2米以上的肥沃耕土,是保證災(zāi)害毀損廢棄地質(zhì)量的關(guān)鍵所在。
6)新整理的農(nóng)田,第一次澆灌后有不同程度的下沉現(xiàn)象,所以在計(jì)算復(fù)土厚度時(shí),應(yīng)當(dāng)考慮復(fù)土加厚的因素。調(diào)查表明,復(fù)土厚度在0.2~0.5米的,加厚5%;復(fù)土厚度在0.5~1.0米的,加厚10%;復(fù)土厚度在1.0米以上的,加厚15%;復(fù)土厚度超過1.5米的,應(yīng)采用水力沖填的方法進(jìn)行施工。
7)新整理的農(nóng)田在進(jìn)行耕種前,還必須對(duì)它采取一些技術(shù)措施,如整理田面、增施肥料等。施用一部分黑礬后,可以加快生土的熟化,多施用秸稈肥和灰渣肥,能疏松土壤,改善土壤的透水、通風(fēng)性能。不同的土壤類型應(yīng)施不同的肥料,如北方在溝地中整理,溝地農(nóng)田發(fā)陰發(fā)涼,就多施騾馬糞等熱性肥料;如在梁地中整理,梁地地性熱,就多施豬糞等冷性肥料。
2.土壤剖面建造的工藝流程
在災(zāi)害毀損廢棄地生態(tài)修復(fù)的過程中,如何進(jìn)行土壤剖面建造,以保證土地資源的可持續(xù)利用。目前尚未見對(duì)建造工藝流程的研究。經(jīng)對(duì)浙江、江蘇、福建、山東、安徽等地的調(diào)查表明,對(duì)于以水田為利用方式的農(nóng)田修復(fù),其工藝流程如圖5-2所示。
1)砌筑施工道路。以便施工機(jī)車運(yùn)行。
2)剝離部分剩余的耕作層土壤,全部加以收集,貯存于整理場地周圍。必要時(shí)用塑料布遮蓋,避免暴雨沖刷而使土壤大量流失。
3)按設(shè)計(jì)要求平整土地。即根據(jù)不同地形坡度,因地制宜地整治成不同規(guī)格的耕作地塊。
4)田塊基層處理。對(duì)于填土地塊,要用推土機(jī)或其他設(shè)備進(jìn)行推平、壓實(shí),使其形成具有較好防滲、防漏性能的隔離層。整個(gè)基礎(chǔ)墊層應(yīng)有1%~2%的平整坡度。
5)耕層土壤回填。為了能夠在最短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)農(nóng)田的耕作能力,還必須在整理場地的墊層之上,將原先存放起來的部分耕作土層,全部運(yùn)送原地進(jìn)行回填。這一回填耕作土壤的作業(yè),稱之為“復(fù)土”。當(dāng)復(fù)土厚度0.2米以下時(shí),工作量不大,運(yùn)來的耕作土壤可以直接回填到墊層上,復(fù)土厚度大于0.5米時(shí),運(yùn)來的土壤可能一部分是熟土,大部分是生土,這時(shí)復(fù)土工作就要分階段進(jìn)行,做到先填生土,后填熟土。如果剩余表土回填后不能滿足上述要求,應(yīng)該采取客土的形式來達(dá)到上述復(fù)土厚度。
6)整理田面。尤其是采用機(jī)械方法復(fù)土?xí)r,土壤被壓得很實(shí)。一般地說,疏松土壤的深度,不宜淺于0.45米,只有這樣才有利于農(nóng)作物根系的發(fā)育、生長,有助于土壤滲水,減少地面徑流。所以整理田面的主要工作是疏松土壤,經(jīng)過犁地?fù)v碎土塊,剔除土壤中的大小石塊。有條件時(shí),再覆蓋一層腐殖土,并施用一定數(shù)量的底肥。就保存和回填耕作土壤而言,各種方法和步驟都基本是一致的。
3.土壤剖面建造的過度滲漏防治
據(jù)調(diào)查研究,新建造水田適當(dāng)滲漏(每天1.5~2.0厘米水層)會(huì)有利于水稻早發(fā),但滲漏太大,不僅耗水,也很耗肥,應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆乐勾胧?。?jù)南京土壤研究所測定:
新田的耗水量一般要比老田大1倍或1倍以上,第一年新田又比第二年新田大0.5倍左右。新田大量耗水的主要原因是土壤滲漏過多。據(jù)初步估計(jì),新田的滲漏量約占總耗水量的70%~80%左右。隨著水田的滲漏,早稻期間流失的氮素每畝達(dá)1.27~1.95斤,相當(dāng)于硫酸銨6~9斤;其余磷、鉀、鈣、鎂等養(yǎng)分都有相當(dāng)量的損失。新田的滲漏情況如圖土壤鉆機(jī)5-3所示。
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