城乡建设用地增减挂钩中的土壤改良措施综述
2016-10-21陈国富黎荣东
陈国富 黎荣东
摘要阐述了当前我国城乡建设用地增减挂钩拆旧区土壤质量背景,分别总结了拆旧区复垦过程中农村居民点和采矿用地的土壤改良措施,如土壤基质物理结构重置、改善基质养分状况、清除基质中的有害有毒物质等。通过土壤改良技术的有效实施,可使复垦后的土地真正得以利用,土壤改良在今后增减挂钩实施过程中的作用至关重要。
关键词城乡建设用地增减挂钩;土地复垦;土壤改良
中图分类号S156文献标识码A文章编号0517-6611(2016)04-256-02
Review of Soil Improvement Measures in Urban and Rural Construction Land Change
CHEN Guofu, LI Rongdong(Guangdong Huayuan Land Engineering Co., Ltd., Zhongshan, Guangdong 528400)
AbstractCurrent soil quality background of urban and rural construction land change was described in demolition district. Soil improvement measures of residential area and mining land were summarized in the process of demolition and reclamation, such as physical structure reset of soil matrix, improving nutrient status of soil matrix, and removing the harmful and noxious substances in soil matrix. The effective implementation of soil improvement technology could fully utilize the land after reclamation. The importance of soil improvement in land change was pointed out.
Key wordsUrban and rural construction land change; Land reclamation; Soil improvement
城乡建设用地增减挂钩是指依据土地利用总体规划和土地整治规划,将若干拟整理复垦为农用地的建设用地(主要是农村建设用地)地块(即拆旧地块)和拟用于各项建设(主要是城镇建设用地)的地块(即建新地块),共同组成建新拆旧项目区,通过拆旧建新等措施,实现耕地面积有增加、质量有提高、建设用地有减少、布局更合理、节约集约用地等目标的土地整治活动。实施城乡建设用地增减挂钩政策,通过对农村居民点和采矿用地进行复垦是确保耕地数量有增加的有效措施[1-2],但复垦过程中对土壤改良的重视严重不足,导致新增耕地远无法达到占优补优要求,急需进行土壤改良研究。
关于土壤改良,多行业、多领域的学者进行了众多成效显著的研究,有学者从生物质炭、电动力等技术角度切入[3-6],部分学者从不同矿区类型复垦进行研究[7-9],还有的学者将研究视角转向植物对重金属吸收的探讨上[10-12],然而,对城乡建设用地增减挂钩过程中土壤改良、土壤修复的讨论和研究,尤其是废弃农村居民点复垦土壤改良的研究甚少,也没有得到应有的重视。笔者结合拆旧区土地复垦土壤状况,对拆旧区土地复垦中的土壤改良措施进行了综述,对进一步的土壤改良技术实施提出了展望。
1拆旧区土地复垦土壤状况
1.1农村居民点用地复垦土壤现状城乡建设用地增减挂钩可列入拆旧区的农村居民点用地包括:①商服、住宅、仓储等建筑用地;②农村居民点内的晾晒场、猪圈以及堆草用地;③农村居民点内部及周边相连的绿化、交通、水面等土地利用类型。目前对农村居民点用地土地复垦的土壤改良措施相对简单,农村居民点用地在复垦时通常就地挖坑将建筑废料掩埋,同时将挖起来的泥土进行土地平整,并直接用作植物生长的土壤。由于复垦后的土壤往往容易参杂大量的砖屑石渣,土壤理化性质遭受破坏,土壤中N、P、K等肥料缺失,土壤很难直接利用,虽然会施加一定的有机肥料,并采用相关生物措施,但复垦后土壤的质量仍较难达到耕作要求。
1.2采矿用地复垦土壤现状我国因采矿累计占用的耕地达743万hm2,且每年仍以4万hm2的速度递增[13],目前有近2/3的矿产资源处于中后期开采阶段或接近枯竭[14]。作為城乡建设用地增减挂钩拆旧区主要复垦对象,今后大量的采矿废弃地需要参与复垦。20世纪80年代以来,我国已在矿山治理工作上取得较大进展,废弃地复垦系数从5%提高到13%[10],复垦土地每年以3.3万~4.7万hm2的速度递增加,但依然与发达国家75%的复垦率相差甚远。采矿用地是城乡建设用地增减挂钩拆旧区主要复垦对象,然而复垦时只重视对地表进行土方平整、布设田间道路、灌排水沟,只从加快施工进度和减少投入的角度考虑,而忽视对土壤的进一步改良,许多复垦整治后的采矿用地最终因土壤生长条件不宜耕种而撂荒废弃,造成资源和资金的浪费。此外,城乡建设用地增减挂钩实施过程中,政府、施工单位片面追求用地指标,轻视对复垦后土壤的进一步改良,这与城乡建设用地增减挂钩政策所要求的“通过拆旧复垦,实现耕地面积有增加,耕地质量有提高”的要求不符。
2拆旧区复垦土地的土壤改良措施
土壤改良是针对土壤的不良质地和结构,采取相应的物理、生物或化学措施,改善土壤性状,提高土壤肥力,增加作物产量,以及改善人类生存土壤环境的过程。城乡建设用地增减挂钩土地复垦土壤改良时应分别根据农村居民点、采矿用地各自的特点,参考和借鉴其他地区土壤改良中的先进技术及成功经验,重构土壤基质物理结构、改善基质养分状况以及清除基质中有害有毒物质。
2.1土壤基质物理结构重构土壤基质物理结构的重构包括客土法、换土法、深耕翻土等方法,在条件和生产成本允许的范围内,这些方法相对简单可行。仁顺荣等[15]在天津市华明镇宅基地复垦中通过10种培肥方式的试验,发现采用“有机+无机+脱硫石膏改良剂”或“有机+无机+秸秆”模式能较好地改善土壤物理环境,提高土壤地力,同时成本较低;张宏等[16]对重庆市铜梁县一复垦地选择6种种植模式进行田间定位试验,以了解不同种植模式下土壤理化性质情况,通过研究得出“胡豆/玉米”改善土壤结构效果最好,“马铃薯/西瓜”提升土壤养分的效果最差,其试验结果可尝试用于其他地区土地复垦土壤改良过程中。
2.2改善基质养分状况通过施加肥料可以达到改善基质养分状况的效果。研究表明,在一定的范围内施用肥料越多效果就越好,但成本也随之增加。土壤酸碱度的改良措施有:当土壤pH<7时,采用施加碳酸氢钠或石灰来调节土壤酸性;而pH>7的土壤,采用施加硫磺、氯化钙、石膏和硫酸等酸性试剂的方法进行中和改良[17-18]。
1.3清除基质中的有害有毒物质清除基质中有害有毒物质主要用于采矿用地的土壤改良。由于采矿用地复垦区土壤受破坏严重且成因复杂,如金属矿往往多重金属复合污染,较强酸碱、高重金属浓度,所以复垦过程中须综合利用工程措施以及物理、化学、生物、生态等措施,对不同类型采矿废弃地进行改造,去除基质中的有害有毒物质。金属矿物含铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、锰(Mn)、砷(As)、锌(Zn)、铜(Cu)、汞(Ag)和镍(Ni)等各类金属元素,这些金属元素都存在于土壤中,可通过热修复、气相抽取、萃取法以及电动力等技术方法将这些金属元素从土壤中去除[19],但由于此类方法费用高、设备复杂,目前很难在废弃矿土地复垦土壤改良中运用实施。
近年来,通过植被来稳定或提取土壤中重金属成为金属矿区土壤改良的新途径。研究发现,目前全世界共发现400多种重金属超富集的植物,其中Ni的超富集植物最多[20],其他如蜈蚣草(Pterisvittata)对As有超富集作用;鸭跖草(Commelinacommunis)对Cu有着超富集作用;商陆科植物商陆(Phytolaccaacinosa)以及山茶科木荷(Schimasuperba)都对Mn有着超富集能力;而宝山堇菜(Viola baoshanensis)是Cd的超富集物等[10]。但是由于耐性的植物种子相对有限,目前世界上仅在温带地区能提供商业性的金属耐性单种,而一般一种植物大多只对一种金属具有耐性,所以通过植物的方法大面积提取矿区重金属还有很大的限制因素[11-12]。此外,利用动物或细菌等生态方法在土壤改良研究和运用中较为广泛[21]。周丹等[5]通过离子型稀土矿区土壤生态恢复的研究,认为生物炭作为新型的材料,在土壤改良中展现出一定的应用价值,生物炭富含C、H、O、N、K、Ca、Mg等养分元素,在改善土壤理化性质、降低有机污染和重金属方面显示出积极的影响。
3结论与展望
当前我国土地供需矛盾日益突出,为确保国家18亿亩耕地红线,城乡建设用地增减挂钩政策对于优化土地利用结构、盘活土地存量用地以及统筹城乡发展方面具有重要的意义,但城乡建设用地增减挂钩试点实施过程中仍存在不少问题。今后进行城乡建设用地增减挂钩复垦时应密切结合各地块自身特性,在经济成本合理的条件下,综合运用物理、化学、生物工程等复垦措施,同时重视提升复垦后土壤的质量。此外,政府相关部门应切实有效地落实相关政策,重视监督和跟踪复垦后的土壤质量,加大土壤修复的软硬件投入,实事求是,真正实现耕地面积有增加、耕地质量有提高。综上所述,当前及今后须重视土壤改良在城乡建设用地增加挂钩复垦实施过程中的作用,合理完成增加挂钩中“拆旧-建新”置换指标,最终实现经济效益、社会效益和生态效益的统一。
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