生產建設項目表土剝離及保護研究
時間:2022-05-24 11:34:56
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摘要:文章從表土的概念出發,通過對西藏高原各區域表層土的土壤性質、有機質含量、土層厚度、剝離量與可利用量等進行分析,對西藏高原生產建設項目中表土剝離及再利用的科學性進行探討,提出了較為切合實際的剝離利用方案,為指導自治區生產建設項目的表土保護與利用工作提供參考。
關鍵詞:西藏高原;生產建設項目;表土;剝離及保護
近年來,隨著我國經濟迅速發展,交通工程建設、水利基礎設施建設、能源開發和輸送工程等改善民生類的生產建設項目繁多,必然使得大量的土地被征用,地表土層遭到破壞。表土作為一種寶貴的生態資源,在生產建設活動中對其做好保護與再利用是非常重要的。GB/T50434—2018《生產建設項目水土流失防治標準》首次將表土保護率確定為水土流失防治標準6大指標之一,其中表土保護率定義為:項目水土流失防治責任范圍內保護的表土數量占可剝離表土總量的百分比[1]。近年來,關于表土剝離及保護的相關研究成果和探討性文章很多,但都是針對我國氣候條件較好、經濟較發達的地區,對西藏高原海拔高、氣候條件差、生態脆弱、人口稀少地區的表土剝離及保護研究幾乎為空白。本文通過對西藏高原各區域表層土的土壤性質、有機質含量、土層厚度等可剝離性進行分析,對西藏高原生產建設項目中表土可利用性進行探討,提出了較為切合實際的剝離保護方案,為指導自治區生產建設項目的表土保護與利用工作提供參考。
1表土的概念以及保護要求
表土也稱表層土,是地球陸地表面能夠產生植物收獲的疏松物,富含有機質、土壤酶和微生物等物質,具有較好的營養和環境條件,能夠供應和協調植物生長[2]。從概念上來看,在耕地、林地、草地、園地以及鹽堿地、沼澤地等可以生長植物的地類中都存在表土。表土作為植物大部分根系生長、吸收養分的物質,是一種具有重要生態恢復功能的資源,是非常寶貴的。據估計,一般條件下,每形成1cm厚的土壤需要100~400年的時間,特別是在青藏高原等生態脆弱的區域,表土一旦被破壞,生態也就基本沒有恢復的可能,所以保護和利用好表土尤其重要[3]。基于此,《中華人民共和國水土保持法》第38條、《中華人民共和國土地管理法》第42條、《中華人民共和國土地法》第32條、《土地復墾條例》第16條等法律法規都對生產建設項目表土保護和利用做了明確的規定,要求對生產建設活動所占用土地的地表土應當進行分層剝離、保護和利用。
2西藏自治區土壤概況及特點
西藏自治區土壤類型多樣,以高山土壤為主。在藏東南的昌都、林芝等地,以及西藏中部“一江兩河”地區等較低海拔地區分布著一定量的黃壤、紅壤、黃棕壤、棕壤、暗棕壤、褐土、灰褐土。在藏西北的日喀則、阿里、那曲境內的高原湖盆地貌區域主要分布著黑氈土、草氈土。在高海拔區域主要分布著冷鈣土、寒鈣土、冷漠土、寒漠土等。相關研究表明,土壤有機質含量與氣溫、降水、植被等有著密切的關系,隨海拔和溫度變化,植被發生變化,土壤有機質含量也會發生較大的變化。西藏地區土壤有機質含量隨海拔的變化亦有明顯的變化,如藏東南濕潤山地,土壤有機質含量隨·著海拔的增加而增加,至森林線附近,其分布的灰化土中有機質含量為252.7g/kg,達到最大值,之后隨海拔上升,高山草甸型黑氈土和草氈土的有機質含量又明顯降低,僅100g/kg左右;隨著海拔的進一步升高,至雪線附近,土壤有機質含量快速下降,寒凍土中有機質含量僅有8.9g/kg。分布在藏中半干旱寬谷的“一江兩河”地區的冷棕鈣土,有機質含量僅17g/kg左右,而分布在藏西北阿里、那曲等地的高山草原型的冷鈣土和寒鈣土,有機質含量增加至40~49g/kg-1[4]。而海拔繼續升高,到西藏西北的荒漠區,分布的冷漠土和寒漠土有機質含量極低,不超過10g/kg。土層厚度與生境條件有關,不同生境條件下的土層厚度差異也較大。從藏東南地區的25cm至西北部的5cm,表明土層厚度隨著海拔和土壤類型的變化而變化。
3表土剝離及保護探討
3.1表土的界定
如前所述,表土是富含有機質和微生物等、能夠供應植物生長的物質。在藏東南以及日喀則南部的高山峽谷區以及藏中的“一江兩河”地區,氣候較好,地表植被相對覆蓋度較高,尤其是“一江兩河”地區為農業主產區,主要分布著黃壤、紅壤、黃棕壤、棕壤、暗棕壤、褐土、灰褐土等,土壤內的有機質含量較高,此部分表土是需要考慮剝離的。在日喀則中東部、那曲東部區域,主要分布著黑氈土、草氈土,是否可稱作為表土需要現場對其結構、質地、厚度及分布情況進行調查后綜合界定。分布于阿里、那曲境內的高原湖盆地貌區域的冷鈣土、寒鈣土、冷漠土、寒漠土,有機質含量極低,均在50g/kg以下,且土層薄(不足10cm),一般不能稱作表土。另外,當海拔超過4600m后年平均氣溫低于0℃,地表組成物質以砂礫為主,不能稱作表土。在計算表土保護率指標時,這些表層物質不能算作可剝離表土。
3.2保護方式
表土保護率這一指標注重于表土的保護,而表土剝離后進行保護并非唯一的方式。對于不存在大挖大填的材料堆放場、表土堆放場、牽張場以及臨時便道等擾動區域,本著預防為主、保護優先的原則,不宜剝離表土,尤其在高海拔地區,表土一旦破壞,需要相當長的時間恢復。可采取鋼板、木工板、土工布或彩條布鋪墊,對表土起到隔離保護的作用,減輕對原始地表的擾動和破壞[5-6]。
3.3剝離方式及探討
3.3.1剝離方式生產建設項目表土剝離量的問題在水土保持設計方面一直以來都有兩種觀點。一種觀點認為,表土作為一種非常寶貴的資源,應該是有多少剝離多少,即使用不完,臨時或永久性的堆放和保存起來可能以后還會用于其他生產建設項目,即“按擁有量剝離”,是一種比較理想的剝離方式[7]。另外一種觀點認為,項目恢復植被或耕地需要多少表土,就剝離多少,首先是因為剝離表土成本較高,如將1hm2土地上30cm厚的表土后運到5km以外項目區上再利用,其剝離及運輸成本需要6.45萬元,而且隨著運輸距離的加大,成本也隨之增加[8],其次是剝離的表土如果不能合理利用,也是一種表土的浪費,徒勞無功,且浪費大量的資金。為此,有學者認為,對城市周邊等土地比較緊張的區域以及占用了肥力較厚的耕地的區域,表土是必須全部剝離的,表土作為一種資源可以異地利用,用于耕地土壤改良、城市周邊綠化等[9]。筆者認為,西藏自治區地廣人稀,經濟相對落后,氣候條件較差,在可剝離表土的區域,采取按需求量剝離的原則進行剝離。比如藏東南高山峽谷區公路建設項目,為了減少征地,公路上下邊坡以修建擋墻設施為主,公路兩側可綠化的邊坡較少,如果把征地十幾米至幾十米寬度范圍內的林草地表土全部剝離,后期僅僅依靠兩側各2m左右的綠化帶利用表土是用不完的,那么只能作為棄渣堆放,造成建設資金的浪費。再比如在藏北草原區修建的變電站建設項目,站區內設計一般都是結合消防的要求,全部鋪碎石,而不采取植物措施。在此情況下,表土剝離其實是沒有意義的,剝離的表土還需要找地方專門堆放,反而也會占壓和損壞一部分草原。剝離的表土堆放起來無法合理利用,等同于棄渣,要采取相應的防護和恢復措施,也是一種浪費。所以在設計時,應該根據項目的實際情況,根據后期需要恢復耕地或林草地的面積測算需要表土的數量,然后按需求量就近剝離。在計算表土保護率指標時,剝離后無法合理利用的表土,可以論證為在當前的技術、經濟、社會條件下不適宜剝離和利用。3.3.2剝離方式探討根據對西藏地區的調查和分析,總結出不同區域表土的剝離方式,見表1。在西藏東南部的林芝、昌都以及西藏中部的“一江兩河”的大部分地區,海拔較低,氣候條件較好,植被生長相對較好,地表土層厚度在13~25cm,土壤有機質含量較高,都在50g/kg以上,該區域的表土剝離方式宜根據項目實際采取按需剝離的方式。在山南和日喀則的南部山區、阿里大部以及那曲的中南部,該區海拔較高,降雨較少,地表土層厚度在8~12cm,土壤有機質含量較低,在17.2~49.0g/kg之間,該區域的表土剝離方式宜根據土層厚度、有機質含量、利用方向等進行論證后剝離。而在阿里西北部、那曲西北部等海拔高、降雨量小、氣候較惡劣的區域,地表土層厚度僅5cm左右,剝離的可操作性差,且地表物質以砂礫組成為主,土壤有機質含量較低,在5.9~40.0g/kg之間,基本上不能稱其為表土,在設計時可不進行剝離。
4結語
西藏地區海拔高,水資源分布不均,氣候差異大,生態環境極其脆弱,不同區域的表層土在土壤組成、類別、厚度等方面有明顯的差異,因此在生產建設項目表土保護的設計和實施過程中,應根據實際情況,通過分析擾動地表范圍內的地表物質組成、擾動強度、剝離的可操作性及可利用性,選擇剝離方式,不能一概而論。
參考文獻
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[9]楊紫千,劉小慶,董秀茹,等.我國表土剝離技術啟蒙與發展研究綜述[J].中國農業資源與區劃,2017,38(11):54-59.
作者:高寶林 李杰 高武林 鄭珉姣 單位:湖北省水利水電規劃勘測設計院
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