煤炭礦區土地復墾監測指標探討

周 偉 ，曹銀貴 ，白中科 ，王金滿

（1.中國地質大學土地科學技術學院，北京100083；2.國土資源部土地整治重點實驗室，北京100035）

1 引言

中國是世界產煤大國，隨著經濟形勢的好轉和高耗能產業的迅猛發展，煤炭資源開采掀起了前所未有的建設高潮，原煤產量從1980年的6.2×108t，到2010年的34.2×108t，14個大型煤炭基地產量28×108t，占全國的87%[1,2]，為經濟發展做出了重要貢獻。但也因煤炭開采挖損、塌陷、壓占等損毀了土地資源，加劇了土地資源矛盾。初步估算，1989—2010年因煤礦開采損毀土地面積100.01×104hm2，其中2007—2010年期間國土資源部組織咨詢論證土地復墾方案300余個，70%以上為煤礦山，涉及土地面積0.40×104hm2，其中耕地面積0.10×104hm2。

煤炭主要開采方式分為井工和露天。井工開采和露天開采對土地損毀的類型各不相同，井工開采對土地的損毀以開采沉陷和矸石壓占為主，而露天開采則以采場挖掘和外排土場壓占為主[3]。中國煤炭資源分布在全國1458縣（市、區），對土地損毀呈現損毀類型多樣、損毀空間點多面廣、損毀面積數量大、土地損毀程度嚴重的特點。中國采煤塌陷面積每年為2.0×104—2.5×104hm2的速度逐步增加，露天礦挖損和占用土地每年為1.0×104hm2左右[2]。由于開采地表塌陷造成中國東部平原礦區土地大面積積水、受淹和鹽堿化，不僅使區內耕地面積急劇減少，而且加劇了人口與土地、煤炭與農業的矛盾；西部礦區的地面塌陷加速了水土流失和土地荒漠化，同時采煤引起的地表塌陷還誘發山體滑坡、崩塌和泥石流等自然災害，嚴重破壞了礦區的土地資源和生態環境。

總之，煤炭開采對土地損毀較其他礦山更為嚴重，且煤炭作為中國主要能源的地位在今后相當長的一段時間內不會改變，因此煤礦區土地復墾將是中國土地復墾的重點區域，也是農用地復墾的主要潛力區[4]。加強煤礦區土地復墾及復墾監測工作，對于落實“最嚴格的耕地保護制度”和“最嚴格的節約用地制度”具有重要意義。

土地復墾監測既是中國國土資源全覆蓋、全流程動態監測的重要組成部分，也是土地復墾管理的主要內容。完善的監測指標是全面、科學、準確地掌握土地資源損毀和土地復墾效果的基礎，國內外對土地復墾的理論、方法、技術都開展了大量的研究[5-6]，國外一些國家開展了土地復墾的監測工作[7-8]，而國內土地復墾監測的研究還處于初期階段。國內開展了農用地等級質量監測[9]、生態監測[10-11]、生物多樣性監測[11-13]、水土流失監測[14,15]、退耕還林工程監測[16]以及露天礦生態恢復監測[17]的指標研究，為建立土地復墾監測指標提供借鑒思路。

本文結合煤礦區土地復墾地貌重塑、土壤重構、植被重建、配套工程、監測和管護工程，按照土地復墾實施的過程管理和目標控制的原則，探索基于縣級監管層次的土地復墾監測指標，為進一步開展土地復墾監管、評價與管理提供參考。

2 煤礦區土地復墾監測意義

開展煤礦區土地復墾監測對于落實土地復墾責任、提高土地復墾質量，推動土地復墾科學化、規范化、標準化具有重要意義。

（1）開展土地復墾監測，有利于提高土地復墾率和土地復墾質量。國土資源部等七部委對土地復墾提出了“不欠新賬、快還舊賬”的目標，《土地復墾條例》明確要求復墾的土地應當優先用于農業，而煤礦區是耕地的主要復墾潛力區，加強土地復墾率、復墾土壤質量對于提高復墾率，實現復墾土地的數量、質量、生態三位一體管理意義重大；（2）通過土地復墾全程監測，保障復墾工作順利開展。從土地損毀前到礦區土地復墾工作完成后的管護階段，對礦區土地復墾進行全過程監測，可以及時發現礦區復墾中出現的問題，從而及時調整相應復墾方案和措施，保障復墾工作的順利開展，保證土地復墾質量；（3）土地復墾監測可為礦區土地復墾驗收工作提供依據。通過對土地復墾全過程的監測，可以了解復墾過程中采用的復墾措施、跟蹤復墾工作計劃、復墾專項資金的計提等，檢驗復墾效果指標是否達到批準的復墾方案的要求和國家與地方相關標準，為礦區土地復墾驗收工作提供依據；（4）為相關土地復墾工作的研究、土地政策和規范標準的制定提供參考資料。通過對土地復墾全過程的監測，可以收集不同區域、不同礦區的不同階段土地復墾中相關數據的變化及復墾實施效果等，從而可以從橫向比較不同區域土地復墾狀況，從縱向比較同一區域不同階段的復墾狀況。這種對監測數據全方面的比較，不僅僅是對復墾方案的比較和檢驗，更重要是的還可以為相關土地復墾工作研究、土地政策和規范標準的制定提供重要的參考資料；（5）為礦區土地復墾決策和相關部門監督執法服務。通過對礦區土地復墾全過程的監測，可以反映不同損毀土地的特點、不同的復墾方案和復墾措施帶來不同的復墾效果、復墾資金的使用情況等，這些資料可以為礦區土地復墾決策和相關部門監督執法，為礦業用地改革，查處違法案件提供參考。

3 煤礦區土地復墾監測指標構建與管理

3.1 復墾監測指標構建

土地復墾監測指標的選擇應遵循科學性、針對性、過程控制等3大原則[18]。選取復墾進度、土壤質量、復墾效益三大類指標。

3.1.1 復墾進度指標 依據全過程管理原則和對生產建設將損毀土地復墾“邊采邊復”的基本要求，設定表土管理、土地損毀、階段復墾、復墾管理等四個監測項，每個監測項下設監測指標。

（1）表土管理。土地復墾中的表土是指能夠進行剝離的、有利于快速恢復地力和植物生長的表層土壤或巖石風化物。表土是土地復墾中非常珍貴的資源，因地制宜表土剝離和再利用能達到移土培肥的目的，是土地復墾中重要的一個環節。中國《土地復墾條例》要求土地復墾義務人應當首先對擬損毀的耕地、林地、牧草地進行表土剝離，剝離的表土用于被損毀土地的復墾。要加強可剝表土資源的剝離、存儲、回填等環節的監測。

（2）土地損毀。采礦活動應當對依法占用的土地應當采取有效措施，減少土地損毀面積，降低土地損毀程度，因此要加強采礦損毀土地損毀類型、損毀面積、損毀程度的監測。同時要結合采礦用地制度改革，加強等空間置換或等面積置換邊界的監測。

（3）階段復墾。為了實現邊采邊復和節約利用土地，設定階段土地復墾率；同時土地復墾方案編制原則上要求以5年為一階段進行土地復墾工作計劃，確定每一階段的復墾目標、任務、位置、單項工程量。另外，土地復墾方案編制過程雖然根據開采工藝和盤區劃分都進行了未來采礦過程對土地的損毀時空分析，但由于采礦活動受到經濟因素、地質條件、工藝技術等諸多因素的影響，采礦生產工藝、推進順序和生產進度可能發生變化，造成未來空間的變化，也需要加強土地復墾方案修編的監測。

（4）復墾管理。復墾管理指標主要包括復墾機構設置、復墾資金管理和復墾監測與管護3個方面，其中土復墾機構設置用于監測采煤企業是否有專門的部門和人員進行礦山損毀土地的復墾與管理；土地復墾資金是礦山土地復墾的重要保障，監測礦山開采企業是否按照資金監測協議做到提取、存放、使用、審計幾個環節的管理；復墾監測與管護考察復墾義務人對土地損毀和復墾土地的日常監測與管護的措施。

3.1.2 土壤質量指標 礦區復墾土地土壤是在采礦剝離—排棄—覆土的特殊的環境背景下發育起來的土壤，復墾初期的“土壤”并不是嚴格意義上的土壤，存在非均勻沉降、表層土壤緊實、土壤母質復雜多樣、土體構造不穩定以及土壤污染等風險，在人工培肥及區域氣候、生物、地形和時間等成土因素相互作用下逐漸形成的穩定的土壤。因此復墾土壤質量的監測除了常規土壤質量監測的指標外，還必須包含針對性復墾土壤特性的指標。

（1）土壤質量監測常用指標。土壤質量指標的確定是一件很復雜的事情，而且在不同的土壤系統之間變化很大，目前尚未建立統一的土壤質量標準及其評價體系和評價方法，因此土壤質量評價的最小數據集已被科學家們提出用于土壤質量的定量評價[19,20]。依據土地復墾方案實施到復墾土地移交的監測周期，復墾土壤質量監測應集中在土壤的物理和化學性質。目前最常用的監測和評價指標中，土壤物理指標有土壤容重、地形坡度、有效土層、土壤質地等，土壤化學指標有pH、有機質含量、全氮、全磷、全鉀等，生物指標有土壤微生物、土壤動物等[18,21-23]。

（2）復墾土壤監測特殊指標。土地破壞和復墾過程中都擾動土壤的結構，復墾后的土壤條件直接關系到復墾的成敗和效益的高低，因此，土壤重構是土地復墾的重點和核心任務。首先，土體構型重構是土壤重構最為基礎的第一步，特別是1m以內的剖面層次特征對作物的生長發育、水分養分吸收產生重要影響，是決定土壤肥力的重要指標。復墾土壤的土地構型是土地復墾重要的過程監測指標；其次，煤礦區損毀土地復墾過程中土壤重構是以表土、各類巖石、矸石、粉煤灰、礦渣、低品位礦石等礦山廢棄物作為母質[21]，而這些母質中如煤矸石、粉煤灰中含有部分污染元素[22]，需要對復墾土壤的As、Cd、Cr、Hg、Pb和F等污染指數作為監測指標[21-23]；第三，覆土厚度和礫石含量。土地復墾的覆土厚度直接影響植物根系生長發育、水分、養分的吸收，覆土過薄不能為植物生長提供良好的立地條件，不能隔絕污染物質，覆土過厚對經濟成本和土源的要求較高，降低土地復墾效益。一般復墾區表土資源缺乏區域通常采用巖土混合物或可將采礦排棄的較細的碎屑物或選用當地易風化的第四紀殘坡積土狀物覆蓋作為表土覆蓋，但復墾為耕地的區域，覆土厚度有嚴格的要求；土壤中的礫石不僅能改變土壤的物理和化學特性，影響土壤的農學特性，而且能制約一系列的土壤過程，如表土結皮、水分入滲、蒸發、徑流和水蝕。

3.1.3 復墾效益指標 礦區土地復墾的生態、經濟和社會三大效益彼此相互關聯，相互影響，體現出很強的復雜性，最終目標是達到生態效益和經濟效益、社會效益的高度統一。土地復墾效益既受不同自然地理區、社會經濟條件和不同經營管理水平差異的影響，并且效益配比具有空間性，又因土地復墾各個階段不同而表現各異，由單一到綜合效益演變，呈明顯的時空性。因此根據煤炭資源損毀土地利用類型特征和復墾潛力，煤礦區土地復墾效益監測指標可選取土地總復墾率、增加耕地率、水土保持程度、生產力水平、植被覆蓋度、灌溉條件、排水條件、道路通達性、林網密度和公眾滿意度等作為監測指標。

3.1.4 監測指標匯總 基于煤礦區土地復墾問題辨識，結合土地復墾方案編制內容和土地復墾監測要求，提出了土地復墾實施監測的39個監測指標（表1）。

3.2 復墾監測指標管理

3.2.1 指標屬性 根據監測指標按可否計算性可將指標劃分為定量指標和定性指標。定量指標是可以通過用儀器測量或可以直接通過數學計算的指標，定性指標是指不可計算，由公眾參與的人、專家組成員或相關土地權益人通過看、摸、嗅和嘗來判斷評定劃分為優、合格、不合格的指標。通過定性指標和定量指標將農民的觀察數據與科學家們的分析數據綜合起來[24]。按部門管理性質將指標分為約束性指標和預期性指標。約束性指標是為實現復墾目標，在復墾方案服務期內不得突破或必須實現的指標。預期性指標是指按照發展預期，具有指導性，方案服務年限內要努力實現或不突破的指標。設定約束性指標和預期性指標用于反映復墾質量必須達到的目標和應該達到的目標。定量指標有年度土地損毀面積、年度損毀耕地面積、年度復墾面積、年度復墾耕地面積、復墾資金的計提、覆土厚度、礫石含量、pH、有機質、土壤容重、As、Cd、Cr、Hg、Pb、F、全氮、效磷、全鉀、總復墾率、耕地增加率及植被覆蓋度等；定性指標有復墾機構設置、復墾資金提取、復墾監測管理、復墾年度計劃、方案修編情況、土體構型、水土保持程度、生產力水平、灌溉條件、排水條件、公眾滿意度、道路通達性和林網密度指標；預期指標有復墾面積、復墾耕地面積、有機質含量、全氮、效磷、全鉀、耕地增加率、植被覆蓋度、復墾機構設置、復墾監測管理、水土保持程度、生產力水平、灌溉條件、排水條件、公眾滿意度、道路通達性和林網密度。約束指標有As、Cd、Cr、Hg、Pb、F、pH、覆土厚度、土壤容重、土體構型、復墾資金提取、總復墾率、礫石含量、復墾計劃、方案修編情況等。

表1 土地復墾方案實施監測指標匯總Tab.1 The common indicators for monitoring monitoring land reclamation

3.2.2 監測周期 土地復墾監測是一項長期的任務，根據土地復墾方案的服務年限，短的服務年限兩三年，長的近三十年，因此有一定的周期，在復墾方案服務期間反復的對設定的監測指標進行觀測，獲取連續的數據，對于掌握土地復墾方案實施情況，判斷復墾土地質量及其演變和復墾效果具有重要的意義。

監測周期選取的合理即能節省人力減少工作量，又不失時機地測得關鍵數據，因此需要根據監測指標性質改變的周期確定每個監測指標合理的監測周期。對于復墾進度中的土地損毀面積、損毀耕地面積、復墾土地面積、復墾耕地面積、表土剝離、表土存放、復墾資金管理、復墾監測管理、復墾計劃應開展季度—年度監測；對于土壤質量的監測可根據土壤特性響應時間（CRT）和土壤重構的特殊性來確定土壤性質的監測周期。根據CRT值的大小，可知某一土壤性質在多大的時間尺度里變化。一般認為，CRT>10的土壤性質具有一定的穩定性，CRT<10年的土壤性質被認為是相對易變的[25]。在土壤質量監測中，結合CRT值，規定覆土厚度、土壤容重、養分含量、pH、土體構型、屬于不穩定指標或過程控制指標，實施年度監測；As、Cd、Cr、Hg、Pb和F等害重金屬元素，地形坡度、土壤質地、有效土層厚度、有機質、土壤質地等屬于相對穩定指標，監測周期3年；灌溉條件、排水條件、道路通達性、林網密度、水土保持程度、植被覆蓋度、公眾滿意度、方案修編情況、復墾機構設置、總復墾率、耕地增加率、生產力水平按照3—5年開展監測。

4 結論與討論

土地復墾實施監測是全國土地復墾監管的主要內容，也是全國一張圖工程建設的主要內容，涉及多因子、多時段、多任務的系統性工作，強調的是對土地復墾前、中、后全過程進行監控。開展土地復墾全過程的實時監測，不僅可以及時調整和優化復墾措施，還可為土地復墾科學研究和土地復墾規范、標準的制定提供資料，也為土地復墾竣工驗收和土地復墾效果評價提供重要依據。建立健全監測指標是確保監測成果科學性、有效性和實用性的重要保障。

本研究通過對土地復墾方案實施監測指標建立的原則以及對具體土地復墾方案內容和監測項目的分析、篩選基礎上，提出了復墾進度、復墾土壤質量和復墾效益為主要監測內容和表征監測內容的39個監測指標作為土地復墾實施監測的指標。同時結合行業部門管理需求和土地復墾的目標，分析了監測指標的屬性和監測周期。該指標體系不僅體現了對土地復墾過程和復墾效果的監測，并且與實際的土地復墾管理工作緊密結合，使得監測指標體系可以很好地為土地復墾監管工作服務。

在具體監測工作實施中，指標的選取可根據地域空間、土地損毀類型、監測手段等要素適當增減，做到因地制宜和因時制宜。監測可采用自查、抽查、實地調研、數據驗證、定量評估與定性評估相結合的方式開展。

此外，中國目前的土地復墾監管仍處于探索階段，監測指標的選取只是監測的基礎工作，因土地復墾的多維性、長期性和復雜性的特點，尚有許多亟待解決的問題。隨著土地復墾標準體系的建設推進，土地復墾工程區劃分、監測手段、監測方法、評價標準、監測尺度是未來研究的熱點；同時有關土地復墾的法律、法規、政策、措施、制度的研究和制定也是亟需解決的課題。

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