表土剝離可識別土層的量化指標研究

陳瑤 徐啟榮 萬玉潔 李道林 王曉喬

摘 要：對建設占用耕地，進行表土剝離再利用是目前保證耕地數量、提高耕地質量的有效手段。該文對表土剝離中可識別土層的概念及相應的量化指標進行相關研究。得出：可識別土層包括耕作層（A）和犁底層（Ap）；一般情況下，當可識別土層厚度達到25cm以上，且滿足以下條件：沒有受到污染、表土石礫含量小于10%、質地非松砂土、緊砂土及土壤可溶性鹽含量（EC值）小于4 ds·m-1，即可認定該土壤可以剝離。

關鍵詞：表土剝離；可識別土層；量化指標

中圖分類號 S157 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）08-56-04

Abstract：Topsoil stripping and reusing of farmland used for construction is the efficient measures to protect the amount of farmland and improve the quality of farmland. The definition of recognizable soil layer and corresponding quantified indicators in topsoil stripping are researched in this paper. Conclusions are as follows：Recognizable soil layer includes arable layer（A）and plow pan；Topsoil can be stripped，as a general rule，topsoil thickness of up to 25cm，and topsoil wasnt be polluted，gravel content in topsoil should be below 10 percent，soil texture is not loose sandy soil or tighten sandy soil and topsoils soluble salt（EC）is in below 4 ds·m-1.

Key words：Topsoil stripping；Recognizable soil layer；Quantified indicators

土壤學中的“土層”指的是在母質之上的土壤層，由于土壤剖面是由一些形態特征各不相同的層次重疊在一起構成的，這些層次大致呈水平狀態，叫做土壤發生層，簡稱土層。土層的形成是土壤形成過程中物質遷移、轉化和積累的結果。不同的土壤有不同的剖面構造，耕作土壤剖面的層次一般分為：耕作層（A）、犁底層（Ap）、心土層（B）、底土層（C）。

劉瑞在不同類型耕作土壤可剝離厚度的研究[1]一文中，第一次提出了可識別土層的概念。指出，可識別土層是針對表土剝離時，為了方便建設單位在施工時能夠掌握是否需要對表土進行剝離而提出來的，意指在建設占用耕地時，用來識別、判斷是否需要對表土進行剝離的土壤表層。

可識別土層通常包括耕作層（A）和犁底層（Ap）[2-3]。“可識別土層的剝離”簡稱表土剝離，就是對滿足要求的可識別土層進行剝離。表土剝離（Topsoil stripping），是指將建設用地或露天開采用地（包括臨時性或永久性用地）所占的適合耕種植物的約30cm厚的表層土壤剝離出來，利用設備搬運到一個固定的地點對表土進行儲存和處理，然后在進行土地復墾時，將儲存的表土搬運回原地或者在廢棄土地上進行土地復墾、土壤改良和其他用途的技術[4-6]。

1 研究可識別土層的意義

建設中會大量占用耕地，而耕地的表土部分則是幾千年農業生產創造出來的優良、寶貴土壤資源[7-8]。該層是土壤中最肥沃的一個層次，農作物的高產優質通常離不開這樣肥沃的土壤層。該層通常有機質含量高，土壤結構體優良，水、肥、氣、熱協調，是寶貴的土壤資源。

調研中發現，現在有很多地方急需高質量的表土覆蓋或者回填。例如，土地整理項目區新整理出來的農用地，多數表土性質非常差：質地粘重、有機質含量極低、物理性質差、土壤結構體不良、透氣透水性差等不良情況。又例如，在實現耕地占補平衡目標的同時，現階段國土資源部已經明確了“占優補優”的策略，這樣針對大量的造地公司來說，優質的表土資源將是非常緊缺的土壤資源。再例如，在眾多的煤礦塌陷區，針對部分修復為耕地的土地，由于當地多余的土壤資源非常稀缺，優質的耕地表土更是難求。還有，損毀土地的復綠工程急需高質量表土覆蓋。

當然，隨著現代工業的發展和環境保護工作的滯后，有著幾千年歷史的肥沃耕地表土有些地方已經被嚴重污染，這些表土雖然有機質等含量高，也不適宜發展農業生產，因此在建設占用耕地的時候遇到已被污染的表土時，就不需要剝離該表土了。然而，建設占用的肥沃耕地，絕大多數表土的性質是良好的，可以并且需要進行表土剝離，但是對于那些表土存在缺陷的耕地，其表土未必就需要進行剝離，這就需要去識別它是否需要剝離。

2 什么樣的耕地表土需要剝離

要判斷被建設占用的耕地的表土是否需要剝離，可以從該耕地是否有限制因子的存在著手，假如沒有這些限制因子之一，即可以進行剝離。影響耕地表土是否需要剝離的因素主要有表土是否受到污染、表土層厚度、表土石礫含量、表土質地、土壤可溶性鹽含量（EC值）等。

2.1 表土是否受到污染

2.1.1 土壤污染大致可分為無機污染物和有機污染物2大類 土壤污染是指人類活動產生的污染物進入土壤，使得土壤環境質量已經發生或可能發生惡化，對生物、水體、空氣或（和）人體健康產生危害或可能有危害的現象。無機污染物主要包括酸、堿、重金屬、鹽類、放射性元素銫、鍶的化合物、砷、硒、氟的化合物等。有機污染物主要包括有機農藥、酚類、氰化物、石油、合成洗滌劑、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及廄肥帶來的有害微生物等[9]。當土壤中含有害物質過多，超過土壤的自凈能力，就會引起土壤的組成、結構和功能發生變化，微生物活動受到抑制，有害物質或其分解產物在土壤中逐漸積累通過“土壤-植物-人體”，或通過“土壤-水-人體”間接被人體吸收，達到危害人體健康的程度，就是土壤污染。

2.1.2 土壤環境質量標準 參照GB15618—2008《土壤環境質量標準（修訂）》，結合研究的特點，擬采用第二級篩選值執行，即采用土壤無機污染物的環境質量第二級標準值和土壤有機污染物的環境質量第二級標準值[9]。當土壤中污染物監測濃度低于篩選值，一般可認為無土壤污染危害風險；高于篩選值的土壤是具有污染危害的可能性，但是否有實際污染危害，尚需進一步調研與確定。

2.1.3 全國土壤污染狀況調查公報 2014年4月17日，環境保護部和國土資源部聯合發表了《全國土壤污染狀況調查公報》，根據報告中各種污染物的點位超標率情況，顯示土壤中主要污染物為鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機污染物，以及六六六、滴滴涕、多環芳烴3類有機污染物。因此，檢測土壤是否受到污染，重心可放到以上8種無機污染物和3種有機污染物上，只要表土中污染物監測濃度高于篩選值，一般認為土壤是具有污染危害的可能性，就不需要對表土進行剝離。

2.2 表土層厚度 表土層厚度是確定是否需要進行表土剝離的重要指標之一。耕作土壤中表土層厚度指的是耕作層（A）與犁底層（Ap）的厚度之和。對于山地、丘陵和平原地區，耕作土壤表土層厚度存在明顯差異。本研究以安徽省現有的部分農業土壤為例進行分析。

2.2.1 皖南、皖西南山地耕作土壤表土層厚度 山地耕作土壤表土層厚度通常比較薄，多數沒有心土層，土壤發育不全，土體構型為A-Ap-C或A-（Ap）-C。見表1。

表1通過分析17個山地耕作土壤表土層厚度，得出山地耕作土壤A層平均土層厚度比較薄，平均15.6cm，在20cm以內居多。A層+Ap層厚度平均25.1cm，極少超過30cm。其中A層+Ap層厚度≥25cm的剖面數為8個，20～25cm的剖面數9個。

山地耕作土壤在利用上有旱地和水田之分，旱地表土石礫成分相對較多，當>1mm的石礫含量超過10%，從經濟學角度考慮一般不適宜進行表土剝離作業。因此，在建設占用山地旱地時，耕作土壤表層厚度，即A層+Ap層厚度≥20cm，且無其他限制條件時，一般必須剝離。對于水田土壤，當表土厚度超過25cm時，在建設占用時需要剝離。

2.2.2 江淮丘陵崗地耕作土壤表土層厚度 丘陵地區耕作土壤表土層厚度與山地類似，土體構型通常也是A-Ap-C或A-（Ap）-C，見表2。

表2通過分析15個江淮丘陵土壤表土層厚度，得出，丘陵地區耕作土壤A層平均土層厚度同樣比較薄，平均15.7cm，A層+Ap層厚度平均25.5cm，極少超過30cm。其中A層+Ap層厚度≥25cm的剖面數為5個，20～25cm的剖面數10個。

對丘陵地區的耕作土壤做表土剝離時，要做兩方面考慮處理。當處于丘陵地區相對比較平坦區域的耕地，且A層+Ap層厚度之和達到25cm時，應該考慮表土剝離；當A層+Ap層厚度小于25cm，且為旱地時，可以放棄表土剝離。

丘陵地區也經常出現建設占用耕地的情況，因此，在對丘陵地區進行表土剝離時，應該著重考慮相對平坦的耕地。

2.2.3 淮北與沿淮平原耕作土壤表土層厚度 平原地區耕作表土層厚度相對較厚。見表3。表3通過分析14個土壤剖面，得出，A層平均厚度17.3cm，A層+Ap層厚度平均達到28.4cm，其中A層+Ap層厚度大于30cm的剖面數為3個，20～30cm的剖面數11個。

因此，理論上，當建設占用平原地區耕地時都應該進行表土剝離，剝離厚度30cm～40cm。當A層+Ap層厚度在20cm，且沒有其他障礙因素，也盡可能剝離。

2.2.4 沿江平原耕作土壤表土層厚度 沿江平原地區耕作表土層厚度相對較薄。見表4。表4通過分析13個土壤剖面，得出，A層平均厚度15.7cm，A層+Ap層厚度平均達28cm，其中A層+Ap層厚度大于30cm的剖面數為3個，大于25cm的剖面數為6個，小于25cm的剖面數6個。

當建設占用沿江平原地區耕地時，當A層+Ap層厚度大于25cm時，都應該進行表土剝離。

2.3 表土石礫含量 石礫是指粒徑大于1mm的顆粒。對于含石礫的土壤，卡慶斯基的標準是：對于土壤中1～3mm的小圓礫含量計入物理性砂粒中。對于大于1mm的石礫，按其含量多少，劃分級別見表5土壤石礫含量與土壤冠名[11]。

對于表土石礫含量>10%的耕地，由于石礫含量過多，剝離后把>1mm的石礫全部去除工作量龐大，不建議進行表土剝離；對于表土石礫含量<5%的耕地，則需要進行，但是剝離后必須把粒徑>1mm的石礫全部清理出土壤；對于表土石礫含量5%～10%的耕地，視情況剝離。

2.4 表土質地 土壤質地分為砂土類、壤土類和粘土類，見表6。

砂土中的松砂土和緊砂土，多數分布在平原河谷地區和丘陵山地，由于砂粒含量極多（其物理性砂粒含量>90%），粘粒極少（其物理性粘粒含量<10%），粒間多為大孔隙，土壤缺乏有機質，透氣良好，透水排水快，土壤持水量小，蓄水保水抗旱能力低，土壤物理性質惡劣，因此在建設占用到這部分耕地的時候，可以不考慮表土剝離。其他質地類型的表土都可以剝離。

2.5 土壤EC值 土壤水溶性鹽是鹽堿土的一個重要屬性，是限制植物生長的障礙因素。在大面積鹽（下轉61頁）（上接58頁）堿土地區的表土剝離工作中，要考慮表土的水溶性鹽總量（土壤EC值）。

EC值是用來測量溶液中可溶性鹽濃度的，高濃度的可溶性鹽類會使植物受到損傷或造成植株根系的死亡。EC值的單位用ds·m-1表示，測量溫度通常為25℃。正常的EC值范圍在1～4ds·m-1之間。基質中可溶性鹽含量（EC值）過高，可能會形成反滲透壓，將根系中的水分置換出來，使根尖變褐或者干枯。一般要求灌溉水EC值小于0.8ds·m-1（通常用于灌溉的水，其電導率為0.1～0.75ds·m-1）。

土壤飽和浸出液的電導率與鹽分和植物生長的關系見表7。可見，土壤飽和浸出液的電導率數值可以反映土壤鹽分的數量。

由表7可知，當EC值大于4ds·m-1（即鹽化程度達到中度及以上）時，對鹽分敏感的作物產量會受到影響，所以，一般而言，中度鹽化及其以上鹽化強度的土壤在利用時，存在嚴重缺陷，故建議中度鹽化土壤、重鹽土壤、極重鹽土不進行表土剝離。

3 結論

識別表土層是否需要剝離，可從下列指標認定。只要滿足下列指標之一者，即可放棄表土剝離。

（1）表土受到污染且土壤污染物達到第二級環境質量標準值。常規監測項目為鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳8種無機污染物，六六六、滴滴涕、多環芳烴3類有機污染物。

（2）可識別土層厚度。皖南及皖西南山地耕作土壤土層厚度小于20cm，江淮丘陵耕作土壤土層厚度小于25cm、淮北及沿淮平原耕作土壤土層厚度小于20cm，沿江平原耕作土壤土層厚度小于25cm。

（3）表土石礫含量大于10%。

（4）土壤質地為松砂土和緊砂土。

（5）EC值大于4ds·m-1。

參考文獻

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[10]安徽省土壤普查辦公室.安徽土種[M].北京：科學出版社，1996.

[11]安徽省土壤普查辦公室.安徽土壤[M].北京：科學出版社，1996. （責編：張長青）