關于表土資源及其保護利用的探討

昝玉亭，張華明，沈發(fā)興，李 英

(1．江西省水土保持科學研究院，江西 南昌 330029；2．江西省土壤侵蝕與防治重點實驗室，江西 南昌 330029)

1 引言

土地是重要戰(zhàn)略資源[1]。我國的水土流失較為嚴重，約有1/3的耕地受到水土流失的危害，土壤流失量高達50億t/a，相當于在全國的耕地上刮去1 cm厚的地表土；表土的流失加快了土壤荒漠化的進程，我國沙漠化面積約以 1000 km2/a[2]的速度增長。在社會經濟快速發(fā)展不斷加快的過程中，生產建設項目越來越多[3]，由于對表土資源的重要性認識不夠，導致表土資源破壞十分嚴重。僅在2011～2013年期間，江西省每年的生產建設項目建設占用耕地面積約8000 hm2，且建設占用耕地的表土大都沒有剝離，造成的表土流失比自然狀態(tài)下高出數十倍、甚至上百倍[4]。因此，如何行之有效的保護和合理利用表土資源，減少表土資源的浪費，最大程度的發(fā)揮表土資源的價值，已成為社會各界的關注與研究的熱點。

2 表土資源

表土是土壤剖面靠近地表的最頂層，是適合耕種土壤的表層，其有機質和微生物含量多，對土壤肥力恢復、植物生長和植被恢復最有利，是不可再生的、生態(tài)價值重要的稀缺性基礎資源。200～1000年才能形成2.5 cm厚的表土，林地或牧場等類型土壤表土形成相同的厚度則需要更長時間。不同的土地利用類型的表土層往往不同，其表土層的分布、厚度、質量等指標差異也比較大[5～7]。

表土是稀缺的土地資源，含有豐富的營養(yǎng)物質，土壤肥力較高，利于植物生長、地力快速恢復。1 hm2表土中含有利于植物生長的各種營養(yǎng)物質,能提供植物生長所需 95%的氮和 25%～50%的磷，表土厚度下降，農作物產量會隨之下降，植物生長也會受影響。表土中還含有大量本地植物種子庫，具有當地特有的遺傳基因和變異特性，利用表土進行植被恢復將形成鄉(xiāng)土種占優(yōu)勢的植物群落，是植被天然更新的物質基礎，可以有效地保護生態(tài)多樣性[2，8，9]，力求植被恢復效果與原生態(tài)植被相同或類似，達到植被恢復與周邊生態(tài)環(huán)境的和諧統一。

3 表土的剝離、堆存與利用

3.1 表土剝離

表土剝離即表土剝離再利用，是指將項目建設涉及到的適合耕種的表層土壤剝離，搬運存儲到指定場地，在原地或異地利用等技術的總稱[10]。有計劃的表土剝離，用以土壤改良、土地復墾、恢復植被及營造景觀等，是提升土壤生產能力、保護土地、治理生態(tài)環(huán)境的重要舉措，有利于提高優(yōu)質土地供給，大大緩解人地矛盾[11]。國外從礦產資源開發(fā)、提高土地質量和治理土壤污染等方面對表土剝離進行了大量研究，而國內對于表土剝離的研究則起步較晚，最早應用于土地復墾[12]。

表土剝離應遵循“先永后臨、先高后低、先厚后薄、先易后難”的原則。先剝離永久占地區(qū)域，后剝離臨時占地區(qū)域；農地、撂荒農地或腐殖質層厚的林地等肥力較高的先剝離，一般荒草地的肥力較低后剝離；土層厚、易操作的先剝離，土層薄、難操作的后剝離[13]。根據剝離區(qū)域土壤耕作層厚度、后期復綠、復耕所需回填土量確定剝離厚度[14], 剝離厚度還受地形地貌、土地利用類型、坡度坡向、交通等因素的影響。土壤質量一般隨土層深度的增加而降低，表土剝離后對于表土原區(qū)域的恢復會有極大的影響，因此不宜過深剝離表土，以免導致人力、財力、物力和表土資源的浪費，甚至引發(fā)新的生態(tài)問題。不同用地類型表土厚度各異，剝離厚度在 20～80 cm之間[15]，主要有梯田模式表土剝離、條帶復墾表土外移剝離等方法[16]。表土剝離會對土壤的理化性質和生物特性產生極大的不利影響，導致土地質量下降[17]，還會破壞土壤種子庫，導致土壤種子流失[18]。因此，要在表土剝離中采取有效措施，以降低剝離對表土的影響，減少表土資源的浪費，最大程度發(fā)揮表土資源價值[19]。

3.2 表土堆存

表土剝離后應采用適當方法裝運至合法合規(guī)的臨時堆放場地，并按照由內而外的順序堆放。表土堆放場地一般在建設項目區(qū)域內臨時設置；堆置過程中應避免機械過度輾壓等破壞或影響表土。堆置時間一般由項目建設進度而定，表土堆高一般不超過5 m，坡比不超過1∶1.5，表土與熟土及不同土地利用類型的表土應分層、分堆堆放[20]。

表土的堆存與建設項目的進度有關，一般在幾個月至幾年之間。表土堆存期內，降雨侵蝕和表土的自然沉降會導致表土營養(yǎng)元素大量流失、土壤結構變化[21]，表土中的養(yǎng)分含量如氮、磷、鉀等會減少40%～50%[22]，減少表土種子庫[23]，大大降低表土的質量。而隨堆存時間增加，土壤容重、植被覆蓋率均呈遞增趨勢，與堆存時間呈正相關，土壤孔隙度均逐漸減小，與堆存時間呈負相關，有機質、團聚體含量均呈先減小后增加趨勢[24]。因此，堆存期要采用如攔擋、排水、沉沙、撒草籽、覆蓋等工程、植物及臨時等措施進行防護[20，21]，以維護表土生產力，避免因表土堆存造成新的水土流失，引發(fā)新的生態(tài)環(huán)境問題。

3.3 表土利用

剝離的表土可用于土壤改良、污染治理、植被恢復等方面。回覆表土能夠增加有機質含量，提高土壤的理化性質，進而提升土壤發(fā)育初期的質量，促進土壤的形成過程，還能夠提高生物多樣性，利于植物的生長以及本土植被群落的演替[27～30]，達到回覆表土區(qū)域與周邊生態(tài)環(huán)境的和諧統一。隨著表土回填厚度的增加，土壤的抗沖、抗蝕性也隨之增加[31]。表土利用應遵循“先原后異、先永后臨、先高后低”的分配原則，即指剝離表土應先滿足原地利用，用于自身永久用地的綠化或復墾，然后再考慮異地利用，用于其他項目的景觀綠化和復墾、低劣耕地的改良或者用于造地[32]。不同地區(qū)及土地利用方式覆土的厚度也不同，黃土高原區(qū)的土石山區(qū)覆土厚度在30～100 cm之間，東北黑土區(qū)農地覆土厚度在30～80 cm之間，北方土石山區(qū)覆土厚度在30～50 cm之間，南方紅壤丘陵區(qū)覆土厚度在20～60 cm之間，而西南土石山區(qū)覆土厚度在10～50 cm之間[16]。覆土方式主要有平面均勻、圓形點狀、坑狀、帶(條)狀等4 種方式[33]。綠化中表土的利用方法主要有采集周邊表土直接噴[34]、將表土混入植栽基質中進行噴播[35]、將表土裝在土壤袋中使用[36]以及表土移植[37]等4種。

4 結語

表土是一種珍貴稀缺資源，表土剝離與再利用可以有效降低表土資源的浪費，是提高表土資源利用、最大價值發(fā)揮表土資源價值的有效途徑，國內外學者對表土資源的保護對策、表土剝離的模式、方法技術及利用方式等進行了大量研究。然而不同地區(qū)、不同地貌類型及不同用地類型的表土及其分布迥異，表土質量差別也很大，對不同類型的表土資源如何判斷，采取何種工藝、方法進行剝離，剝離的表土如何堆存，進行怎樣的維護才能最大限度地維持表土的質量，如何利用才能最大限度地發(fā)揮表土資源的價值等都有待于進一步研究。

DiscussiononResourcesProtectionandUtilizationofTopsoil

Zan Yuting1,2,Zhang Huaming1,2,Shen Faxing1,2,Li Ying1,2

(1.JiangxiInstituteofSoilandWaterConservation,Nanchang,Jiangxi,330029,China; 2.JiangxiProvincialKeyLaboratoryofSoilErosionandPrevention,Nanchang,Jiangxi,330029,China)

Abstract: Topsoil is a scarce, non-renewable and important basic resource of ecological value in nature. The separation and utilization of topsoil is an important way to improve land productivity and protect quality soil resources. Through the literature review method, the value of topsoil resources is explained; the surface soil stripping and its influence are explained; the influence of stockpiling period on topsoil is discussed; and the different topsoil utilization methods are revealed to enhance the understanding of topsoil stripping and utilization, aiming at maximizing the protection of topsoil. The paper is designed to maximize the protection surface soil resources, rational utilization of surface soil resources to provide a reference for the rational use of topsoil resources.

Keywords: topsoil resources;surface soil stripping;topsoil storage protection; topsoil utilization