表土剥离可识别土层的量化指标研究

陈瑶 徐启荣 万玉洁 李道林 王晓乔

摘 要：对建设占用耕地，进行表土剥离再利用是目前保证耕地数量、提高耕地质量的有效手段。该文对表土剥离中可识别土层的概念及相应的量化指标进行相关研究。得出：可识别土层包括耕作层（A）和犁底层（Ap）；一般情况下，当可识别土层厚度达到25cm以上，且满足以下条件：没有受到污染、表土石砾含量小于10%、质地非松砂土、紧砂土及土壤可溶性盐含量（EC值）小于4 ds·m-1，即可认定该土壤可以剥离。

关键词：表土剥离；可识别土层；量化指标

中图分类号 S157 文献标识码 A 文章编号 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

土壤学中的“土层”指的是在母质之上的土壤层，由于土壤剖面是由一些形态特征各不相同的层次重叠在一起构成的，这些层次大致呈水平状态，叫做土壤发生层，简称土层。土层的形成是土壤形成过程中物质迁移、转化和积累的结果。不同的土壤有不同的剖面构造，耕作土壤剖面的层次一般分为：耕作层（A）、犁底层（Ap）、心土层（B）、底土层（C）。

刘瑞在不同类型耕作土壤可剥离厚度的研究[1]一文中，第一次提出了可识别土层的概念。指出，可识别土层是针对表土剥离时，为了方便建设单位在施工时能够掌握是否需要对表土进行剥离而提出来的，意指在建设占用耕地时，用来识别、判断是否需要对表土进行剥离的土壤表层。

可识别土层通常包括耕作层（A）和犁底层（Ap）[2-3]。“可识别土层的剥离”简称表土剥离，就是对满足要求的可识别土层进行剥离。表土剥离（Topsoil stripping），是指将建设用地或露天开采用地（包括临时性或永久性用地）所占的适合耕种植物的约30cm厚的表层土壤剥离出来，利用设备搬运到一个固定的地点对表土进行储存和处理，然后在进行土地复垦时，将储存的表土搬运回原地或者在废弃土地上进行土地复垦、土壤改良和其他用途的技术[4-6]。

1 研究可识别土层的意义

建设中会大量占用耕地，而耕地的表土部分则是几千年农业生产创造出来的优良、宝贵土壤资源[7-8]。该层是土壤中最肥沃的一个层次，农作物的高产优质通常离不开这样肥沃的土壤层。该层通常有机质含量高，土壤结构体优良，水、肥、气、热协调，是宝贵的土壤资源。

调研中发现，现在有很多地方急需高质量的表土覆盖或者回填。例如，土地整理项目区新整理出来的农用地，多数表土性质非常差：质地粘重、有机质含量极低、物理性质差、土壤结构体不良、透气透水性差等不良情况。又例如，在实现耕地占补平衡目标的同时，现阶段国土资源部已经明确了“占优补优”的策略，这样针对大量的造地公司来说，优质的表土资源将是非常紧缺的土壤资源。再例如，在众多的煤矿塌陷区，针对部分修复为耕地的土地，由于当地多余的土壤资源非常稀缺，优质的耕地表土更是难求。还有，损毁土地的复绿工程急需高质量表土覆盖。

当然，随着现代工业的发展和环境保护工作的滞后，有着几千年历史的肥沃耕地表土有些地方已经被严重污染，这些表土虽然有机质等含量高，也不适宜发展农业生产，因此在建设占用耕地的时候遇到已被污染的表土时，就不需要剥离该表土了。然而，建设占用的肥沃耕地，绝大多数表土的性质是良好的，可以并且需要进行表土剥离，但是对于那些表土存在缺陷的耕地，其表土未必就需要进行剥离，这就需要去识别它是否需要剥离。

2 什么样的耕地表土需要剥离

要判断被建设占用的耕地的表土是否需要剥离，可以从该耕地是否有限制因子的存在着手，假如没有这些限制因子之一，即可以进行剥离。影响耕地表土是否需要剥离的因素主要有表土是否受到污染、表土层厚度、表土石砾含量、表土质地、土壤可溶性盐含量（EC值）等。

2.1 表土是否受到污染

2.1.1 土壤污染大致可分为无机污染物和有机污染物2大类 土壤污染是指人类活动产生的污染物进入土壤，使得土壤环境质量已经发生或可能发生恶化，对生物、水体、空气或（和）人体健康产生危害或可能有危害的现象。无机污染物主要包括酸、碱、重金属、盐类、放射性元素铯、锶的化合物、砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3，4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等[9]。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤-植物-人体”，或通过“土壤-水-人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。

2.1.2 土壤环境质量标准 参照GB15618—2008《土壤环境质量标准（修订）》，结合研究的特点，拟采用第二级筛选值执行，即采用土壤无机污染物的环境质量第二级标准值和土壤有机污染物的环境质量第二级标准值[9]。当土壤中污染物监测浓度低于筛选值，一般可认为无土壤污染危害风险；高于筛选值的土壤是具有污染危害的可能性，但是否有实际污染危害，尚需进一步调研与确定。

2.1.3 全国土壤污染状况调查公报 2014年4月17日，环境保护部和国土资源部联合发表了《全国土壤污染状况调查公报》，根据报告中各种污染物的点位超标率情况，显示土壤中主要污染物为镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物，以及六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物。因此，检测土壤是否受到污染，重心可放到以上8种无机污染物和3种有机污染物上，只要表土中污染物监测浓度高于筛选值，一般认为土壤是具有污染危害的可能性，就不需要对表土进行剥离。

2.2 表土层厚度 表土层厚度是确定是否需要进行表土剥离的重要指标之一。耕作土壤中表土层厚度指的是耕作层（A）与犁底层（Ap）的厚度之和。对于山地、丘陵和平原地区，耕作土壤表土层厚度存在明显差异。本研究以安徽省现有的部分农业土壤为例进行分析。

2.2.1 皖南、皖西南山地耕作土壤表土层厚度 山地耕作土壤表土层厚度通常比较薄，多数没有心土层，土壤发育不全，土体构型为A-Ap-C或A-（Ap）-C。见表1。

表1通过分析17个山地耕作土壤表土层厚度，得出山地耕作土壤A层平均土层厚度比较薄，平均15.6cm，在20cm以内居多。A层+Ap层厚度平均25.1cm，极少超过30cm。其中A层+Ap层厚度≥25cm的剖面数为8个，20～25cm的剖面数9个。

山地耕作土壤在利用上有旱地和水田之分，旱地表土石砾成分相对较多，当>1mm的石砾含量超过10%，从经济学角度考虑一般不适宜进行表土剥离作业。因此，在建设占用山地旱地时，耕作土壤表层厚度，即A层+Ap层厚度≥20cm，且无其他限制条件时，一般必须剥离。对于水田土壤，当表土厚度超过25cm时，在建设占用时需要剥离。

2.2.2 江淮丘陵岗地耕作土壤表土层厚度 丘陵地区耕作土壤表土层厚度与山地类似，土体构型通常也是A-Ap-C或A-（Ap）-C，见表2。

表2通过分析15个江淮丘陵土壤表土层厚度，得出，丘陵地区耕作土壤A层平均土层厚度同样比较薄，平均15.7cm，A层+Ap层厚度平均25.5cm，极少超过30cm。其中A层+Ap层厚度≥25cm的剖面数为5个，20～25cm的剖面数10个。

对丘陵地区的耕作土壤做表土剥离时，要做两方面考虑处理。当处于丘陵地区相对比较平坦区域的耕地，且A层+Ap层厚度之和达到25cm时，应该考虑表土剥离；当A层+Ap层厚度小于25cm，且为旱地时，可以放弃表土剥离。

丘陵地区也经常出现建设占用耕地的情况，因此，在对丘陵地区进行表土剥离时，应该着重考虑相对平坦的耕地。

2.2.3 淮北与沿淮平原耕作土壤表土层厚度 平原地区耕作表土层厚度相对较厚。见表3。表3通过分析14个土壤剖面，得出，A层平均厚度17.3cm，A层+Ap层厚度平均达到28.4cm，其中A层+Ap层厚度大于30cm的剖面数为3个，20～30cm的剖面数11个。

因此，理论上，当建设占用平原地区耕地时都应该进行表土剥离，剥离厚度30cm～40cm。当A层+Ap层厚度在20cm，且没有其他障碍因素，也尽可能剥离。

2.2.4 沿江平原耕作土壤表土层厚度 沿江平原地区耕作表土层厚度相对较薄。见表4。表4通过分析13个土壤剖面，得出，A层平均厚度15.7cm，A层+Ap层厚度平均达28cm，其中A层+Ap层厚度大于30cm的剖面数为3个，大于25cm的剖面数为6个，小于25cm的剖面数6个。

当建设占用沿江平原地区耕地时，当A层+Ap层厚度大于25cm时，都应该进行表土剥离。

2.3 表土石砾含量 石砾是指粒径大于1mm的颗粒。对于含石砾的土壤，卡庆斯基的标准是：对于土壤中1～3mm的小圆砾含量计入物理性砂粒中。对于大于1mm的石砾，按其含量多少，划分级别见表5土壤石砾含量与土壤冠名[11]。

对于表土石砾含量>10%的耕地，由于石砾含量过多，剥离后把>1mm的石砾全部去除工作量庞大，不建议进行表土剥离；对于表土石砾含量<5%的耕地，则需要进行，但是剥离后必须把粒径>1mm的石砾全部清理出土壤；对于表土石砾含量5%～10%的耕地，视情况剥离。

2.4 表土质地 土壤质地分为砂土类、壤土类和粘土类，见表6。

砂土中的松砂土和紧砂土，多数分布在平原河谷地区和丘陵山地，由于砂粒含量极多（其物理性砂粒含量>90%），粘粒极少（其物理性粘粒含量<10%），粒间多为大孔隙，土壤缺乏有机质，透气良好，透水排水快，土壤持水量小，蓄水保水抗旱能力低，土壤物理性质恶劣，因此在建设占用到这部分耕地的时候，可以不考虑表土剥离。其他质地类型的表土都可以剥离。

2.5 土壤EC值 土壤水溶性盐是盐碱土的一个重要属性，是限制植物生长的障碍因素。在大面积盐（下转61页）（上接58页）碱土地区的表土剥离工作中，要考虑表土的水溶性盐总量（土壤EC值）。

EC值是用来测量溶液中可溶性盐浓度的，高浓度的可溶性盐类会使植物受到损伤或造成植株根系的死亡。EC值的单位用ds·m-1表示，测量温度通常为25℃。正常的EC值范围在1～4ds·m-1之间。基质中可溶性盐含量（EC值）过高，可能会形成反渗透压，将根系中的水分置换出来，使根尖变褐或者干枯。一般要求灌溉水EC值小于0.8ds·m-1（通常用于灌溉的水，其电导率为0.1～0.75ds·m-1）。

土壤饱和浸出液的电导率与盐分和植物生长的关系见表7。可见，土壤饱和浸出液的电导率数值可以反映土壤盐分的数量。

由表7可知，当EC值大于4ds·m-1（即盐化程度达到中度及以上）时，对盐分敏感的作物产量会受到影响，所以，一般而言，中度盐化及其以上盐化强度的土壤在利用时，存在严重缺陷，故建议中度盐化土壤、重盐土壤、极重盐土不进行表土剥离。

3 结论

识别表土层是否需要剥离，可从下列指标认定。只要满足下列指标之一者，即可放弃表土剥离。

（1）表土受到污染且土壤污染物达到第二级环境质量标准值。常规监测项目为镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物，六六六、滴滴涕、多环芳烃3类有机污染物。

（2）可识别土层厚度。皖南及皖西南山地耕作土壤土层厚度小于20cm，江淮丘陵耕作土壤土层厚度小于25cm、淮北及沿淮平原耕作土壤土层厚度小于20cm，沿江平原耕作土壤土层厚度小于25cm。

（3）表土石砾含量大于10%。

（4）土壤质地为松砂土和紧砂土。

（5）EC值大于4ds·m-1。

参考文献

[1]刘瑞，王秉义.不同类型耕作土壤可剥离厚度的研究，安徽农业科学[J]，2014（24）：8143-8144.

[2]黄昌勇，徐建明.土壤学[M].3版.北京：中国农业出版社，2011.

[3]鲍士旦.土壤农化分析[M].北京：中国农业出版社，2010：178-188.

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[5]颜世芳，王涛，窦森.高速公路取土场表土剥离工程技术要点[J]，吉林农业，2010（11）：238.

[6]徐炳玉，王涛，窦森.关于表土剥离技术的初步研究[J].吉林农业，20 12（1）：18.

[7]杨军明，侯登平，范喜秋.文登市建设用地耕作层土壤剥离工作探讨[J]，山东国土资源，2011（5）：49-51.

[8]浙江省国土资源厅耕地保护处.巧用“老娘土”再造肥沃田——余姚市临山镇建设用地耕作层土壤剥离调研报告[J].浙江国土资源，2007（8）：14—15.

[9]环境保护部，国家质量监督检验检疫总局.土壤环境质量标准（修订）[S].GB15618-2008：4-6.

[10]安徽省土壤普查办公室.安徽土种[M].北京：科学出版社，1996.

[11]安徽省土壤普查办公室.安徽土壤[M].北京：科学出版社，1996. （责编：张长青）