吉林省建设占用耕地表土剥离和利用研究——以辉南县水环境改善生态示范工程为例

杨继红,王 闯

吉林省国土资源调查规划研究院,吉林长春 130061

0 引言

吉林省地处世界“黄金玉米带”和“黄金水稻带”，黑土地资源丰富，是国家重要的商品粮基地和老工业基地。近年来，随着吉林经济社会发展，项目建设占用耕地给黑土地保护带来一定压力。实施建设占用耕地表土剥离和再利用，对于保护耕地特别是黑土地资源具有重大的理论意义和现实意义。

1 吉林省建设占用耕地表土剥离工作情况

吉林省表土剥离工作大致分三个阶段：第一阶段探索实践。从20世纪80年代末开始探索实践，最初应用于油田钻井用地复垦，后逐步推广到高速公路等线性工程临时用地复垦、高标准基本农田建设、工矿废弃地复垦等各类土地整治项目中。2006年，原国土资源部向全国推广吉林省做法。第二阶段建立工作机制并全面推开。2012年，吉林省选择了18个县(市、区)作为试点，探索建立涵盖耕作层表土剥离、存储、管理、交易、利用等全过程的工作机制。2013年，吉林省人民政府下发《关于推进建设占用耕地耕作层土壤剥离工作的意见》，从政策层面对表土剥离工作作出部署。2014年9月，原国土资源部在吉林省举办了全国耕作层土壤剥离再利用现场会，受到广泛关注。2016年，吉林省下发文件，明确将表土剥离方案作为新增建设用地报批要件，标志着该项工作在全省推开。第三阶段形成制度技术规范。2015年，吉林农业大学和吉林省土地整理中心共同完成了《建设占用耕地表土剥离技术规范》并以地方标准形式公开发布，这是全国首个以地方标准形式出台表土剥离的技术规范。2019年12月，吉林省自然资源厅和农业农村厅联合印发《吉林省建设占用耕地表土剥离工作管理办法》(试行)，建立健全了表土剥离工作技术规范[1]。

据吉林省自然资源厅门户网站公开信息，2014年至2018年，吉林省实施或计划实施表土剥离建设项目63个，应剥离耕地面积1.82万亩(1)1亩约等于666.67 m2，实际剥离表土1.27万亩[2]。

2 辉南县水环境改善生态示范工程建设占用耕地表土剥离和利用研究

2.1 项目占地概况和表土剥离范围

该项目位于金川镇龙湾村，占地总面积38 147 m2，其中耕地面积30 022 m2，农村道路面积为3 375 m2，农村宅基地面积为4 750 m2。综合考虑项目用地的地理位置、地形地貌、降水条件等因素，对建设占用耕地的耕作层进行剥离，面积为30 022 m2。

2.2 项目建设占用耕地的表土情况

根据项目占地地类、形状、剥离条件等外业调查情况，采用网格法确定表土采样点，共选取了6个样点，通过挖掘土壤垂直断面，确定建设占用耕地的土壤层和土壤类型。经采样化验研判，剥离表土为沙壤土，土壤类型为冲积土，耕作层厚度30 cm左右，有机质质量分数25～27 g/kg，pH值为6.7～6.9，土壤全氮为22 mg/kg，全磷为71.68 mg/kg，全钾为106.49 mg/kg，结构疏松(采样情况详见表1)。根据《辉南县2016年耕地质量等级更新评价成果》，项目区耕地质量等别为国家利用等十等。

2.3 表土剥离和利用基本原则

一是坚持科学规划。依据项目区所在县乡土地利用总体规划、城市规划、土地整治规划等，结合当地资源条件，对剥离表土利用作出科学安排。二是坚持因地制宜。结合项目所在地自然资源状况、社会经济条件，因地制宜进行表土剥离、运输、储存、利用等。三是坚持生态保护。表土剥离过程中注重生态环境保护，防止水土流失及污染土壤对环境造成二次破坏。四是坚持统筹实施。将表土剥离和利用结合起来，确保在时间、空间上合理有序，做到“应剥尽剥，应用尽用”。

表1 项目区表土采样点情况统计

2.4 表土剥离实施

2.4.1 表土剥离厚度

根据剥离区土壤类型、质地和土壤采样情况，将耕作层全部剥离，剥离厚度为0.3 m。

2.4.2 表土剥离率及剥离量

表土剥离率计算公式：

式中：

f—表土剥离率(%);

Q—剥离区土壤剥离量(万立方米)；

Qp—预计理论表土剥离量(万立方米)。

该项目可剥离表土面积为30 022 m2，剥离厚度为0.3 m，由于推土机推土存在一定的损耗和局部区域需人工作业，经测算剥离率取92%，高于《耕作层土壤剥离利用技术规范》规定大于90%的要求[3]。

表土剥离量计算公式：

Q=∑(Hi×Si)×f

式中：

Q—剥离区土壤剥离量(万立方米)；

Hi—第i个表土剥离单元的剥离厚度(m)；

Si—第i个表土剥离单元的剥离面积(m2)；

f—表土剥离率(%)。

经计算，剥离区表土剥离总量为0.90万立方米。

2.4.3 表土剥离工艺选择

考虑剥离区的形状、交通运输情况等因素，采用条带式外移分层剥离法[4]，即：先将待剥离表土地块分成若干条带，每个条带的宽度大致为施工机械宽度的整数倍，然后由外向内逐条带分层剥离。单次剥离长度视土方量和存储区域面积确定。根据剥离机械设备和土壤理化性质，确定单次剥离条带宽度为2～4 m、厚度不大于0.15 m。

2.4.4 划分剥离单元

根据地形、土壤厚度、土壤均一性和作业方便等条件，将剥离区域按宽度为2～3 m的条带，划分成不同的施工单元，即剥离单元，初步划分了120个剥离单元。

2.4.5 实施表土剥离

选择天气较好且土壤含水量适宜时进行剥离，一般达到田间持水量的50%～80%为宜。在作业区逐条进行表土剥离，按照条带状从一个方向逐层向前剥离，一般采用后退法施工，或铺设模板、钢质板等，减少对土壤的压实。当剥离区具有一定坡度时，剥离条带主轴应与斜坡主轴平行。剥离过程中，设备尽量在完成剥离的空地上运行，不得在耕作层土壤尚未剥离的区域运行，防止土壤被压实，改变土壤性状。挖运土方的同时，对表土堆边缘和表面进行修整。在表土运输过程中应做好保护，避免土方飞扬散落污染环境。

2.4.6 表土储存

剥离的表土应选择排水良好的空地进行堆放，并做堆体覆盖。该项目区地势较平坦，自然排水较好。考虑外运的便捷性，设计剥离后表土堆放在邻近项目区2 km左右的空地，兼顾后续利用的便利度和运输成本，同时还远离河流、村庄。

(1)表土堆积的各项参数及表土堆放场面积计算公式：

式中：

Sd—设计表土堆占面积(m2)；

Hb—土壤剥离厚度(m)；

Sb—土壤剥离面积(m2)；

Hd—土壤堆置高度(m)；

k—表土堆置安全系数。

储存区的表土堆放高度应符合堆体稳定性设计要求，一般土堆高不超过3 m，土堆边坡角不大于50°。同时考虑表土堆放需要安全边坡角，设置安全系数为1.5。经测算，表土堆占地面积约4 500 m2。

(2)表土堆放技术要求：一是平整堆土场地。根据外业调查情况，剥离区及储存区土地平整，坡度小，排水良好，无树根、石块、建筑垃圾等异物。若堆放时间较短，土堆可临时占用耕地，地面适当整理即可；若堆放时间较长，可对储存区地面进行适当压实。二是堆放。剥离表土堆放应由里向外进行，运输工具应后退行驶并将表土倾倒于距入口最远的地方。运土车辆要在规定的运输路线和操作区域内行驶，禁止机械穿越已堆积的土壤。三是坡面修整。堆土时应边堆放边加固土堆边缘，及时修整坡面，提高土堆防渗防风能力，保持土壤水分和原有性状。

2.4.7 剥离表土保育

土壤保育一般有物理保护、生态保育等多种措施，具体视存储时间、存储条件等因素确定。为了确保该项目剥离表土储存质量，采用物理保护和生态保育相结合的综合措施。在表土堆表面播撒紫花苜蓿，防止水土流失；在表土堆底部四周采用编织袋装土填筑对坡脚进行防护。土墙采用梯形断面，顶宽0.4 m，底宽1.2 m，高2 m，长约400 m。详见图1。

图1 表土堆底部挡土墙断面图Fig.1 Section of retaining wall at the bottom of topsoil pile

3 剥离表土利用

实施建设占用耕地表土剥离的目的在于用，切实保护不可再生的黑土地资源。一般来讲，剥离表土利用与当地经济社会发展、资源利用等情况紧密相关，主要有四种方式。

3.1 用于土地整治项目、高标准基本农田建设项目和中低产田改造

一般直接将剥离的耕作层土壤用于临近的土地开发整理项目，或用于高标准基本农田建设、混填到肥力较差的中低产田中，进一步提升覆土区耕地质量。目前，吉林省各地普遍采用这种做法。

3.2 用于工矿废弃地复垦和新农村建设中村庄复垦

这种做法一般以现代农业建设和生态环境治理为载体，与城乡建设用地增减挂钩、工矿用地复垦等相结合，利用剥离耕作层土壤复垦村庄、工矿用地并形成新增耕地。这种做法不仅能优化农村土地利用结构，改善生态环境，还能推动城镇化建设，促进土地节约高效利用。

3.3 用于建设项目临时用地复垦

按照我国有关法律规定，公路、油井等单独选址项目，施工过程中临时用地的，完工后需要复垦。一般将临时占地的表土剥离并存储起来，待项目完工后再进行回填和复垦，做到“从哪儿剥离，再利用到哪儿”[5]。吉林省最初探索表土剥离模式，主要是用于吉林油田钻井、资源勘探用地的复垦和污染治理。目前，吉林省大多数公路等线性工程项目也都采取这种做法[6]。

3.4 用于菜篮子工程、城市绿化工程

这种做法一般适用于人均耕地少、菜田不足、耕作层土壤污染较少的地区，在吉林省山区比较普遍。辉南县金川镇水环境改善生态示范工程紧邻生态环境保护区，剥离的耕作层土壤肥力较好，基本没有受到污染，距离辉南县城较近，剥离表土适用于城市绿化工程和改善菜田肥力。