煤炭礦區(qū)土地復墾監(jiān)測指標探討

周 偉 ，曹銀貴 ，白中科 ，王金滿

（1.中國地質(zhì)大學土地科學技術(shù)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(chǎn)煤大國，隨著經(jīng)濟形勢的好轉(zhuǎn)和高耗能產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，煤炭資源開采掀起了前所未有的建設高潮，原煤產(chǎn)量從1980年的6.2×108t，到2010年的34.2×108t，14個大型煤炭基地產(chǎn)量28×108t，占全國的87%[1,2]，為經(jīng)濟發(fā)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(qū)），對土地損毀呈現(xiàn)損毀類型多樣、損毀空間點多面廣、損毀面積數(shù)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(qū)土地大面積積水、受淹和鹽堿化，不僅使區(qū)內(nèi)耕地面積急劇減少，而且加劇了人口與土地、煤炭與農(nóng)業(yè)的矛盾；西部礦區(qū)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(fā)山體滑坡、崩塌和泥石流等自然災害，嚴重破壞了礦區(qū)的土地資源和生態(tài)環(huán)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(nèi)不會改變，因此煤礦區(qū)土地復墾將是中國土地復墾的重點區(qū)域，也是農(nóng)用地復墾的主要潛力區(qū)[4]。加強煤礦區(qū)土地復墾及復墾監(jiān)測工作，對于落實“最嚴格的耕地保護制度”和“最嚴格的節(jié)約用地制度”具有重要意義。

土地復墾監(jiān)測既是中國國土資源全覆蓋、全流程動態(tài)監(jiān)測的重要組成部分，也是土地復墾管理的主要內(nèi)容。完善的監(jiān)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(nèi)外對土地復墾的理論、方法、技術(shù)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(jiān)測工作[7-8]，而國內(nèi)土地復墾監(jiān)測的研究還處于初期階段。國內(nèi)開展了農(nóng)用地等級質(zhì)量監(jiān)測[9]、生態(tài)監(jiān)測[10-11]、生物多樣性監(jiān)測[11-13]、水土流失監(jiān)測[14,15]、退耕還林工程監(jiān)測[16]以及露天礦生態(tài)恢復監(jiān)測[17]的指標研究，為建立土地復墾監(jiān)測指標提供借鑒思路。

本文結(jié)合煤礦區(qū)土地復墾地貌重塑、土壤重構(gòu)、植被重建、配套工程、監(jiān)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(jiān)管層次的土地復墾監(jiān)測指標，為進一步開展土地復墾監(jiān)管、評價與管理提供參考。

2 煤礦區(qū)土地復墾監(jiān)測意義

開展煤礦區(qū)土地復墾監(jiān)測對于落實土地復墾責任、提高土地復墾質(zhì)量，推動土地復墾科學化、規(guī)范化、標準化具有重要意義。

（1）開展土地復墾監(jiān)測，有利于提高土地復墾率和土地復墾質(zhì)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(yōu)先用于農(nóng)業(yè)，而煤礦區(qū)是耕地的主要復墾潛力區(qū)，加強土地復墾率、復墾土壤質(zhì)量對于提高復墾率，實現(xiàn)復墾土地的數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體管理意義重大；（2）通過土地復墾全程監(jiān)測，保障復墾工作順利開展。從土地損毀前到礦區(qū)土地復墾工作完成后的管護階段，對礦區(qū)土地復墾進行全過程監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)礦區(qū)復墾中出現(xiàn)的問題，從而及時調(diào)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(zhì)量；（3）土地復墾監(jiān)測可為礦區(qū)土地復墾驗收工作提供依據(jù)。通過對土地復墾全過程的監(jiān)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(guān)標準，為礦區(qū)土地復墾驗收工作提供依據(jù)；（4）為相關(guān)土地復墾工作的研究、土地政策和規(guī)范標準的制定提供參考資料。通過對土地復墾全過程的監(jiān)測，可以收集不同區(qū)域、不同礦區(qū)的不同階段土地復墾中相關(guān)數(shù)據(jù)的變化及復墾實施效果等，從而可以從橫向比較不同區(qū)域土地復墾狀況，從縱向比較同一區(qū)域不同階段的復墾狀況。這種對監(jiān)測數(shù)據(jù)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(guān)土地復墾工作研究、土地政策和規(guī)范標準的制定提供重要的參考資料；（5）為礦區(qū)土地復墾決策和相關(guān)部門監(jiān)督執(zhí)法服務。通過對礦區(qū)土地復墾全過程的監(jiān)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(qū)土地復墾決策和相關(guān)部門監(jiān)督執(zhí)法，為礦業(yè)用地改革，查處違法案件提供參考。

3 煤礦區(qū)土地復墾監(jiān)測指標構(gòu)建與管理

3.1 復墾監(jiān)測指標構(gòu)建

土地復墾監(jiān)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(zhì)量、復墾效益三大類指標。

3.1.1 復墾進度指標 依據(jù)全過程管理原則和對生產(chǎn)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(jiān)測項，每個監(jiān)測項下設監(jiān)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(huán)節(jié)。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(huán)節(jié)的監(jiān)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(jiān)測。同時要結(jié)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(jiān)測。

（3）階段復墾。為了實現(xiàn)邊采邊復和節(jié)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(jù)開采工藝和盤區(qū)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(jīng)濟因素、地質(zhì)條件、工藝技術(shù)等諸多因素的影響，采礦生產(chǎn)工藝、推進順序和生產(chǎn)進度可能發(fā)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(jiān)測。

（4）復墾管理。復墾管理指標主要包括復墾機構(gòu)設置、復墾資金管理和復墾監(jiān)測與管護3個方面，其中土復墾機構(gòu)設置用于監(jiān)測采煤企業(yè)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(jiān)測礦山開采企業(yè)是否按照資金監(jiān)測協(xié)議做到提取、存放、使用、審計幾個環(huán)節(jié)的管理；復墾監(jiān)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(jiān)測與管護的措施。

3.1.2 土壤質(zhì)量指標 礦區(qū)復墾土地土壤是在采礦剝離—排棄—覆土的特殊的環(huán)境背景下發(fā)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(zhì)復雜多樣、土體構(gòu)造不穩(wěn)定以及土壤污染等風險，在人工培肥及區(qū)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(wěn)定的土壤。因此復墾土壤質(zhì)量的監(jiān)測除了常規(guī)土壤質(zhì)量監(jiān)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(zhì)量監(jiān)測常用指標。土壤質(zhì)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(tǒng)之間變化很大，目前尚未建立統(tǒng)一的土壤質(zhì)量標準及其評價體系和評價方法，因此土壤質(zhì)量評價的最小數(shù)據(jù)集已被科學家們提出用于土壤質(zhì)量的定量評價[19,20]。依據(jù)土地復墾方案實施到復墾土地移交的監(jiān)測周期，復墾土壤質(zhì)量監(jiān)測應集中在土壤的物理和化學性質(zhì)。目前最常用的監(jiān)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(zhì)地等，土壤化學指標有pH、有機質(zhì)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(jiān)測特殊指標。土地破壞和復墾過程中都擾動土壤的結(jié)構(gòu)，復墾后的土壤條件直接關(guān)系到復墾的成敗和效益的高低，因此，土壤重構(gòu)是土地復墾的重點和核心任務。首先，土體構(gòu)型重構(gòu)是土壤重構(gòu)最為基礎的第一步，特別是1m以內(nèi)的剖面層次特征對作物的生長發(fā)育、水分養(yǎng)分吸收產(chǎn)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(gòu)型是土地復墾重要的過程監(jiān)測指標；其次，煤礦區(qū)損毀土地復墾過程中土壤重構(gòu)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(zhì)[21]，而這些母質(zhì)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(shù)作為監(jiān)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(fā)育、水分、養(yǎng)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(zhì)，覆土過厚對經(jīng)濟成本和土源的要求較高，降低土地復墾效益。一般復墾區(qū)表土資源缺乏區(qū)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?shù)匾罪L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(qū)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(nóng)學特性，而且能制約一系列的土壤過程，如表土結(jié)皮、水分入滲、蒸發(fā)、徑流和水蝕。

3.1.3 復墾效益指標 礦區(qū)土地復墾的生態(tài)、經(jīng)濟和社會三大效益彼此相互關(guān)聯(lián)，相互影響，體現(xiàn)出很強的復雜性，最終目標是達到生態(tài)效益和經(jīng)濟效益、社會效益的高度統(tǒng)一。土地復墾效益既受不同自然地理區(qū)、社會經(jīng)濟條件和不同經(jīng)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(xiàn)各異，由單一到綜合效益演變，呈明顯的時空性。因此根據(jù)煤炭資源損毀土地利用類型特征和復墾潛力，煤礦區(qū)土地復墾效益監(jiān)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(chǎn)力水平、植被覆蓋度、灌溉條件、排水條件、道路通達性、林網(wǎng)密度和公眾滿意度等作為監(jiān)測指標。

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

3.2 復墾監(jiān)測指標管理

3.2.1 指標屬性 根據(jù)監(jiān)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(shù)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(guān)土地權(quán)益人通過看、摸、嗅和嘗來判斷評定劃分為優(yōu)、合格、不合格的指標。通過定性指標和定量指標將農(nóng)民的觀察數(shù)據(jù)與科學家們的分析數(shù)據(jù)綜合起來[24]。按部門管理性質(zhì)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(xiàn)復墾目標，在復墾方案服務期內(nèi)不得突破或必須實現(xiàn)的指標。預期性指標是指按照發(fā)展預期，具有指導性，方案服務年限內(nèi)要努力實現(xiàn)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(zhì)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(zhì)、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(gòu)設置、復墾資金提取、復墾監(jiān)測管理、復墾年度計劃、方案修編情況、土體構(gòu)型、水土保持程度、生產(chǎn)力水平、灌溉條件、排水條件、公眾滿意度、道路通達性和林網(wǎng)密度指標；預期指標有復墾面積、復墾耕地面積、有機質(zhì)含量、全氮、效磷、全鉀、耕地增加率、植被覆蓋度、復墾機構(gòu)設置、復墾監(jiān)測管理、水土保持程度、生產(chǎn)力水平、灌溉條件、排水條件、公眾滿意度、道路通達性和林網(wǎng)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(gòu)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(jiān)測指標匯總Tab.1 The common indicators for monitoring monitoring land reclamation

3.2.2 監(jiān)測周期 土地復墾監(jiān)測是一項長期的任務，根據(jù)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(jiān)測指標進行觀測，獲取連續(xù)的數(shù)據(jù)，對于掌握土地復墾方案實施情況，判斷復墾土地質(zhì)量及其演變和復墾效果具有重要的意義。

監(jiān)測周期選取的合理即能節(jié)省人力減少工作量，又不失時機地測得關(guān)鍵數(shù)據(jù)，因此需要根據(jù)監(jiān)測指標性質(zhì)改變的周期確定每個監(jiān)測指標合理的監(jiān)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(jiān)測管理、復墾計劃應開展季度—年度監(jiān)測；對于土壤質(zhì)量的監(jiān)測可根據(jù)土壤特性響應時間（CRT）和土壤重構(gòu)的特殊性來確定土壤性質(zhì)的監(jiān)測周期。根據(jù)CRT值的大小，可知某一土壤性質(zhì)在多大的時間尺度里變化。一般認為，CRT>10的土壤性質(zhì)具有一定的穩(wěn)定性，CRT<10年的土壤性質(zhì)被認為是相對易變的[25]。在土壤質(zhì)量監(jiān)測中，結(jié)合CRT值，規(guī)定覆土厚度、土壤容重、養(yǎng)分含量、pH、土體構(gòu)型、屬于不穩(wěn)定指標或過程控制指標，實施年度監(jiān)測；As、Cd、Cr、Hg、Pb和F等害重金屬元素，地形坡度、土壤質(zhì)地、有效土層厚度、有機質(zhì)、土壤質(zhì)地等屬于相對穩(wěn)定指標，監(jiān)測周期3年；灌溉條件、排水條件、道路通達性、林網(wǎng)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(gòu)設置、總復墾率、耕地增加率、生產(chǎn)力水平按照3—5年開展監(jiān)測。

4 結(jié)論與討論

土地復墾實施監(jiān)測是全國土地復墾監(jiān)管的主要內(nèi)容，也是全國一張圖工程建設的主要內(nèi)容，涉及多因子、多時段、多任務的系統(tǒng)性工作，強調(diào)的是對土地復墾前、中、后全過程進行監(jiān)控。開展土地復墾全過程的實時監(jiān)測，不僅可以及時調(diào)整和優(yōu)化復墾措施，還可為土地復墾科學研究和土地復墾規(guī)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(jù)。建立健全監(jiān)測指標是確保監(jiān)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(jiān)測指標建立的原則以及對具體土地復墾方案內(nèi)容和監(jiān)測項目的分析、篩選基礎上，提出了復墾進度、復墾土壤質(zhì)量和復墾效益為主要監(jiān)測內(nèi)容和表征監(jiān)測內(nèi)容的39個監(jiān)測指標作為土地復墾實施監(jiān)測的指標。同時結(jié)合行業(yè)部門管理需求和土地復墾的目標，分析了監(jiān)測指標的屬性和監(jiān)測周期。該指標體系不僅體現(xiàn)了對土地復墾過程和復墾效果的監(jiān)測，并且與實際的土地復墾管理工作緊密結(jié)合，使得監(jiān)測指標體系可以很好地為土地復墾監(jiān)管工作服務。

在具體監(jiān)測工作實施中，指標的選取可根據(jù)地域空間、土地損毀類型、監(jiān)測手段等要素適當增減，做到因地制宜和因時制宜。監(jiān)測可采用自查、抽查、實地調(diào)研、數(shù)據(jù)驗證、定量評估與定性評估相結(jié)合的方式開展。

此外，中國目前的土地復墾監(jiān)管仍處于探索階段，監(jiān)測指標的選取只是監(jiān)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(qū)劃分、監(jiān)測手段、監(jiān)測方法、評價標準、監(jiān)測尺度是未來研究的熱點；同時有關(guān)土地復墾的法律、法規(guī)、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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