產(chǎn)業(yè)園區(qū)表土資源保護(hù)利用方案實踐與探討

王 超

(上?？睖y設(shè)計研究院有限公司，上海 200335 )

1 引言

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中，生產(chǎn)建設(shè)項目越來越多，由于對表土資源的重要性認(rèn)識不夠，導(dǎo)致表土資源破壞十分嚴(yán)重[1]。表土是土壤剖面的最頂層，是適合耕種的土壤表層，其有機質(zhì)和微生物含量高，對土壤肥力恢復(fù)、植物生長和植被恢復(fù)最有利，是不可再生的、生態(tài)價值重要的稀缺性基礎(chǔ)資源[2]。在農(nóng)田中，形成2.5 cm厚的表土一般需要200～1000 a；在林地或牧場，形成同等厚度的表土所需時間會更長[3，4]。

根據(jù)《水利部辦公廳關(guān)于進(jìn)一步優(yōu)化開發(fā)區(qū)內(nèi)生產(chǎn)建設(shè)項目水土保持管理工作的意見》(辦水?！?020〕235號)，調(diào)查表土資源分布情況并提出保護(hù)利用方案是水土保持區(qū)域評估報告的重要內(nèi)容[5]。表土資源保護(hù)利用是指將生產(chǎn)建設(shè)項目占用的表層土壤進(jìn)行剝離，并用于原地或異地土地復(fù)墾、土壤改良造地及園林綠化等一系列相關(guān)技術(shù)的總稱[6，7]。開發(fā)區(qū)水土流失屬典型的人為水土流失，開發(fā)區(qū)建設(shè)過程中擾動地表面積廣，土石方挖填量大，時間跨度長[8～10]，應(yīng)充分保護(hù)和利用表土資源，做到應(yīng)剝盡剝、應(yīng)保盡保[11]。因此，制定科學(xué)合理的表土資源保護(hù)和利用方案，是做好園區(qū)水土保持管理工作的關(guān)鍵。

本文以中國(上海)自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)奉賢園區(qū)擴區(qū)為例，對產(chǎn)業(yè)園區(qū)表土資源保護(hù)和利用進(jìn)行探討。

2 研究區(qū)域概況

奉賢園區(qū)擴區(qū)位于中國(上海)自由貿(mào)易試驗區(qū)臨港新片區(qū)，屬奉賢區(qū)海灣鎮(zhèn)，南臨杭州灣，規(guī)劃面積575.85 hm2，是上海市首個實施水土保持區(qū)域評估的開發(fā)區(qū)。奉賢園區(qū)擴區(qū)所在區(qū)域地貌單元為濱海平原，處于北亞熱帶季風(fēng)區(qū)南緣，屬典型的海洋性氣候，地層屬第四紀(jì)全新世～晚更新世長江三角洲沉積土層，項目區(qū)屬北亞熱帶常綠、落葉闊葉混交林，植被分布具有北亞熱帶向中亞熱帶過渡的特征。奉賢園區(qū)擴區(qū)可劃分為滄海路以北區(qū)域、滄海路至老大堤區(qū)域以及老大堤以南區(qū)域。

3 土地利用現(xiàn)狀調(diào)查

產(chǎn)業(yè)園區(qū)的土地利用現(xiàn)狀調(diào)查是表土資源保護(hù)和利用的基礎(chǔ)。采用無人機低空遙感技術(shù)獲取園區(qū)高分正攝影像，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查情況，運用GIS(地理信息系統(tǒng))分析園區(qū)內(nèi)土地利用現(xiàn)狀。

根據(jù)《土地利用現(xiàn)狀分類》( GB /T 21010—2017)[12]，奉賢園區(qū)擴區(qū)內(nèi)土地利用類型為包括耕地、草地、林地、工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地、交通運輸用地、水域及水利設(shè)施用地和其他土地等。其中，滄海路以北區(qū)域以耕地為主；滄海路至老大堤區(qū)域為低洼地回填，現(xiàn)場覆有工程渣土，土地利用類型以水域及水利設(shè)施用地和工礦倉儲用地為主；老大堤以南區(qū)域為近年來吹填成陸，土地利用類型以其他土地為主。

圖1 土地利用類型分析

4 園區(qū)表土資源分布調(diào)查

土壤有機質(zhì)和pH值是評價土壤肥力的核心要素[13，14]。其中，土壤有機質(zhì)是土壤有機碳的載體，是土壤固相物質(zhì)的重要組成部分[15]；而土壤pH值在植物生長、生物多樣性、養(yǎng)分循環(huán)及有效性中發(fā)揮重要作用[16]。為掌握園區(qū)內(nèi)表土資源的實際分布情況，對可能分布表土的區(qū)域進(jìn)行采樣和分析，選擇有機質(zhì)含量和pH值進(jìn)行分析。

4.1 土壤樣點布設(shè)

在園區(qū)內(nèi)選擇代表性地段，采用對角線布設(shè)方式，在滄海路以北區(qū)域、滄海路至老大堤區(qū)域、老大堤以南區(qū)域分別布設(shè)3個樣點。樣點編號分別為#1～#3、#4～#6、#7～#9。

4.2 土壤樣品采集

土壤分層取樣，深度30 cm。每個樣點按0～10 cm、10～20 cm和20～30 cm深度取3個土壤樣品。

4.3 樣品測定

土壤樣品測定采用《土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-2019)[17]。

4.4 結(jié)果分析

4.4.1 表層土壤有機質(zhì)分析

由圖2可知，有機質(zhì)含量方面，滄海路以北區(qū)域平均為10.50 g/kg，滄海路至老大堤區(qū)域平均為1.69 g/kg，老大堤以南區(qū)域平均為1.65 g/kg。結(jié)果表明，滄海路以北區(qū)域以耕地、林地和草地為主，表層土有機質(zhì)含量較為豐富；滄海路至老大堤區(qū)域和老大堤以南區(qū)域雖然現(xiàn)狀長滿雜草，土壤以工程渣土和吹填土為主，表層土有機質(zhì)含量極低，僅為滄海路以北區(qū)域的16%和15%。

圖2 表層土壤有機質(zhì)含量

對滄海路以北區(qū)域的表層土有機質(zhì)豎向分布情況進(jìn)行分析，0～10 cm含量平均為15.36 g/kg，10～20 cm含量平均為9.93 g/kg，20～30 cm含量平均為6.48 g/kg。結(jié)果表明，土壤有機質(zhì)含量由上至下逐漸降低，20～30 cm土層的有機質(zhì)含量僅為0～10 cm土層的42%。

4.4.2 表層土壤pH值

由圖3可知，pH值方面，滄海路以北區(qū)域平均為8.13，滄海路至老大堤區(qū)域平均為8.41，滄海路至老大堤區(qū)域平均為8.76。因產(chǎn)業(yè)園區(qū)緊鄰杭州灣，長期受海水侵蝕，pH值整體呈堿性，且由北至南堿性逐漸增強。

圖3 表層土壤pH值

4.4.3 表土資源分布

通過對園區(qū)表層土壤有機質(zhì)和pH值進(jìn)行分析，產(chǎn)業(yè)園區(qū)表土資源主要分布在滄海路以北區(qū)域(圖4)，表土資源厚度定為30 cm。結(jié)合無人機低空遙感技術(shù)，利用GIS分析軟件，統(tǒng)計園區(qū)內(nèi)表土資源分布面積和區(qū)域。通過調(diào)查分析，園區(qū)表土分布面積106.80 hm2，表土分布總量為32.04萬m3。

圖4 表土資源分布

5 表土資源保護(hù)和利用分析

5.1 表土資源保護(hù)方式

根據(jù)規(guī)劃用地性質(zhì)，表土資源分為原地保護(hù)和剝離保護(hù)兩種方式。其中，公共綠地項目區(qū)的表土資源采取就地保護(hù)的措施，其它區(qū)域的表土資源采取剝離保護(hù)的方式(表1)。

表1 表土資源保護(hù)情況

5.2 表土資源利用方向

產(chǎn)業(yè)園區(qū)表土利用方應(yīng)從兩個方面進(jìn)行分析：一是根據(jù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)各項目區(qū)的綠地率，分析出綠化面積；二是根據(jù)各規(guī)劃區(qū)域植被恢復(fù)的要求，分析出表土回覆的厚度。園區(qū)內(nèi)各規(guī)劃區(qū)域綠地率參考《上海市綠化條例》確定；覆土厚度根據(jù)植被恢復(fù)類型確定[18]。

其中，住宅及公共服務(wù)設(shè)施項目區(qū)、研發(fā)項目區(qū)及公共綠地項目區(qū)采用喬、灌、草相結(jié)合的綠化方式進(jìn)行植被恢復(fù)，產(chǎn)業(yè)項目區(qū)采用播撒草籽或鋪植草皮的綠化方式。因此，將表土資源集中利用在住宅及公共服務(wù)設(shè)施項目區(qū)、研發(fā)項目區(qū)及公共綠地項目區(qū)，產(chǎn)業(yè)項目區(qū)采用土壤改良方式，以滿足不同規(guī)劃區(qū)植物生長的要求。根據(jù)規(guī)劃綠地率指標(biāo)及入駐項目植被恢復(fù)類型需要，表土后續(xù)利用方向見表2。

表2 表土資源利用情況

6 公共表土堆場選址規(guī)劃

6.1 表土資源調(diào)運原則

按照園區(qū)內(nèi)土石方實現(xiàn)內(nèi)部平衡，不向園區(qū)外借土、棄渣的原則，且考慮經(jīng)濟可行性，園區(qū)表土資源調(diào)運應(yīng)遵循以下原則：

(1)自身利用原則。對于入園項目具備自身利用條件的剝離表土，優(yōu)先自身利用，做到“隨挖隨填”，避免表土的調(diào)運。

(2)及時消納原則。對于入園項目自身無法暫時利用剝離表土，應(yīng)優(yōu)先調(diào)往其他正在實施的綠化區(qū)域，減少表土的堆放時間。

(3)就近堆放原則。對于入園項目自身后續(xù)需要回填的表土，且附近有臨時堆放條件的，應(yīng)就近設(shè)置臨時土方堆場，減少表土的運輸距離。

(4)集中堆放原則。對入園項目無堆土條件，且暫無法利用的表土資源，應(yīng)運至土方集中堆場存放，并采取防護(hù)措施。

6.2 公共表土堆場選址

根據(jù)表土剝離量，結(jié)合園區(qū)建設(shè)進(jìn)度情況，提出園區(qū)表土堆存方案，規(guī)劃園區(qū)公共表土堆場選址。公共表土堆場應(yīng)符合以下要求：選址規(guī)劃應(yīng)兼顧后期綜合利用的經(jīng)濟性及便利性，并應(yīng)設(shè)置在園區(qū)規(guī)劃范圍內(nèi)；嚴(yán)禁在對公共設(shè)施、基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)企業(yè)、居民點等有重大影響的區(qū)域設(shè)置表土堆場；涉及河道的應(yīng)符合河流防洪規(guī)劃和治導(dǎo)線的規(guī)定，表土堆場不得設(shè)置在河道、湖泊和建成水庫管理范圍內(nèi)；為避免影響產(chǎn)業(yè)園區(qū)的開發(fā)建設(shè)，將公共表土堆場宜選擇在公共綠地區(qū)域內(nèi)，堆高限制高度為4 m，并采取攔擋、排水和苫蓋等防護(hù)措施。

7 結(jié)論

(1)通過表層土有機質(zhì)含量進(jìn)行分析，滄海路以北區(qū)域以耕地為主，有機質(zhì)含量為10.50 g/kg，滄海路至老大堤區(qū)域和老大堤以南區(qū)域雖然現(xiàn)狀長滿雜草，但表層土有機質(zhì)含量極低，分別為1.69 g/kg和1.65 g/kg。結(jié)果表明，表土資源分布在滄海路以北的耕地區(qū)域，同時表明判斷表土資源分布情況，不僅要看地表是否有植被，還應(yīng)進(jìn)一步分析表層土的理化性質(zhì)。

(2)通過對滄海路以北區(qū)域的表層土有機質(zhì)豎向分布進(jìn)行分析，得出表土資源的剝離厚度。結(jié)果表明，土壤有機質(zhì)含量由上至下逐漸降低，20～30 cm土層的有機質(zhì)含量僅為0～10 cm土層的42%，表土剝離厚度建議為30 cm。

(3)通過對表層土pH值進(jìn)行分析，表明園區(qū)長期受海水侵蝕，pH值整體呈堿性，且由北至南堿性逐漸增強。

(4)園區(qū)應(yīng)根據(jù)各規(guī)劃區(qū)域植被恢復(fù)的要求，提出表土資源的利用方向，以滿足不同規(guī)劃區(qū)植物生長的要求。將表土資源集中利用在住宅及公共服務(wù)設(shè)施項目區(qū)、研發(fā)項目區(qū)及公共綠地項目區(qū)等植被要求較高的區(qū)域，產(chǎn)業(yè)項目區(qū)等植被要求較低的區(qū)域可采用土壤改良方式。

(5)園區(qū)土石方調(diào)運應(yīng)按自身利用、及時消納、就近堆放和集中堆放的原則，公共表土堆場宜選擇在公共綠地區(qū)域內(nèi)，以避免影響產(chǎn)業(yè)園區(qū)開發(fā)建設(shè)，并采取攔擋、排水和苫蓋等防護(hù)措施。