園林土壤工程表土剝離和再利用技術(shù)

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摘要：表土是寶貴的不可再生自然資源，為加強(qiáng)對表土資源的保護(hù)和再利用，介紹了表土保護(hù)和再利用技術(shù)環(huán)節(jié)，包括表土的調(diào)查與評價、剝離與運(yùn)輸、堆放與存儲及再利用技術(shù)路徑等，希望對土壤資源的可持續(xù)利用和保護(hù)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：園林土壤工程；表土保護(hù)；表土剝離；表土再利用

隨著我國城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城市及其周邊生態(tài)用地不斷受到侵占，原有肥沃的農(nóng)地、林地、綠地土壤逐漸退化和消失，在此過程中表土資源也受到破壞，導(dǎo)致后期不能滿足園林植物的生長需求，城市園林土壤表土保護(hù)早已受到廣泛關(guān)注，如美國的《園林景觀和建設(shè)表土規(guī)范》[1]、英國的《表土規(guī)范和再利用規(guī)程》[2]、澳大利亞的《園林景觀和花園土壤規(guī)范》[3]等規(guī)范對表土的調(diào)查，剝離、運(yùn)輸、堆放、再利用等有著明確規(guī)定；日本對表土的保護(hù)進(jìn)行了立法，從法律的高度禁止破壞表土。我國對表土生態(tài)功能的認(rèn)識在不斷深化，但生產(chǎn)實(shí)踐中相關(guān)的技術(shù)支撐相對薄弱。

1表土及其功能

表土（Topsoil）是指位于土壤剖面最上層，顏色一般為褐色或黑色的土壤，熟化程度較高，具有良好的土壤物理結(jié)構(gòu)、生物活性和肥力特征。對于農(nóng)田土壤來說，一般指的是土壤耕層，深30~50cm；對于綠地、林地來說，一般包括枯落物層、腐殖質(zhì)層和淋溶層的上部，深20~30cm。表土直接提供地上植物生長空間和營養(yǎng)元素，在植物生長和環(huán)境維持等方面有重要生態(tài)作用。

1.1重要自然資源

表土由生物、氣候、母質(zhì)、時間等成土因素共同作用下發(fā)生發(fā)育而成，形成過程極其緩慢，自然形成1cm表土層通常需要上百年的時間，是不可再生的自然資源；同時，表土又是土壤剖面層次中發(fā)生生物、生物生化等物質(zhì)循環(huán)最活躍的場所，也是植物生長最主要的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究表明[4]，1hm2優(yōu)質(zhì)土壤含有1000kg蚯蚓、150kg原生動物、150kg水藻、1700kg細(xì)菌和27kg真菌。表土是構(gòu)成土壤資源最核心的部分，表土資源的合理保護(hù)和利用，是緩解土地資源緊張，改善生態(tài)平衡的重要手段。而表土生物活性、養(yǎng)分及物理結(jié)構(gòu)一旦被破壞，要恢復(fù)到原來的水平則需要更大成本和更長的時間。

1.2節(jié)約工程成本

對表土的保護(hù)和利用通常與工程項目緊密聯(lián)系，比如在礦產(chǎn)開采、道路施工、土地整治、市政建設(shè)等，均涉及到表土的管理與處置。一方面在項目實(shí)施中施工區(qū)域表土剝離和再利用可減少工程項目土方的處置量和處置費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)項目區(qū)土方自平衡；另一方面將剝離的表土重新作為后期施工區(qū)綠化覆土，可減少使用“客土”的購買、運(yùn)輸?shù)荣M(fèi)用，節(jié)約了工程成本。另外，由于表土本身具有良好的肥力特性，再利用后還可有效減少工程項目后期綠化種植土改良的投入。

1.3保護(hù)生態(tài)環(huán)境

傳統(tǒng)的園林土壤工程由于未將表土視作資源，因此在施工過程中不可避免通過機(jī)械開挖、填埋、碾壓等操作，將表土、底層“生土”及施工廢料（磚、石、水泥等）混合在一起，作為廢棄的“土方”處理，造成表土的破壞與損失。此外，在工程后期綠化植被恢復(fù)時，還需要使用大量的外源“客土”，又會造成新的環(huán)境破壞。因此對工程項目區(qū)域表土剝離和再利用，既可保護(hù)項目區(qū)表土資源，又解決了后期綠化種植“客土”需求，減少對環(huán)境的二次破壞。

2表土剝離及再利用

表土剝離及再利用是指在土地開發(fā)利用中，將表層土壤在工程項目實(shí)施前先行剝離出來，保存或運(yùn)至事先設(shè)置的區(qū)域，作為后續(xù)的儲備用土。表土剝離和再利用作為工程措施，涉及調(diào)查、剝離、運(yùn)輸、存儲、再利用等環(huán)節(jié)[5]。

2.1表土調(diào)查與評價

表土工程實(shí)施前，需要對表土資源進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查及綜合評價。首先需要對項目區(qū)土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，再對土地使用歷史進(jìn)行溯源，初步了解土壤的使用情況和歷史背景。在實(shí)踐中，需要由專業(yè)人員對土壤進(jìn)行采樣分析，確定表土空間區(qū)域、土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)、質(zhì)地、pH等理化性質(zhì)及土壤是否存在污染情況。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，形成表土再利用分析報告，制定后期工程的技術(shù)方案，明確表土是否可用，表土取土?xí)r間、取土厚度、剝離技術(shù)及剝離路線，同時要計算表土土方量及項目預(yù)算等。

2.2表土剝離與運(yùn)輸

按照表土剝離和再利用技術(shù)方案，剝離前首先進(jìn)行場地清理，將現(xiàn)有農(nóng)地、綠地或林地土壤表層外源有機(jī)、無機(jī)物質(zhì)（如枯枝落葉、塑料、玻璃、磚頭、石塊等可見物）清理干凈，避免在后續(xù)剝離過程中混入土壤。清理一般由人工進(jìn)行作業(yè)，如需使用機(jī)械清理，要選擇對土壤壓實(shí)程度低的機(jī)械，并預(yù)先設(shè)計好清理路線，避免機(jī)械在土壤表層反復(fù)碾壓。表土剝離一般從地勢較低一邊開始，按照剝離路線，逐步分層平移推進(jìn)，剝離機(jī)械選用輕型履帶式鏟土機(jī)或挖掘機(jī)。表土剝離要選擇適宜的時機(jī)，在雨、雪天氣期間或之后短期內(nèi)，土壤處于浸水、結(jié)冰或被雪覆蓋狀況，土體含水量較高，不宜對表土進(jìn)行剝離。一般選擇在天氣晴朗，土壤處于田間自然持水量狀態(tài)下進(jìn)行剝離。此外，為了盡可能降低風(fēng)險，應(yīng)將表土直接從剝離點(diǎn)移至存儲區(qū)域。針對大型項目，一般通過車輛運(yùn)輸，駁運(yùn)至存儲區(qū)，便于后續(xù)利用。針對小型項目，也可以先將表土裝袋，運(yùn)送至項目附近區(qū)域。特別需要說明的是，對于項目區(qū)表土質(zhì)量存在差異的土壤，建議分類分級剝離，分開存儲。同時，考慮到項目土方平衡，表土剝離過程中，還可以分層進(jìn)行剝離，比如將最肥沃的0~20cm單獨(dú)剝離，單獨(dú)存儲使用，再進(jìn)行下層土壤的剝離，下層土壤可以作為園林土壤工程中地形營造等使用。

2.3表土堆放與儲存

剝離后的表土，運(yùn)輸至預(yù)先確定好的場地進(jìn)行堆放和存儲。場地一般選擇交通便利，排水順暢區(qū)域，距離不宜太遠(yuǎn)。表土堆放高度一般的2m，最高不超過5m。在堆放過程中，盡量避免破壞土壤特性，特別是機(jī)械壓實(shí)。堆放土體一般要進(jìn)行覆蓋，可通過物理的方式，如選用塑料布覆蓋；也可采用生物方式，如種植大豆等豆科植物，維持土壤肥力和生物活性。在高溫季節(jié)，還需要定期人工灑水，避免土壤水分大量流失。如果土壤儲存超過6個月，應(yīng)以深根系或豆科植物（或其他適合于表土的特定性質(zhì)的植被）播種，以保持土壤結(jié)構(gòu)和通氣，盡量減少雜草定植。

2.4表土再利用

肥沃的表土一般可直接利用，根據(jù)需求的土層厚度，覆蓋在綠化區(qū)域。對于一些土壤肥力本身不能滿足植被生長要求的表土，還可以根據(jù)園林景觀的目標(biāo)植物的情況，對表土進(jìn)行改良后再使用，如添加有機(jī)、無機(jī)改良材料，調(diào)節(jié)土壤pH，增加土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分等。一些工程實(shí)例中，還對土壤進(jìn)行粉碎過篩，其優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)一步剔除出土壤中的異物，使土壤相對均質(zhì)化，有利于后期再利用；缺點(diǎn)是土壤在過篩過程中會加速土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分礦化分解，并影響土壤微生物、土壤動物活性，進(jìn)而影響土壤肥力和土壤活性。表土再利用回填之前，應(yīng)使用翻土設(shè)備將底土疏松，所有＞50mm的石塊和其他物體應(yīng)盡量清除。疏松后底土應(yīng)大致平整，以便達(dá)到均勻的表土深度。在暴雨期間或暴雨后不得進(jìn)行表土覆蓋、平整。

3結(jié)語

加強(qiáng)對表土剝離和再利用，對保護(hù)我國土壤資源，實(shí)現(xiàn)區(qū)域土壤平衡利用都有重要意義。在城市園林建設(shè)領(lǐng)域，要進(jìn)一步完善相關(guān)的政策，制定管理規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)配套技術(shù)，通過工程化的表土剝離和再利用，實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)表土“占—用”平衡，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。建議行業(yè)管理部門，強(qiáng)化將表土剝離和再利用納入工程建設(shè)項目全過程。在規(guī)劃設(shè)計環(huán)節(jié)，把對表土的剝離和再利用作為園林土壤工程不可缺少的環(huán)節(jié)，明確工藝流程、施工步驟等，并編制表土剝離和再利用預(yù)算。在施工環(huán)節(jié)，施工單位在專業(yè)人員參與下，對表土剝離和再利用方案的設(shè)計文件嚴(yán)格執(zhí)行。監(jiān)理單位要加強(qiáng)監(jiān)管力度，特別是表土剝離、運(yùn)輸、儲存、利用等方面。管理單位要加強(qiáng)宣傳教育，對監(jiān)理單位及施工單位加強(qiáng)監(jiān)督。在竣工驗(yàn)收環(huán)節(jié)，把有無表土剝離和再利用措施作為審查的要素，作為項目驗(yàn)收的一個重要指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]園林景觀和建設(shè)表土規(guī)范：ASTMD5268—2019[S].

[2]表土規(guī)范和再利用規(guī)程：BS3882：2007[S].

[3]園林景觀和花園土壤規(guī)范：AS4419—2003[S].

[4]孫禮.關(guān)于保護(hù)和利用表土資源的思考[J].中國水土保持，2010，31（3）：4-6.

[5]朱先云.國外表土剝離實(shí)踐及其特征[J].中國國土資源經(jīng)濟(jì)，2009，27（9）：24-26.

作者:郝瑞軍 單位:上海市園林科學(xué)規(guī)劃研究院