资源型城市土地可持续利用与政策创新
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第二节 国内外研究现状

围绕“资源型城市土地可持续利用”这一主题,本书对土地可持续利用、资源型城市土地利用、土体重构与耕地质量、低效工业用地再开发、未利用地开发利用等方面的国内外研究现状进行梳理。

一 土地可持续利用

土地可持续利用是“可持续发展”思想在土地领域的应用与发展,是在20世纪90年代初召开的首届国际土地可持续利用系统研讨会上正式提出的。随后,FAO在泰国清迈举行“发展中国家可持续土地利用管理评价国际研讨会”,与会专家着重讨论了可持续土地利用管理评价指标体系的构建与评价方法。两年后,FAO正式颁布了《可持续土地管理纲要》。1995年世界银行、FAO、UNDP和UNEP共同建立的“土地质量指标体系”(Land Quality Indicators, LQI),在世界范围内产生了较大影响。我国学者自20世纪90年代起,也针对“土地可持续利用”展开了深入的研究,主要集中在土地可持续利用的内涵、土地可持续利用评价、土地可持续利用的制约因素及政策建议等方面。

1.土地可持续利用的内涵

傅伯杰、陈利顶、马诚(1997)认为土地可持续利用是土地适宜性在时间维度上的拓展,即土地利用要实现生态合理、经济有效、社会可接受的目标,既要保持土地生产力持续稳定增长、获得良好的经济和生态效益,又要确保土地不会退化。曲福田(2000)认为土地可持续利用的核心是要实现土地利用与经济社会发展、生态环境保护的协同,当代人与后代人同等享受高质量土地的公平。具体来说,在一定的时空条件下,对土地进行合理的开发、利用、保护及治理,并通过合理的方法和手段协调好人地关系,促进人与自然的和谐相处,以满足当代人和后代人生存发展对土地资源的需要。陈百明、张凤荣(2001)认为,应当从生态适宜、环境良性循环、经济可获利、社会公平公正等方面理解土地可持续利用。

2.土地可持续利用评价

傅伯杰、陈利顶、马诚(1997)提出土地的持续利用不仅与生态、经济、社会等因子相关,还涉及时间、空间尺度等因素,并认为开展土地可持续利用评价,需要先明确土地利用的目标、方式及影响因子,在此基础上构建土地可持续利用的评价指标体系,确定每一个评价指标的诊断标准。谢俊奇(1999)从产值等生产力指标、与服务对象的距离及基础设施水平等基础功能性指标、地质灾害和气候灾害等安全性指标、农田防护林和污染控制等保护性指标、产值等经济活力指标、社会效益等社会可接受指标等方面来评价各种土地利用系统的可持续性。陈百明、张凤荣(2001)认为,土地可持续利用评价应该从土地利用分区、土地利用系统、典型县三个层面展开研究,从生态、经济、社会角度来构建指标体系,确定指标阈值。谭永忠、吴次芳、叶智宣(2003)认为研究土地资源的可持续利用,需要根据一定的土地利用类型和一定的土地利用目的进行,并提出城市土地是否可持续利用,需从土地利用的面积、结构、效益及管理等方面来考察。刘彦琴、郝晋珉(2004)考虑到土地可持续利用内涵具有抽象模糊的特点,将模糊综合评价法引入土地可持续利用评价体系,从资源、经济、社会、环境等方面综合评价区域土地可持续利用的状态。于开芹、边微、常明等(2004)将保持人地关系协调、缓解土地利用的矛盾与冲突作为城市土地可持续利用的目标之一,认为城市土地利用应当实现效率、公平、环境三者的统一。陈艳梅(2005)从经济、社会、生态效益和代际关系、区域自我调控能力等方面综合考察区域土地的可持续利用状态。王雯(2010)以循环经济理论为指导,从土地投入减量化、土地污染物排放量减量、土地循环利用水平、土地利用经济社会效益等方面综合评价城市土地利用的可持续性。赵艳、濮励杰、张健等(2011)选取非资源环境合理性指数、经济可行性指数、非社会可接受性指数三组指数,利用三角模型综合考察城市土地利用的可持续性状态及趋势。刘庆、陈利根(2013)从土地利用的经济效益化、集约化、环境生态化和社会和谐化等方面综合分析长株潭地区土地可持续利用的空间格局。赵兴国、潘玉君、丁生等(2014)利用“国家公顷”生态足迹对全国31个省区在1998~2008年的土地利用可持续性进行评价。王振梅(2015)以山东省土地利用为例,从土地经济效益化、土地资源集约度、土地利用协调度三方面构建了凸显“转变经济发展方式”特征的土地可持续利用评价体系。卢涛、周学武、王占岐(2015)将变权模型VW模型用于土地可持续利用评价,意在凸显区域土地利用可持续性在时间和空间上的变化。汪洋、代立、周颖(2016)从数量、质量、生态效能、资源价值等角度衡量城市土地利用的可持续性,并强调从可持续视角出发对城市土地利用进行评价,并分析土地利用结构模式将如何影响未来城市的经济社会和生态。

3.土地可持续利用的制约因素

傅伯杰、陈利顶、马诚(1997)提出,不同的空间尺度下土地可持续利用的主要因素各有差异,如在全球层面是宏观生态,在国家或区域层面是宏观经济和社会,对于流域或景观来说是生态,对于农场来说是微观经济,而对于田块来说是农业技术。李贻学(2004)认为城市土地可持续利用面临的主要挑战,包括城市用地规模失控、用地结构布局不合理、用地集约度偏低、土地利用产出效益不高、土地管理机制不健全和城市存量土地闲置浪费严重等。刘彦随(2013)认为,我国土地开发利用面临耕地非农化趋势加剧、耕地总量逼近“红线”、建设用地闲置低效利用、农村空心化问题严重等突出问题。汪洋、代立、周颖(2016)提出,土地利用生态效能、土地利用资产价值已经成为制约城市土地可持续利用的主要因素。特别是城市生活垃圾无害化处理等正日益成为影响现阶段土地可持续利用的关键因素。

4.土地可持续利用的政策建议

李贻学(2004)认为,应当从科学制定土地利用规划和城市发展规划、维护好城市土地生态系统平衡、调整城市用地结构布局、规范和统一土地市场、维护好耕地总量动态平衡和严格城市管理等方面实现城市土地的可持续利用。王雯(2010)建议从重视和加强空置、废弃土地的再开发再利用,在循环经济理念的指导下编制土地利用规划,积极发展绿色工业以改善城市生态环境等方面促进城市土地的可持续利用。石水莲、关鹏、贾艳萍(2015)认为,可从建立健全差别化用地管控机制、建设空间探索机制、节约集约用地机制、支农惠农倾斜政策、生态补偿长效机制等方面促进辽宁沿海经济带土地的可持续利用。

二 资源型城市土地利用

自20世纪中叶起,随着世界能源结构变化及资源枯竭等导致开采成本的上升,欧美一些著名的资源型生产基地开始走向衰落。随后,相关国家针对这些地区开展了一系列振兴计划,其中工业废弃地作为资源型城市危机和复兴的双重载体颇受重视。在具体实践当中,德国鲁尔区按照法规要求,由政府主导和开发商联合开展棕地(传统工业衰退造成的废弃、利用不充分或遭受污染的土地)治理,为城市转型和产业结构调整提供了稀缺的空间;美国洛杉矶在转型期通过鼓励废弃地再利用、土地立体开发和用地置换等途径提高土地利用强度和优化土地空间布局,以此来引导城市的科学发展;匹兹堡在资源枯竭后,认识到数量庞大的棕地及其造成的污染成为城市转型的棘手问题,为了高效解决这个问题,匹兹堡联合政府、企业、社会组织及个人等多方力量,共同致力于棕地的修复治理;法国在整顿和改造洛林老工业区时,将产业转型与政府主导的国土整治相结合,以彻底更新的方式改造棕地。

目前,国内关于资源型城市土地利用的研究重点集中在工矿废弃地的治理及景观恢复、土地利用变化及驱动力、土地利用生态安全等方面,针对资源型城市土地可持续利用的研究相对有限,具体如下。宋戈(2008)指出资源枯竭导致主导产业产值降低,成为转型期资源型城市土地集约利用程度下降的主要原因。王中亚(2012)分析得出资源型城市土地集约利用水平同城市规模、产业结构高级化程度和经济发展水平等因素密切相关。杜国明(2009)、赵奎涛(2009)、赵执(2013)认为我国资源型城市应从科学制定土地利用战略、重视矿区废弃地整治和生态环境治理、出台土地集约利用的优惠政策等方面着手提高土地利用效率。王杨、雷国平、宋戈(2011)认为,需从加快培育新的支柱产业、解决塌陷区治理和煤矸石堆放等生态问题、提高城市土地的产出效益等方面着手,提升煤炭枯竭型城市土地的可持续利用水平。陈思瀚(2011)以资源型城市攀枝花市为例,从打造特色园区、发展特色旅游产业、打造区域性中心城市、构建区域交通枢纽、推进生态文明建设、突破矿业用地瓶颈、创新土地管理理念等方面提出了土地可持续利用路径。袁国华、郑娟尔、王世虎(2015)提出基于提高土地利用效率来保障资源型城市转型发展用地需求,以差别化的用地政策,促进资源型城市发展多元化的产业结构,对资源型城市生态用地给予特殊倾斜政策以促进城市生态转型,完善棚户区改造等低效用地再开发政策等差别化土地政策来促进资源型城市转型发展。张伟东、张琳琳、汪继伟等(2016)以大庆市为例,提出资源型城市在转型期内,需从积极把握政策机遇、确保土地供应,优化土地功能分区和城市空间结构,多元化发展产业格局,协调好土地利用与生态建设等方面促进土地资源的可持续利用。

三 土体重构与耕地质量

本部分主要针对资源型城市受损耕地整治的土体重构及其耕地质量评价的国内外研究现状进行梳理。

(一)受损耕地整治的土体重构

1.国外相关研究

国外主要的煤炭生产国家,如美国、德国、英国、捷克等基本上以露天开采方式为主,其煤矿区土地整治的对象主要为露天开采挖损的土地、排土场和矸石山等,整治土地的利用以恢复和趋向自然生态、景观利用为主。

德国早在1766年,就对若德褐煤矿山的土地进行整治,并在20世纪20年代进入系统整治阶段。20世纪50年代,德国颁布了《布鲁士采矿法》,规定要对矿区开采后的土地景观进行治理,尤其要求露天矿排土场上的覆土厚度必须达到100厘米。20世纪60年代开始实施《区域规划法》,要求矿业企业对矿产资源开发过程中的煤矸石处理、土地利用等问题负责,为矿区土地整治有计划地推进创造了条件,整治率得到了大幅提升。德国矿区土地整治工作依据完备的科学数据来确定整治标准,具有较高的科技含量及环保要求。《德国矿山法》规定,露天开挖出来的表土层和深土层要分类堆放以便在整治中按原土层回覆,确保可以迅速恢复地力。此外,整治后土地用途为农业的,要种植七年作物并变为熟地后才予以验收。如莱茵地区露天矿区农用地整治首先将表土进行分层剥离,单独存放,然后将砂石或粉煤灰等矿山固体废弃物直接回填矿坑至设计高程,最后上覆表土1米,并采取各种土壤培肥措施。

美国是世界第二大采煤国,也是最早开展矿区土地整治的国家之一。美国1920年《矿产租赁法》中明确要求保护土地和自然环境。1977年8月,美联邦政府颁布了《露天矿区土地管理及复垦条例》(简称SMCRA),并以此作为矿区土地整治工作的重要指南。SMCRA以法律条文的形式规定了煤矿区土地整治的完整过程,并强调煤炭开采后受损农田整治活动的成功取决于长期的作物产量测试,要求作物产量及其他生产水平需要达到或超过未被采矿活动扰动土壤的水平。近年来,随着美国在井工开采方面取得较快进展,采煤塌陷造成的土地破坏也日趋严重。目前,美国对采煤塌陷地的处理有三种方式:一是通过疏排处理和客土回填恢复为耕地;二是利用粉煤灰、煤矸石等固体废弃物充填恢复为林地;三是留作湿地进行保护。SMCRA对基本农田土壤重构过程做出了明确的规定,其实质是对矿区受损农田土体构型的重新建造。具体步骤如下。①单独剥离矿区自然土壤的A层。当剥离的土壤不能立即投入使用时,需单独储存以防止风力、水力的侵蚀,以及被有毒或酸性物质污染。②单独剥离土壤B层或C层,必须数量充足以保证最终重构的土壤根区具有与自然土壤相当的深度与质量。当剥离的土壤不能立即投入使用时,需单独储存以防止风力、水力的侵蚀,以及被有毒或酸性物质污染。③利用②中材料来重构根区土壤,需要对其进行适当压实并统一更换深度。④按照统一的方式对剥离的A层土壤进行分配,并回覆至重构土壤的表层。

英国是世界上工业化起步较早的国家,早期大规模的矿产资源开发活动造成了大量的矿区废弃地。1944年实施的《城乡规划法》规定,地方政府有权要求对因矿产资源开采而废弃的土地恢复利用。第二次世界大战后,英国开始重视矿区废弃地产生的系列环境问题,要求地方政府强化对这部分土地的整治利用。特别是在20世纪60年代威尔士阿卑芬地区发生煤矸石山滑坡事件后,英国开始以恢复土地功能和维护生态环境安全为导向,强化对矿区废弃地的整治力度。如巴特威尔露天矿就以开采、回填交错进行后表层再覆土的方式进行整治。其中,覆土厚度为1.3米,最上层为0.3米的耕作层表土。阿克顿海尔煤矿还将井下的煤矸石直接排至附近露天矿坑中进行土地整治,一举两得。

捷克对采煤塌陷地的整治方法:当塌陷范围和深度较小时,对其进行局部回填或就地平整;当塌陷范围和深度较大时,塌陷坑就保留下来用作蓄水。波兰煤炭开采方法与我国相似,井工开采比例达到68%。但由于人地矛盾并不突出,波兰对矿区土地整治集中在露天矿损毁的土地和矸石山上。此外,法国、加拿大、日本、匈牙利、丹麦等国家在这方面也做了大量研究工作。

2.国内相关研究

(1)我国采煤塌陷区土地整治的发展阶段

我国很早就有一些地方针对矿区土地受损问题,开展自发性的治理实践,有详细记录的可追溯到20世纪50~70年代,治理的范围主要是因采矿行为导致损毁的零星土地,该类土地一般面积不大、布局分散,采用的技术方法主要是客土法。由于这种方法对客土资源的耗损大,再加上治理过程协调难度大,一般很难满足规模较大的采煤塌陷地的整治需求。

从20世纪80年代开始,我国的矿区土地整治经历了从自发性零星治理到自觉性、有计划的复垦。在矿区土地整治理论研究方面,马恩霖等人与林家聪、陈于恒等人分别编译了《露天矿土地复垦》《矿区造地复田中的矿山测量工作》。1985年在安徽省淮北市召开的第一届全国土地复垦学术讨论会和1987年在山西大同举办的中国土地学会、土地复垦研究会成立大会暨第二届全国土地复垦学术讨论会上,众多专家学者针对我国矿区土地复垦问题展开了激烈的探讨。在土地复垦法制建设方面,国务院于1988年制定并于1989年1月1日起生效实施的《土地复垦规定》标志着我国土地复垦走上了法制的轨道,在计划经济时期发挥了很大作用。《土地复垦规定》对土地复垦的规划、责任权利关系、资金来源等都做了详细的要求,“谁破坏,谁复垦”,确立了治理煤矿塌陷区的主体,“谁复垦,谁受益”,调动了治理煤矿塌陷区的积极性,对我国的土地复垦起到了很大的促进作用。但是,随着我国经济步入快速发展的轨道,各项生产建设活动速度快、力度大,多地出现了损毁土地“旧账未还清,新账又增加”的情况,亟须全面修订《土地复垦规定》以解决问题。国务院于2011年3月5日正式发布《土地复垦条例》,对土地复垦的定义进行了扩展,并进一步明确了土地复垦的责任主体,建立相关机制,形成比较有约束力的监管措施链条,力保“新账不欠,旧账快还”。最后对土地复垦中出现的违法行为应负的法律责任做出规定。

从21世纪初至今,我国采煤塌陷地治理步入了新的发展阶段,该阶段聚焦于采煤塌陷地景观生态修复规划设计。在这一时期,我国国民经济得到快速发展,科学发展和构建社会主义和谐社会等思想理论得到普及。随着人们的生态环境意识日益提高,以及来自新时期新农村建设发展的各项要求,各地对采煤塌陷地综合整治的要求和标准纷纷迈上新台阶,呈现景观生态效益与经济社会发展实效共赢的发展趋势。研究领域也开始转向采煤塌陷对景观生态的过程性影响分析,以及对动态修复规划体系技术的探索,由此采煤塌陷区土地整治规划的科学性和前瞻性大幅提升,进一步实现科技进步对我国采煤塌陷地综合治理的推动作用(王乐杰、周锦华,2009)。

(2)我国采煤塌陷区耕地整治的土体重构

我国的煤矿开采方式以井工为主,对矿区土地的损坏主要是井工开采引起的地表塌陷。鉴于人多地少的现实国情,以及保障国家粮食安全的需要,我国采煤塌陷区土地整治的目标以农业生产为主。

相关概念

胡振琪(1995)提出的土壤重构(Soil Reconstruction)是以工矿区破坏土地的土壤恢复或重建为目的,采取适当的采矿和重构技术工艺,应用工程措施及物理、化学、生物、生态措施,重新构造一个适宜的土壤剖面与土壤肥力条件以及稳定的地貌景观,在较短的时间内恢复和提高重构土壤的生产力,并改善重构土壤的环境质量。叶艳妹(2002)提出土壤剖面建造(Profile Construction),即采用合理科学的农地整理工艺和剥离、堆垫、储存、回填等建造工艺,构造一个适宜土壤剖面发育和植物生长的土壤剖面层次、土壤介质和土壤物理化学环境。它是土壤建造的核心内容,也是最为基础和关键的环节。魏忠义(2008)、樊文华(2011)基于土壤重构的相关研究指出土壤剖面重构(Soil Profile Reconstruction,土壤物理介质及其剖面层次的重新构造)是土壤重构最为基础的一步,也是土壤重构成功与否的关键。

主要方法

1983~1986年,由煤科总院唐山分院主持的“煤矿塌陷地造地复田综合治理研究”开展了多项试验,包括利用粉煤灰复垦造林、矸石充填沉陷区造楼房和娱乐设施、浅沉陷区挖深垫浅农林种植、养殖等,还对治理后的土壤典型元素进行时空变化研究。胡振琪(1997)针对矿区土地复垦中的实际问题提出了“分层剥离,交错回填”的土壤剖面重构原理,并将其应用至横跨采场倒堆工艺的露天矿土地复垦当中,还对采煤塌陷地泥浆泵挖深垫浅复垦技术工艺进行了探讨。目前,疏排、修筑梯田、挖深垫浅(包括泥浆泵)等非充填重构和利用粉煤灰、煤矸石、河湖淤泥等矿山固体废弃物充填重构仍是我国采煤塌陷区土地整治最主要的工程技术。大量的研究结果表明,我国采煤塌陷区整治的耕地质量总体不高,重构土壤在整治的初期和中期普遍存在土层混乱、土壤压实严重、土壤持水性差,以及重金属污染等突出问题,严重影响了作物的正常生长。近年来,国内学者对采煤塌陷区土地整治过程中表土保护与再利用、重金属污染等问题的预防以及后期土壤培肥展开了大量研究。

技术要点

第一,表土的处理。

保证一定的覆土厚度,不但有利于表层土壤的水分保持及作物根系的下扎,还有助于减少重金属元素在作物中的累积(王辉、卞正富、马昌忠,2005)。据国内外相关研究成果,覆土厚度对农田的作物产量有很大影响。郭友红、李树志、鲁叶江(2008)通过田间模拟试验研究得出,70厘米是采煤塌陷地复垦较为经济合理的覆土厚度。陈要平(2009)对复垦田块土壤的理化性质在水平和垂直方向的变化规律及对作物生长的影响进行分析,结合覆土成本和农业生产投资,得出粉煤灰充填上覆20厘米表土是一种较佳选择。刘会平、严家平、樊雯(2010)通过MPI模型分别对不同覆土厚度的煤矸石充填复垦土壤生产力进行评价,得出覆土75厘米和90厘米的地块接近对照地块。张晶、李敏、杨海燕(2011)通过对不同覆土厚度的粉煤灰充填复垦土地综合质量的分析,认为覆土30厘米是比较经济可靠的复垦方式。

另外,覆土来源的缺乏往往会影响采煤塌陷区农田整治的进度,因此非常有必要研制可以替代土壤的新型种植基质。李芬、冯永军、王兆锋(2005)研究认为,粉煤灰与糠醛渣按照4∶1的质量比混合时,基质的pH值接近中性,有机质和养分含量可以满足一般作物的生长需要,Cd、Cr、Pb等重金属元素含量低于中国土壤中相应元素的本底值。王晓玲、冯永军、康惊涛(2006)将粉煤灰与酒糟混合制成新型基质,其富含机质和养分元素,同时几种配比的混合基质含重金属量均低于土壤环境质量标准(二级),并且其使用安全性随酒糟比例提高而提高。王兆锋、冯永军、张曹娜(2003)指出基质中抑制作物生长的高浓度盐分在经过一定时间的冲洗后,也可达到作物生长的要求。菠菜、谷子和棉花均可在新基质中种植,其中菠菜的适应性最强,适宜作为先锋作物。

第二,重金属污染等问题的预防。

矿区固体废弃物富含重金属等大量污染物质,若用于充填采煤塌陷地则不可避免地威胁到矿区及周边的生态环境安全。胡振琪(2008)指出土工布自身的小孔径可有效阻止固体废弃物的上下迁移,并且不同类型的土工布可吸附不同的重金属元素,相应地降低土壤淋溶液中的重金属残留量。其中,聚乙烯丙纶、涤纶复合土工布对Cr的吸附能力较强,涤纶针刺土工布对Pb的吸附效果较好,HDPE土工膜、涤纶针刺土工布可以大量吸附Cu。将土工布埋置在充填材料中,可有效增强充填层抗变形能力,提高工程结构的稳定性。因此,将土工布应用于采煤塌陷农田的土壤剖面重构中,可有效抑制固体废弃物的扩散,阻止对土壤及地下水资源安全的破坏。冯国宝(2009)将压实黏土层应用至采煤塌陷农田的土壤剖面重构中,可有效地将作物根系营养层与固体废弃物中的重金属隔离开来,防止有毒物质从下层向根系扩散。将压实黏土作为隔离层,其厚度一般不小于40厘米。

部分矿区的煤矸石含硫量较大,充填后易导致土壤pH值过低而不利于作物的生长。冯国宝(2009)指出可在平整后的煤矸石层表面,全面铺撒一层石灰石粉末,与煤矸石混合后形成10~15厘米的中和层,能够有效地缓解土壤的酸性。胡振琪、张明亮、马保国(2009)认为粉煤灰具有较强的碱性,会提高淋溶液的pH值,有助于重金属离子的沉淀;同时生成的铁沉淀通过吸附和沉淀作用降低了淋溶液中的重金属离子浓度。微碱性环境可有效抑制煤矸石中硫化物和黄铁矿的氧化,有助于进一步改良煤矸石的酸性。因此,粉煤灰覆盖是防治煤矸石酸性及重金属复合污染的有效措施。

土壤水分不足是制约作物生长发育的一个重要因素。导致重构土壤水分含量过低的原因主要有两个:一是过薄的覆土层不利于土壤水分保持;二是充填层与覆土层构成材料差异大,导致水分在土壤剖面中分布不均匀。鲁叶江(2010)认为在充填层上部设置合理的土壤压实层,可有效减少表层土壤水分的渗漏,提高整治农田的质量,保证作物的正常生长。

煤矸石一般呈块状且大小不一,而建筑和生活垃圾更是结构松散、不稳定。这两种材料充填后矸石间或垃圾间的大孔隙、上覆土层和自身的重力以及降雨等往往容易导致不均匀沉降。将煤矸石、垃圾分层回填至塌陷坑可在一定程度上缓解甚至消除这个隐患,一般将每层厚度控制在40厘米以内,并分层压实。煤矸石充填施工时,先将大粒径的矸石回填至塌陷坑底部,然后依次回填小粒径矸石,最后碾压平整。徐良骥、严家平、高永梅(2007)指出可将煤矸石和土壤混合充填,或用泥浆泵在煤矸石平整面上浇灌泥浆来防止渗漏。

第三,重构土壤后期培肥

在采煤塌陷区农田整治的工程措施结束后,重构的土壤往往由于受到剧烈的人为扰动而理化性质不良、肥力较低;并且由于充填物料的特性仍然存在土壤重金属污染的隐患。应该基于对整治后的农田的调查与质量评价结果,采取相应的措施加速土壤熟化、消除或缓解污染,为农作物的生长发育创造适宜的条件。

采煤塌陷区重构的土壤普遍缺乏氮、磷等营养元素,需要采取相应的培肥措施加以改善。国内大量研究表明,单施化肥或家禽家畜粪便、厩肥、堆肥等有机肥对提高重构土壤的养分含量效果十分有限。而种植绿肥作物具有改善土壤理化性质、增加土壤养分含量的作用,并且大豆、花生等豆科作物还可通过根瘤菌将空气中的氮固定到土壤中供作物吸收利用。毕银丽、胡振琪、司继涛(2002)研究指出将菌根接种于玉米、大豆等的植株上,可以大幅度提高作物产量并加速土壤熟化的过程。并且,微生物与植物、动物等协同作用,可提高对重金属等污染物质的吸附和降解能力,有助于净化土壤和保护农产品及水资源安全。高丽霞、李森、莫爱琼(2012)认为采煤塌陷区农田整治后肥力条件较差的土壤,可先种植大豆、花生、紫花苜蓿等绿肥作物,将其植株通过压青和秸秆还田等方式复田,同时因地制宜地将有机肥、化肥、菌肥、以及土壤动物等因地制宜地配合施用,不仅可以有效改善土壤理化性质、提高土壤肥力条件,还能消除或缓解土体重构过程中带来的潜在重金属污染。刘军、刘春生、纪洋(2009)指出蚯蚓、蜘蛛、老鼠等多种土壤动物可在改善土壤物理结构、提高土壤肥力,维护土壤生态平衡方面发挥重要作用。首先,土壤动物对土壤生态系统的物质、能量循环中发挥直接或间接的作用;其次,土壤动物还是养分的制造者,有助于增加土壤营养物质和提高土壤肥力条件;最后,土壤动物的上下翻动,可改善土壤的物理结构及通透性,降低土壤容重。鲁叶江、李树志、张春娜(2012)对整治后的土地采取深耕措施,可有效降低土壤容重并恢复土地的生产力,具体的作业深度要根据重构土壤的初始容重来确定。

另外,一些植物的种植对消除或减缓重构土壤的重金属污染情况非常有效。蒋先军、骆永明、赵其国(2002),王松良、郑金贵(2004),郑九华、冯永军、于开芹(2008),李勤锋、张超兰、张鹏(2012)等研究得出小白菜、油菜和芸苔属蔬菜对Cd修复能力比较突出;李氏禾对Cr具有超富集作用;红蛋植物、甘蓝和印度芥菜对Zn和Cd均有良好的耐性和富集能力;油菜和海洲香薷对Cu和Pb的吸附作用较强。

(二)耕地质量评价研究

1.国外相关研究

国外对耕地质量评价的研究起步较早,是伴随着土地征税逐渐发展起来的。早在1877年,俄罗斯的道库恰耶夫就土地税收与土地质量的关系进行了研究。20世纪20年代,德国的R. Fackler就提出了由土壤条件、气候-植被复合体及运输经济等三大类九项指标构成的加(减)法土地评价系统。由于该评价系统对被评价土地的相关资料要求非常详细,因而限制了它在许多国家的推广应用。1933年,美国提出的“斯托利指数分等”,实质上就是先计算由土壤、地形及水分状况等因素决定的土壤生产力指数,再根据规定的指数等级范围对土地做出等级评定。随后出现的各种乘(除)法土地评价系统与美国“斯托利指数分等”大同小异,区别主要体现在评价指标的选择上。比较广泛和成熟的土地评价系统始于20世纪60年代。美国于1961年正式颁布了土地潜力分类系统(以农业生产为目的,从土壤特征出发将土地分为潜力级、潜力亚级和潜力单元)。随后澳大利亚、加拿大、英国和日本等国家在此基础上,结合本国国情建立了自己的土地评价系统。

进入20世纪70年代后,世界各国相继研究并制定自己的土地评价系统。但因各国采用的分类及评价系统的不一致,为国际交流带来了不小的的困难,因此,联合国粮农组织(FAO)于1972年10月在荷兰瓦格宁根举行国际专家会议且起草了《土地评价纲要》初稿,并于1976年正式颁布了《土地评价纲要》。这为世界各国的各类土地评价提供了提纲式指南,在一定程度上实现了耕地质量评价的标准化。1978年FAO又从分析气候和土壤生产潜力的角度,组织了农业生态区区划(AEZ)研究,提供了测算土地资源生产潜力的新途径。自80年代起,随着信息化等先进技术的推广与应用,耕地评价的理论和方法不断趋于完善,朝着精细化和动态化的方向发展。1981年美国农业部土壤保持局提出了“土地评价和立地评价系统”,为政府管理部门制定土地决策提供服务。该系统从农用地的土壤理化性质、经济因子、管理措施,以及相关的税收与法规等方面进行评价,具有较好的综合性和精确性。80年代末期,随着“3S”技术和制图技术等的发展及应用,土地利用数据更新、土地利用动态评价和评价精度等方面取得了很大进展。Davidson(1990)利用GIS技术,结合模糊集分类方法对地中海地区的农用土地适宜性进行了评价,验证了GIS技术的适用性和有效性。随着相关研究的大量开展与应用,许多国家建立完善了土壤管理信息系统。除FAO世界土壤图(SMW, 1971~1981)、世界土壤资源数据库(SDB, 1989~1991)、土壤与地形数字数据库(Oldeman et al. , 1993)、国际土壤参比中心(ISRIC)世界土壤排放清单项目建立的全球土壤数据库(Batjes et al. , 1994)外,加拿大、澳大利亚、英国、美国等分别建立国家土壤信息系统(Can GIS)、土地利用规划信息系统、土地资源信息系统和土壤信息系统(NA-SIS)等。

进入20世纪90年代,随着土壤退化和环境污染问题的日益严重,可持续土地利用管理成为土地质量评价研究的重要内容,包括1997年在韩国召开的“土壤质量管理与健康的农业生态系统建设”国际学术讨论会和1998年在法国召开的第十六届国际土壤学大会。很多学者认为研究土壤质量的变化是防止土壤退化、维持生态平衡的基础。Dumanski(1998)建立了土地质量指标,专门用于解决拉丁美洲及非洲撒哈拉等地区的农业生态区土地利用中存在的主要问题。基于“压力—状态—响应”(PSR)框架模型,发展了针对土壤侵蚀、土壤肥力下降等7种土地退化问题的土地质量评价指标,并在此基础上进一步提出了11项短期及长期指标。加拿大农业部经过十余年的实验研究,提出了该国土壤健康指标。

2.国内相关研究

新中国成立初期,我国为合理确定农业税率而开展的查田定产工作,以及20世纪50~60年代为开垦荒地发展农业所进行的荒地资源综合评价基本上都属于土地自然评价,缺少对土地利用经济条件的分析。20世纪70年代后,以合理用地为目的的土地评价工作蓬勃开展起来。其间产生了两个比较系统的土地评价体系,一是依据《全国第二次土壤普查暂行技术规程》,按照土地的适宜性及限制性将全国土地分为八个级别;二是《全国1∶100万土地资源图》的五级分类体系,即土地潜力区、土地适宜类、土地质量等、土地限制型以及土地资源单位。

20世纪80年代中后期,我国部分地区开始进行县市耕地质量评价。1986年国家相关部门制定了《县级土地评价技术规程(试行草案)》,主要参评了水分、热量及土壤等自然条件因素,并划分了自然生产潜力的级别。“七五”期间,我国农业部和中国农业科学院共同完成《我国中低产田分布及粮食增产潜力研究》,综合聚焦和评价土壤肥力、土壤理化性状、土壤障碍因素与耕地生产水平等条件和要素,将全国耕地划分为5个等级。1995年,中国农业科学院编写完成的《中国耕地》,按照县级单元开展耕地分区评价,测算出了各县级单位的耕地质量指数。

1996年,农业部颁布了《全国耕作类型区、耕地地力等级划分》,在全国范围共划分了7个耕地类型区、10个耕地地力等级。2002年,全国农业技术推广服务中心会同多家机构共同制定了《全国耕地地力调查与质量评价技术规程(试行)》,同年7月,全面启动全国耕地地力调查与质量评价试点工作,开展了调查、测试、分析等具体工作,目的在于掌握我国耕地土壤养分状况,查清土壤污染问题,并建立全国耕地地力等级数据指标体系和管理系统、全国耕地土壤养分指标体系和管理系统、全国中低产田类型及改良技术标准体系和投资决策系统、全国典型区域耕地土壤质量数据库及管理系统。然而,全国耕作类型区、耕地地力等级划分与全国耕地地力调查与质量评价两个评价系统都以粮食产量为土地等级划分标准,没有体现自然条件及投入水平的差别。

1999~2009年,我国完成了农用地分等工作。其间由国土资源部颁布了《农用土地分等定级估价规程》,使我国现行耕地质量评价领域具有了以综合利用为导向的评价体系。全国农用地分等成果最终于2009年底正式发布,综合运用土地自然评价、土地经济评价和土地利用评价的理论与方法,整合农用地利用现状评价、潜力评价和适宜性评价成果,有效衔接了土地详查和土壤普查成果,将分等和定级相结合,实现了评价结果在全国范围内可比。当前,农用地评价体系的短板包括两方面内容:一是由于未开展动态更新的土壤样品的采样分析,部分评价数据过于陈旧难以利用;二是调查评价成果并未体现特殊耕地的质量特点,如矿区塌陷耕地和整治后的耕地。

2012年8月,国土资源部下发的《关于提升耕地保护水平全面加强耕地质量建设与管理的通知》(国土资发〔2012〕 108号)中提出要在现有农用地分等定级和土地调查成果基础上,依据《农用地质量分等规程》定期开展系统性耕地质量等级调查评定工作,全面掌握和及时更新耕地质量等级状况。各地在年度土地变更调查的基础上,对因土地整治、土地利用现状变化以及其他土地利用行为等带来的耕地质量等级变化情况,及时开展评价,实现动态更新。该项工作的开展,使全国农用地分等成果更具现势性,更好地服务于全国各地合理土地利用决策的制定以及耕地占补平衡等工作。

(三)受损区耕地质量评价

1.采煤塌陷区受损耕地质量评价研究进展

国内不少学者针对采煤塌陷损毁的耕地质量进行了研究。郑南山(1997)选择地表坡度和地下水埋深两个指标来评价高潜水位地区采煤塌陷对耕地质量破坏程度。顾和和、胡振琪(1998)以采煤塌陷地上坡、中坡、下坡、坡底作为4个调查及评价单元,在对土壤特性以及微地形变化分析的基础上,运用模糊数学方法对采煤塌陷的耕地的生产力进行定量评价。卞正富(2004)通过对土壤物理性质、养分状况以及土地环境条件的分析,运用熵流指数模型来评价矿区采煤塌陷的耕地质量。他还提出采煤塌陷导致的耕地基础设施破坏,以及地下水埋深不理想是导致耕地生产力下降的主要因素。笪建原(2005)等结合徐州矿区的实际情况,选取耕地土壤质量指标、耕地环境质量指标和耕地水资源条件对高潜水位矿区耕地质量演变进行了研究。张宏贞(2007)通过对采煤塌陷在地表形成的连续及非连续移动变形对耕地质量影响的理论分析,选取从耕地灌溉的允许坡度、地下潜水位、积水状况以及非连续变形等方面,对采煤塌陷破坏耕地的程度展开评价。李树志、高均海、鲁叶江(2007)选取地下潜水位、裂缝、坡度和农田水利设施等作为采煤塌陷破坏耕地生产力评价的指标,并构建评价模型,以便为耕地损毁范围界定、耕地损毁补偿及整治方式的选择提供参考。赵艳玲、黄琴焕、苏未曰(2009)将下沉深度、地表裂缝和附加坡度作为评价指标,对井工开采对土地的破坏程度进行评价,并指出轻度破坏主要分布在盆地最边缘区,基本上不影响农田耕种;中度破坏主要分布在塌陷盆地的边缘部分,影响农田耕种、灌溉,导致减产;重度破坏主要分布在煤层浅部及地表较陡的土坡边缘地带和塌陷盆底区域,严重影响农田耕种,甚至造成绝收。总的来说,国内针对采煤塌陷的耕地质量评价研究,所选用的评价指标各异,但主要集中在地表水平、垂直变形、地下潜水位以及灌排等基础设施等方面,此外,采用的评价方法各不相同。

2.采煤塌陷区整治的耕地质量评价研究进展

(1)国外相关研究

世界上主要的采煤大国对矿区土地整治的耕地质量评价主要通过两种方式:一是通过试验田或实地调查等方式来确定复垦土地的作物产量是否达到标准产量;二是通过建立适宜的矿区复垦土地质量评价模型来预测复垦土地的生产潜力,并将其作为实地调查产量的替代或补充选择。

美国1977年颁布的《露天开采控制与复垦法》规定,因煤炭开采活动损毁的土地复垦后生产力需达到或超过未被采矿扰动过土地的水平,复垦活动才被认定为成功的。美国联邦法规中也明确将作物产量作为评价基本农田复垦成功的工具。诸如伊利诺伊州、印第安纳州等美国的多数地区要求复垦后耕地的作物产量需同经批准的参照地区进行对比,或按照其他技术指导程序进行评价。然而要证明复垦耕地的生产力水平,需要在十年内至少有三个种植年份的作物产量达到标准。对于那些在规定时间内未达到产量标准的土地,这个过程则需要持续更长的时间。因此,利益相关者们认为有必要建立一种不需要通过试验田或实地测量产量的评价方法。

Smith(1983)提议将土壤特性作为衡量矿区耕地复垦成功的替代方法。随后,大量的学者针对矿区复垦土壤的特性开展研究。Indorante(1981)认为土壤紧实度是复垦土壤生产力恢复的主要限制因素。矿区复垦土地由于机械碾压而压实,其土壤容重的升高导致土壤通透性下降、作物根系生长受抑制。此外,复垦土壤的结构状况直接影响土壤质量。M. K. Shukla(2004)研究发现采用煤矸石或粉煤灰充填后覆土整治的采煤塌陷地,由于充填材料的养分贫瘠,土壤有机质、全氮、速效磷含量偏低,pH值普遍呈碱性。Schladweiler(2005)提出表土层厚度影响复垦土壤化学性质的变化。Lorenz K. 、Lal R. 、Ussiri D.(2006)认为复垦过程中的土层混合易引起土壤有机质含量的降低。Ussiri(2006)和Ganjegunte(2009)研究得出,复垦活动造成的土层混乱导致土壤电导率和pH值的升高。Abbey F. Wick、Lachlan J. Ingramb、Peter D. Stahlb(2009)通过对矿区复垦土壤研究发现,经过10~15年的有效管理,土壤有机物含量基本达到原状土壤的水平,同时土壤微粒的有机碳和总氮含量水平随着时间的延长而有所提高。

Howard、Mavrolas、Reybold(1980)提出可将作物生产力作为评价耕地复垦是否成功的基础。一直到今天,大量的学者从土壤理化性质、气候因素等方面对复垦耕地的生产力进行评价,并通过与周围正常田块的对比分析得出制约复垦耕地质量提升的主要障碍因素。Wilson(1991)选择土壤理化性质、气候因素及景观特征作为露天开采后复垦的土地作物生产潜力评价指标。Robert E. Dunker(1991)认为土壤压实和土壤水分有效性是随着时间变化影响田块达到标准作物产量的主要因素,并利用多元回归方法将复垦土壤的变异性模型化,结合作物产量调查作为确定矿区复垦问题地块的诊断工具。Hammer(1992)建立了评价矿山复垦土壤生产力的Missouri模型。该模型选取土壤通气性、pH值、容重、潜在持水能力及土壤含盐量五项易测指标用来代表作物生长的土壤环境。Philip D. Schroeder(1997)从作物根系生长状况及复垦土壤理化特性等方面对表土置换和垃圾堆肥两种方式复垦的耕地生产力进行评价,并指出提高复垦耕地生产力的关键在于复垦材料的有效混合及土壤腐殖质含量的保持与提高。C. A. Seybold、R. B. Grossman(2004)提出复垦耕地质量基本可控,其中表层土壤特性可以通过最佳管理实践进行改良;而复垦土壤剖面质量普遍较低,主要限制因素为土壤结构不良、有效含水量较低,以及下层土壤容重不断增大。M. K. Shukla和R. Lal(2004)认为土壤容重是各试验点差别最大的因素,水稳性团聚体是影响各地区复垦土壤特性或质量动态变化的主导因素。其他土壤指标的变化规律为:土壤容重>田间持水量>黏土含量。Manfred Kaufmanna、Silvia Tobiasb(2009)通过对复垦土壤的容重、粗孔隙度、穿透阻力、预应压力、压缩指数五个指标的监测,研究恢复耕种三年内的复垦土壤的机械稳定性:土壤容重和穿透阻力不断增大,而粗孔隙度明显降低,但都保持在适宜作物生长的范围内。预应压力在表层土壤及下层土壤都增加明显;压缩指数则是表层土壤明显高于下层土壤,并在整个观察期内保持稳定。预应压力与初始孔隙关系比,和粗孔隙度为负相关关系,而和压缩指数则为正相关关系。他们还基于土壤机械阻力和土壤通透性两大类可测量的土壤物理特性,利用模糊逻辑的专家系统对复垦土壤生产潜力进行评价。A. P. Likhatsevich、S. E. Strakhov(2008)通过分析连续几年的土壤肥力特点及适用肥料,来确定复垦农业土地的生产力。

(2)国内相关研究

①采煤塌陷区整治的耕地质量评价相关研究

第一,采煤塌陷区耕地整治的土壤质量评价研究。

国内针对采煤塌陷区整治的土壤综合质量评价,多从土壤肥力条件及土壤环境质量两方面进行;采用的评价方法有模糊土地生产力(PI)模型、复垦土壤生产力指数的修正模型MPI、复垦土壤特性模型、综合评价模型等,各自的优势也得到了实地验证;评价的时点既有静态(针对复垦后某一时点),又有动态变化(随复垦年限增加)。

胡振琪(1996)在Neill开发的土壤生产力系数模型基础上,考虑到土壤特性间的相对重要性,以及各土层土壤特性对土壤生产力作用的差异,建立定量评价土壤生产力的模糊PI模型并应用于复垦土壤生产力的评价中。陈龙乾、邓喀中、徐黎华(1999)从复垦土壤的生产力(土壤物理特性和养分状况)和环境质量(土壤酸碱性和有毒物质)两个方面来综合评价复垦土壤质量,并通过复垦土壤质量评价总分值与周边正常农田总分值的对比来反映复垦的实际效果。卞正富和张国良(2000)考虑到影响复垦土壤生产力各因子的时空变异性及因子间的相关性,提出复垦土壤生产力指数的修正模型MPI。马文明、郭鹏(2005)选择土壤物理组成、土壤养分含量、土壤酸碱性和有毒物质四类影响矿区泥浆泵复垦土壤质量的因素建立综合评价模型。任俊杰(2009)运用计算机技术建立数字复垦土壤特性模型,实现了复垦土壤特性及复垦土壤生产力指数空间分布的三维可视化表达,为进一步开展复垦土壤改良、实施精准农业提供技术支持。钱奎梅、王丽萍(2011)从土壤肥力状况、土壤生态环境质量和土壤健康质量三个方面来综合衡量煤矿区土地复垦效果,通过模糊综合评判法计算出复垦效果评价总分值,并将其划分为四个等级。

王云平、师学义、金志南(1999)提出土壤重金属含量,尤其是表层土壤的重金属含量有逐年上升的趋势,可能会对土壤及地下水产生污染。大量的研究表明,要使重构土壤生产力恢复至正常水平,需要采取相应的培肥及耕作措施。顾志权(2005)提出采煤塌陷区整治的土壤肥力特点:土体构型不良,不利于作物根系生长;土壤养分含量低且空间变异较大,基础地力低于正常农田。刘雪冉(2008)认为采煤塌陷区土地整治所采用的不同土体重构工艺、作业机械,以及整治后土地的耕作制度和施肥状况都会影响土壤质量。

部分学者针对复垦土壤质量随时间的动态变化展开研究,王卓理、耿鹏旭、刘嘉俊(2009)提出整治初期重构的土壤质量普遍低于正常田块,但随着整治年限的增加,土壤养分含量不断提高,土壤结构不断趋于完善,但是土壤质量分数垂直分布无明显规律。而黎炜(2011)分析得出土壤养分含量有随土层深度增加而逐渐下降的趋势。

第二,采煤塌陷区整治的耕地质量评价研究。

目前,我国针对采煤塌陷区土地整治的耕地质量评价的研究非常有限。已有研究多从土壤肥力条件、环境质量,以及农田基础设施条件等方面综合考察。根据评价指标选取内容的不同,其可分为两类:大部分学者根据整治后耕地的特点,选取土壤容重、土壤重金属含量等农用地分等指标外的因素;个别研究则完全按照当地农用地分等指标展开。

卞正富、张国良(1998)认为影响复垦土地生产力的三大要素是环境、土壤和投入;通过相关分析推导出生产力变化的动力学方程和评价不同状态的复垦土地生产力水平的熵流模型EEM。张献忠、底艳、董棉安(2004)选取自然条件、农田基本建设两大因素分别构建耕地和园地质量评价指标体系,并运用多因素综合评价法和标准田块法对示范区实施复垦前后的农用地质量等级变化进行研究。张丹凤、白中科、叶宝莹(2007)建立了一套由土壤环境质量指标、土壤肥力评价指标和地形因素构成的矿区复垦土地评价指标体系,并提出了应先进行复垦土壤环境质量评价,在其达标的基础上开展综合质量评价的思路。吕焕哲、张建新、胡姝芳(2009)采用灰色关联法从土壤生产力、土壤环境和农田生产建设三方面综合评价复垦耕地质量,并指出影响耕地质量的主导因子是土壤生产力。李树志、高均海、鲁叶江(2010)认为复垦耕地生产力的评价指标必须体现复垦的特点,从土壤肥力指标和外部环境指标两方面来构建复垦耕地生产力评价指标体系及相应的评价模型。李晶晶、牟守国、王莉(2010)通过采样问卷和相关试验等,对农户对复垦耕地质量的认识、农户投入—产出以及复垦耕地年产量变化等进行分析,得出农民生活水平和农户行为影响复垦耕地质量。李月洁、吴克宁(2010)依照农用地分等方法对矿区已复垦土地质量进行评定,并根据设定情景预测待复垦补充耕地的等别。张耿杰、白中科(2011)在对农用地分等定级研究的基础上,提出了矿区复垦土地分等定级思路,并构建矿区土地定级评价指标体系。

②我国采煤塌陷区土地整治验收的相关标准

鉴于我国人多地少的现实国情,以及保障国家粮食安全的需要,我国采煤塌陷区土地整治的目标以农业利用为主。2011年3月国务院颁布的《土地复垦条例》指出,开展土地复垦验收工作,应当按照有关规定邀请专家踏勘现场,专门针对复垦土地是否符合土地复垦标准以及土地复垦方案的要求进行查验。2011年5月国土资源部颁布的《土地复垦方案编制规程》中对土地质量要求:复垦的土地质量不宜低于原(或周边)土地利用类型的土壤质量与生产力水平。复垦为耕地的应符合当地省级土地开发整理工程建设标准的要求。然而,目前我国现有的《土地复垦技术标准(试行)》颁布于1995年,其中很多内容已不适于我国煤矿区土地整治的现实情况;2000年国土资源部颁布的《土地开发整理项目验收标准》(TD/T1013—2000)中对用于耕作的土地质量的考察也仅仅局限于土层厚度、耕层有机质含量、土壤pH值和含盐量等常规指标,不能满足对我国采煤塌陷区耕地整治的质量验收需要。

目前,国内对煤矿区塌陷耕地土体重构的研究,多集中在对各种重构土壤的物理、化学、生物等性质及作物生产力方面。缺乏针对采煤塌陷区耕地整治的目标,结合当地自然、经济、生态环境条件,适宜的土体重构方法的研究。虽然针对采煤塌陷区受损的耕地,以及整治的耕地质量评价研究较多,但评价指标及评价方法各异,无法实现对煤矿区耕地在“未扰动—塌陷—整治”这一动态过程中质量变化的研究,评价结果不具有全国可比性。采煤塌陷区重构土壤普遍存在土层混乱、土壤压实、养分不足以及重金属污染等突出问题,导致耕地质量差而作物产量低。目前,还没有针对这些主要限制因素,系统地研究采煤塌陷区耕地等别提升技术。

四 低效工业用地再开发

英国、美国、德国等发达国家多采取转型更新的办法来解决因传统产业衰退造成的土地闲置和城市衰败等问题,一般会在这些城市设立专门机构,负责制定更新或整治规划,并在政府、市场和居民等共同作用下,通过在衰退地区培育新兴产业、提升基础设施和公共服务设施水平、加强生态环境修复、重视对工业遗产的保护和旅游开发等措施,来激活城市经济活力,提高土地利用效率。国内专家学者的相关研究主要集中在低效工业用地引发的问题,如再开发的模式、面临的突出困境和对策建议等。

1.低效工业用地引发的问题

阳建强、罗超(2008)指出,老工业基地面临一系列突出的用地问题,如工业基地设施陈旧、房屋破损等物质性老化问题突出,存在大量闲置、低效用地。同时,工业用地与住宅、商铺、学校、医院、城中村等嵌合混杂在一起,土地利用结构非常复杂,涉及的利益主体也相对多元化。尤其是随着城市的快速发展、城区的不断扩张,过去位于城郊的老工业基地逐渐被囊括进中心城区,破旧污染的老厂区与时尚繁华的中心城区格格不入。任庆昌、汤燕良、黄开华(2015)认为城市内部一些区位优越的土地被旧厂房所覆盖,其利用方式并未充分发挥土地的经济价值,而且这些旧厂房对周边的生态环境、居住品质等产生了负面影响。

2.低效工业用地再开发模式

葛天阳(2010)提出,老工业空间的更新演化主要采用拆除重建改为其他用途的用地更新模式、保留原有的典型工业元素作新用途的创新性再利用模式、保留原有空间另作他用的保护性再利用模式、作为工业遗址等文物保护模式、改造提升原有产业的产业复兴模式等。张超荣、潘芳、邢琰(2015)结合北京市房山区存量工业用地的实际,提出再开发活动可采用发展商业或服务业项目的“退二进三”模式,或发展高端制造业的“退二优二”模式。任庆昌、汤燕良、黄开华(2015)结合广州市黄埔区实际,将其旧厂房地块改造为三种类型,分别是将区位交通条件优越、改造条件便利的,拟作为商业、服务业、居住用地;将产业园区周边、改造条件一般的,拟作为园区配套用地;对于产业园区内部的土地,则以保障工业转型升级为主。

3.低效工业用地再开发面临的困境

张舟、谭荣、吴次芳(2012)提出协商制定补偿标准、开发方案及资金的审批是城市土地二次开发面临的突出困境。刘新平、严金明、王庆日(2015)认为城镇低效用地再开发普遍面临产权关系复杂难处理、拆迁补偿安置和建设资金短缺、“钉子户”难题等,究其根源,主要是受集体建设用地管理、违法用地处置、“招拍挂”出让规则的制约,又因政府强制拆迁权力取消后,无法有效遏制“钉子户”等损害公共利益的行为而造成的。周科界(2016)认为地方政府角色定位不准会在很大程度上影响低效用地再开发的实施效果,一些“缺位”“错位”“越位”等不当行为甚至会激化社会矛盾、引发群体事件,影响经济社会的良性发展。赖文浩(2016)指出城镇低效用地改造在较长时间内仅依据地方的规范性文件来推动,各种税费优惠标准频频调整、土地出让和收益分配等步骤监管不力易滋生腐败等问题。同时,还指出改造过程涉及利益关系复杂、涉及主体多元化,导致相关工作推进缓慢,并且改造后土地利用低效浪费现象依然会出现。针对低效工业用地再开发面临的问题,唐燕(2015)认为长期以来,工业用地多是按照50年的最高出让年限出让,这期间相当于土地固化于用地企业手中,政府无法强制低效利用土地的企业退出。此外,地方国土资源管理部门和产业园区管委会在土地出让之后的监管和服务不到位,造成低效工业用地盘活困难。

3.低效工业用地再开发的对策建议

唐健(2013)提出以土地政策促进城镇低效用地再开发需要“一升一降”,即一方面提高建设占用耕地的成本,另一方面着手降低城镇低效用地再开发的成本。邹戴丹(2014)提出推进城镇低效用地再开发,应当积极探索多种权利主体的再开发模式、解决好集体建设用地转国有等历史遗留问题,还要维护好群众在再开发活动中的合法权益。刘新平、严金明、王庆日(2015)提出,实施城镇低效用地再开发要以科学规划为基础、以市场导向为方向,关键是要实现利益共享。针对低效工业用地,曾彦(2014)建议从制定低效工业用地退出的法规、实行多元化的土地供给方式、健全企业用地约束和激励机制、强化跨部门协调监管等方面完善低效工业用地退出的支持政策。洪惠坤、廖和平、曾彦(2015)提出要协调各部门运用综合手段,加强对工业项目用地的准入、利用和退出全过程的监管,以提升工业用地的节约集约利用水平。唐燕(2015)提出盘活低效工业用地,应当研究出台弹性用地相关的政策,重视对老旧工业建筑的利用。

五 未利用土地开发利用

国外开发未利用地的历史悠久,美国、德国、瑞士、日本等国家均通过开发未利用地拓展了城市、产业的发展空间。如美国在沙漠腹地上建设起拉斯维加斯这座城市;德国在保护好自然环境和地方文化特色的前提下,充分征求居民意见规划建设山地小镇,努力使城乡居民享受同等的工作生活条件;瑞士依据地形等自然条件打造独特的山区村镇,并通过强化内外交通联系、改善基础设施水平等发展旅游产业、振兴山区经济;日本按照不同的坡度分层对山区适宜农林开发的土地进行整理,有效增加耕地和林地的面积。近年来,国内许多城市认识到未利用地资源的价值和优势,重视并加强对未利用地的开发利用。有关专家学者们也针对未利用地开发的模式类型、存在的突出问题和措施建议等展开了深入的研究。

1.未利用地开发的模式类型

吴强华(2011)通过对西北地区未利用地开发情况的实地调研,总结出其未利用地开发主要有新能源基地建设、工业园区建设、城市空间拓展、设施农业发展、旅游休闲产业发展等类型。旭仁其其格(2013)将内蒙古阿拉善盟未利用地开发类型总结为生态治沙、典型工业治沙和产业集聚区治沙三类。张志鹏(2014)提出黄河三角洲未利用地的开发模式为暗管改碱、综合治理等农用地开发模式,湿地保育等生态用地利用模式和临港工业区、高新技术产业区等建设用地利用模式。曹俊斌、白中科(2016)分析资源型城市朔州市对盐碱地等未利用地的开发方向,认为主要是改造为耕地、转为建设用地和开发为牧草地。

2.未利用地开发存在的问题

张婉丽、孔维东、苗强(2011)认为西部地区的未利用地资源丰富,但在用地指标分配上倾斜不大,而且将未利用地开发为建设用地,出现了出让收益与开发成本“倒挂”等问题,增加了地方政府的财政负担和金融风险。此外,出台的相关差别化用地政策在细化落实方面仍显薄弱。王跃进、秦丰亮、赵云雷(2013)提出目前未利用地开发还存在一些突出问题,如未利用地开发具有成本高、风险大的特点,企业参与开发的积极性不高。同时,涉及与城市发展系列规划相协调的问题,再加上加大基础设施投入需给予一定的优惠奖励,政府推动未利用地开发的积极性也受到很大影响。孙成林、惠静夷、张晟南(2014)提出各部门对未利用地的内涵界定不统一、未利用地开发与区域产业政策不协调、部门之间政策不协调等因素制约了未利用地的开发利用。石水莲、王思琢、关鹏(2014)认为部分地区开发未利用地重规模轻质量,并且由于缺乏统一规划,部分土地的利用效率偏低,甚至造成了水土流失、土地沙化等生态安全隐患。

3.未利用地开发的措施建议

袁春、姚林君(2003)认为,基于未利用地适宜性评价结果,科学编制未利用地开发规划,合理确定未利用地开发的规模与布局,是确保未利用土地资源可持续开发利用的重要措施。张婉丽、孔维东、苗强(2011)提议加大对西部地区开发未利用地的政策倾斜力度,允许资源型城市因资源枯竭、采煤塌陷等造成的废弃建设用地与未利用地置换,以实现保护耕地资源、盘活存量土地的目的,并通过打好政策组合拳,引导西部地区科学有序地开发利用未利用土地。旭仁其其格(2013)提出可在用地计划指标安排、未利用地审批管理、土地供应方式、土地出让金及新增建设用地土地有偿使用费缴纳等方面给予倾斜政策,促进未利用地资源的合理开发利用。王丽敏(2013)建议从设立“未利用地开发管理改革实验区”,统筹调剂省域范围内的未利用地计划指标,实行指标弹性管理、简化审批手续和建立市场交易平台等激励政策,构建有利于成片规模开发的广域未利用地视同机制,以“事件驱动型”的方法强化规划的过程控制,按照“成熟一片、开发一片”实行滚动开发等建立未利用地开发的保障机制。王跃进、秦丰亮、赵云雷(2013)基于对开发成本和开发主体积极性的考虑,建议以政府为主体实施对坡度较大的未利用地的开发活动,并提出制定激励政策鼓励企业主导对坡度较小的未利用地的开发利用。同时,他们还强调地方政府应强化对建设占用农用地,特别是耕地的约束和控制,并提议将未利用地开发打造成为绿色高效开发示范项目。杨汉兵(2014)认为开发未利用地资源,应当坚持生态优先,并在统筹考虑生态、经济、社会发展需求的前提下,合理确定未利用地开发的方向及规模布局。同时,为激发各地合理使用未利用地的积极性,提升未利用地开发的价值,政府可以从提高建设占用耕地的代价、给予开发者一定的奖励补偿、探索区域间未利用地指标转让机制等方面着手制定相关的支持政策。张敏(2015)认为,未利用地转用计划指标的安排、新增建设用地有偿使用费的缴纳和未利用地的区位、地力等是目前制约未利用地开发的主要因素。他还提出,放开指标控制、给予一定的费用减免等有利于提高未利用地的利用效率,促进对耕地资源的保护。

总的来说,我国学者针对土地可持续利用的研究多集中在概念、内涵、目标,土地可持续利用评价指标体系构建、方法选择等方面的基础研究,以及在市域、省域和国家等层面的应用实证研究。但对城市土地可持续利用,特别是矿地矛盾、人地矛盾尤为突出的资源型城市土地可持续利用的实施路径、政策建议等宏观层面的综合性研究较少。