认知复垦 从事复垦 传承复垦

时间:2022-09-06 11:16:04

改革开放30年,《土地复垦规定》颁布20年,我的深刻感受是:正是改革开放带来的人的解放和对知识的尊重才使我走上认知土地复垦、献身土地复垦、传承土地复垦的科学之路。

回首土地复垦20多年之际,我与我的导师赵景逵先生进行了一次对话,师生的共同回忆,大约能为我国土地复垦研究、尤其是矿区土地复垦研究历程作一个见证。

一封海外来信及“大寨田”的启示:开启了矿区土地复垦科学研究的国际合作交流大幕

白中科:“土地复垦”一词,现已为多数人耳熟能详。但在20世纪80年代初,却还是一个不甚为人了解的新术语。即使当时我这个学林学专业、熟悉土壤学、农学、植物生态学的本科毕业生,也根本不懂土地复垦。

赵景逵:我有个学生叫李仁生,20世纪80年代赴美读博士。1986年他从美国来信,谈到在美国的导师――弗吉尼亚州立大学暨理工学院的李・丹教授(W.Lee Damiels,现为国际土地复垦家联合会秘书长),希望能与我协作研究矿区土地复垦。我当时也弄不懂矿区土地复垦究竟是什么?无法回信。时隔半月,我大学老师――中国农业大学的夏荣基教授来山西农业大学讲学,我得以求教夏先生。夏先生半开玩笑的问:“你会修‘大寨田’吗?”我说:“会。”夏先生说:“那你就会搞了。”

期间,“农业学大寨”是最响亮的口号,修“大寨田”是学大寨的关键,山西搞农的基本都懂修“大寨田”!学土壤学、农化学与教土壤学和农化学的教师,更能找到修大寨田的基本原理―也就是土地复垦的关键:以造地、造土为核心,快速生土熟化,在短期内获得农业高产的技术体系。

夏先生说今后必须进行国际协作,这是个机遇,要早回信。我立即给李仁生回信同意协作,共同研究矿区土地复垦,从而开始了我国能源重化工基地――山西矿区土地复垦的国际合作交流。1986年11月李丹及助手来山西阳泉市考察铝矿、煤矿等,同时邀请我们回访。1988年6月下旬到7月上旬,我们赴美考察矿区、矸石山、露天煤矿排土场及他的试验基地和实验室等,还和弗吉尼亚的矿区土地复垦办公室有了联系。当时,我国《土地复垦规定》尚未颁布。

尽管没有标准温室、实验室和充足的经费,依靠“人海战”也使矿区土地复垦科学研究艰难起步,土地复垦技术“不推自广”

白中科:赵先生去美国了解到矿区土地复垦的研究情况及治理现状,看到美国土地复垦研究推广已成规模,也看到了李・丹教授的大型试验场(可作野外试验)、现代化的温室(可作培养试验)和良好的实验室(可作分析测试),深感我国土地复垦研究开展的紧迫性。回国后,立即对山西矿区土地复垦的现状做了调查。认为尽管课题经费非常有限,不可能添置现代化设备,但研究必须立即开展。

赵景逵:是的。山西农大附近没有矿山,最近的矿区在阳泉市(乘火车需要3个小时)。所以决定试验场先设在阳泉市。不能建立试验场,就做小区试验和微区试验;没有温室,暂时不做培养试验。一切工作只能做到“具体而微”的地步。但实验精度绝不能降低。用人工来替代现代化的记录式仪器。加强现场的观察、记载,发现问题立即集体讨论、研究,这类方法我们称之为“人海战”。“矸石山风化厚度的研究”、“矸石山风化层上覆盖物的研究”、“露天矿排土场生土熟化研究”等成果,大都是野外调查及在“小区试验”的基础上加强观察、记录,并及时讨论得来的。这种发现问题、思考问题、解决问题的研究方法,一直沿用至今,而且试验结果直接接受大自然的考验,直接回答技术的可行性,从而使研究有的放矢,技术易为矿山、农民所接受,还能“不推自广”。

我国第一个中外合资项目――安太堡露天煤矿,给我提供了长期从事土地复垦科学研究和试验示范基地

白中科:我跟随赵先生搞复垦最初是对山西统配煤矿从南到北搞调查,并在阳泉市铝矿排土场和阳泉煤矿矸石山做试验,从此我入了土地复垦的门。因有土壤农化基础,初步的复垦小区试验结果在国内的土地复垦界挂了号。但我们仅掌握了一些不成系统的复垦技术,有不少的理论问题,如“矿山土”的演变规律、煤矸石山中“托水层”的形成条件、非积水黄土地塌陷裂缝的充填技术等,皆因经费问题而未系统的继续观察验证下去。

1984年4月,我国改革开放的总设计师邓小平第三次会见美国石油大王哈默,建立了我国改革开放的第一个中外合资项目――安太堡露天煤矿。同时,这块改革开放的试验田,也为我们提供了土地复垦科学研究的机会。

到2008年,国家的“八五”、“九五”、“十一五”攻关课题、自然科学基金、教育部重点项目和重大项目培育基金项目等,都在该矿区展开了实施、验证;“排土场堆状地面防止水土流失”、“排土场暂时性、过渡性、永久性的水土保持设计方案”、“耕地恢复期”、“耕地动态平衡年”、“矿区生态系统演变模式论”等概念皆由此提出。在这里我不仅完成了硕士论文和博士论文,我的30多位研究生、10多位博士和博士后的论文也靠此“宝地”完成。安太堡露天矿――我科研事业的家!但家的初建并不易。

赵景逵:的确不易。安太堡露天煤矿排土场土地复垦探讨工作开始于20世纪80年代末。一开始,矿方对此课题并无多大兴趣,1991年南排土场发生的大滑坡灾害,经济损失上千万元,并严重影响了生产,这才真正拉开了露天矿大型松散堆积地貌控制水土流失的序幕!事后的一天,矿方急电让我们上矿了解滑坡问题。经调查,滑坡原因是排土场径流汇集由地表裂缝渗入排土场原地面的土层中。使原土层含水量达到“流限”而形成“滑动面”引起排土场滑坡。由此矿方开始重视排土场水保工作。我们从土地、土壤、水保方面来分析滑坡原因和采取防治措施,研究后提出:加强水土保持。水保工程以生物工程为主、工程措施为辅,加速植被恢复,控制地表径流汇集,最后提出了“堆状地面水土保持新工艺”。新工艺的采用当年见效,3年-5年后排土场已基本稳定,这才取得了矿方对我们的信任。

白中科:这也是逐步形成的,从安太堡到平朔矿,从平朔矿到晋陕蒙,从晋陕蒙到生态脆弱区。由上世纪90年代初期做矿区水土保持规划开始,90年代后期逐渐转入“复垦土地生态系统结构与功能的设计”,并多方面探索复合生态系统建设的制约因素。2000年后,国家更加关注和重视矿区生态环境建设,课题研究经费也渐渐宽裕起来,研究的内容包括矿区人工再造土壤质量演变、重组植物群落演替、复垦土地生态大型土壤动物、土壤种子库、矿区土地利用/覆被演变、矿区景观安全评价、生态风险评价、生态承载力评价、复垦土地适宜性评价、生态服务功能价值评估、

以及复垦土地的生态产业规划设计与实施管理等,更加深入系统。

回想起当年“跟导师及学生自带被褥租住十三冶工程队的宿舍;为省时恳求农夫三轮车顺路捎我们去现场;大中午自带干粮在排土场开心搞调查,晚归后讨好工程队的厨师多留点饭菜充能量;越下雨越往外跑去排土场观径流”的场景,有感叹、有心酸、有欣慰,可谓百感交集!

两篇文章,一个课题组的“无意”总结和一位导师18年的“决算”

白中科:2004年10月,我由山西农业大学要调到中国地质大学(北京)工作,土地复垦的研究成果也随之带到北京。但在当年1月14日,我写了一篇《山西农业大学矿区土地复垦与生态重建科学研究与试验示范18年(1986-2003年)》,这篇原本“无意”的文章,却成了山西农业大学那段经历的交代与总结。

山西农业大学矿区土地复垦课题由赵景逵先生创建。该课题研究组是我国目前从事土地复垦研究坚持时间最长、资料积累最多的研究单位之一,也是我国目前农林院校资源环境类专业中与专业建设、学科发展和地方经济结合最密切的研究领域之一。

18年来,该课题组针对大规模采矿活动中引发的资源、环境和社会经济问题,进行持续稳定研究,研究内容不断深化,研究层次不断提升。既为学科建设增添了独具特色的创新内容,也为工矿区的社会经济可持续发展,提供了较为丰富的阶段性技术成果和对策。

该课题团队成员已具备承担因开办矿山、电力、化工、石油等工业企业,以及修筑公路、铁路、水利工程等造成的挖损、压占、塌陷、污染、水毁等被破坏土地的复垦与生态重建的研究、规划、设计、示范与技术推广的综合实力。――这便是我的文章的大致内容。

赵景逵:我更多关注的是文章中的数据:18年间共承担课题22项,总经费却仅有可怜的101万元。但效果明显:130余篇、出版专著4部;因土地复垦课题晋升职称的28名;以土地复垦研究方向出国留学的5名;土地复垦的研究成果有力地支撑了“环境科学”本科专业、“土地资源管理”硕士点、“土壤学”博士点、“农业机械化工程”博士点、“森林培育学”博士点的建设――这无疑是对一个研究历程的总结。

所以,我也写了一篇《土老儿的自豪和忧虑》。来回想18年来的人和事。土地复垦研究,算是我后半辈子所做的“大事”。中科的文章算是给我18年来做了一次“决算”。我辈事业尚存后来人继续努力,这当然是最大的自豪了。

白中科:导师给我留下了要干的事业,这比什么都重要。

土地复垦的两次春天:欣慰与忧虑同在

白中科:土地复垦的第一个春天是1988年《土地复垦规定》的颁布。由于各种原因,春天持续仅仅4年一5年就过早进入冬季了。随后的10多年我对土地复垦的忧虑,一直没有消除。

1995年我在《生态经济》发表《论我国土地复垦效益》一文公开表示忧虑:由于我国采矿破坏土地遗留问题多、而土地复垦法规尚不健全,且缺乏可操作性的复垦实施细则,土地复垦率仅为6%,故土地复垦还未在国民经济中发挥出其应有的效益。要使我国土地复垦走出低谷,其关键问题是确保复垦资金的落实,加速复垦技术成果在生产中的应用和推广。而且必须从完善经济法规,强化政府职能、实行机制转化和引导农民参与等措施入手。

1999年我在《自然资源学报》发表的《试论矿区生态重建》一文再次表示忧虑:随着矿产资源的逐渐枯竭,矿山生产作业区内的工业广场如何处置?矿山劳动力资源如何重新安置以及依托矿山演替而成的乡镇、甚至是县市,在矿山报废后,能否还有生机和活力持续发展?40年前,我们对此类问题不加研究,造成目前许多即将报废的矿山问题累积重重、难以处理;如今新建的矿区,如还不加重视,在几十年后也会出现同样性质的问题,而且那时的局面必将更加残酷。

第三次忧虑的公开表露,是在2003年《中国国土资源报》上提出的影响我国矿区土地复垦效果的4个论点:“矿产资源廉价”造成土地复垦旧帐累累;种植业低效益挫伤土地复垦的积极性;现有土地复垦法规不健全,制约土地复垦进程;过度注重经济效益,使土地复垦工程难以扩展。根据我国矿产资源日趋耗竭;矿区生存空间日趋紧缩的状态,指出“及时重建矿区生存空间,避免出现人口大迁移”的紧迫性。

土地复垦的第二个春天,始于2006年七部委颁布的《关于加强生产建设项目土地复垦管理工作的通知》(国土资发[2006]225号)和之后的《关于组织土地复垦方案编报和审查有关问题的通知》(国土资发[2007181号)。这两个标志性文件是由国土资源部耕保司和土地整理中心等共同努力形成的。

但忧虑依然存在:这次春天持续的时间是如上次的4年-5年,还是沐浴几代人的、跨世纪的春天?因为目前我国土地复垦面临的问题和任务,比20年前要复杂得多、任务要重得多。如果土地复垦方案不能有效、持续的实施,将无法扭转“局部在改善、整体在恶化”的趋势。甚至给社会带来不稳定。

赵景逵:近年来产生了一种对课题研究的新的忧虑。以前是听的号召去做个“螺丝钉”,不用思想,跟着走。时代变了,我也得有思维了,怎么办?只能摸着石头过河了。像我走过的老路大概是不通了。今后如何走好?这就是我的忧虑。

好在我们的背景加上国外的资料,使我们一开始就找到了由土地、土壤入手来做土地复垦工作的路子,也使我们很快在国内土地复垦界有了地位,某些方面占了先。我们由农业研究的背景来研究复垦,明确的目标是为矿山、为政府、为农民解决土地、耕地问题,而不是为研究而研究。目标明确了,服务对象就会接受我们,欢迎我们,我们会获得更多的资助和帮助。

在研究方面,一是尽量应用老学科――土壤、农化、农学、林学、地学等理论、技术来组装成复垦研究要的技术与理论,二是一边组装、一边试验、一边修正。近20年来,课题研究中没有一个人为名利而争吵,这种双赢、多赢的局面,一直维持到现在。

所以,我希望这种传统――民主作风能永远维持下去,只有存在这种局面才能在如此艰苦的条件中取得这点成绩。

理性思考:土地复垦工程技术、管理的势态与问题

白中科:20世纪80年代以来,我国矿区土地复垦与生态恢复重建科学研究与试验示范工作,取得了长足的进步,先后来自煤炭、冶金、林业、草业、农业、土壤、土地、测绘、地质、植物、生态、环保、经济等不同学科背景的百余名专家、学者,对土地复垦与生态恢复重建进行了研究。先后都依托不同的学科理论、方法和技术,较为清楚地回答了部分土地复垦科学问题,也解决了矿区土地复垦与生态

重建的部分实际问题。

赵景逵:但我国矿区土地复垦研究毕竟比国外晚20年,目前,尚存大量的实际问题需要持续研究和验证。值得一提的是,国家对矿山生态破坏和环境污染问题以及由此引发的经济问题和社会问题日益重视,促使参加土地复垦科学研究的人员也愈来愈多。但也不容忽视的是,20年来国内持续进行土地复垦工程的矿山并不多,已进行土地复垦的矿山,大多处在复垦技术的研究和试验阶段。

白中科:因此,土地复垦需要可持续性。可持续土地复垦工程技术与管理的理性思考是:探索资源、经济建设和环境影响的平衡点。可持续土地复垦工程技术与管理的核心是:用好土,造好地,调好水,管好人。因此,亟待形成可持续土地复垦工程技术与管理的科学范式。土地复垦拥护者们掌握了共有的范式,就会而形成科学共同体,共同体内部交流比较充分,有相同的探索目标,专业方面的看法也比较一致,国家各项政策才能有效地实施。

参鉴GAIM(Global Analysis.Interpretation and Modeling),可将问题分为四类:即战略性问题,规范性问题,操作性问题,分析性问题。

战略性问题。如:为适应国家“保护耕地,就是保护农业综合生产能力,就是保护国家粮食安全”的重大目标战略转变,土地复垦的战略方针、战略重点、战略对策以及适应措施如何实现最优组合,如何从国家层面,进行全国土地复垦功能分区的最优方案,以及国家层面上的土地复垦工程发展的系统结构和长效运作机制等。

规范性问题。如何制定有区域特色、和服务于特定目标的土地复垦的标准与规范?土地复垦的生态系统完整性和生态承载力如何确定?土地复垦工程中所采用各种工程技术和生物技术的技术储备中,是否经过了引进、筛选、优化、组合、示范、验证等,哪些可以选择?哪些应该制止?

操作性问题。如可持续土地复垦工程规划与实施的运行程序如何确定?采集、处理和集成土地复垦工程信息的区域差异性如何确定?土地复垦工程引发的生态风险和社会影响,最适宜的评价和预测技术是什么?土地复垦工程中,综合自然科学和社会科学知识的最适当方法是什么?

分析性问题。如土壤发生学原理指导能被土地复垦工程改变的生态系统的关键要素、及其阈值、瓶颈分析,景观生态学原理指导土地复垦所带来的景观格局质的变化和山、水、路、林、村的功能调整分析,与国家环保总局划分的不同生态区、生态功能服务区和国家农业部划分的农业结构调整区的相融性分析等。

赵景逵:经济基础与法规制约程度也是重要问题。世界上一些国家或地区土地复垦早已有了较完善的法规制度,例如美国从20世纪60年代开始,许多州开始实行较为严格的环境法规,1977年,美国国会通过了露天采矿管理与复垦法案,法案规定采矿必须恢复原地表景观和土地生产力。采矿者事先要支付复垦保证金,采矿后湿润地区在5年内、干旱地区在lO年内须达到规定的标准。

白中科:我国目前土地复垦法规还不健全,缺乏从清洁生产、循环经济角度进行生态环境再造制约条件的研究,大多数情况是在采矿剥离岩土随意排放的地上进行植被恢复,由于生态环境条件的恶劣使复垦植被很难生存,造成部分已经复垦的植被再度退化。

赵景逵:适用技术与重建途径选择也是需要深入研究的课题。如有的国家或地区的排土场建造的惯例,是先把开挖区原地貌表土单独剥离存放,并加以养护,当排土场达最终标高后,先铺底土,再把原表土二次倒运,铺覆于排土场表面。但在中国黄土高原的大型露天煤矿照搬此法就不妥。

有的国家和地区土地复垦与生态恢复方法往往采取直播,演替途径是先草后树,即先依靠草本植物改善生态环境,数年后木本植物可自然侵入、繁殖定居。但我国大多矿区处在生态脆弱,如果采取此种方式,前期以草为主重建的生态系统在数年后会自行退化,木本植物很难自然侵入,即使有零星自然侵入的树木,也生长不良。

白中科:因此,要整体推进我国土地复垦事业,要借鉴国外先进的土地复垦技术和管理理念,但不能简单的照搬和模仿。

目前,由国土资源部耕保司和土地整理中心提出了加快土地复垦标准的制订,加强土地复垦资金的提、存、管、用、审,以及土地破坏与复垦的动态监测和全程的公众参与等关键环节,可促使土地复垦“理论方法工程技术-试验示范-监督管理”全程协同体系的进一步完善,这将预示着我国可持续土地复垦事业,愈来愈逼近系统科学的土地复垦或科学发展观指导下的土地复垦。

最后,在回顾改革开放30年和《土地复垦规定》实施20年之际,要深情地道上一声:感恩复垦!感恩20多年来与我们共同见证我国土地复垦的海内外同仁。尤其是20世纪80年代与我们同起步、共命运、从未间断研究土地复垦的中国矿业大学、中山大学、煤科总院唐山分院、北京矿冶研究总院、山西省生物研究所等单位的同仁;还有近几年为推动我国土地复垦事业勇敢加入土地复垦阵容的同仁们;特别是在20世纪80年代吹响土地复垦号角、20世纪90年代冰雪交加中旗帜不倒、2006年唤醒土地复垦第二春天的国土资源部耕地保护司和土地整理中心的同仁!

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