( 一) 我国土地利用分类研究
我国土地利用分类体系主要包括综合分类、形态分类、功能分类三大类,其中综合分类是目前主要的分类体系,部分分类体系的一级分类见表 1 - 1。2002 年 1 月 1 日起试行的 《全国土地分类 ( 试行) 》将城、乡土地利用分类合为一体,并新增了一些更能确切反映我国当前土地利用状况的分类类型,例如畜禽饲养地、设施农业用地、采矿地等,并将采矿、采石、采沙场、盐田、砖瓦窑等地面生产用地及尾矿堆放地划分为三级类。此分类体系仍是强调农业用地类型的细分,而对工业用地和采矿用地等第二产业用地未进行细分( 刘平辉等,2003) ,并且未对采矿等工业活动所造成的破坏土地,如塌陷地、挖损地、压占地、废弃地等进行细分。
按照现有的土地利用分类和土地利用评价体系,均涉及未利用土地。未利用土地通常隐含两种含义或两种含义之一: 一种是人们对土地资源的利用程度不够或利用能力有限,土地资源存在闲置浪费现象; 二是当地土地资源的质量较差,利用价值低或利用起来困难、不经济,但存在着巨大的 “生态利用”价值。从发展的角度看,几乎没有人类不可利用的土地,因此尚未被人类直接利用的土地,都可视为后备土地资源 ( 岳健等,2003) 。但在现有的土地利用现状分类中,将未利用地分为未利用土地和其他土地,未利用土地细分为荒草地、盐碱地、沼泽地、沙地、裸土地、裸岩石砾地、其他未利用土地,其他土地细分为河流水面、湖泊水面、苇地、滩涂、冰川、永久积雪等,也均未对空闲地、废弃土地、自然灾害损毁地等目前无法利用的土地进行细分。
表 1 -1 我国主要土地利用分类体系比较
迄今为止,国土资源部颁布的 《耕地后备资源调查与评价技术规程》 ( TD/T 1007—2003) ( 以下简称 《规程》) ,将待复垦土地类型分为挖损土地、塌陷土地、矸石矿渣等堆积地、废旧建筑物或垃圾占地以及 “三废”污染地等。《规程》采用三级分类制,依据土地的自然属性与地表形态、损毁废弃成因和类型、土地整理对象等,对耕地后备资源进行分类。该分类系统第一次针对待复垦土地和待整理土地进行了全面、系统的分类。待复垦土地根据成因和破坏程度及形态特征分为挖损地、塌陷地、压占地、污染损毁地、自然灾害损毁地 5 个二级类,其中塌陷地分为稳定塌陷地和不稳定塌陷地; 压占地分为矸石及粉煤灰堆积地,矿石矿渣、排土石堆积地和垃圾占地 3 类 ( 表 1 -2) ; 污染损毁地按成因分为 “三废”污染地、污水灌溉污染地和农业生产化学污染地 3 类; 自然灾害损毁地分为洪灾损毁地,滑坡、崩塌损毁地,泥石流灾毁地,风沙损毁地,地震灾毁地及其他自然灾害损毁地共 6 类。
表 1 -2 《耕地后备资源调查与评价技术规程》中部分土地利用类型
土地损毁是一个过程。随着经济社会的发展,特别是城市化和工业化过程加剧,人为因素所造成的土地损毁面积逐渐增大,由损毁所造成的未利用地将会成为未利用地的主体,因此,此分类系统针对因采矿、工业和建设等活动挖损、塌陷、压占 ( 含城市生活垃圾压占及废弃建筑物压占) 和污染及自然灾害损毁等因素所造成的目前暂未利用的土地进行了细分,即针对土地类型形态特征已经发生巨大变化、可复垦为耕地的土地类型给予了关注,该 《规程》定义因损毁造成的未利用土地为损毁废弃地。分类的对象主要针对各种人为和自然因素使土地表面 ( 或表层土壤) 的形态或物理化学性质发生变化,致使不能继续利用的土地,例如农用地、建设用地因采矿、工业和建设等活动造成损毁、塌陷、压占而失去了原有的土地用途价值,由于自然灾害对土地的破坏而完全失去了原有的生产性和生产力。此分类系统为退化废弃地的分类研究提供了较好的借鉴,但对废弃、撂荒和空闲土地与退化土地,不属于未利用地的土地类型缺乏关注,即主要针对由于各种人为和自然因素致使土地废弃、撂荒和空闲,或者土地表面 ( 或表层土壤) 的物理化学性质发生变化导致土地生产力降低,但仍可以利用或正在利用的土地未进行考虑。
( 二) 矿山废弃地分类
废弃地包括三种类型,即农业废弃地、工业废弃地以及自然灾害带来的损毁土地。其中,农业废弃地指由退耕、弃耕或者其他原因导致的多年未用的闲置土地,国内研究主要集中于其动因研究以及自然生态系统演化,对工业废弃地研究比较多,主要集中在采矿废弃地方面。李洪远等 ( 2005) 认为工业废弃地是指曾为工业生产用地或与工业生产相关的交通、运输、仓储用地,而后废弃不用的土地,例如废弃的矿山、采石场、工厂、铁路站场、码头、工业废料倾倒场等。采矿废弃地是工业废弃地很重要的组成部分之一,国内对采矿废弃地的称法较多,如矿山废弃地、矿业废弃地等,其相同的内涵即采矿活动所破坏的,非经治理而无法使用的土地 ( 默格尔 R. P,1987) ,包括矿山开采过程中的露天采矿场、排土场、尾矿场、塌陷区以及受重金属污染而失去经济利用价值的土地 ( 李永庚等,2004) 。
按照废弃原因,朱红苏 ( 2002) 将贵州省废弃地分为自然灾毁型废弃地、采掘型废弃地、工业型废弃地、建设性废弃地等。陈芳清等 ( 2004) 针对三峡地区废弃地植被生态恢复与重建的研究,将废弃地分为矿业废弃地,工程废弃地,垃圾填埋场,泥石流、滑坡地,火烧、砍伐迹地和弃耕、退耕地等。泥石流、滑坡地与火烧、砍伐迹地等废弃地多是一些土壤贫瘠的陡坡地和高山坡地,其植被类型多为草地或灌丛,植被退化程度相对较轻。矿业废弃地包括矿井采挖区倾倒的废弃石土、废弃矿渣堆积地、采挖导致的塌陷地等,前两种废弃地上原有植被被覆盖,形成了一种特殊的裸地,对环境的污染比较严重;后一种废弃地上部分植物种类死亡,植被逐渐退化。工程废弃地和垃圾填埋场是典型的人类活动所产生的废弃地,主要是一些建筑垃圾、工业垃圾、生活垃圾的倾倒、堆放与填埋形成,由于主要成分是工业与生活垃圾,对环境的污染较严重。
不少研究者基于矿山土地利用与环境保护的目标,在各自的案例研究中也提出较多分类体系,尤其是针对矿区土地利用和矿区土地利用过程所造成的损毁土地与空闲土地等,提出了矿区土地利用分类体系。基于矿区土地利用的方向和目标,矿区土地利用分类系统可分为 4 种类型 ( 曹银贵等,2007) : ① 按照矿区土地破坏情况划分,分为挖损地、压占地、占用地和未扰动地 ( 原地貌) 。挖损地是指原地表的形态、地质层组、生物种群受到开采活动的直接摧毁以后所残留下来的土地类型; 压占地是指挖损过程中产生的废弃岩土堆置于原土地上造成原土地生产力丧失; 占用地是指原有的土地类型受到人为因素的影响,改变了其原有的地形地貌,例如建立容纳厂房、选煤场、运煤铁路、排土道路、供电通风线路以及给排水管道的工业广场等; 未扰动地是指矿山将土地征用后还未被开挖或被排土压占、占用的原始的土地类型还没有发生变化。② 按照矿区破坏土地复垦的情况划分,分为已破坏已复垦地、已破坏未复垦地、待破坏待复垦地。已破坏已复垦地是指矿区经过挖损或压占以后,经过覆土、平整、复垦后的土地类型; 已破坏未复垦地是指土地受到挖损、压占等方式的破坏以后,在短期时间内地表状况还可能发生变化,不能进行复垦的土地类型; 待破坏待复垦地也是指未扰动的区域。③ 按矿区的立地特征来划分,分为已复垦边坡、已复垦平台、未复垦边坡、未复垦平台。已复垦边坡是指对排土后形成的边坡地进行覆土,覆土后再进行复垦所形成的土地类型,一般情况下缓坡的坡度为 5° ~15°,陡坡的坡度一般大于 36°; 已复垦平台是指对排土压占后形成的阶梯状地形的宽阔台面进行覆土、复垦所形成的土地类型,已复垦平台的坡度一般控制在 0° ~ 5°之间; 未复垦边坡、未复垦平台是指排土后没有进行覆土、平整的土地类型。④ 按照复垦土地的用途划分,基于不同的植被覆盖,从矿区水土保持与矿区生态安全的角度,分为可复垦的林草用地与耕地。
矿业废弃地按来源和形成过程可以划分为以下类型: 由剥离表土、开采的岩石碎块和低品位矿石堆积而成的废石堆废弃地,随着矿物开采造成大量采空区和塌陷区形成的采矿坑废弃地,开采出来的矿石经分选后的剩余物排放堆积形成的尾矿废弃地 ( 郭焕成,1990; 宋书巧等,2001; 席嘉宾,2001) ,部分学者将其内涵进一步扩展,认为矿山废弃地除了采矿剥离土、废矿坑、尾矿、矸石和洗矿废水沉淀物等占用的土地之外,还包括采矿作业面、机械设施、矿山辅助建筑物和矿山道路等先占用后废弃的土地 ( 莫测辉等,2001; 麦少芝等,2005; 孙庆业等,2005; 魏艳等,2007; 李海英等,2007) 。类型划分见表 1 -3。
表 1 -3 采矿废弃地类型 ( 按来源划分)
不少学者根据研究需要对矿山废弃地类型进行了研究。如林亲铁等 ( 2000) 将矿山废弃地划分为排土场、塌陷地和矿山闲置的黄草坡等,排土场是指矿山分层剥离排土占压耕地而形成的区域; 塌陷地指地下矿产的开采引起上覆岩层的移动和变形,造成大面积地表塌陷、积水的区域; 矿山闲置的荒草坡是指原先分布于大小矿山之间的石质和土石质丘陵坡地的废弃地,土壤多为栗褐土,土体坚实,透水性差,坡度较大。白中科( 2006) 将挖损、压占和塌陷土地分别细分为两个亚类用于矿区土壤环境问题调查研究,将挖损地分为露天矿坑和砖瓦窑取土场,将压占地分为露天矿排土场和粉煤灰堆场,将塌陷地分为煤矸石山和井工矿沉陷地。苏光全 ( 1998) 对矿区废弃土地进行适宜性评价,按原地貌、气候、坡度等多个指标将矿区废弃土地划分为 5 大类、25 小类,划分指标包括地形 ( 地面坡度、海拔、相对高差) 、气候 ( 潮湿度、降水量) 、水文( 径流量、地下潜水深度、地下水补给量) 、土壤 ( 土体厚度、土壤质地、pH 值) 、矿种和开采方式 ( 井工、露天) 等,根据划分的原则与依据,将矿区废弃土地划分为表 1 -4 中所示的类型系统。
从表 1 -4 可以看出,根据压占、挖损、塌陷的划分,可涵盖采矿废弃地类型,并能根据需要进行进一步细分,可有效地利用遥感技术进行矿区废弃地监测与评价。随着遥感数据的广泛应用,不少学者针对矿区探讨了基于遥感数据的矿区土地利用/覆被分类体系。谢宏全等 ( 2004) 依据研究区土地利用和土地覆被的实际情况及遥感的分辨率等条件,认为矿区土地利用/覆被的分类体系可采用两种模式: ① 单一模式,即反映矿区特点的排土场、矸石山、由塌陷引起的积水坑、工矿区等,例如以 TM 遥感图像为数据源进行唐山市古冶区土地利用/覆被分类,类别划分为积水坑、坑塘、工矿区、居民点、耕地、草林地和未利用地。② 多级模式,一级类可与全国土地分类体系相一致,即农用地、建设用地和未利用地; 二级类可依实际情况确定,将排土场、矸石山、由塌陷引起的积水坑等归入未利用地,经复垦的大面积水面鱼塘或精养鱼塘区可归入农用地,矿井所在地可归入建设用地; 其他分类可依据实际情况参考全国土地分类二级或三级类型。在确定分类体系的同时,还要对影像特征、判读标志和具体含义进行描述。
表 1 -4 矿区废弃土地类型系统及主要划分指标
续表
资料来 源: 苏光全,何 书金,郭焕 成 . 1998. 矿区废弃土 地 资 源 适 宜 性 评 价 [J] . 地 理 科 学 进 展,17( 4) : 39 ~ 46.
( 三) 其他废弃地分类
1. 灾毁土地
自然灾害损毁地是指因地震、暴雨、山洪、泥石流、滑坡、崩塌、沙尘暴等自然灾害而被损毁的土地。按照土地损毁的外因动力,自然灾害损毁土地包括洪灾损毁地,滑坡、崩塌损毁地,泥石流灾毁地,风沙损毁地,地震灾毁地,其他自然灾害损毁地。按照土地损毁程度,吴树仁等 ( 2002) 根据滑坡变形过程中土地毁坏程度,将滑坡灾毁土地分为 3类,即土地完全毁坏、局部毁坏和拉裂破坏。土地完全毁坏主要是指土质滑坡或岩土混合滑坡发生整体的快速滑动,滑体经历了一定距离的剧烈位移和不均匀运动后,表层岩土( 含土地和耕地) 发生翻转、倾倒、重新堆积和埋覆,使表层土地完全毁坏,不能耕种;土地局部毁坏主要指斜坡滑体局部变形滑动,使表层土地局部发生倾倒、翻卷和堆积,破坏了原有土层结构,使其当年不能耕种。土地拉裂破坏滑坡在长期变形蠕滑过程中,滑体表层土地局部拉裂、撕开、陷落,使土地结构被破坏,不能灌溉和耕种。
2. 其他废弃地
其他废弃地包括撂荒地、废弃宅基地等。刘平辉等 ( 2003) 提出了基于土地利用产业结构划分的土地利用产业用地分类体系,该体系将农村闲置宅基地作为一个土地利用级别单独划分,最初被列为第一产业用地中农村住宅的一个下属利用级,经过分类体系的优化,将其归入后备产业用地中,并将农村闲置地独立出来,涵盖了空闲宅基地、荒地和其他农村闲置地三个土地利用级。空闲宅基地是指农村空闲地中原有房屋已坍塌、损毁但没有在其地基上重新建房或空置的土地,计划作为生产或生活用房的宅基地; 荒地是指没有进行过人工垦殖、人工投入或放牧养殖等加以开发利用的土地,不包含盐碱地、沼泽地和裸地; 其他农村闲置地是指农民弃耕的耕地,由于多年不耕种而荒芜的土地。此外,《全国土地利用分类 ( 试用) 》在住宅用地中下设了空闲宅基地,指村庄内部的空闲旧宅基地及其他空闲用地。而在土地利用现状分类中则将闲置宅基地归为未利用地,但两者均未对闲置宅基地做一个详尽准确的定义。
有关撂荒地研究,谭术魁 ( 2003) 将撂荒现象分为明荒和暗荒两种情况,明荒是指应种植 ( 通常达到一季) 而农民不种植任何作物,让田块荒芜的现象; 暗荒是指农民依旧在田块上播种农作物,但投入田块的人、财、物的数量有意识地降低 ( 明显达不到要求或低于常年水平) ,从而导致耕地利用程度下降、产出水平降低。本研究中的撂荒指明荒,学者们对撂荒地的研究更多地集中在撂荒地生态系统的演替。例如贾松伟等 ( 2004) 研究了黄土丘陵区退耕撂荒对土壤有机碳的积累及其活性的影响,对退耕 1 年、3 年、5 年、7年、10 年、15 年和 25 年的撂荒地进行了对比分析; 郝文芳等 ( 2005) 研究了陕北黄土高原丘陵区撂荒地演替,采用了将撂荒地按撂荒年限分类的方法。此外,多数学者将撂荒按时间分为常年性撂荒和季节性撂荒,常年性撂荒是指农民承包地因无人耕种或不愿意耕种而造成的一年以上的撂荒; 季节性撂荒是指农民因某种原因,在某一季没有耕种造成的撂荒,季节性撂荒中有部分是因为休耕造成的 ( 文华成等,2003) 。