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学术视点

张凤荣:支撑自然资源统一调查技术体系——对《地表基质分类方案(试行)》的解析

发布日期:2021-01-15浏览次数:信息来源:土地科学与技术学院

核心提示

2020 年12 月22 日,自然资源部发布了《地表基质分类方案(试行)》(以下简称《分类方案》)。《分类方案》根据《自然资源调查监测体系构建总体方案》(以下简称《总体方案》),参考地质学、地理学、土壤学、农学和生态学等国际、国内现行的分类标准,结合自然资源调查监测工作实际,研究提出地表基质分类方案。本版特邀有关专家,对地表基质分类的重要性、目的以及《分类方案》的科学性、创新性等进行探讨解读。


地表基质分类在自然资源统一调查体系中的地位

长期以来,我国土地、森林、草原、水和湿地等各类自然资源分属国务院不同部门管理。各管理部门基于自身的职责和管理需求,形成了各自的专门的自然资源分类体系,并相对独立开展专项.自然资源的调查监测工作。这使得我国自然资源调查存在以下问题:一是各类自然资源的概念与内涵不统一,乃至面对同一客体,其内涵与边界不一致。二是自然资源分类体系存在交差与重叠。三是自然资源调查标准不一致。这使得自然资源调查资金浪费,调查数据的利用效率低下,也给自然资源的调查、评价、空间规划和管理工作带来重叠或矛盾。要解决上述问题,必须建立自然资源统一调查制度,并构建自然资源统一调查技术体系。

自然资源部自组建以来,除了紧锣密鼓地推动全国国土 (土地利用)调查工作以外,一直积极构建自然资源统一调查技术体系。2020 年1 月17 日发布了《总体方案》。《总体方案》将自然资源调查分为4 个层次:地表覆盖层、管理层、地表基质层和地下资源层。地表覆盖层,就是按照自然资源在地表的实际覆盖情况,将地球表面(含海水覆盖区)划分为作物(耕地)、林、草、水等若干覆盖类型。这基本等同于过去的土地利用现状调查(“一调”和“二调”)和现在的国土调查(“三调”)。管理层,就是在地表覆盖层上,叠加各类日常管理、实际利用等界线数据(包括行政界线、自然资源权属界线、永久基本农田、生态保护红线、城镇开发边界、自然保护地界线等)。地表基质层,是指当前出露于地球陆域地表浅部或水域水体底部,主要由天然物质经自然作用形成,正在或可以孕育和支撑森林、草原、水等各类自然资源的基础物质。地下资源层,主要描述位于地表(含海底)之下的矿产资源,以及城市地下空间为主的地下空间资源。

如果说,地表覆盖层只是将地球表面按照利用现状或覆盖进行划分的话,那么地表基质层就是用来描述支撑耕地、林地、草地、水域、湿地等各类自然资源的基础物质的性质,其初始来源于地球岩石。如果说地表覆盖层因为人类的利用与管理而发生变化的话(如开垦草地,草地就转为耕地,过度放牧可能造成草地退化),那么地表基质层则是相对稳定的,不会随着人类的利用与管理而发生迅速变化。因此,地表基质层调查在《总体方案》设计的4 个层次的调查中,具有基础性调查地位。实施地表基质调查,必将丰富自然资源“一张底图”的内涵,有力支撑土地评价、国土空间规划和自然资源管理。

地表基质分类的目的

《分类方案》将地表基质分为岩石、砾质、土质、泥质4 个一级类,并将4 个一级类再细分为14 个二级类。对于岩石裸露的陆地部分,再按地质学上的三大类岩石划分。对于由颗粒粒径≥2mm且其体积含量≥75%的岩石碎屑物、矿物碎屑物或两者的混合物组成的砾质地表,无论其是因为原地物理崩解(风化)形成的,还是被流水携带再沉积而成的,再分类为巨砾、粗砾、中砾、细砾4 个二级类。对于土质类,依据不同粒径的固体颗粒组成比例,再细分为粗骨土、砂土、壤土和黏土 4 个二级类。而对于泥质类,再分为淤泥、软泥和深海黏土3 个二级类。

从目前《分类方案》中设立的地表基质的4 个一级类和14 个二级类名称和定义看,分类的目的是反映地表覆盖层之下的物质的物理性质及其由物理性质决定的植物立地条件、持水性能和水分运移特征。

植物是不能扎根于岩石的,即使一些植物根在岩石裂隙中,根也是从充填在岩石裂隙中的土壤中吸取水分与养分;雨水降落于岩石质地表,基本是没有下渗的(除了在一些岩石垂直裂隙中),全部产生径流。因此,岩石裸露的地表一般是没有植被的,在土地调查中一般分类调查为裸土地。而且这种致密坚硬连续的岩石裸土地,在短期内也不可能生生长高等植物。砾石虽然有空隙,但这些粗大岩石矿物颗粒几乎没有任何持水保水能力,雨水降落于砾质地表,会迅速下渗,形成地下径流;这是砾质地表基质的物理水分特征。因此,砾质地表也基本是光秃没有植被的。土质类,基本是由粒径小于2mm 的细土物质组成,土质类地表物质具备气体、液体和固体组成的三相特征,植物可扎根于土质类地表物质的空隙中,可以从空隙中获得氧气进行呼吸作用,也可吸收空隙中的水以及溶解在水中的矿质营养物质。从粗骨土到砂土,再到壤土和黏土,其持水保水能力依次增加,但渗透性依次降低。至于泥质类,因为水分饱和,没有氧气,因此只有那些耐缺氧的水生植物可以扎根立地生长,对应的土地利用类型如沼泽。

进一步细分土质类,全面反映地表基质性质

具备气体、液体和固体三相组成的土质地表物质,仅仅依据不同粒径的固体颗粒组成比例划分的粗骨土、砂土、壤土和黏土 4 个二级类,只能反映其渗透性、持水保水能力、可塑性、结持性等物理性质。只有再补充土壤化学性质和生物学性质的分类指标,才能够充分体现土质类地表物质满足植物/作物的吃喝住条件、缓冲功能和生态功能,如有机质含量、盐分含量、pH 值、氮磷钾等植物营养元素含量、重金属等污染元素含量以及土壤动物和微生物等。

《分类方案》已经在三级分类中为选择这些土壤化学和生物学性质作为土质类的再细分分类指标预留了开放空间。相信,随着《分类方案》在试用过程中的不断完善,一定会选择出合适的化学与生物学性质作为二级分类之下的低级分类指标,完整体现土质类地表物质满足植物/作物的吃喝住条件、缓冲功能和生态功能特性。

地表基质分类不是土壤分类

地表基质分类并不是一般意义上的土壤分类。地表基质调查也不同于土壤类型调查。土壤类型调查或者是按照发生分类(如20 世纪70 年代末到90 年代初进行的全国第二次土壤普查应用的土壤地理发生分类系统),或者是按照诊断分类(如近十年开展的按照《中国土壤系统分类检索》的各省市自治区典型土系调查)进行的土壤类型的综合调查。从某种意义上说,土壤发生分类更类似于土地类型分类,因为其是基于成土条件、成土过程和土壤属性的综合分类。诊断分类虽然说依据的是诊断层和诊断特性,但是,诊断特性中的土壤水分状况和土壤温度状况,实质上还是反映的气候条件。土壤类型的调查,特别是其中的发生层或诊断层调查,必须通过专门的土壤类型调查才能够获取。

而作为自然资源统一调查中的一环,地表基质的调查,与气候、地貌、土地利用以及地表覆盖层等调查数据综合在一起,共同服务于自然资源评价、利用规划与管理。因此,地表基质分类是实用性分类,或称为资源性分类。因此,其不需要土壤类型调查中的气候、地形等成土条件的调查,只是专注于调查清楚地表下土质类型及其厚度。调查清楚地表基质,对于评价植物的立地条件和设计田间水分管理工程也是非常重要的。

综上所述,《分类方案》是在综合地质学和土壤学以及植物学知识的基础上,以“山水林田湖草是一个生命共同体”为指导,根据《总体方案》对地表基质层调查监测目标的要求,聚焦孕育和支撑农林草水等地表覆盖层的基础物质的物理特性,而设计的一个实用性或资源性分类,是自然资源统一调查技术体系中的重要组件。其不是土壤类型分类,也不同于土地类型分类。但是,依据《分类方案》进行地表基质调查所获得的数据,与气候、地貌、土地利用或地表覆盖等调查数据结合在一起,可以更精准地服务于国土空间规划中的“双评价”,服务于自然资源合理利用与可持续管理。地表基质概念的提出,成功地规避了有可能与地质学和土壤学中一些名词概念的科学冲突或有可能发生的名词概念歧义,也没有堵塞地质调查和土壤类型调查的路,是科学理论与管理实践相结合的创新性成果。


作者:张凤荣,赌博平台 教授

(全文刊载于2021年1月8日《中国自然资源报》)