资源勘查工程视角下耕地破坏鉴定与修复技术研究

1 引言

1.1 研究背景与意义

耕地是人类赖以生存的基础性资源，其数量与质量的稳定直接影响国家粮食安全战略的实施。近年来，随着工业化与城镇化进程加速，耕地被 益突出， 其中固体废弃物非法堆放导致的耕地压占与污染已成为主要威胁之一。据《自然资 4 年 中国自然资源公报》显示，全国每年因固体废弃物堆存造成的耕地破坏面积超过1.2 万亩，其中建筑垃圾、工业废渣占比达78%，耕地保护形势严峻。

资源勘查工程作为一门以地质理论为基础，综合运用地球物理、地球化学等技术手段进行资源探测与评价的学科，在耕地破坏鉴定、污染溯源及修复潜力评估中具有不可替代的作用。通过高精度勘查技术可实现对耕地破坏范围的精准界定、土壤污染物的定量分析及生态风险的科学评估，为执法监管与生态修复提供数据支撑。本文选取湖南省两起典型耕地被固体废弃物压占案例，从资源勘查工程视角解析耕地破坏鉴定的技术体系与应用实践，对完善耕地保护技术规范、提升资源勘查学科服务生态保护能力具有重要意义。

1.2 国内外研究现状

国际上，耕地保护与资源勘查技术融合研究始于 20 世纪 90 年代，美国 EPA 开发的 " 土壤污染快速识别系统 " 将地质雷达与土壤采样结合，实现污染羽范围的精准圈定；欧盟 " 土地修复计划 " 中应用多光谱遥感与地球化学分析技术，建立了耕地退化评估模型。国内研究起步于21 世纪初，国土资源部在《耕地质量等级》（GB/T 33469-2016）中纳入了地球化学指标；湖南省近年来在耕地破坏鉴定中创新应用 RTK 定位、X 射线荧光光谱分析等技术，显著提升了鉴定精度。

现有研究多聚焦于单一技术应用，缺乏对资源勘查技术体系在耕地保护中系统性整合研究。本文通过实际案例分析，构建" 勘查- 评价- 修复" 技术链条，填补了该领域的研究空白。

1.3 研究内容与技术路线

本文以湖南两起耕地破坏案例为研究对象，主要内容包括：

1. 耕地破坏鉴定中的资源勘查技术应用体系构建；

2. 两案例中固体废弃物压占导致的耕地理化性质变

3. 基于资源勘查数据的耕地修复潜力评估方法

4. 资源勘查工程服务耕地保护的长效机制建议。

技术路线采用 " 案例解析 - 技术提炼 - 理论升华 " 的研究路径：首先梳理两案例的鉴定过程与技术方法，提取资源勘查技术应用要点；其次通过土壤理化指标对比分析，揭示不同区域耕地对固体废弃物压占的响应差异；最后结合资源勘查学科理论，提出耕地保护与修复的技术框架。

2 案例区域概况与耕地破坏特征

2.1 案例一区域特征

（1）地理位置与自然条件

案例一位于湖南省南部，地处五岭山脉过渡地带，鉴定区紧邻省道，交通便利。区域地势呈盆地状，东、北东、南三面高，中间低，调查区地势开阔平坦，四周紧邻厂房，属典型的城乡结合部耕地分布区。

该区域水资源充沛，主要河流水系为花溪水，周边分布高峰水库、高甫水库等四座水库，灌溉条件良好。土壤类型以粉（砂）质黏壤土为主，据第三次全国土壤普查数据，该区域耕地有机质含量平均为 7.76g/kg ，pH值5.77，属酸性土壤，适宜水稻种植。

（2）耕地破坏现状

鉴定区涉及耕地面积 7.33 亩，权属于村集体土地，2021-2022 年土地利用现状均为水田。破坏行为发生于 2023 年 5 月至 2024 年 5 月，主要为非法堆放建筑垃圾（废砖）、工厂废渣及砂石等固体废弃物。现场勘查显示，堆放物厚度0.5-2.0m，导致耕地耕作层被完全覆盖，原有灌溉农渠被毁，土壤结构紧实，通透性显著下降。

通过自然资源一张图系统调取 2021-2023 年遥感影像解译发现，该地块在破坏前已长期未耕种，但仍保持水田理化属性。2024 年 5 月执法检查时，堆放物已部分清理并复垦种植玉米，但土壤中固体侵入物含量仍≥5%，排灌设施毁坏度超过50%。

2.2 案例二区域特征

（1）地理位置与自然条件

案例二位于湖南省东部，鉴定地块隶县道，有硬化乡村路及碎石路直达，交通便利。区域属冲击平原，地势平缓开阔，地形坡度<5°，属农业生产集中区。

该区域属亚热带季风性湿润气候，年降水量 1200-1445mm，年均气温 16.7-17.4℃，无霜期约 280 天，适宜农作物生长。土壤类型以水稻土为主，质地为粉（砂）质黏壤土，毗邻湘江，灌溉水源充足，地块周边分布面积 300-1000m² 的水塘及配套水渠。

（2）耕地破坏现状

案例涉及两块永久基本农田，总面积 12.77 亩（地块 1 ：2.97 亩，地块 2 ：9.80 亩），地类均为水田，权属为村集体土地。地块 1 历史上曾作为预制厂（2004-2016 年）及金属回收公司（2018 年）用地，地块 2 曾用于龙虾养殖（2008-2015 年），后均撂荒。

2016 年起陆续出现建筑垃圾偷卸现象，堆放物以实心砖块、混凝土块为主，混杂少量生活垃圾，堆高1-3m。2025 年5 月调查显示，地块1 北部清除废弃物后裸露黑色淤泥质土，地块2 北偏西田面低洼处积水深度约0.5m，两地块均因废弃物压占导致无法耕种，部分土壤样品检测出镉元素超标（最高2 .14μ_g/g） 。

3 耕地破坏鉴定中的资源勘查技术应用

3.1 勘界测量与空间定位技术

（1）高精度测绘技术体系

两案例均采用 "GPS-RTK+ 全站仪 " 组合测量技术，基于 2000 国家大地坐标系实现破坏区域的精准勘界。案例一案例中，国土资源测绘队使用实时动态定位法（RTK），平面精度达到 ±5cm，高程精度 ±10cm，实测破坏区域面积7.33 亩，界址点坐标采集误差≤3cm。

案例二则采用解析法施测，结合无人机航拍生成1：1000 正射影像图，通过28 个界址点控制实现地块1（2.97亩）与地块2（9.80 亩）的边界划定，勘测定界成果经三级检查（自检、互检、专检），符合《土地勘测定界规程》要求。

（2）遥感技术在时空变化分析中的应用

通过多期遥感影像对比，重建耕地破坏过程。案例一中，采用自然资源一张图系统调取 2021-2023 年分辨率优于 0.5m 的遥感数据，发现 2022 年影像显示地块未种植农作物，2023 年影像出现明显堆占痕迹。案例二则利用 2016-2024 年系列影像，识别出 2019 年地块 1 完全被废弃物覆盖、2022 年地块 2 局部整治后复垦的动态变化特征。

无人机航测技术在两案例中均发挥重要作用，通过 100m 高度航拍获取的厘米级影像，清晰呈现堆放物分布范围、高度及周边地形关系，为后续采样布点提供空间框架。

3.2 土壤地球化学勘查技术（1）样品采集与预处理方法

遵循《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T0295-2016），两案例均采用系统采样法。案例一采集 6 个样品（1 个压占物、3 个破坏后土壤、2 个对照土壤），采样深度 0.6-0.8m，每个样品由 5 个分样混合而成，重量≥1kg。案例二优化为" 蛇形采样+ 梅花点法"，地块1 用蛇形法布设6 个点，地块2 用梅花点法布设12 个点，共采集18 个样品（7 个对照样、8 个堆占物样、3 个清理后土样），确保样品代表性。

样品预处理采用 " 风干 - 研磨 - 过筛 " 流程，通过 2mm 尼龙筛去除砾石及植物残体，分取部分样品研磨至200 目，用于重金属元素分析。

（2）检测指标与分析方法

检测指标涵盖物理性质（土壤质地、结构）、化学性质（pH 值、有机质）及重金属（As、Hg、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb）。pH 值采用玻璃电极法测定，有机质采用重铬酸钾氧化 - 外加热法，重金属采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定，检出限达0.001μ g/g 。

案例一检测显示，破坏后土壤pH值变化量≥1，有机质含量下降比例≥25%，固体侵入物含量≥5%。案例二中，地块 1 清理后土壤镉含量达 2.14μg/g，超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》（GB15618-2018）筛选值 （0.8μg/g） ，存在明显污染风险。

3.3 破坏程度评估技术体系（1）指标体系构建

基于《湖南省耕地破坏程度鉴定办法（试行）》，建立"压占特征-土壤性质-生态功能"三级评价指标体系：·一级指标：破坏类型（耕地压占）

二级指标：堆放物料性质、固体侵入物含量、耕作层结构变化、排灌设施破坏·三级指标：pH 值变化量、有机质下降比例、重金属超标倍数

（2）极限条件法应用

两案例均采用极限条件法确定破坏等级，即根据最差指标判定整体等级。案例一中，因 " 堆放建筑垃圾导致无法耕种 "（对应严重破坏标准），直接判定为严重破坏。案例二中，除满足 " 固体侵入物含量≥ 5%" 外，地块1 镉元素超标2.68 倍，按最严重指标确定为严重破坏。

4 耕地破坏的地球化学响应特征

4.1 土壤理化性质变异分析

（1）物理性质改变

固体废弃物压占导致耕地物理性质显著恶化。两案例均表现为耕作层结构紧实化，容重由破坏前的 1.2-1.3g/cm³ 增至 1.5-1. 7g/cm³ ，孔隙度下降 20%-30%，通透性变差。案例一中，土壤质地由粉（砂）质黏壤土变为含砾石的混合土，粒径≥ 2mm 的固体侵入物占比达 12%-18% ；案例二地块 2 因长期积水，形成 0.3-0.5m 厚的淤泥层，黏粒含量增加15%。

（2）化学性质变异

pH 值呈现双向变化：案例一因酸性废渣堆放，土壤pH 值由5.77 降至5.40-5.45 ；案例二因混凝土块中碱性物质溶出，pH 值由 6.5-7.5 升至 7.61-7.88。有机质含量变化差异显著，案例一下降 25%-30%，案例二地块1 因混入腐殖质废弃物，有机质异常升高至48.35g/kg（远超当地背景值24-29g/kg）。

4.2 重金属污染特征与溯源分（1）污染元素空间分布

案例二表现出明显的镉污染特征，地块 1 清理后土壤镉含量（1.59-2.14μg/g）显著高于对照样（0.36-0.86μg/g），空间上呈现" 北高南低" 分布，与金属回收公司历史用地范围吻合。其他重金属（Pb、Cr、Cu 等）含量与背景值差异不大，表明污染具有单一元素特征。

案例一重金属含量整体未超标，但As、Hg 含量略高于背景值，推测与工厂废渣堆放相关，需长期监测。（2）污染源解析

结合资源勘查中的历史用地追溯，案例二地块1 镉污染源于金属回收公司的生产活动，通过渗漏进入土壤；建筑垃圾中的混凝土块虽未直接引入镉，但改变了土壤 pH 值，促进了镉的活化。案例一的重金属轻微累积与周边工业排放相关，需进一步开展同位素溯源。

5 资源勘查导向的耕地修复技术路径

5.1 基于勘查结果的修复方案设计

（1）清理与分选技术

根据勘界测量确定的堆放范围，采用 " 机械清理 + 人工分选 " 的分级处理模式。对堆高 ⩾ 1m 的区域，使用液压破碎机破碎大块混凝土，再通过振动筛分离砖块（粒径 5-20cm）与砂石（粒径 <5cm），可回收利用建筑垃圾达80% 以上。案例二实践表明，该方法可使固体侵入物含量降至<3%，满足复耕基本要求。

（2）土壤改良技术

针对土壤紧实化问题，采用深翻（深度 30-40cm）结合生物有机肥施用（施用量 2-3t/ 亩），可使土壤容重降至1.3-1.4g/cm³。对于pH 值异常土壤，酸性土壤施用石灰（50-100kg/ 亩），碱性土壤施用硫磺粉（30-50kg/亩），调节pH 值至6.0-7.5 适宜范围。

5.2 污染耕地的修复技术创新

（1）重金属稳定化技术

对案例二地块1 的镉污染土壤，采用" 磷酸盐+ 生物炭" 联合稳定法：先施用磷酸二氢钙（500kg/ 亩）形成磷酸镉沉淀，再覆盖生物炭（2t/ 亩）吸附残留镉，可使有效态镉含量降低 60%-70%。实验室模拟显示，该技术能将镉生物有效性控制在安全阈值内（<0.3mg/kg）。

（2）长期监测体系构建

建立 " 地面监测 + 遥感反演 " 的立体监测网络：在修复区布设 200m×200m 网格监测点，每季度采集土壤样品分析理化指标与重金属含量；利用高光谱遥感（分辨率 30m）反演土壤有机质与镉含量空间分布，实现动态监管。

6 耕地保护中资源勘查工程的应用展望

6.1 技术层面：多技术融合与智能化发

（1）物联网与大数据集成

构建 " 传感器网络 + 云平台 " 系统，在重点耕地布设土壤墒情、pH 值、重金属传感器，实时传输数据至管理平台，结合资源勘查数据库，实现污染预警与快速响应。预计到 2030 年，该技术可使耕地破坏发现时间由目前的3-6 个月缩短至1 周内。

（2）无人机与机器人技术应用

开发搭载 X 射线荧光光谱（XRF）的无人机系统，实现 1km²/h 的土壤重金属快速扫描；应用履带式采样机器人，在复杂地形区（如积水地块）自动完成土壤样品采集，采样效率提升3-5 倍。

6.2 制度层面：技术标准与机制

（1）完善勘查技术标准体系

建议在《耕地破坏程度鉴定技术导则》中纳入地球化学勘查要求，明确土壤采样密度（每 10 亩不少于 5个点）、检测指标（必测 8 项重金属 +3 项理化指标）及精度要求（重金属测定相对偏差 <10%），提升鉴定结果的可比性与权威性。

（2）建立”勘查- 修复- 监管”联动机制

资源勘查单位应全程参与耕地保护：破坏前开展基线调查，建立土壤背景数据库；破坏后提供鉴定报告，支撑执法与修复；修复后进行效果评估，确保达到复耕标准。湖南两案例表明，该机制可使修复工程成本降低15%-20%，周期缩短 20%-30%。

结论

本文通过剖析湖南省两起耕地被固体废弃物压占的典型案例，系统阐述了资源勘查工程在耕地破坏鉴定中的技术应用与实践价值。研究表明：

高精度勘界测量（GPS-RTK、无人机航测）与土壤地球化学分析是界定破坏范围、识别污染特征的核心技术，为破坏程度评估提供了定量依据；

固体废弃物压占导致的耕地物理结构恶化（紧实化、侵入物增加）与化学性质变异（pH 值改变、有机质异常、重金属累积）是主要破坏特征，资源勘查技术可精准捕捉这些变化；

基于勘查结果的修复方案（分类清理、土壤改良、重金属稳定化）具有针对性强、效率高的特点，能有效恢复耕地功能；

推动资源勘查技术与耕地保护深度融合，需在技术创新（智能化监测）与制度建设（标准完善、机制创新）两方面同步发力。

未来研究应进一步拓展资源勘查工程在耕地生态系统服务功能评估、修复材料研发等领域的应用，为构建新时代耕地保护技术体系提供更坚实的学科支撑。

参考文献：

[1] 叶天竺 ， 吕庆田 ， 严光生 . 深部矿产资源勘查技术方法进展 [J]. 地质学报 ， 2021， 95（5）： 1423-1442.

[2] 中国地质调查局. 中国矿产资源勘查技术发展报告（2020—2022）[R]. 北京： 地质出版社， 2023.

作者简介：何其伟（1997-），男，湖南益阳，本科，助理工程师，主要从事测绘工程