矿山修复新观点及未来趋势-ag旗舰平台尊龙

随着世界各国对于生态环境的重视，很多国家纷纷注重矿山修复工程，加大矿区的生态建设。国内外矿山改造的成功案例很多，综合其不同功能与特性，归纳主要有以下7种类型：生态恢复类、博物资源利用类、旅游开发类、复垦造田类、引水造湖类、垃圾处理厂类、仓储类。其中，生态恢复类、旅游开发类占据矿山修复案例的一半以上，具有较高的修复价值。

一、自然恢复和人工恢复的选择标准需要探索

自然修复(spontaneous restoration)或被动恢复(passive restoration)是指不依靠人工干预或者最小化的人工干预达到生态恢复的目标,但是这种恢复方式一直受到质疑。相比之下,人工修复(artificial restoration)或者主动修复(active restoration)的原理和技术是研究的重点,也被认为是矿区生态修复的最基本方法。然而,最近三届世界生态恢复大会上,自然修复和人工修复的选择成为争论的焦点。

捷克、澳大利亚、加拿大、德国、秘鲁、阿根廷、菲律宾等国的矿山生态恢复学者调研了本国早期和近期修复的矿山生态系统,并与没有受到采矿扰动的系统进行比较,发现近期人工修复系统的生物量比自然恢复系统恢复的快,而且土壤质量恢复的好,碳储量也大,但是随着时间的推移,自然恢复区生物多样性更好,自然演替的效果也强于人工恢复区。捷克、德国学者认为,在中欧地区的破坏严重的矿区,采用主动修复是必要的,其他条件下,应依赖近自然恢复,因为近自然恢复场地生物多样性更高,自我维持能力更强。德国学者研究认为,是否采取自然恢复手段取决于周边景观状况、历史、地区物种池中本土物种或者外来物种的共享、损失生境的快速补偿的必要性、以及有关的生态系统服务如侵蚀控制或饲料生产。但是,阿根廷、南非、秘鲁等国家学者却得到不同的结论,例如南非金山金矿场尾矿库种植的植被难以长期稳定,必须人工定期干预才能维持稳定性。对秘鲁金矿山废弃自然恢复场地植被结构的调查发现,不同恢复年限下,植被结构差异很大,且植被恢复较慢,需要主动恢复。由此可见,矿山生态修复中,自然恢复和人工修复两种策略的优劣还需要继续探索。

二、矿山生态恢复需要引入恢复力理论

矿山土地复垦和生态修复的核心不仅是治理破坏的植被或者退化的土壤,而且还应该建设生态系统恢复力,这一观点得到越来越广泛的认识。但是,矿山生态系统恢复力针对的扰动类型却存在不同观点。很多学者认为,矿山土地复垦和生态修复针对的就是采矿扰动,如沉陷、裂缝、滑坡、地下水破坏以及污染等。然而,有的学者认为这种看法必须改变。例如,加拿大油砂矿区的阔叶林生态系统的结构和功能十分复杂,且受到地形、土壤、植被和外在扰动等多种因素的影响,这个阔叶林生态系统是一个自适应系统。重建有恢复力的系统需要了解这个系统的自然演替、相互作用以及动态性。
因此恢复力应包含两种能力,一是从采矿扰动的恢复能力,二是从未来扰动中恢复的能力。
据此,来自加拿大的研究人员提出恢复力建设的途径,包括：
1、重新建立与地形、土壤相匹配的树种多样性;
2、使用定植苗技术来提高抗压能力;
3、利用表土和林地表层物质来促进多样的、自然的林下植物群落的演替;
4、利用粗木制材料来迅速启动关键生态过程。
另外,有学者认为目前提高土壤恢复力、植被群落恢复力、景观恢复力等的路径仍不清楚,澳大利亚学者还呼吁应重新定义revegetation、rehabilitation和restoration,以利于明确恢复力建设的目标。

三、矿山生态修复需要重视新型矿山生态系统的设计及研究

随着生活水平的提高,人们对精神文化、环境质量的要求也逐渐提高。早期矿山土地复垦与生态修复强调耕地复垦和高经济效益,近来逐渐增加了对风景和休闲娱乐等生态服务价值的重视。新的恢复目标和方式完全改变了原有系统的结构和功能,被修复后的系统往往成为新型矿山生态系统。如何规划、设计新型生态系统并保证它的恢复力,是参会代表讨论的重点之一。例如,有的学者认为,新的生态系统,无论是偶然的还是特意设计的,都是由人类衍生出来的景观和文化。在那些高度改变的景观中,规划和设计可以提升文化和美学品质,同时也增加生物与自然的相关性。也有相似的观点认为,仅仅保证生态和景观系统的持续性还不够,应在寻求增加生态效用的足迹时,将之建设称为生态功能再生的场所。

从世界生态恢复大会关于矿山生态系统恢复的论文与报告来看,矿山生态系统是世界生态恢复研究的主要对象之一。植被、土壤和水的修复是矿山生态修复的核心主题,系统性、大尺度的生态恢复将是研究的重要方向。自然恢复的方法和技术将成为研究热点,矿区社会生态恢复力建设将逐步受到重视,确保矿区生态系统的可持续性是这些研究的共同目标。