基于土壤重构的矿区损毁土地生态修复效果评价及优化路径研究

引言：

矿区开采导致的土地损毁呈现结构破坏、养分流失及生物功能丧失等多维退化特征，对区域生态系统稳定性和土地利用效率产生深刻影响。现有生态修复模式在技术单一、指标不全及可持续性不足方面存在明显不足。针对矿区特殊土壤条件和生态需求，本文提出以土壤重构为核心的修复策略，结合修复效果的科学评价和优化路径探索，力图为矿区损毁土地的恢复提供切实可行的方法和策略，同时为政策制定与实践操作提供决策参考。

1. 矿区损毁土地生态修复研究概述

由于矿区的采煤使得土地结构遭到毁坏、养分被溶蚀，并造成微生物功能的退化，严重影响当地的生态稳定性以及生产力的恢复。在国内外的研究中，有关于矿区土地的生态修复主要集中在矿区土地的植被生态恢复、土壤治理以及景观的重构方面，并不存在关于土地重构策略的研究及效果的定量评价研究。本研究以重构土地结构为核心点，重视结构构建、养分重建以及微生物功能重构的联合工作，并通过构造土壤重构修复技术的评价指标体系和对矿区的土地重构效果进行定量分析，达到精细有效的修复效果以及修复操作可重复性，为矿区生态恢复提供了一个完整的技术链及其治理方案的决策参考[1]。

2. 矿区生态修复面临的主要问题

2.1 矿区土壤退化特征及修复难点

由于土壤退化，矿区土壤结构散乱、团粒结构损失，土壤孔隙度下降，有机质及营养元素流失严重，同时伴有重金属污染以及微生物退化，使得传统的土壤改良措施失去作用，造成植被恢复缓慢、成活率低。土壤的恢复困难在于重建土壤的物理结构和化学营养物质平衡与生物活性的复合体，恢复土壤支撑持续的生态系统的能力。为解决此类问题，需以土壤的整体功能进行考量，应用包括机械修复、营养修复和微生物注入相结合的复合型、长效型和多元化的土壤修复方式[2]。

2.2 现有生态修复模式存在的局限性

传统的矿区土壤植被修复主要以单一的植被修复或是土壤表面的覆盖，缺少对矿区土壤深部结构及功能修复的技术。而且缺乏技术监测与效果评价，对于这些措施作用于矿区土壤质量、养分周转、生态功能中的作用缺乏明确认知。且施工成本大、管理难度大、应用面积较困难，难以推广[3]。

3. 基于土壤重构的矿区损毁土地生态修复效果评价及优化路径

3.1 矿区土壤重构技术实施及评价指标

矿山土壤修整应基于矿山土壤物化生指标评价结果的基础上，通过土壤剖面修复、改良及功能组合运用，达到矿山土壤生理生态功能的恢复和承载力的恢复。可从机械旋耕、深旋与土壤团聚体构建的技术途径上与土壤团聚体相结合，通过土壤养分的空间配置、生物有机质投放来重构养分结构，通过生物接种、与菌根结合来提升土壤生物功能，构建利于矿山植物长期正常生长的基础。评价体系设计上，主要包括土壤结构修复指标、土壤养分浓度变化指标、土壤生物活性及生物多样性等指标与土壤水功能指标，做到时间序列化监测，可动态进行土壤指标评价的策略。指标权重上，可以根据不同区域生态修复需求和土地利用需求综合确定权重，做到技术实施后效益指标可定量、可比、可控。技术上，分为分批次与反馈改善性策略，初现阶段土壤结构、养分补充、生物活性恢复通过分阶段作业过程与关键指标确定，通过监测数据反馈调节，降低资源输入的浪费，发挥最大效益[4]。

3.2 基于土壤改良的生态修复效果评估

评估生态修复效果应构建多层次的多目标指标体系，将改善修复的土壤结构、养分状况和生物学功能作用与修复植被覆盖度和生态系统服务功能整合考虑，其中以密度、孔隙率和团聚体稳定性监测评估结构改善，有机质、有效氮磷钾及微量元素监测评估养分恢复，微生物多样性、酶活性和功能群落监测评估生态功能修复效果；可构建土壤结构—养分—功能关联指标的空间分布取样与时间序列的动态监测评估方法，构建生态修复模型，实现修复技术数据驱动决策，生态修复构建关联不同指标，挖掘结构改善对养分养分循环、微生物群落和酶活性影响对修复技术调整，将评估结果对修复技术调整予以反馈，修订改进修复的技术方案 [5]。

3.3 矿区修复技术优化与可持续路径探索

矿山修复技术改进应将提升系统功能作为最终目标，将土壤修复与植被重建和提升生态服务能力相融合，采用细化土壤修复物料混合使用，通过补充有机质、调整矿物质、接种益生菌之间功能协同的土壤修复技术措施；综合运用机械措施和生物措施相结合的分区分级措施来处理不同退化等级的地块；实施长效跟踪计划，将土壤质量和植物生长状况、生态服务能力相融合纳入表征生态系统健康状况的指标库，逐步实施措施调整和方案升级。在可持续发展方面，应建立资源和管理的循环闭合管理，将修复过程中产生的有机物和废料和矿区废料和废渣融入到修复过程中，减轻外部投入强度。同时建立基于生态保护与经济效益综合评价，优先选择低成本、低技术、易复制推广的生态修复技术和模式，在降低推广应用障碍的同时，实现技术的持续推展。技术改进应与政策引导及管理策略相衔接，通过制定标准的操作程序和技术规范进行推广，以便实现区域的推广和修复工程长期运行监管，在经济价值、社会价值和生态价值等全方位实现最大化[6]。

结束语：

针对矿山土地退化及现有矿山土地复垦模式存在的问题，笔者分析发现，土地复垦的结构重构、养分补充、功能复原具有一定独特的优势，提出合理的土地复垦标准，并能够较为准确地估计土地复垦的标准实现度，从而更好地为实现下一步的优化提供依据；通过技术创新、模式创新、持续性的政策支撑以及永续化、创新性、效率化的长期可持续修复，在很大程度上能够实现矿山土地永续、高效率、生态协调的修复。笔者的研究结果对矿山毁损土地的系统性土地整治规划目标的实现、对区域生态修复土地系统管理和利用均提供了相应的对策参考。

参考文献：

[1] 贾梦旋 , 王金满 , 李禹凝 , 等 . 基于自然解决方案的矿山生态修复研究进展 [J]. 煤炭科学技术 ,2024,52(8):1-13.

[2] 刘江 , 严有龙 , 马磊 , 等 . 大型露天矿区生态修复植被碳储量研究——以重庆铜锣山为例 [J]. 资源环境与工程 ,2024,38(6):754-761.

[3] 杜银山 , 王雅宁 , 李磊 , 等 . 湖北省十堰市历史遗留废弃矿山现状及生态修复工程研究 [J]. 有色金属（矿山部分）,2024,76(4):174-181.

[4] 杨琛 , 翟国徽 .”双碳”背景下的矿区生态保护修复 [J]. 煤炭经济研究 ,2023,43(8):42-47.

[5] 胡振琪 , 理源源 , 李根生 , 等 . 碳中和目标下矿区土地复垦与生态修复的机遇与挑战 [J]. 煤炭科学技术 ,2023,51(1):474-483.

[6] 李飞 , 马俊强 , 王佟 . 木里地区土壤重构前后营养成分及重金属成分分析 [J]. 中国煤炭地质 ,2025,37(1):57-61.