彭东海

（德庆县河湖管理服务中心，广东肇庆526600）

矿产资源已成为经济社会发展高度依赖的物质基础，我国能源、工业原料和农业生产资料分别有95%以上、80%以上和70%以上来自矿产资源[1]。随着经济社会的发展，人类对矿产资源的需求也不断增大，矿山大规模的开采，以及开采产生的大量废弃物使原有的地形、地貌和植被遭到破损，对生态环境造成严重破坏，水土流失严重，极易诱发泥石流、山洪、沙尘暴与荒漠化等次生环境灾害，对矿区及周边的生态安全构成威胁，制约了采矿业和区域经济的可持续发展[2]，且矿山开采对土地扰动程度大，排放废弃物的堆放占用大量土地，治理难度大，生态恢复时间长。因此，矿山废弃地的生态恢复与重建是矿区环境治理，发展绿色矿山不可或缺的一项任务，本文在充分查阅相关研究成果的基础上，对矿山废弃地水土保持生态恢复与重建的环境特点、影响因素和对策进行分析，以期为矿区的环境治理和生态恢复与重建提供参考。

1 矿山废弃地的环境特点

自然生态系统的恢复与重建均以植被恢复为前提，植被恢复不仅可以构建初始的植物群落，而且能有效改善土壤理化特性，提高土壤肥力，促进土壤微生物和动物的恢复，从而使整个退化生态系统的结构和功能得到恢复[3]。矿山废弃地原有生态系统遭到破坏，是一种特殊的退化生态系统，地质结构与外貌特征被改变，使青山绿地成为荒山秃岭，原有植被及植物繁殖体丢失，生物栖息环境消失。矿山废弃地通常有着极端的生境条件，主要表现为：土壤基质结构松散、缺乏水分、表面温度过高、持水保肥能力差；而且养分贫瘠，缺乏植物生长所需的有机质和营养元素，残存的某些重金属离子易对植物造成毒害，这些极大地限制植物生长和发育[4-5]。王改玲等[6]研究发现土壤状况、温度和水分等是煤矿废弃地植被恢复的限制性因子，韩芳等[7]发现采石场废弃地植被恢复的主要限制因子是土壤条件，尹金珠等[8]发现土壤速效养分、酶活性和有机质等因子是影响植被恢复群落物种多样性的主导因子。

2 矿山废弃地水土保持生态恢复与重建的影响因素

2.1 土壤条件对生态恢复与重建的影响

矿山废弃地水土保持生态恢复与重建的首要工作是植被的恢复与重建，土壤是植物赖以生存的物质基础，其结构与养分状况对植物的生长起着关键性作用，也是生态系统中诸多生态过程（如营养物质循环、水分平衡和凋落物分解等）的载体，直接推动植物群落的发生、发育、演替速度和方向[9]，进而对矿山废弃地水土保持生态恢复及其效果产生重要影响。刘卫华等[10]发现植被生长与土壤pH 值、碱解氮和速效磷含量有密切关系，邢慧等[11]研究表明土壤有机质、速效钾和全氮对植被恢复群落特征有较大影响。因此，矿山废弃地植被恢复与重建的首要问题是对土壤进行改良，改善土壤基质，提高土壤肥力。

2.2 植物群落特征对生态恢复与重建的影响

物种多样性是植物群落的基本特征，可以反映植物群落的结构组成，体现群落的结构类型、组织水平、生境差异、发展阶段和稳定程度，矿山废弃地植被恢复与重建实质是植物群落的次生演替，也是植物群落特征不断变化的过程[12]。王军等[13]研究发现采石场废弃地植物群落结构随恢复年限的增加逐渐走向复杂。许丽等[14]调查发现煤矿废弃地植物群落物种多样性随植被恢复年限的增加而呈上升趋势。张艳等[15]对采石场废弃地不同时间梯度植物群落特征研究，发现群落物种更替随着恢复年限的增加而频繁，群落整体层次性随灌木和乔木物种的出现而增强，并逐渐趋向于稳定群落。通过对矿山废弃地植被恢复过程的植物物种多样性进行研究，能够了解群落的结构、功能和稳定性，既是对植被恢复植物物种选择及配置模式适宜性的再认识，也是对植被恢复与重建效果的科学评价。

3 矿山废弃地水土保持生态恢复与重建的对策

3.1 改良土壤基质，改善土壤环境条件

土壤基质改良是矿山废弃地生态恢复的关键问题，只有土壤结构、养分含量和持水保肥能力等得到相应的改善，为植物的生长发育提供生存环境，生态恢复与重建才能进行。

土壤基质改良主要有物理、化学和生物方法，但物理改良和化学改良工作量大、费用高、难以管理，且效果持续时间短，不利于矿山废弃地植被快速的恢复与重建；生物改良可分为植物改良、土壤动物改良、微生物改良和菌根生物改良，具有投资小、快速改善土壤理化性质、减轻土壤污染和提高养分含量等优势，其中植物改良可迅速恢复矿山废弃地植被，防治水土流失，达到生态恢复与重建的目的。马云波等[16]、李春等[17]和李晓莹等[18]研究均发现植被能有效改善土壤的理化性质，提高土壤肥力，为植物提供良好充足的养分、水分、空气和热量等生长条件。朱佳文等[19]研究发现植被可提高其根际土壤有机质、全氮含量和土壤含水率，降低了土壤pH 值，并对Zn具有较强的富集能力。毛海立等[20]在铅锌矿区发现地果（Ficus tikoua）表现出对Pb 和Cd 良好的转运和富集特征。植被可有效改良土壤基质，改善土壤环境条件，研究植物方法改良土壤基质对矿山废弃地水土保持生态恢复与重建具有重要的指导意义。

3.2 合理选择植被恢复与重建的植物种类

矿山废弃地植被恢复与重建要有适宜植物种类，由于立地条件极为恶劣，植物种类选择的适当与否是植被恢复成败的关键因素之一，应根据矿区极端的环境条件，选定具备耐干旱瘠薄、抗逆性好、根系发达、生长迅速、土壤培肥能力强和播种或栽植时成活率高等特性的植物种类[21]。

王晓春等[22]根据矸石山的土壤条件，采用TWINSPAN分类方法确定了植被恢复效果显著的措施和适宜的植物种类。杨建军等[23]通过植被调查研究，筛选出针茅（Stipa capillata）、黄芪（Astragalus penduliflorus）和草原苔草（Carex liparocarpos）可作为煤矿废弃地生态恢复的先锋植物种类。符亚儒等[24]进行植物栽植试验，筛选出沙地柏（Sabina vulgaris）、紫穗槐（Amorpha fruticosa）、沙蒿（Artemisia desertorum）和沙打旺（Astragalus adsurgens）等9 种适应极端立地条件的植物种类。吴杨杨等[25]通过分析沙生植物吸收重金属的特征，发现沙木蓼（Atraphaxis bracteata）和驼绒藜（Ceratoides latens）、柠条（Caragana korshinskii）和红柳（Tamarix chinensis）对Cu 和Ni 具有明显的超富集特性，且具有生长速度快、生物量大的特点，可作为镍铜尾矿库植被恢复的优势植物种类。王子玲等[26]对矿区立地条件进行划分，通过试验和对植物生长特性及植被现状的调查研究，发现不同立地类型区的适生植物种，进一步明确应首先考虑极端立地条件适应性强的乡土树种作为矿山废弃地植被恢复与重建的先锋植物种类。

4 矿山废弃地水土保持生态恢复与重建研究展望

矿山废弃地水土保持生态恢复与重建的关键问题是土壤基质改良，为植物的生长和发育创造环境条件。自然界中存在着对废弃地极端环境具有适应性的一些先锋植物种类，能同时改善大气、水体和土壤的环境质量，研究植物生长特性，筛选出适宜的先锋植物对矿山废弃地的植被恢复与重建具有重要意义。另外，土壤微生物和动物的生命活动及其代谢产物对土壤理化性质改善和土壤肥力的提高等方面发挥着重要作用，研究土壤微生物和动物的功能特性也是矿山废弃地水土保持生态恢复与重建的重要研究课题。

土壤与植被是一种相互依赖和制约的关系，并随着植物群落的演替而发生变化。在土壤-植被系统中，两者的关系复杂且同时受到其它多种环境因子的影响，土壤与植被相互影响机制和演替规律目前尚不明确，需要对矿山废弃地的植被恢复与重建开展长期定位监测研究，才能了解恢复过程中土壤与植物群落的演替规律与作用机制，为矿山废弃地水土保持生态恢复与重建提供科学依据。同时，植被类型影响着植物群落特征和土壤基质改良效果，不同植物恢复模式产生的恢复效果存在差异，需要通过长期监测植被恢复情况，综合评价不同植物配置模式的植被恢复效果，才能筛选出矿山废弃地的适宜的植物种类和恢复效果显著的植物配置模式，加快水土保持生态恢复与重建的进程。