世界生態(tài)恢復大會都將礦山生態(tài)系統(tǒng)列為大會交流的主題之一。為了解礦山生態(tài)修復的最新進展，全面對比了大會的論文和報告，包括參會國家、主要機構(gòu)、熱點礦區(qū)、修復要素、礦山類型、修復技術(shù)等。在此基礎(chǔ)上，歸納了新開發(fā)的生態(tài)修復技術(shù)，包括植被恢復、土壤修復和景觀恢復等新技術(shù);總結(jié)了當前的研究熱點，主要有復墾的土壤和修復的植物之間相互作用的機理、礦山生態(tài)修復的監(jiān)測新技術(shù)、本土物種保持、污染土壤修復新技術(shù)、應(yīng)對全球氣候變化的礦山生態(tài)修復新思維和礦山生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值等;介紹了會議提出的新觀點，如自然恢復和人工恢復選擇的新標準、礦山生態(tài)恢復力新理論、新型礦山生態(tài)系統(tǒng)及其設(shè)計等。最后對未來研究趨勢進行了預測。

世界生態(tài)恢復大會上涉及礦山生態(tài)恢復的口頭報告(Oral Presentation)和專題座談會(Symposium Presentation)共27個、張貼論文報告(Poster Presentation)22個,而2013年分別是34個、10個,2015年則分別是31個、18個,可見近三屆發(fā)表的論文(報告)數(shù)量變化不大,這表明礦山生態(tài)恢復是一個穩(wěn)定的研究領(lǐng)域。2013年,在會上做口頭報告的有美國、法國、捷克、剛果、智利、巴西、南非、中國、加拿大、澳大利亞、菲律賓、阿根廷等12個國家,2015年有蒙古、南非、捷克、澳大利亞、加拿大、英國、印度、新西蘭、法國、美國、德國、芬蘭、尼日爾、冰島、巴西、愛沙尼亞、比利時、秘魯、中國等19個國家,而2017年有巴西、澳大利亞、韓國、美國、波蘭、西班牙、秘魯、西班牙、中國、哥倫比亞、阿根廷、拉脫維亞、南非、厄瓜多爾、冰島、西班牙、捷克、德國、加拿大、愛沙尼亞等20個國家?？梢?澳大利亞、加拿大、美國、中國、南非、捷克、巴西等是持續(xù)參加該學術(shù)會議并長期關(guān)注礦山生態(tài)恢復的國家,因為這些國家是礦產(chǎn)資源開發(fā)大國。

參加會議并提交論文的機構(gòu)主要是高校和科研單位,而企業(yè)和政府部門則相對較少。2013年參加會議的有高校30所、科研單位5所、公司4家和政府管理部門2個;2015年有高校36所、科研單位14所、公司7家和政府管理部門4個;2017年則有高校43所、科研單位30所、公司6家和政府管理部門5個。可見,高等院校是礦區(qū)生態(tài)恢復的主要研究機構(gòu)。但值得一提的是,一些大型礦山企業(yè)如澳大利亞美鋁有限公司(Alcoa of Australia Ltd.)等一直積極參與礦區(qū)生態(tài)修復的研究工作。

從參加會議的高等院校來看,加拿大的阿爾伯塔大學(University of Alberta)、澳大利亞的昆士蘭大學(University of Queensland)和西澳大學(University of Western Australia)、捷克的查理斯大學(Charles University in Prague)和南波希米亞大學(University of South Bohemia)、愛沙尼亞的塔林大學(Tallinn University)、中國的中國礦業(yè)大學(China University of Mining and Technology)、美國的科羅拉多州立大學(Colorado State University)、密歇根理工大學(Michigan Technological University)、蒙大拿州立大學(Montana State University)以及洛杉磯大學(Universidad de los Los Andes)、巴西的南大里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(Universidade Federal do Rio Grande do Sul)和圣保羅大學(Universidade de S?o Paulo)、波蘭的克拉科夫農(nóng)業(yè)大學(University of Agriculture in Krakow)、西班牙的阿爾卡拉大學(University of Alcalá-Fundación FIRE)、德國的慕尼黑工業(yè)大學(Technical University Munich)是最近幾年最為活躍的高校。

世界礦山分布極其廣闊,但是研究興趣區(qū)似乎非常集中。主要有加拿大油砂開采礦區(qū)、美國阿巴拉契亞礦區(qū)、中國西部干旱半干旱礦山、南美熱帶雨林地區(qū)的礦山、澳大利亞熱帶干旱礦區(qū)、非洲金屬礦區(qū)和歐洲已經(jīng)修復的礦區(qū)等7大地區(qū),表明這些地區(qū)資源開采強度大、破壞嚴重且是生態(tài)恢復的重點地區(qū)。從地帶來看,對干旱半干旱礦區(qū)生態(tài)恢復的關(guān)注度最高,如非洲、南美洲、澳大利亞、印度等季節(jié)性干旱的稀樹草原(Savannah)礦區(qū)以及中國西部干旱礦區(qū)等;其次是苔原區(qū)(Tundra)如北美、北歐和高寒山地的礦區(qū);再次是南美洲的秘魯和巴西、非洲的剛果等國家熱帶雨林著名礦區(qū)。

從生態(tài)修復的對象來看,受關(guān)注程度最高的一直是植被,包括林地、苔蘚、灌木、草本、豆科植被等。根據(jù)植被所在地區(qū)的不同又可細分為礦區(qū)植被、流域植被、泥炭地植被與濕地植被等;根據(jù)所處地可分為干旱帶、干濕熱帶、熱帶以及寒帶植被等。土壤的恢復次之,包括土壤有機質(zhì)提高、重金屬遷移和土壤結(jié)構(gòu)重構(gòu)等。除此之外,修復要素還包生態(tài)景觀、物種多樣性、本土物種結(jié)構(gòu)、土壤微生物、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、水資源污染、地下水水位、土壤種子庫等的修復。近三屆會議關(guān)注的生態(tài)修復對象間的比例有輕微變化,但大體上保持一致,這表明近年來國際礦山復墾和生態(tài)修復的關(guān)注點較為穩(wěn)定。

從研究的礦區(qū)類型看,露天礦山的生態(tài)修復是關(guān)注的重點,井工礦山相對較少。從不同礦山類型來看,煤礦是關(guān)注的重點,金屬礦、砂石礦修復的研究也較多。金屬礦山中,以金礦、銅礦、鈷礦、鐵礦、鋁礦、鈾礦為主,砂石礦則以干旱地區(qū)的采砂場為主。除此之外,油砂礦、草原沙礦、林地砂礦等也受到一定程度的關(guān)注。其他礦山,例如粘土礦、頁巖礦等的研究也有涉及。值得一提的是,關(guān)閉礦山的生態(tài)恢復受到較大程度的關(guān)注,尤其是關(guān)閉時間很長的礦山的復墾場地的生態(tài)演替得到了研究人員的重視,例如,研究人員以關(guān)閉礦山為研究場地來比較自然修復和人工修復的效果,從而反思現(xiàn)有的修復模式。

大會期間,大部分國家的專家學者介紹了本國土地復墾和生態(tài)修復的經(jīng)驗、存在的問題和解決途徑等,也有不少專家展示了新的土地復墾和生態(tài)修復技術(shù)。

一、植物修復新技術(shù)

植物修復技術(shù)的開發(fā)一直是礦山生態(tài)修復研究的重點。例如,法國新喀里多尼亞鎳礦山修復中,在水播法中撒播的是一種叢枝菌根真菌孢子包裹的種子,該種子用15g/L的藻酸鹽作包衣劑,用微孔膜(Millipore membranes)覆蓋。該技術(shù)的關(guān)鍵是控制水的pH值,這是因為水的pH值對包衣質(zhì)量和發(fā)芽影響最大。再例如,美國密歇根湖區(qū)銅礦跡地的濕地恢復中,采用土工合成材料(Geotextile materials)、泥炭(Peat)和當?shù)毓嗖菹嘟Y(jié)合的綜合生態(tài)修復技術(shù)。來自澳大利亞的研究人員主張建立種子生產(chǎn)基地、專業(yè)種子園等來培育種子,因為野生種子數(shù)量難以滿足需求,他們認為建立專門基地、園地有很多優(yōu)點,如保持多樣性、血統(tǒng)、防止種子污染外物入侵、提高種子質(zhì)量等,還可以作為氣候變化監(jiān)測場所等。

然而,近幾年很多的案例強調(diào)了植被修復的全過程控制技術(shù),而不僅僅依靠單一的生態(tài)修復技術(shù)。例如,加拿大阿爾伯特油砂礦場植被重建的瓶頸是水,研究人員提出了加強重栽植被的保水管理、重塑地形減少水土流失、加大滲透以在地下保水、選擇適當?shù)谋Ｋ脖?、關(guān)注水的時空配置及其與植被重建相耦合等關(guān)鍵技術(shù)。在澳大利亞露天礦場植被重建中,研究人員考慮到植被生命周期的播種、幼苗和成熟等三個階段土壤和植被的相互作用,提出了全局植被重建技術(shù),包括植物物種優(yōu)選、土壤基底重構(gòu)、表土覆蓋、播種和維護管理等環(huán)節(jié)。阿根廷的研究人員提出了干旱礦區(qū)植被重建關(guān)鍵技術(shù),包括物種選擇、胚質(zhì)生產(chǎn)、幼苗種植、苗木生產(chǎn)、土壤和基底重構(gòu)、群落構(gòu)建以及植被維護等。印度切里亞煤田開采歷史100多年,是世界著名煤田,在這里進行煤炭開發(fā)的巴拉特焦煤公司提出了三步式復墾策略：第一步鏟除侵入物種如馬纓丹(Lantana),第二步種植灌木和草本植物,第三步種植本土喬木。

二、土壤修復新技術(shù)

土壤修復往往是針對退化土壤的某種性狀缺陷而開展的。例如,在加拿大闊葉林生態(tài)修復過程中,研究人員發(fā)現(xiàn)人工擾動后土壤酸性太強,因而采用添加石灰來中和土壤酸性。然而石灰的添加會影響到土壤微生物功能,尤其是影響到異養(yǎng)的和無機化能營養(yǎng)的硝化細菌的活性和潛在硝化活動,因此研究人員認為石灰添加量和修復時機十分重要。再例如,加拿大的礦山生態(tài)修復研究人員為了減少鋅的污染,提出了專門的土壤修復方法,包括施加魚粉生物炭、鈣基膨潤土和覆蓋木纖維等。另外,加拿大研究人員還開發(fā)了一種加速泥炭轉(zhuǎn)化為土壤有機質(zhì)的方法;澳大利亞采礦場地土壤修復中特別強調(diào)土壤種子庫的保護和建設(shè),研究人員認為土壤種子庫是重建生態(tài)系統(tǒng)抵抗干旱擾動的關(guān)鍵。土壤的微生物修復技術(shù)也是研究的重點。例如,在英國重金屬污染土壤的修復過程中,采用了生物炭和蚯蚓培育技術(shù);在南澳大利亞州干旱砂礦的土壤修復中,提出了構(gòu)建微生物生態(tài)銀行技術(shù),這種技術(shù)能以最大限度恢復表土質(zhì)量促進采礦場地重建,通過培育藍菌(Cyanobacteria)以促進生態(tài)結(jié)皮生長、表土穩(wěn)定化。

三、景觀恢復新技術(shù)

礦山景觀恢復受到越來越多的關(guān)注。例如,在加拿大關(guān)閉油砂礦的修復過程中,就特別強調(diào)景觀恢復,恢復技術(shù)包括加強斑塊的聯(lián)通性、地貌重塑、采場排水系統(tǒng)和地面水系的有機聯(lián)系、加強修復場地和周邊湖濱生態(tài)系統(tǒng)功能的協(xié)調(diào)等。澳大利亞露天礦山修復中注重模仿自然地貌來重塑景觀,這實質(zhì)是對自然景觀的恢復,其中關(guān)鍵技術(shù)是增加地形的異質(zhì)性。冰島嚴重退化的礦山景觀恢復強調(diào)非生物因素的改善、利益相關(guān)者的參與、生態(tài)修復人員的培訓和引導等。

礦山景觀恢復力的評估、礦山生態(tài)系統(tǒng)景觀服務(wù)價值、景觀尺度上的生態(tài)恢復、生態(tài)恢復過程中景觀結(jié)構(gòu)和功能的響應(yīng)和反饋、采后景觀的維持和優(yōu)化、不同物種對景觀配置的影響、公共政策和社會過程對礦山景觀恢復的作用、景觀恢復效果評價這些問題也受到關(guān)注。

從生態(tài)修復方法看,人工修復是研究的主體。相比之下,自然恢復的研究較少,但有增長趨勢。對這兩種修復方法的反思和比較是一個熱點。對自然恢復的研究強調(diào)恢復效果的監(jiān)測和評價,而人工修復研究則側(cè)重于開發(fā)不同的修復方法,如植被修復、動物修復、微生物修復、表層土壤重構(gòu)、營養(yǎng)物覆蓋方法等。在植被修復方面,研究人員關(guān)注固氮植物、吸附重金屬植物、保水植物、耐受性植物等的優(yōu)選方法。