礦山生態(tài)修復(fù)有哪些新技術(shù)

礦山生態(tài)修復(fù)有哪些新技術(shù)？1仿自然地貌修復(fù)技術(shù)（一）人工地貌通常，在礦山開采破壞前，礦區(qū)原本的經(jīng)過10年乃至百年自然形成的自然生態(tài)系統(tǒng)患病破壞，繼而促使了礦山地質(zhì)環(huán)境生態(tài)修復(fù)的發(fā)生。礦山地質(zhì)環(huán)境生態(tài)修復(fù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不行能使其完全恢復(fù)原本的狀態(tài)，事實(shí)上，更多的時(shí)候它是人為地重建一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)，這也是生態(tài)重建的名詞在土地復(fù)墾中被廣泛使用的緣由。人工生態(tài)系統(tǒng)是指經(jīng)過人類干預(yù)和改造后形成的生態(tài)系統(tǒng)，其易受人類社會(huì)的劇烈干預(yù)和影響，且不穩(wěn)定，易受各種環(huán)境因素的影響，并隨人類活動(dòng)而發(fā)生變化，自我調(diào)整力量差，并且系統(tǒng)本身不能自給自足，依靠于外系統(tǒng)，并受外部的調(diào)控。同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)行的目的不是為維持自身的平衡，而是為滿意人類的需要。所以人工生態(tài)系統(tǒng)是由自然環(huán)境（包括生物和非生物因素）、社會(huì)環(huán)境（包括政治、經(jīng)濟(jì)、法律等）和人類（包括生活和生產(chǎn)活動(dòng)）三部分組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。人類在系統(tǒng)中既是消費(fèi)者又是主宰者，人類的生產(chǎn)、生活活動(dòng)必需遵循生態(tài)規(guī)律和經(jīng)濟(jì)規(guī)律，才能維持系統(tǒng)的穩(wěn)定和進(jìn)展。典型的礦區(qū)人工恢復(fù)地貌如經(jīng)過人工重建的綠化煤矸石山、大型堆砌排土場(chǎng)等，其往往具有較重的人工痕跡，外形規(guī)章布局過于工整，且花費(fèi)較大，但不易保持。人工生態(tài)系統(tǒng)需要長期的維護(hù)，在礦區(qū)尺度上，對(duì)于全國大量的大面積礦區(qū)來說，這種人工生態(tài)系統(tǒng)并不是最佳的選擇。（二）景觀表征對(duì)于礦山開采破壞景觀的詳細(xì)評(píng)價(jià)，現(xiàn)有討論通常通過分形理論或景觀指數(shù)來表征。分形理論大多應(yīng)用于對(duì)宏觀大尺度的地形和微觀尺度的土壤顆粒分布進(jìn)行表征，通過單一分維數(shù)表征地形簡單程度，如河道地貌（朱嘉偉等，2005）、土地利用結(jié)構(gòu)（趙晉寶，2014）、侵蝕沖溝等；通過多重分形譜表征地形的變異特征，如土壤粒徑分布規(guī)律（王金滿等，2014）等。但分形理論對(duì)于露天煤礦排土場(chǎng)等中小尺度的受損土地景觀表征討論相對(duì)較少（張莉等，2016）。另一種表示法為景觀指數(shù)。利用景觀指數(shù)可以表征礦區(qū)土地景現(xiàn)破裂化程度，其連接性與異質(zhì)性、結(jié)構(gòu)、空間排列等。其主要使用指數(shù)包括：分維數(shù)、多樣性、優(yōu)勢(shì)度、斑塊數(shù)目、景觀類型面積比例、景觀外形指數(shù)、擴(kuò)散度、破裂度、香農(nóng)多樣性指數(shù)與香農(nóng)勻稱度指數(shù)、分別度、勻稱度等（畢如田等，2007；李幸麗等，2009；萬越，2015；張前進(jìn)等，2006；韓武波等，2012），其表征意義可查閱相關(guān)參考文獻(xiàn)。（三）景觀重塑與再造由于礦山開采活動(dòng)形成的人造景觀與四周原有景觀不協(xié)調(diào)，景觀連接性差，造成生態(tài)系統(tǒng)的不和諧，導(dǎo)致了一系列生態(tài)問題，由此就衍生出仿自然地貌理論（張莉等，2016）。仿自然地面要求復(fù)墾后地形與當(dāng)?shù)刈匀痪坝^相協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌愛護(hù)土壤、水源和環(huán)境質(zhì)量，復(fù)墾土地應(yīng)當(dāng)達(dá)到當(dāng)?shù)卦械目沙掷m(xù)進(jìn)展的景觀生態(tài)環(huán)境水平。仿自然地貌更加注意當(dāng)?shù)卦械纳鷳B(tài)系統(tǒng)，盡可能接近原有地貌。首先是基于景觀生態(tài)學(xué)，依據(jù)斑-廊-基原理、景觀格局優(yōu)化原理、多樣性與異質(zhì)性原理等，在重建過程中增大景觀多樣性與異質(zhì)性，規(guī)劃基質(zhì)與斑塊組成較優(yōu)的景觀格局。同時(shí)，仿自然地貌注意微地形對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響。微地形是針對(duì)地理學(xué)中巨地形和大地形而言的小尺度的地形變化，可以反映景觀整體形態(tài)特征（張莉等，2016）。日本學(xué)者對(duì)丘陵地區(qū)微地形進(jìn)行討論并將其分為頂坡、上邊坡、谷頭凹地、下邊坡、麓坡、泛濫性階地和谷床7種類型，而露天煤礦區(qū)內(nèi)的微地形主要指部分區(qū)域消失的切溝、淺溝、緩臺(tái)、塌陷和陡坎等（鄺高超等，2012）。其注意坡面、坡向、坡度對(duì)微地形的影響，據(jù)此對(duì)微地形改造，對(duì)土壤屬性和微生境、降雨入滲和水蝕過程、植被恢復(fù)的效果及其生態(tài)服務(wù)功能等均有重要影響（衛(wèi)偉等，2013），可以通過調(diào)整排土場(chǎng)邊坡，繼而構(gòu)造出相宜的微地形，改善植被立地條件，預(yù)防水土流失和阻擋水土侵蝕，改善土壤有機(jī)質(zhì)和調(diào)整礦區(qū)小氣候條件。仿自然地貌更多的參考原地貌形態(tài)與景觀、自然地貌形態(tài)特征。仿照自然地貌的設(shè)計(jì)能使重建和再造的土地景觀更具協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性，生態(tài)結(jié)構(gòu)更加合理，視覺效果和經(jīng)濟(jì)型均有所提高。例如，我國山西平朔露天煤礦的排土場(chǎng)地貌在重塑時(shí)便運(yùn)用該理論，仿照黃土高原丘陵山地的層層梯田，設(shè)計(jì)出相對(duì)高差一般為100~150米，平臺(tái)與邊坡相間分布的景觀格局，達(dá)到人工景觀與自然景觀相互協(xié)調(diào)的效果（陳曉輝，2015）。煤礦區(qū)四周接近成熟的、未擾動(dòng)的地貌，同樣可以為復(fù)墾區(qū)地貌設(shè)計(jì)供應(yīng)便利，建設(shè)自然式緩坡地與自然河道可削減討論區(qū)地表侵蝕及水土流失的可能性（胡振琪，1997）。2邊采邊復(fù)技術(shù)（一）邊采邊復(fù)的概念產(chǎn)生與進(jìn)展一種較為直接的看法認(rèn)為，礦山地質(zhì)環(huán)境生態(tài)修復(fù)是采礦的一部分。明顯，采礦是復(fù)墾的源頭，是生態(tài)修復(fù)的驅(qū)動(dòng)因素，沒有采礦并不會(huì)產(chǎn)生礦山地質(zhì)生態(tài)環(huán)境修復(fù)問題。復(fù)墾為采礦的破壞結(jié)果供應(yīng)解決方案，它作為“采礦-生態(tài)”平衡的一個(gè)重要手段消失在采礦過程中，并不應(yīng)當(dāng)只是閉礦后的補(bǔ)救措施。事實(shí)上，提早綻開復(fù)墾或采復(fù)一體化給礦山地質(zhì)環(huán)境生態(tài)修復(fù)帶來了額外的收益。這種看法最早源于20世紀(jì)70年月美國學(xué)者在露天采礦過程中應(yīng)用的理念。1973年，美國內(nèi)務(wù)部組織編寫的露天礦邊采邊復(fù)技術(shù)培訓(xùn)手冊(cè)明確寫有露天礦開采過程中復(fù)墾步驟的具體規(guī)范，1977年頒布的聯(lián)邦采礦與復(fù)墾法中也明確要求采礦與復(fù)墾同步。這種理念是較先進(jìn)的生態(tài)修復(fù)理念。在我國，系統(tǒng)論述邊采邊復(fù)思想的時(shí)期較晚，由于我國多是井工開采，與露天開采的差異限制了國外采復(fù)一體化閱歷的引入，其理念與技術(shù)并不能較好地應(yīng)用于國內(nèi)。1992年平頂山礦務(wù)局首次施用了類似“超前復(fù)墾”的相關(guān)技術(shù)，對(duì)礦區(qū)即將沉陷的土地開挖水渠、降低潛水位，使沉陷后的土地不因高潛水位積水，如董祥林（2002）。之后，趙艷玲等（2008）、肖武等（2013）拓展了結(jié)合開采沉陷規(guī)律的動(dòng)態(tài)預(yù)復(fù)墾。2013年，胡振琪等提出了邊開采邊復(fù)墾的概念，探討了邊采邊復(fù)的內(nèi)涵與關(guān)鍵技術(shù)（胡振琪等，2013a，2013b）。至今，邊采邊復(fù)討論仍舊是土地復(fù)墾的重要問題。（二）邊采邊復(fù)理念與概念的定義邊開采邊修復(fù)技術(shù)概念是采復(fù)一體化的體現(xiàn)。事實(shí)上，邊采邊復(fù)就是采復(fù)一體化的另一種說法，是充分考慮礦山開采與地面復(fù)墾措施耦合，規(guī)劃開采措施、優(yōu)選復(fù)墾時(shí)機(jī)與方案的一種思想（肖武，2012）。邊開采邊修復(fù)強(qiáng)調(diào)開采工藝與修復(fù)工藝的充分結(jié)合，以保證按采礦方案同步進(jìn)行。其基本特征是以“采礦與修復(fù)的充分有效結(jié)合，也即采礦修復(fù)一體化”為核心，以“邊采礦，邊修復(fù)”為特點(diǎn)，以“提高土地恢復(fù)率、縮短修復(fù)周期、增加修復(fù)效益”為表征，并以“實(shí)現(xiàn)礦區(qū)土地資源的可持續(xù)利用及礦區(qū)可持續(xù)進(jìn)展”為終極目標(biāo)。邊開采邊修復(fù)的基本內(nèi)涵為地下采礦與地面修復(fù)的有機(jī)耦合：一方面，基于既定的采礦方案，在土地沉陷發(fā)生之前或已發(fā)生但未穩(wěn)定之前，通過選擇相宜的修復(fù)時(shí)機(jī)和科學(xué)的修復(fù)工程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)恢復(fù)土地率高、修復(fù)成本低和修復(fù)后經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益最大化；另一方面，通過優(yōu)選采礦位置、采區(qū)和工作面的布設(shè)方式、開采工藝和地面修復(fù)措施，實(shí)現(xiàn)土地恢復(fù)率高和地表損傷及修復(fù)成本的最小化。預(yù)復(fù)墾、超前復(fù)墾、動(dòng)態(tài)復(fù)墾與邊開采邊修復(fù)既有聯(lián)系，又有區(qū)分。預(yù)復(fù)墾、超前復(fù)墾和動(dòng)態(tài)復(fù)墾往往僅針對(duì)一個(gè)采煤工作面或采區(qū)進(jìn)行探討，且主要是考慮既定采礦方案前提下的復(fù)墾措施，而邊開采邊修復(fù)技術(shù)從整個(gè)礦山開采過程的角度動(dòng)身，不僅提出何時(shí)、何地、如何修復(fù)，而且指導(dǎo)整個(gè)采礦生產(chǎn)，是地上和地下措施的有機(jī)耦合。因此，邊開采邊修復(fù)的概念和內(nèi)涵比預(yù)復(fù)墾、超前復(fù)墾和動(dòng)態(tài)復(fù)墾的更大、更深刻，但預(yù)復(fù)墾、超前復(fù)墾和動(dòng)態(tài)復(fù)墾的已有討論為開展邊開采邊修復(fù)討論奠定了基礎(chǔ)，也是邊開采邊修復(fù)技術(shù)體系的重要組成部分?，F(xiàn)階段邊開采邊修復(fù)主要還是基于井下采礦工藝和時(shí)序進(jìn)行的修復(fù)方案的優(yōu)選，將來將漸漸過渡到井下采礦與井上修復(fù)的同步進(jìn)行。（三）露天采礦邊采邊復(fù)1.基本流程1）剝離表土。在開釆第i條帶前，用推土機(jī)超前剝離表土并推存于開釆掘進(jìn)的通道上。一般剝離厚度為20~30厘米，同時(shí)也應(yīng)超前剝離2~3個(gè)條帶，即第i+1，i+2，i+3條帶。2）在第i條帶的下部較堅(jiān)硬巖石上打眼放炮。3）用巨大的剝離鏟剝離經(jīng)步驟2）疏松的第i條帶的下部較堅(jiān)硬巖石，并堆放在內(nèi)側(cè)的釆空區(qū)上（即第i-1條帶上）。4）用可與剝離鏟在礦坑內(nèi)交叉移動(dòng)的大斗輪挖掘機(jī)（BWE），挖掘第i+1條帶上部較松軟的土層（B和C層土），并掩蓋在第i-1條帶內(nèi)經(jīng)步驟3）操作而形成的新下部巖層———較硬巖層的剝離物。5）在剝離鏟剝離上覆巖層后，第i條帶的煤層被暴露出來，用釆煤機(jī)械進(jìn)行釆煤和運(yùn)煤。6）用推土機(jī)平整內(nèi)排土場(chǎng)第i-1條帶的復(fù)墾土壤———?jiǎng)冸x物，就構(gòu)成了以第i+1條帶上部較疏松土層（B和C層土）的剝離物為心土層、以第i條帶下部較硬巖層的剝離物為新下部土層的復(fù)墾土壤。7）用鏟運(yùn)機(jī)回填表土并掩蓋在復(fù)墾的心土上。8）在復(fù)墾后的土地上種上植被（一般首先播種禾本科和豆科混合的草種），并噴灑秸稈掩蓋層以利于水土保持和植被生長。2.關(guān)鍵技術(shù)露天礦邊采邊復(fù)的核心技術(shù)是土壤重構(gòu)技術(shù)。土壤重構(gòu)即重構(gòu)土壤，是以工礦區(qū)破壞土地的土壤恢復(fù)或重建為目的，實(shí)行適當(dāng)?shù)牟傻V和重構(gòu)技術(shù)工藝，應(yīng)用工程措施及物理、化學(xué)、生物、生態(tài)措施，重新構(gòu)造一個(gè)相宜的土壤剖面與土壤肥力條件以及穩(wěn)定的地貌景觀的方法。土壤重構(gòu)所用的物料既包括土壤和土壤母質(zhì)，也包括各類巖石、矸石、粉煤灰、礦渣、低品位礦石等礦山廢棄物，或者是其中兩項(xiàng)或多項(xiàng)的混合物，只要在較短的時(shí)間內(nèi)可恢復(fù)和提高重構(gòu)土壤的生產(chǎn)力，并改善重構(gòu)土壤的環(huán)境質(zhì)量，就是有效的重構(gòu)材料。對(duì)于土壤重構(gòu)，動(dòng)態(tài)的、有效的規(guī)劃露天采礦的土壤重構(gòu)方案可以縮短復(fù)墾周期，提高復(fù)墾效益。其實(shí)質(zhì)是對(duì)不同重構(gòu)材料，根據(jù)其材料特性，進(jìn)行合理充填挨次與結(jié)構(gòu)的合理規(guī)劃。上述“分層剝離、交叉回填”的露天涯采邊復(fù)正是這種思想的體現(xiàn)。例如常見的泥漿泵復(fù)墾，泥漿作為充填材料，養(yǎng)分貧瘠持水過多，且沉淀時(shí)間過長，采納分層剝離、交叉回填的思想，能夠極大地優(yōu)化其挖土與充填挨次，為泥漿沉淀獲得更多的時(shí)間，詳細(xì)見參考文獻(xiàn)（胡振琪，1997；胡振琪等，2005；鄭禮全等，2008）。（四）高潛水位井工礦區(qū)邊采邊復(fù)1.基本原理通過傳統(tǒng)穩(wěn)沉后非充填復(fù)墾和邊開采邊修復(fù)所恢復(fù)土地率的對(duì)比分析，闡述邊開采邊修復(fù)的基本原理。圖3-5為下沉穩(wěn)定后采納非充填復(fù)墾時(shí)土地恢復(fù)示意圖，在不考慮外來土源的狀況下采納挖深墊淺等措施，可在沉陷盆地的邊緣區(qū)域復(fù)墾出部分土地，即A與B區(qū)。微信圖片_20200721142455.png圖3-6為邊開采邊修復(fù)時(shí)土地恢復(fù)示意圖，其中圖3-6a為邊開采邊修復(fù)的動(dòng)態(tài)過程，在土地即將沉入水中或部分沉入水中（仍存在搶救表土的可能性）時(shí)預(yù)先分層剝離部分表土與心土，交叉回填至將要沉陷的區(qū)域，即圖中的取土區(qū)與充填區(qū)。圖3-6b為邊開采邊修復(fù)的最終狀態(tài)，通過邊開采邊修復(fù)可形成最終的復(fù)墾土地區(qū)A，B，C區(qū)?？梢?，邊開采邊修復(fù)較沉陷穩(wěn)定后的復(fù)墾，可多復(fù)墾出區(qū)域C，土地恢復(fù)率有較大提升。2.png2.關(guān)鍵技術(shù)高潛水位邊采邊復(fù)思想的關(guān)鍵技術(shù)，在于動(dòng)態(tài)的挖深墊淺。其中最重要的是開采沉陷的動(dòng)態(tài)估計(jì)，只有把握其塌陷的動(dòng)態(tài)過程才能精準(zhǔn)地規(guī)劃邊采邊復(fù)時(shí)間與措施。前文曾闡述過井工開采沉陷過程的基本靜態(tài)與動(dòng)態(tài)特征，這里我們將簡要介紹開采沉陷過程的數(shù)學(xué)建模。關(guān)于該過程的模擬始終是礦山開采沉陷學(xué)的核心問題之一，長期以來涌現(xiàn)出多種方法，從主斷面到整個(gè)塌陷場(chǎng)的討論對(duì)象，從實(shí)測(cè)參數(shù)函數(shù)擬合、巖體理論模擬到相像材料模擬，討論者始終嘗試提高開采沉陷估計(jì)的精度。概率積分法因算法簡潔、結(jié)果牢靠，足以快速應(yīng)對(duì)大多數(shù)開采沉陷問題，是我國目前較成熟的、應(yīng)用最為廣泛的估計(jì)方法之一，這里簡述其下沉估計(jì)的基本模型：（1）單元開采的下沉估計(jì)單元是工作面的歸一化無量綱表示。單元開采引起地表下沉與地表水平移動(dòng)表達(dá)式為3.png式中：r為主要影響半徑；s為開采單元橫坐標(biāo)，x為估計(jì)點(diǎn)橫坐標(biāo)（x-s實(shí)際為估計(jì)點(diǎn)到開采單元水平距離）。（2）單工作面開采的下沉估計(jì)地表任意點(diǎn)（x，y）的下沉值W（x，y）為4.png其中5.png式中：W0（x）和W0（y）為走向和傾向有限開采時(shí)，主斷面地表下沉值；W0為充分采動(dòng)條件下地表最大下沉值；m為采厚；q為下沉系數(shù)；α為煤層傾角；l和L為走向和傾向有限開采時(shí)的計(jì)算長度（考慮拐點(diǎn)偏距后的長度）；r1，r2和r分別為下山、上山和走向的主要影響半徑。（3）多工作面開采估計(jì)對(duì)于多工作面估計(jì)，可分別計(jì)算每個(gè)工作面單獨(dú)的模型，直接等權(quán)相加。事實(shí)上，一個(gè)礦區(qū)的m（采厚）、l和L（走向和傾向有限開采長度）、α（煤層傾角）均可知，不考慮上下山與走向的差異，讀者可將概率積分法剩余部分看作5個(gè)參數(shù)r（主要影響半徑）、b（水平移動(dòng)系數(shù)）、q（下沉系數(shù)）、s（拐點(diǎn)偏移距，用于校正工作面的實(shí)際垮塌長寬）、θ0（開采影響傳播角）即5個(gè)自由度的函數(shù)擬合問題，依據(jù)實(shí)測(cè)參數(shù)可以較輕松地?cái)M合，估計(jì)下沉、傾斜、曲率、水平移動(dòng)與水平變形等5個(gè)常用地表移動(dòng)與變形因子。經(jīng)過多年的實(shí)測(cè)討論，已經(jīng)有足夠的數(shù)據(jù)證明和形成一些閱歷上的與地質(zhì)采礦條件相關(guān)的定量關(guān)系，以關(guān)心模型使用者在沒有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的條件下選取參數(shù)。盡管這種定量關(guān)系仍舊是不精確的，但依據(jù)這種閱歷關(guān)系已能處理部分工程問題。對(duì)整個(gè)礦區(qū)抽樣幾處工作面作為參數(shù)反演的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來源，可在整個(gè)礦區(qū)獲得不錯(cuò)的精度。（4）動(dòng)態(tài)估計(jì)動(dòng)態(tài)估計(jì)通過構(gòu)造合適的時(shí)間影響函數(shù)與靜態(tài)下沉做乘積即可得到點(diǎn)位的動(dòng)態(tài)下沉。時(shí)間影響函數(shù)多基于“塌陷從0開頭，增長到靜態(tài)下沉估計(jì)值”“單點(diǎn)下沉速度先增大后減小”“速度曲線連續(xù)，且關(guān)于最大下沉速度處對(duì)稱”3條規(guī)律構(gòu)造。由于工作面開采并非一蹴而就，前后垮落時(shí)間為ti的兩塊不同單元明顯在時(shí)刻t的時(shí)間影響函數(shù)值不同，動(dòng)態(tài)估計(jì)過程需要離散化塌陷區(qū)段。為了便利計(jì)算，我們通常將工作面的整個(gè)垮落離散成一系列足夠小的單元，分別按其靜態(tài)下沉與到計(jì)算時(shí)刻的時(shí)間計(jì)算動(dòng)態(tài)下沉，最終加和全部單元。（5）復(fù)墾時(shí)機(jī)與土方依據(jù)前述計(jì)算獲得的動(dòng)態(tài)下沉值，結(jié)合事先獲得的數(shù)字地形圖，可進(jìn)行高潛水位邊采邊復(fù)布局。關(guān)于高潛水位邊采邊復(fù)的復(fù)墾時(shí)機(jī)選擇，有多種準(zhǔn)則與實(shí)現(xiàn)方法，詳細(xì)與實(shí)際工程條件與需要相關(guān)，具有不同的施工土方量，在此不贅述。3植物與微生物修復(fù)技術(shù)自然修復(fù)在生態(tài)、水土保持等領(lǐng)域有大量的討論，它是指靠自然力氣（營力）修復(fù)的一種過程或方法。自然營力是指自然界存在的雨、風(fēng)、重力及凍融等自然界本身存在的各種生物、化學(xué)和物理等作用，如氣候的變化、土壤自然?種子庫和種子的自然傳播、土壤和植物的各種自然特性和生物化學(xué)及物理作用。以生態(tài)系統(tǒng)作為討論對(duì)象，系統(tǒng)內(nèi)部因素的作用就是自然修復(fù)（自修復(fù)），外部人工力氣修復(fù)生態(tài)系統(tǒng)就是人工修復(fù)。人工修復(fù)和自然修復(fù)都是對(duì)已經(jīng)損毀的生態(tài)環(huán)境實(shí)行的樂觀的修復(fù)措施。人工修復(fù)與自然修復(fù)相輔相成，要因地制宜，宜自然修復(fù)則自然修復(fù)，宜人工修復(fù)則人工修復(fù)，有主有次，主次結(jié)合。同時(shí)，自然修復(fù)是一種最高境界，即使人工修復(fù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自我維持力量才是最終目的。在這種層面上考慮修復(fù)技術(shù)，目前已衍生出較新的修復(fù)方法，它們直接通過動(dòng)植物、微生物進(jìn)行礦區(qū)修復(fù)，在修復(fù)“材料”選取上與直接替換土壤、大量施肥等方法產(chǎn)生了區(qū)分。（一）植物修復(fù)植物修復(fù)是通過植物對(duì)土壤、空氣等生態(tài)修復(fù)對(duì)象的修復(fù)作用來實(shí)現(xiàn)修復(fù)的手段。礦區(qū)廢棄地的植物修復(fù)效益與恢復(fù)植物的選擇親密相關(guān)，恢復(fù)植物的選擇不僅要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、土壤類型等自然條件，還要考慮因開采造成的詳細(xì)污染狀況，因地制宜選取植，才能對(duì)當(dāng)?shù)赝寥榔鸬捷^好的改良效果，生態(tài)演替效果良好。因此，礦區(qū)廢棄地土壤植物修復(fù)勝利的關(guān)鍵在于恢復(fù)植物的選擇與合理的配置模式。通常狀況下，使用較多的生物物種，特殊是將喬、灌、草、藤多層次配置結(jié)合起來進(jìn)行植被恢復(fù)，建立起的植物群落的穩(wěn)定性和可持續(xù)性均比單物種或少物種的效果好得多（畢銀麗，2017）。1.常用植物種類恢復(fù)植物的選擇要適應(yīng)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)、水文、土壤類型等，還要考慮因開采造成的詳細(xì)狀況，因地制宜選取植物，對(duì)當(dāng)?shù)赝寥榔鸬捷^好的改良，并能進(jìn)行生態(tài)演替，不同植物產(chǎn)生的恢復(fù)效益存在差異。豆科植物：有較強(qiáng)固N(yùn)力量，改善土壤肥力，克服干旱脅迫，常用作先鋒植物。鹽生植物：能降低廢棄地土壤鹽堿的濃度，富集金屬元素。外來植物：生長快速，生物量大，能在相應(yīng)的礦區(qū)廢棄地勝利定居，但要預(yù)防生態(tài)入侵。鄉(xiāng)土植物：能更好地適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境，在較為惡劣的生境以及簡潔粗放的管理?xiàng)l件下仍能表現(xiàn)出植物的生物學(xué)特性，但是生長緩慢。耐性草本植物：掩蓋率高，對(duì)根際土壤的改良效益較好，缺點(diǎn)在于植物單株生物量較小，恢復(fù)改良效益的時(shí)間較長。2.植物選擇準(zhǔn)則現(xiàn)有的植物修復(fù)措施需要考慮眾多因素，如植物抗逆性、生態(tài)適應(yīng)性、植物多樣性、先鋒植物持續(xù)穩(wěn)定性、鄉(xiāng)土植物與外來植物相結(jié)合、場(chǎng)地的分區(qū)以及功能合理性的原則等。首先，植物需要有足夠的抗逆性，只有具有肯定抗逆性的植物才具有較強(qiáng)的生命力，在后期無人養(yǎng)護(hù)的條件下才能夠?qū)崿F(xiàn)自我維持。其次，植物需要能夠形成穩(wěn)定的目標(biāo)植物群落，達(dá)到植被恢復(fù)、生態(tài)修復(fù)的目的，其對(duì)于整個(gè)目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)需要具有生態(tài)適應(yīng)性，它不能是孤立于整個(gè)目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)的植物類型。同時(shí)，選擇植被需要更多樣。（二）微生物修復(fù)微生物修復(fù)技術(shù)是礦區(qū)土壤管理與改良的重要生物技術(shù)。利用微生物群落的優(yōu)勢(shì)，可以促進(jìn)植物生長和植被掩蓋，削減或避開土壤侵蝕，從而達(dá)到生態(tài)恢復(fù)的目的。微生物修復(fù)技術(shù)可以利用植物根際微生物的生命活動(dòng)來改善植物養(yǎng)分條件，并同時(shí)促進(jìn)植物生長和發(fā)育。隨著植物修復(fù)和微生物修復(fù)的進(jìn)展，礦區(qū)土壤的滲透性顯著提高，其改善的土壤調(diào)整和地表徑流轉(zhuǎn)化力量，可以防止土壤侵蝕，改善河流水文條件。微生物在有機(jī)物質(zhì)的分解、合成和轉(zhuǎn)化，無機(jī)物質(zhì)的氧化和還原過程中起著重要作用。它們是土壤生態(tài)系統(tǒng)代謝的重要驅(qū)動(dòng)力，可以提高土壤肥力，使生土熟化，縮短復(fù)墾周期。菌根技術(shù)是微生物復(fù)墾技術(shù)的一種應(yīng)用，可以改善生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，促進(jìn)礦區(qū)極端條件下植被的恢復(fù)，促進(jìn)礦區(qū)環(huán)境的良性循環(huán)，形成互利共生的微生物，改善生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，加快二次生育的速度生態(tài)系統(tǒng)的演替，減輕根系對(duì)植物生長的影響，并施肥土壤，促進(jìn)植物礦質(zhì)養(yǎng)分。對(duì)礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)和土地復(fù)墾汲取利用促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)功能的改善具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。其中，叢枝菌根真菌（AMF）是最常用也是土壤重要的微生物之一，能與80%以上的陸生植物形成互惠共生關(guān)系，提高礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定與提高，在礦區(qū)復(fù)墾過程中得到廣泛的應(yīng)用。我們?cè)诖酥饕務(wù)撟畛Ｓ玫膮仓婢迯?fù)。1.叢枝菌根真菌關(guān)心根系汲取叢枝菌根真菌的菌絲特別纖細(xì)