采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展

徐 艷 王 璐 樊嘉琦 秦佳星

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193；2. 自然資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

我國(guó)是世界煤炭生產(chǎn)大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，煤炭產(chǎn)量與煤炭消費(fèi)量均突破世界總量的45%。龐大的生產(chǎn)能力與消費(fèi)能力造就了煤炭產(chǎn)業(yè)在中國(guó)能源工業(yè)中的顯著地位。但隨著煤炭資源的大規(guī)模開(kāi)發(fā)，與煤炭資源開(kāi)采有關(guān)的環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題越來(lái)越突出，尤其是井工開(kāi)采所造成的地面塌陷，已成為礦區(qū)危害范圍最廣、程度最大和延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的一種工程地質(zhì)災(zāi)害[1]。同時(shí)，我國(guó)煤礦區(qū)多分布在平原高潛水位和西北生態(tài)脆弱區(qū)，井工開(kāi)采易對(duì)原本的生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞，僅依靠自然作用，難以恢復(fù)到原有的環(huán)境水平，需要人工輔助重建生態(tài)系統(tǒng)。

生態(tài)修復(fù)技術(shù)是在土地生產(chǎn)能力恢復(fù)的基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)恢復(fù)并建立和周邊環(huán)境協(xié)調(diào)的具有穩(wěn)定生物群落的不低于甚至優(yōu)于原生態(tài)系統(tǒng)的人工生態(tài)系統(tǒng)，運(yùn)用土壤基質(zhì)改良、植被恢復(fù)、土壤動(dòng)物和微生物等生態(tài)工程[2]，實(shí)現(xiàn)土地、環(huán)境和景觀等生態(tài)系統(tǒng)多要素的全面恢復(fù)。我國(guó)采煤塌陷區(qū)土地復(fù)墾技術(shù)的研究始于20世紀(jì)80年代，目前已形成較為成熟的地表復(fù)原、地力恢復(fù)和多形式再利用的工程體系[3]，側(cè)重于復(fù)墾土地的再利用。在新時(shí)代生態(tài)文明背景下，土地復(fù)墾逐漸轉(zhuǎn)型，從生態(tài)修復(fù)、生態(tài)景觀構(gòu)建和區(qū)域角度研究沉陷區(qū)的土地復(fù)墾理論和技術(shù)成為新風(fēng)潮[4]。

本研究從采煤塌陷區(qū)的研究動(dòng)態(tài)入手，歸納當(dāng)前生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展與突破，分析已有研究的不足，展望未來(lái)采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)研究方向，以期為采煤塌陷地生態(tài)修復(fù)提供一定的參考。

1 采煤塌陷區(qū)研究動(dòng)態(tài)

采煤塌陷是指由于地下煤層開(kāi)采造成的巖層移動(dòng)，發(fā)展到地表所形成的地表沉陷區(qū)。地表形態(tài)的急劇變化隨之帶來(lái)地下水位的波動(dòng)，土壤理化性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的改變以及植被景觀的破壞。我國(guó)以高達(dá)90%的井工開(kāi)采比例導(dǎo)致目前有超過(guò)110萬(wàn)hm2的采煤損毀地，并以每年3萬(wàn)～4萬(wàn)hm2的速度增長(zhǎng)[5]，具有高度煤糧復(fù)合、生態(tài)脆弱和類型復(fù)雜等特征。在日益激化的人地矛盾與耕地?cái)?shù)量威脅下，恢復(fù)礦區(qū)損毀地的土地利用功能與生態(tài)環(huán)境迫在眉睫。

以“coal mining subsidence”為關(guān)鍵詞在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行檢索，時(shí)間設(shè)定為1900—2019年，共檢索出1 412篇論文。利用CiteSpace軟件對(duì)其進(jìn)行國(guó)家與關(guān)鍵詞聚類分析，結(jié)果顯示有62%的文獻(xiàn)均源自國(guó)內(nèi)(圖1)，美國(guó)、澳大利亞和波蘭等其他9個(gè)國(guó)家的文獻(xiàn)數(shù)量較少，合計(jì)占比不足40%，該領(lǐng)域的研究以國(guó)內(nèi)學(xué)者為主。究其原因，國(guó)外最初提出的“reclamation”“rehabilitation”“restoration”等概念就以整體修復(fù)和復(fù)原礦區(qū)生態(tài)環(huán)境及功能為目的，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理被納入法定條例，成為煤礦開(kāi)采必要流程與驗(yàn)收指標(biāo)。從煤炭開(kāi)采類型上來(lái)看，以美國(guó)和澳大利亞為首的煤炭大國(guó)井工開(kāi)采比例較低，導(dǎo)致采煤塌陷地?cái)?shù)量有限、類型單一和程度不高，致使國(guó)外煤炭塌陷地生態(tài)修復(fù)方面的實(shí)踐性強(qiáng)而研究性較弱。與此相反，中國(guó)以井工開(kāi)采方式為主，復(fù)墾工藝起步晚，歷史遺留塌陷地大面積存在。因此，如何修復(fù)采煤塌陷地一直是國(guó)內(nèi)學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。通過(guò)梳理國(guó)內(nèi)外研究成果(圖2)，發(fā)現(xiàn)該領(lǐng)域的研究方向主要包括沉降監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)、地基加固方式、充填材料更新、粉煤灰污染、礦區(qū)土地利用變化、土壤重金屬與井工開(kāi)采火災(zāi)等方面。

圖1 采煤塌陷地研究國(guó)家聚類文獻(xiàn)數(shù)量對(duì)比Fig.1 Comparison of literature quantity on national cluster analysis about coal mining subsidence

圖2 Web of Science 數(shù)據(jù)庫(kù)中采煤塌陷地研究關(guān)鍵詞聚類與時(shí)間線分析Fig.2 Keyword clustering and timeline analysis of coal mining subsidence in Web of Science database

圖3 國(guó)外研究關(guān)鍵詞聚類與時(shí)間線分析Fig.3 Keyword clustering and timeline analysis of foreign countries

1.1 國(guó)外研究重點(diǎn)

對(duì)剔除國(guó)內(nèi)范圍后的589篇文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類與時(shí)間線分析(圖3)，由于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家將土地復(fù)墾納入煤礦開(kāi)采例行準(zhǔn)則，因此采煤塌陷往往存在于非法礦坑(#2 illegal mine void)。國(guó)外的研究重點(diǎn)主要包括礦區(qū)環(huán)境評(píng)價(jià)(#1 fuzzy operator)、回填材料(#3 granular mining backfill material)和地表形態(tài)變化(#7 surface manifestation)等方面。而對(duì)于我國(guó)近年來(lái)提出的生態(tài)修復(fù)與治理，國(guó)外早已將其作為既定的工程實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)與流程。

1.2 國(guó)內(nèi)研究重點(diǎn)

相較于國(guó)外，國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)逐漸從采煤塌陷地的綜合利用向礦區(qū)生態(tài)修復(fù)、生態(tài)重建與綜合治理轉(zhuǎn)變。在中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)中，以“采煤塌陷”為關(guān)鍵詞，對(duì)1980—2019年發(fā)表的文獻(xiàn)進(jìn)行模糊檢索，通過(guò)人工剔除部分非學(xué)術(shù)論文后得到1 035篇文獻(xiàn)。利用CiteSpace軟件對(duì)其進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類與凸顯檢測(cè)分析(圖4)，結(jié)果表明我國(guó)采煤塌陷區(qū)的研究逐漸從單一要素評(píng)價(jià)(土壤質(zhì)量、地表形態(tài)和水環(huán)境等)過(guò)渡到系統(tǒng)性、全面性、綜合性的生態(tài)環(huán)境修復(fù)與治理上，生態(tài)修復(fù)理念逐漸興起，成為近2年研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

在技術(shù)研究方面，利用以“采煤塌陷”與“技術(shù)”為主題在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索出的352篇核心文獻(xiàn)進(jìn)行關(guān)鍵詞聚類與時(shí)間線分析(圖5)，土地復(fù)墾技術(shù)在采煤塌陷區(qū)仍是主流研究方向。除此之外，隨著3S、D-insar技術(shù)的引入與發(fā)展，被廣泛應(yīng)用于礦區(qū)塌陷預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)，已成為目前的研究熱點(diǎn)。而作為多種應(yīng)用導(dǎo)向技術(shù)集成的生態(tài)修復(fù)技術(shù)是解決21世紀(jì)礦區(qū)環(huán)境治理的核心要點(diǎn)，逐漸被國(guó)內(nèi)學(xué)者重視，形成獨(dú)具中國(guó)特色的研究成果。

圖4 CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中采煤塌陷研究關(guān)鍵詞聚類(a)與凸顯檢測(cè)(b)Fig.4 Keyword clustering and burst detection of coal mining subsidence in CNKI database

圖5 2000—2019年采煤塌陷地技術(shù)研究關(guān)鍵詞聚類與時(shí)間線分析Fig.5 Keyword clustering and timeline analysis in technology of coal mining subsidence

2 采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)

2.1 土壤重構(gòu)與地貌重塑技術(shù)

土壤基質(zhì)的改良是采煤塌陷地生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)工程，通過(guò)運(yùn)用工程手段實(shí)現(xiàn)地貌重塑與土壤重構(gòu)，形成植被生長(zhǎng)與生物重建的基床。土壤重構(gòu)與地貌重塑技術(shù)依托土地復(fù)墾工藝，針對(duì)不同塌陷地類型和修復(fù)需求，形成了相對(duì)完整的修復(fù)體系。傳統(tǒng)的修復(fù)手段是利用煤矸石和粉煤灰等固體廢棄物進(jìn)行充填或利用挖深墊淺、疏排法等手段平整土地。隨著土地復(fù)墾工藝的發(fā)展和國(guó)家政策的推進(jìn)，學(xué)者們紛紛反思原有技術(shù)的不足并提出大量改進(jìn)措施，不斷拓展新技術(shù)、新理念和新方法。

在充填材料的更新上，黃河泥沙被驗(yàn)證了其作為采煤塌陷地充填復(fù)墾材料的可行性[6-7]，并展開(kāi)了相關(guān)實(shí)踐研究，證實(shí)其在中國(guó)東部高潛水位礦區(qū)的推廣應(yīng)用價(jià)值[8]。后續(xù)多位學(xué)者不斷優(yōu)化黃河泥沙充填的工程設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)充填后的土壤理化性質(zhì)[9]、區(qū)域適用性[10]以及農(nóng)田生產(chǎn)力進(jìn)行評(píng)價(jià)，探索更為合理的充填方式[11]、最優(yōu)的土壤厚度[12]、土壤容重[13]、土壤剖面構(gòu)型[14]以及最佳的土壤配比[15]，使黃河泥沙充填技術(shù)更具科學(xué)性與實(shí)踐性。

在土壤重構(gòu)的方式上，傳統(tǒng)的一次性充填方式和泥漿泵復(fù)墾工藝存在土壤結(jié)構(gòu)錯(cuò)亂和養(yǎng)分大量流失的缺陷，不利于充填后的土地生產(chǎn)力恢復(fù)。對(duì)此相關(guān)學(xué)者提出不少改進(jìn)措施，融合表土剝離技術(shù)，提出條帶式充填復(fù)墾[16]、夾層式充填復(fù)墾和交替多層多次充填[11]等多種工藝，解決了傳統(tǒng)土壤重構(gòu)方式下的壓實(shí)和結(jié)構(gòu)混亂問(wèn)題，減輕了原有表土的破壞，提高了土壤生產(chǎn)力。

在修復(fù)程序上，眾多專家學(xué)者探索邊采邊復(fù)墾[17-18]、預(yù)復(fù)墾、超前復(fù)墾[19]和動(dòng)態(tài)復(fù)墾等新型復(fù)墾技術(shù)路線，將地下開(kāi)采與地表復(fù)墾修復(fù)措施相結(jié)合，以最大程度的減少在礦區(qū)完全塌陷后進(jìn)行修復(fù)所面對(duì)的高昂經(jīng)濟(jì)成本和生態(tài)損失。并深入研究了邊采邊復(fù)的時(shí)機(jī)、關(guān)鍵技術(shù)和理論測(cè)算模型等，不斷彌補(bǔ)相關(guān)研究的不足，促進(jìn)了新理念的發(fā)展與實(shí)踐應(yīng)用，為進(jìn)一步的開(kāi)展實(shí)證研究和技術(shù)討論提供借鑒。

我國(guó)的土壤重構(gòu)與地貌重塑技術(shù)在近20年來(lái)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，針對(duì)復(fù)雜多樣的塌陷地類型，展開(kāi)了關(guān)于修復(fù)理念[20]、修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[21]、修復(fù)后評(píng)價(jià)以及改進(jìn)措施[22-23]等研究，目前已形成了較為完善的塌陷地土壤重構(gòu)與地貌重建技術(shù)體系，為礦區(qū)生態(tài)修復(fù)提供了有力的科學(xué)支持。但面對(duì)我國(guó)如此龐大復(fù)雜的采煤塌陷地，如何更為高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的修復(fù)采煤塌陷地，仍需進(jìn)一步地研究并豐富完善相關(guān)理論體系(表1)。

表1 土壤重構(gòu)與地貌重塑技術(shù)傳統(tǒng)方式與新型技術(shù)對(duì)比Table 1 Comparison between traditional methods and new ways of soil and geomorphology remodeling technology

2.2 生物修復(fù)技術(shù)

采煤塌陷后的土壤往往存在嚴(yán)重的重金屬污染，利用天然物種進(jìn)行土壤修復(fù)因成本低、無(wú)二次污染、不破壞土壤結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)而逐漸成為研究新潮。微生物和植物的生命代謝活動(dòng)能有效減少土壤環(huán)境中有毒有害物質(zhì)的濃度，同時(shí)二者的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)不僅可以加快凈化速率，而且能夠大幅促進(jìn)煤炭塌陷區(qū)的景觀恢復(fù)。

微生物能通過(guò)多種直接或間接作用影響土壤環(huán)境。在改良土壤質(zhì)量與結(jié)構(gòu)方面，微生物能有效提高土壤酶活性，有助于恢復(fù)土壤微生物生態(tài)群落。李金嵐等[24]通過(guò)田間試驗(yàn)證實(shí)生物菌肥能夠影響土壤過(guò)氧化氫酶、脲酶和蔗糖酶的活性，從而間接影響土壤供氮能力和土壤有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化狀況。叢枝菌根能顯著提高土壤中速效N、P和K的含量，并能增加土壤中細(xì)菌、真菌和放線菌數(shù)量，提高酸性磷酸酶活性，對(duì)因煤炭開(kāi)采造成的土壤養(yǎng)分流失問(wèn)題具有一定的緩解作用[25-26]。在重金屬污染吸附方面，可利用部分微生物如檸檬酸細(xì)菌[27]等對(duì)重金屬的強(qiáng)親和性能，直接吸附土壤中的重金屬離子，或利用硫-鐵桿菌類和假單孢桿菌[28]等微生物對(duì)重金屬的生物轉(zhuǎn)化作用，以降低土壤重金屬毒性。

植物修復(fù)技術(shù)即通過(guò)植物對(duì)重金屬的吸附、固定和揮發(fā)作用直接降低土壤重金屬含量或穩(wěn)定土壤中重金屬活性，使污染物質(zhì)對(duì)環(huán)境的傷害程度降至最低甚至消失，從而改善土壤環(huán)境，實(shí)現(xiàn)土壤基質(zhì)改良[29]。目前國(guó)內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)超累積植物已達(dá)700余種，篩選出修復(fù)土壤鎘污染的超累積植物有龍葵[30]、油菜[31]和遏藍(lán)菜[32]等植物;修復(fù)土壤砷污染的超累積植物有大葉井口邊草[33]、長(zhǎng)葉鳳尾蕨和陰地鳳尾蕨[34]等植物;修復(fù)土壤鋅污染的超累積植物有東南景天[35]、燕麥和大麥[36]等植物。在螯合劑EDTA的作用下，豌豆、玉米[37]和印度芥菜[38]等植物能高效吸收土壤中的鉛，實(shí)現(xiàn)土壤重金屬凈化。但大多數(shù)超累積植物只能吸收一種或兩種重金屬，現(xiàn)實(shí)中土壤的重金屬污染類型多樣，這也限制了植物修復(fù)技術(shù)在復(fù)合污染土壤治理方面的應(yīng)用。

為了提升土壤重金屬修復(fù)的速率，微生物-植物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)已成為重要研究趨勢(shì)。通過(guò)利用微生物對(duì)植物或土壤的活化作用及植物對(duì)重金屬的吸附能力[39]，促進(jìn)植被生長(zhǎng)的同時(shí)也可加速土壤重金屬的釋放，以達(dá)到礦區(qū)土壤與景觀雙重修復(fù)的目標(biāo)。目前我國(guó)在微生物修復(fù)方面的研究以叢枝菌根為主，通過(guò)接種叢枝菌根能提高薺菜、鬼針草和蒼耳等植物的株高和生物量，促進(jìn)煤礦區(qū)適生植物對(duì)土壤鎘、鉻、銅、鎳和鉛等重金屬的吸收[40]。對(duì)鉛污染嚴(yán)重的土壤進(jìn)行叢枝菌根接種，能有效降低土壤中鉛的生物有效性，同時(shí)結(jié)合煙草植物修復(fù)技術(shù)，在降低鉛殘留的同時(shí)還能促進(jìn)植物生長(zhǎng)[41]。紫穗槐、滇柏、楸樹(shù)和玉米等采煤沉陷區(qū)退化生態(tài)系統(tǒng)的先鋒植物在接種叢枝菌根后，根系長(zhǎng)度及數(shù)量明顯增加，抗旱性能和自修復(fù)能力顯著提高，有助于礦區(qū)植被生長(zhǎng)和景觀修復(fù)[42-44]。

國(guó)外關(guān)于微生物修復(fù)技術(shù)的研究主要集中在微生物材料的選擇，污染物降解的機(jī)理、方式和強(qiáng)度，以及不同污染類型下的微生物修復(fù)技術(shù)等，已形成初具規(guī)模的生物修復(fù)技術(shù)體系。而在我國(guó)，微生物修復(fù)技術(shù)在采煤塌陷區(qū)的應(yīng)用側(cè)重于叢枝菌根的研究與利用，在叢枝菌根的修復(fù)能力、修復(fù)過(guò)程、修復(fù)周期以及促進(jìn)不同礦區(qū)先鋒植物的生長(zhǎng)等方面開(kāi)展了一系列的研究。但單一菌種難以適應(yīng)我國(guó)采煤塌陷區(qū)面積過(guò)多、類型多樣和情況復(fù)雜的特點(diǎn)，未來(lái)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)復(fù)合菌種的篩選與施用類型的匹配、微生物修復(fù)生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、礦區(qū)實(shí)踐應(yīng)用監(jiān)測(cè)等方面的研究，讓微生物修復(fù)技術(shù)在礦區(qū)的實(shí)際應(yīng)用更具有現(xiàn)實(shí)意義。且目前聯(lián)合修復(fù)技術(shù)只是在實(shí)驗(yàn)室階段的成功，采用盆栽土試驗(yàn)居多，缺少長(zhǎng)期的實(shí)地實(shí)驗(yàn)與觀測(cè)記錄[45]，在植物修復(fù)能力評(píng)價(jià)、修復(fù)周期和修復(fù)速率等的定量分析方面研究較少，聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的綜合應(yīng)用任重道遠(yuǎn)。

2.3 景觀重建技術(shù)

礦區(qū)復(fù)墾的首要目標(biāo)是復(fù)墾為耕地，但在高潛水位地區(qū)或生態(tài)脆弱區(qū)，綜合考量經(jīng)濟(jì)效益和自身環(huán)境特性，常選擇復(fù)墾為濕地[46]、林地或草地。在此過(guò)程中，景觀重建處于核心地位，直接關(guān)系著生態(tài)恢復(fù)所達(dá)到的效果，同時(shí)植被也具有保持水土、凈化空氣、防治粉塵和涵養(yǎng)水源等多種生態(tài)功能，可有效提高生態(tài)系統(tǒng)自身修復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境雙向修復(fù)。

采煤塌陷區(qū)景觀重建技術(shù)主要包括植被的選擇與群落配置、植被快速恢復(fù)(生長(zhǎng)促進(jìn))技術(shù)以及基于不同類型沉陷地的治理模式[47]。植被的選擇要遵循因地制宜、原生物種優(yōu)先的原則，植被不僅要能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐耐寥捞匦?、水文和地質(zhì)等自然條件，還要考慮因開(kāi)采造成的地質(zhì)損毀、土壤污染情況。由于我國(guó)礦區(qū)多分布于生態(tài)脆弱區(qū)，井工開(kāi)采引起的地表沉陷對(duì)區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)易造成較大程度的負(fù)面影響，植被難以在自然狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)大面積復(fù)原，因此需要輔以植被快速恢復(fù)技術(shù)輔助植物景觀生態(tài)重建。目前較為成熟的植被快速恢復(fù)技術(shù)主要是植物保水技術(shù)、地膜覆蓋技術(shù)、水力播種技術(shù)、纖維覆蓋技術(shù)和促根技術(shù)等[48]，配合不同的種植方式和后期培育養(yǎng)護(hù)手段，輔助礦區(qū)植被生長(zhǎng)。

由于采煤塌陷地類型多樣，景觀重建模式基于不同的地域特征，依托不同的自然生態(tài)特性，服務(wù)于不同的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，呈現(xiàn)出不同的修復(fù)模式。通過(guò)歸納我國(guó)典型礦區(qū)采煤塌陷地景觀重建模式(表2)，可發(fā)現(xiàn)即使是同一礦區(qū)、同一類型的塌陷地因局部區(qū)域的不同特征在植被配置、景觀重建模式上也存在差異。同樣是對(duì)神東礦區(qū)進(jìn)行景觀重建，郭洋楠等[47]、王健[49]、張建民等[50]和王安[51]分別提出了不同的植被配置模式，產(chǎn)生了不同的景觀生態(tài)修復(fù)效果，但對(duì)于礦區(qū)自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建都具有重大意義。

表2 典型礦區(qū)采煤塌陷地景觀重建模式Table 2 Landscape reconstruction model of coal mining subsidence area in typical mining area

景觀重建是生態(tài)恢復(fù)的重中之重，是自然生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建的前提，但目前的研究具有較強(qiáng)的地域性，而我國(guó)塌陷損毀地面積廣泛，亟需成體系化、全域化、模式化的景觀重建技術(shù)的研究與推廣，在因地制宜的基礎(chǔ)上發(fā)展塌陷損毀地的綜合治理技術(shù)。

3 未來(lái)的研究發(fā)展趨勢(shì)

本研究對(duì)土壤重構(gòu)與地貌重塑技術(shù)、生物修復(fù)技術(shù)和景觀重建技術(shù)等采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了歸納與評(píng)價(jià)。由于國(guó)外采煤塌陷地較少，修復(fù)治理經(jīng)濟(jì)投入較高昂，往往采用自然恢復(fù)方式，對(duì)地表形態(tài)不施人工干預(yù)。故國(guó)外對(duì)于采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究主要集中在利用微生物、植物改良土壤質(zhì)量、凈化土壤重金屬污染等領(lǐng)域。而我國(guó)迫于突出的人地矛盾，對(duì)于采煤塌陷區(qū)的土壤重構(gòu)與地貌形態(tài)恢復(fù)方面的研究已較為成熟，但整體而言采煤塌陷區(qū)的生態(tài)修復(fù)還未形成系統(tǒng)性的聯(lián)合修復(fù)體系。針對(duì)目前各種修復(fù)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下幾點(diǎn)展望。

3.1 創(chuàng)新采煤塌陷區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)，發(fā)展聯(lián)合修復(fù)手段

當(dāng)前的修復(fù)技術(shù)主要依托土地復(fù)墾工程中的一些技術(shù)措施，將土壤的改良手段和景觀重建技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)土壤-生物-景觀的重建。但大多數(shù)技術(shù)尤其是土壤重構(gòu)與地貌重塑技術(shù)，都早在20世紀(jì)80年代提出，修復(fù)技術(shù)的革新速度明顯滯緩。同時(shí)，復(fù)墾模式朝著多元化方向發(fā)展，公園、濕地、休閑娛樂(lè)用地復(fù)墾方案層出不窮，但相對(duì)應(yīng)的修復(fù)技術(shù)創(chuàng)新不足。

無(wú)論未來(lái)采煤塌陷地選擇何種修復(fù)模式，包括恢復(fù)到原有的農(nóng)田系統(tǒng)，還是實(shí)現(xiàn)農(nóng)、林、牧、漁等多業(yè)聯(lián)合的再利用模式，都需要發(fā)展多技術(shù)融合和多手段結(jié)合的聯(lián)合修復(fù)技術(shù)，協(xié)同土壤、景觀生態(tài)、植物營(yíng)養(yǎng)、遙感等多領(lǐng)域的發(fā)展研究，實(shí)現(xiàn)礦區(qū)整體生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)與提升。

3.2 搭建統(tǒng)一基礎(chǔ)理論體系，發(fā)展修復(fù)后動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)技術(shù)

目前，土地復(fù)墾、生態(tài)重建、生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)修復(fù)的概念、研究范圍、技術(shù)體系存在一定的交叉、重疊與差異，理論框架不夠清晰，不利于理論研究和工程技術(shù)的統(tǒng)一發(fā)展。未來(lái)應(yīng)明確界定生態(tài)修復(fù)的概念，明晰相關(guān)名詞的異同，構(gòu)建分類體系，劃清研究領(lǐng)域。此外，生態(tài)修復(fù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，受自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)多重方面的影響，極易產(chǎn)生二次破壞或不合理的利用行為，因此未來(lái)應(yīng)建立修復(fù)后不同時(shí)段的生態(tài)質(zhì)量恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，依托不同的修復(fù)期限構(gòu)建相宜的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及方法，同時(shí)發(fā)展集成3S技術(shù)、大數(shù)據(jù)及云平臺(tái)的礦區(qū)生態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)技術(shù)，對(duì)修復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)形成長(zhǎng)久有效的動(dòng)態(tài)管理。