石礦跡地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

李富平 賈淯斐 夏 冬 王浩程 劉 鑫，4

（1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063210；2.河北省礦業(yè)開發(fā)與安全技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北唐山063210；3.河北省礦區(qū)生態(tài)修復(fù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，河北唐山063210；4.河北金元礦業(yè)有限公司，河北 邯鄲056003）

石材是一種常見的非金屬礦產(chǎn)資源，同時(shí)也是一種用途極廣泛的寶貴資源，作為重要的建筑材料有著悠久的開采歷史。近年來，隨著基礎(chǔ)設(shè)施加速建設(shè)和房地產(chǎn)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，國(guó)家對(duì)石材的需求量與日俱增，但石材礦山在開采過程中和閉坑后，對(duì)礦區(qū)及其周邊生態(tài)環(huán)境［1］與區(qū)域地下水分布［2-4］等造成了不同程度的破壞，導(dǎo)致水土流失［5-6］、植被退化［7］、生物多樣性喪失［8］、植物光合系統(tǒng)受損［9］、土壤理化性質(zhì)劣化［10］、土壤侵蝕［11-12］、土地退化［13］、地質(zhì)災(zāi)害等一系列環(huán)境問題［14-15］。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)大多數(shù)石灰?guī)r礦閉坑后沒有得到有效的生態(tài)恢復(fù)與重建，尤其是立地條件極為惡劣的巖質(zhì)邊坡坡面［16］。因此，開展石礦跡地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值和良好的生態(tài)效益。

當(dāng)前，礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建主要涉及采煤塌陷區(qū)［17］、煤矸石山［18］、露天采場(chǎng)［19］、尾礦庫(kù)［20］、排土場(chǎng)［21］、礦山工業(yè)廣場(chǎng)［22］等主要區(qū)域。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)開展了廣泛而深入的研究工作，為上述主要區(qū)域生態(tài)修復(fù)工作的順利開展奠定了基礎(chǔ)。目前，絕大多數(shù)的石礦仍是露天開采，開采后形成的石礦跡地使得礦區(qū)內(nèi)的植被、動(dòng)物及微生物含量極為稀少，生物之間的相互作用降低，并且在礦區(qū)開采結(jié)束后，由于土壤、地質(zhì)條件及水文條件等因素的改變，導(dǎo)致礦區(qū)內(nèi)很難形成自我恢復(fù)能力，自然生態(tài)演替速度極為緩慢［23］，對(duì)當(dāng)?shù)氐木植啃詺夂蛞矔?huì)造成一定的影響［24］。同時(shí)，大部分石礦跡地處在城市周邊，且為了運(yùn)輸方便，一般臨近交通干線、居民區(qū)等，在遇到惡劣天氣時(shí)，易發(fā)生滑坡、泥石流、揚(yáng)塵揚(yáng)沙等災(zāi)害，對(duì)礦區(qū)周邊居民的生命安全與健康造成了不利影響［25］。因此，開展適宜于石礦跡地生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究，對(duì)石材礦山生態(tài)修復(fù)的順利實(shí)施具有重要的指導(dǎo)意義。石礦跡地生態(tài)修復(fù)是一項(xiàng)受多因素影響的長(zhǎng)期連續(xù)性工作，必須對(duì)修復(fù)后的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)與管護(hù)，以便創(chuàng)建一個(gè)能夠自維持的生態(tài)系統(tǒng)［26］。修復(fù)后的礦山生態(tài)系統(tǒng)演替軌跡、健康狀態(tài)、抗干擾能力等仍是有待研究的問題［27-30］。

本研究在收集國(guó)內(nèi)外相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)礦區(qū)巖質(zhì)邊坡坡面、作業(yè)平臺(tái)、坑底、排土場(chǎng)、礦區(qū)道路、工業(yè)廣場(chǎng)和開采境界周圍受開采擾動(dòng)影響區(qū)域的生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行綜述，分析主要技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與不足，并對(duì)未來生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行展望，以期為石礦跡地生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研發(fā)與工程實(shí)踐提供依據(jù)。

1 研究現(xiàn)狀

1.1 巖質(zhì)邊坡坡面生態(tài)修復(fù)技術(shù)

巖質(zhì)邊坡坡面因立地條件極為惡劣而成為石礦跡地生態(tài)修復(fù)的難點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域（圖1、圖2），同時(shí)其生態(tài)修復(fù)質(zhì)量的好壞關(guān)系到整個(gè)礦山生態(tài)修復(fù)的成敗。瑞士、法國(guó)、美國(guó)、日本、澳大利亞等國(guó)家在巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)方面開展的研究工作相對(duì)較早，形成了適宜于本國(guó)的生態(tài)修復(fù)方法與理念，取得了良好的生態(tài)修復(fù)效果［31］。我國(guó)對(duì)巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究雖然起步相對(duì)較晚，但發(fā)展較為迅速。當(dāng)前，露天礦生態(tài)修復(fù)多借鑒客土噴播技術(shù)、三維植被網(wǎng)噴播技術(shù)、厚層基材噴播技術(shù)、植生袋法、植被混凝土防護(hù)技術(shù)、噴混植生技術(shù)、飄臺(tái)法、藤本護(hù)坡技術(shù)、爆破燕窩、植物纖維毯防護(hù)技術(shù)等。上述技術(shù)可為閉坑后的石礦跡地邊坡坡面生態(tài)修復(fù)提供參考。華北理工大學(xué)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)與重建科研團(tuán)隊(duì)將植生袋法、飄臺(tái)法、藤本護(hù)坡技術(shù)應(yīng)用于唐山冀東某石灰?guī)r礦巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)工程中，達(dá)到了綠化坡面、改善景觀的目的，修復(fù)前后的效果對(duì)比如圖3至圖5所示。

（1）液壓噴播技術(shù)。該技術(shù)是將植物種子經(jīng)催芽處理后，配以一定比例的纖維、保水劑、黏合劑、復(fù)合肥料和土壤改良劑等，通過攪拌、利用機(jī)械加壓作用將漿體混合物噴到坡面的綠化方法［32］。該技術(shù)具有工作效率高、成本低、成坪速度快、機(jī)械化程度高等優(yōu)點(diǎn)［33］。陳雪［32］、楊承祥等［34］分別將該技術(shù)應(yīng)用于高海拔風(fēng)電場(chǎng)和大型米拉多露天銅礦邊坡水土保持植被恢復(fù)中，取得了良好的生態(tài)效益和社會(huì)效益。

（2）厚層基材噴播技術(shù)。該技術(shù)是運(yùn)用噴播系統(tǒng)將混有植物種子、防侵蝕材料的基質(zhì)材料噴附在坡面上，形成一層既適宜植物生長(zhǎng)又穩(wěn)定的基材層。該技術(shù)主要由錨桿、網(wǎng)及基材混合物組成［35］。余海龍等［36］、田青懷等［37］、朱浩等［38］、夏明強(qiáng)［39］、卿翠貴等［40］分別將厚層基材噴播技術(shù)應(yīng)用于巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)工程中，取得了良好的生態(tài)防護(hù)效果，對(duì)將該技術(shù)應(yīng)用于石礦邊坡生態(tài)修復(fù)具有一定的指導(dǎo)意義。

（3）三維植被網(wǎng)護(hù)坡技術(shù)。該技術(shù)是指利用活性植物并結(jié)合土工合成材料等工程材料，在坡面構(gòu)建一個(gè)具有自身生長(zhǎng)的防護(hù)系統(tǒng)，通過植物生長(zhǎng)對(duì)邊坡進(jìn)行加固［41］。劉曉鵬［42］、羅藝偉等［43］分別對(duì)三維網(wǎng)噴播技術(shù)的施工過程及工藝要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)分析，并將其應(yīng)用于巖石邊坡生態(tài)防護(hù)；程曄等［44］、李連勝等［45］的研究表明，三維土工網(wǎng)墊噴播植草可有效降低降雨對(duì)坡面泥土的沖刷；顧晶［46］、周海波等［47］將三維網(wǎng)噴播技術(shù)應(yīng)用于高速公路沿線邊坡生態(tài)防護(hù)工程中，取得了良好的生態(tài)防護(hù)效果。

（4）噴混植生技術(shù)。該技術(shù)通過使用噴混機(jī)械將土壤、普通硅酸鹽水泥、植物種子、肥料、有機(jī)質(zhì)、保水劑等混合加水后噴射到坡面上，形成約10 cm厚的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層，種子既可以在空隙中生根、發(fā)芽、生長(zhǎng)，又具有較強(qiáng)的抗雨水沖刷能力。該技術(shù)自20世紀(jì)90年代中期引入我國(guó)后，得到了快速發(fā)展并應(yīng)用于生態(tài)防護(hù)工程中［48］。趙春權(quán)［49］、王耀建等［50］、閆新亮等［51］、梁超賢等［52］根據(jù)該技術(shù)的防護(hù)原理及其優(yōu)點(diǎn)，分別將其用于高陡邊坡工程的生態(tài)防護(hù)，達(dá)到了快速?gòu)?fù)綠和控制水土流失的目的。

（5）客土噴播技術(shù)。該技術(shù)也是一種較為成熟的邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)，是將客土、植物種子、緩釋肥、纖維、黏合劑等按一定比例均勻混合，再利用空氣壓縮機(jī)將混合物噴射到坡面形成一層復(fù)合客土層（3～5 cm），實(shí)現(xiàn)護(hù)坡和恢復(fù)植被的一種生態(tài)防護(hù)技術(shù)［53］。胡國(guó)長(zhǎng)等［54］、王英宇［55］、舒安平等［56］、劉鐵軍等［57］分別對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并根據(jù)其快速?gòu)?fù)綠的優(yōu)勢(shì)，將其應(yīng)用于巖質(zhì)邊坡的生態(tài)防護(hù)中。

（6）植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)。該技術(shù)是由液壓噴播技術(shù)演化而來，植被混凝土是典型的人工復(fù)合生態(tài)基材，其固體部分由植生土、水泥、腐殖質(zhì)和植被混凝土綠化添加劑混合而成［58］。植被混凝土因具有良好的物理力學(xué)特性及穩(wěn)定性而得到廣泛應(yīng)用［59-60］，陶祥令等［61］對(duì)植被混凝土的制備工藝及研究進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)分析，并闡述了該技術(shù)主要的發(fā)展方向；夏振堯等［62］、郗紅超等［63］、周正軍等［64］對(duì)植被混凝土的強(qiáng)度和力學(xué)穩(wěn)定性開展了系統(tǒng)研究，為該技術(shù)的工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)；唐欣等［65］將植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)應(yīng)用于采石場(chǎng)邊坡生態(tài)修復(fù)中，取得了較好的修復(fù)效果；張恒等［66］采用試驗(yàn)研究方法，對(duì)植被混凝土新型生境構(gòu)筑基材的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析；程虎等［67］對(duì)不同修復(fù)年限的植被混凝土基材中有機(jī)碳氧化穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，隨著修復(fù)年限增加，基材中有機(jī)碳的內(nèi)部循環(huán)會(huì)受到阻礙；童標(biāo)等［68］研究表明，凍融循環(huán)對(duì)基材中氨態(tài)氮、速效鉀和有效磷的含量具有顯著影響；潘波等［69］研究發(fā)現(xiàn)，在干濕循環(huán)作用下，棕纖維對(duì)植被混凝土基材抗剪強(qiáng)度的增強(qiáng)作用優(yōu)于玄武巖纖維；周海清等［70］通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，植被混凝土邊坡的抗沖刷能力明顯優(yōu)于素土邊坡。

此外，根據(jù)邊坡的立地條件及礦山企業(yè)的實(shí)際情況，植生袋防護(hù)技術(shù)、飄臺(tái)法、藤本護(hù)坡技術(shù)、爆破燕窩等生態(tài)技術(shù)在邊坡生態(tài)防護(hù)中也得到了廣泛應(yīng)用。魯明星等［71］、陳冀川等［72］、羅明等［73］分別將植生袋防護(hù)技術(shù)應(yīng)用于礦山巖質(zhì)邊坡的生態(tài)防護(hù)工程中，起到了較好的效果，并且可以使防護(hù)區(qū)域的群落向正方向演替；韓超等［74］將植生袋與主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)相結(jié)合，楊翔等［75］將肋柱植生袋與噴播植草聯(lián)合應(yīng)用于巖質(zhì)邊坡的生態(tài)恢復(fù)與重建，充分發(fā)揮了不同生態(tài)修復(fù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，是對(duì)巖質(zhì)邊坡生態(tài)防護(hù)技術(shù)的有效補(bǔ)充。馮偉風(fēng)［76］、秦品光等［77］、張家洋等［78］分別將飄臺(tái)法應(yīng)用于高陡邊坡防護(hù)，顯著提高了邊坡的綠化率，且提高了灌溉水的利用率；高云峰等［79］對(duì)露天礦巖質(zhì)邊坡綠化技術(shù)及存在的問題進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并討論了11種常用生態(tài)修復(fù)技術(shù)的適用條件；鄭煜基等［80］、冉建兵等［81］、高麗霞等［82］分別將種植槽技術(shù)應(yīng)用于礦山巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)，取得了快速?gòu)?fù)綠的效果。

對(duì)于大型露天礦山，邊坡所處的開采水平以及區(qū)域不同，巖性及巖體質(zhì)量也不完全一致，若礦山全部邊坡采用同一生態(tài)重建技術(shù)方案，勢(shì)必會(huì)影響生態(tài)恢復(fù)的最終效果與成本［83］。對(duì)此，吳楊等［84］提出了基于巖體質(zhì)量評(píng)價(jià)與分區(qū)的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，并將該技術(shù)應(yīng)用于研山鐵礦東幫邊坡生態(tài)修復(fù)工程中，取得了理想成效。

1.2 作業(yè)平臺(tái)生態(tài)修復(fù)技術(shù)

作業(yè)平臺(tái)屬于露天礦邊坡的一部分，但相對(duì)于坡面而言，其生態(tài)修復(fù)較易實(shí)現(xiàn)，這主要是因?yàn)樽鳂I(yè)平臺(tái)相對(duì)平緩，有利于覆土和栽植或種植植物，且有利于減少水、土、肥的流失。在作業(yè)平臺(tái)生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究方面，目前多采用在平臺(tái)外邊緣處修建土埂或擋墻，在其內(nèi)側(cè)覆土后栽種木本或播種草本植物，以實(shí)現(xiàn)坡面平臺(tái)生態(tài)修復(fù)。姜麗［85］采用堆砌石埂的技術(shù)措施后，在采場(chǎng)平臺(tái)上用容器苗種植胡枝子，起到了很好的水土保持作用；韓志陽(yáng)［86］對(duì)某礦邊坡臺(tái)階平臺(tái)采用覆土后栽種側(cè)柏的方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)了礦山復(fù)綠；吳楊等［84］通過在研山鐵礦東幫平臺(tái)上修筑擋墻并在擋墻內(nèi)覆土后栽種苗木的方式，實(shí)現(xiàn)了高邊坡平臺(tái)生態(tài)修復(fù)；賈斌等［87］以北京房山區(qū)廢棄的石灰?guī)r礦山為研究對(duì)象，在礦山作業(yè)平臺(tái)進(jìn)行覆土回填，并在臨空面設(shè)置干砌擋墻后，栽種鄉(xiāng)土植物，實(shí)現(xiàn)了永久的生態(tài)防護(hù)；華北理工大學(xué)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)與重建科研團(tuán)隊(duì)根據(jù)某礦山的立地條件，將作業(yè)平臺(tái)覆土后種植油用牡丹，取得較好生態(tài)效益的同時(shí)，也取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

工作平臺(tái)生態(tài)修復(fù)雖較坡面容易，但也存在土壤缺乏與土壤貧瘠問題，對(duì)其進(jìn)行覆土后，還需進(jìn)行土壤改良與培肥，在此基礎(chǔ)上，應(yīng)做好灌溉系統(tǒng)設(shè)計(jì)，防止在干旱季節(jié)導(dǎo)致植物遭受旱災(zāi)，同時(shí)還應(yīng)采取防止水土流失的技術(shù)措施。在植物選取方面，應(yīng)優(yōu)先選用鄉(xiāng)土植物，以增強(qiáng)植物的抗逆性。對(duì)平臺(tái)采取多種措施進(jìn)行聯(lián)合修復(fù)，可有效增加平臺(tái)的最終修復(fù)效果，保證植物生長(zhǎng)發(fā)育長(zhǎng)期穩(wěn)定。

1.3 坑底生態(tài)修復(fù)技術(shù)

坑底通常是礦山標(biāo)高的最低處，礦山閉坑后，地下水、地表水往往匯集于坑底，這對(duì)植被恢復(fù)產(chǎn)生了不利影響，但可為礦山邊坡生態(tài)修復(fù)提供灌溉水源，或根據(jù)礦山所處的區(qū)域位置，可將礦坑開發(fā)為休閑娛樂場(chǎng)所，使其具有觀賞性和娛樂性，以充分利用礦坑的地形地勢(shì)特點(diǎn)，使得閉坑礦山仍具有可持續(xù)發(fā)展的空間（圖7）。羅桂軍等［88］將長(zhǎng)沙新生水泥廠的廢棄礦坑打造成湘江歡樂城；陳蓬勃［89］基于景觀空間設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)普蘭店市花兒山礦坑進(jìn)行了景觀重構(gòu)設(shè)計(jì)，并將其改造為具有文化特色的礦山公園；范婧［90］在對(duì)義馬市北露天礦坑進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，融入時(shí)空設(shè)計(jì)的相關(guān)理論，將其改造為園林景觀；劉向陽(yáng)等［91］對(duì)北京西郊砂石坑進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，在考慮其功能和位置等多種因素的基礎(chǔ)上，因地制宜地將坑底改造為生態(tài)濕地；遷安某礦山對(duì)采坑進(jìn)行規(guī)劃、整理、引水，實(shí)施生態(tài)旅游開發(fā)，以種植、特色養(yǎng)殖、農(nóng)副產(chǎn)品加工和生態(tài)旅游為紐帶，構(gòu)建了社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。

如礦區(qū)處于干旱、半干旱地區(qū)，礦坑底部不能形成長(zhǎng)時(shí)間的積水，可將坑底開發(fā)成林草地。唐山某石礦坑底覆土后種植早熟禾和狼尾草，有效改善了土壤的理化性質(zhì)，種植后的效果如圖8所示。

從生態(tài)修復(fù)技術(shù)層面來說，坑底生態(tài)修復(fù)涉及的技術(shù)相對(duì)較少且較為簡(jiǎn)單，這主要是由于礦山閉坑后坑底地形較為平緩?？拥咨鷳B(tài)修復(fù)雖易于取得較好的效果，但其成敗主要取決于邊坡穩(wěn)定與否、邊坡生態(tài)修復(fù)效果的好壞及整個(gè)礦區(qū)的水土流失情況，如局部滑坡產(chǎn)生的滑坡體或水土流失產(chǎn)生的泥沙均會(huì)對(duì)坑底已恢復(fù)的植被造成淤積破壞。

1.4 排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)

排土場(chǎng)是露天礦開采過程中形成的結(jié)構(gòu)松散、植被覆蓋度低、養(yǎng)分含量低、平臺(tái)和邊坡相間的松散堆積體，由巖石、土壤共同組成，是一種工程擾動(dòng)土［92］。排土場(chǎng)的形成過程決定了其具有物質(zhì)組成復(fù)雜、大孔隙發(fā)達(dá)、土壤理化性差等特點(diǎn)［93］，在強(qiáng)降雨、地震、爆破震動(dòng)等作用下易發(fā)生滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害［94］。將排土場(chǎng)修復(fù)為具有良好生態(tài)效益的土地，對(duì)于改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)具有重要意義［95］。當(dāng)前，排土場(chǎng)大多是在土壤重構(gòu)［96］、蓄水截流整地和優(yōu)化植被配置模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行生態(tài)修復(fù)［97-98］。礦山在排土過程中，可將大塊廢石放置于排土場(chǎng)底部，而將細(xì)粒土覆蓋在坡面和平臺(tái)處，為植物生長(zhǎng)提供基本條件。土壤質(zhì)地、容重、孔隙狀態(tài)及入滲、持水保肥等指標(biāo)會(huì)影響植被生長(zhǎng)，這同樣也影響到生態(tài)修復(fù)的最終效果［99-100］。表層土壤重構(gòu)、植被恢復(fù)是排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［101］，土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，而植物的生長(zhǎng)一方面可改善土壤的理化性質(zhì)，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量；另一方面可增加植被蓋度，改善礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境［102］。某排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)前后效果對(duì)比如圖9所示。

排土場(chǎng)平臺(tái)處土壤經(jīng)過壓實(shí)，致使其容重增加，孔隙度減小，這嚴(yán)重影響了植物根系發(fā)育，致使單位面積植被生物量下降［103-104］，而坡面處土壤密實(shí)度相對(duì)較低，易引發(fā)溝蝕，造成水土流失［105］。因此，在平臺(tái)處宜翻耕表土以利于植物根系發(fā)育，在坡面處宜盡早采取蓄水截流和植被修復(fù)技術(shù)措施，以減少水土流失。植被配置模式對(duì)修復(fù)后整個(gè)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性及修復(fù)區(qū)土壤均具有重要影響［106］。當(dāng)前，平臺(tái)通常采用喬、灌、草相結(jié)合的生態(tài)防護(hù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，坡面通常采用灌木、草相結(jié)合的生態(tài)防護(hù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)。其中，喬木通常選擇刺槐、榆樹、油松等樹種，灌木通常選擇火炬樹、紫穗槐、胡枝子、荊條等，草本通常選擇耐貧瘠的紫花苜蓿、黑麥草等［107-108］。

排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)難度雖較巖質(zhì)邊坡低，但由于土石混合體在固結(jié)過程中易引起排土場(chǎng)不均勻變形，從而在坡面和平臺(tái)外邊緣附近產(chǎn)生拉伸裂縫，這將導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生小尺度變化［109］，惡化土壤墑情［110］、增加滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的可能性，對(duì)植物生長(zhǎng)［111］、土壤微生物學(xué)特性、植物群落［112］和排土場(chǎng)的整體穩(wěn)定極為不利。因此，在礦山排土場(chǎng)堆排到設(shè)計(jì)高度后，應(yīng)盡早在坡面和平臺(tái)上覆土，然后進(jìn)行紫花苜蓿、黑麥草等草本植物的混播，以達(dá)到快速?gòu)?fù)綠、減少水土流失和加速土壤熟化的目的，與此同時(shí)，應(yīng)做好防排水系統(tǒng)的修建工作。待排土場(chǎng)土體基本固結(jié)后，再在坡面和平臺(tái)上栽植或播種喬、灌和草本植物。植被恢復(fù)后要對(duì)排土場(chǎng)的穩(wěn)定性、地裂縫發(fā)育情況和植被生長(zhǎng)狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況后，需采取相應(yīng)的工程技術(shù)措施，確保排土場(chǎng)的安全穩(wěn)定及其所在區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)向正方向演替［113］。

大型排土場(chǎng)面臨著旱季缺水和雨季易造成水土流失和坡體失穩(wěn)的矛盾，如何充分利用雨季的雨水資源，減少集中降雨引起的水土流失與植物生境退化也是排土場(chǎng)需要解決的關(guān)鍵問題之一。雷少剛等［114］根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)的原理［115］，引入新的景觀組分，調(diào)控水土物質(zhì)流過程，提高了水資源的生態(tài)利用效率。

安全穩(wěn)定是實(shí)現(xiàn)排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)的前提，在進(jìn)行植被恢復(fù)之前，通常在排土場(chǎng)坡面和臺(tái)階上進(jìn)行覆土，為后期植被恢復(fù)提供生長(zhǎng)基質(zhì)，但坡面覆土通常采用自卸汽車由坡頂傾倒土方后，土在重力作用下由坡頂向坡腳處滑動(dòng)，造成粒徑較大的石塊或粗顆粒土集中于坡面的中下部，越接近坡腳處石塊或土的粒徑越大，而坡頂處土的粒徑相對(duì)較小。針對(duì)上述問題，通常在排土場(chǎng)坡面的中上部采用喬灌草相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)方案，可有效降低坡面水土流失［116］，增加土壤養(yǎng)分含量［117］，增強(qiáng)淺部土體強(qiáng)度［118］，其中喬木通常選擇根系發(fā)達(dá)、耐旱耐貧瘠、固土能力強(qiáng)的樹種，如油松、刺槐、榆樹等，灌木通常選擇紫穗槐、火炬樹、胡枝子、沙棘等，草本植物多選擇紫花苜蓿、黑麥草、狗牙根等。在坡面的中下部可采用灌草相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)方案，坡腳處通常在坡腳與平臺(tái)交界處栽植爬山虎等速生藤本植物進(jìn)行快速修復(fù)。根據(jù)平臺(tái)寬度、土質(zhì)情況，可將平臺(tái)修復(fù)為林草地、經(jīng)濟(jì)林地或中藥材種植地等。

1.5 礦區(qū)道路生態(tài)修復(fù)技術(shù)

在礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建規(guī)劃設(shè)計(jì)中，礦區(qū)道路不僅是邊坡、工作平臺(tái)與坑底生態(tài)修復(fù)的運(yùn)輸通道，也是礦山閉坑后需進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的區(qū)域。礦區(qū)道路較為平坦，這為其生態(tài)修復(fù)的順利進(jìn)行創(chuàng)造了有利條件。礦區(qū)道路存在滑塌隱患處應(yīng)及時(shí)清除，道路內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝［119］。對(duì)公路進(jìn)行深翻平整后，采用覆土后栽植或種植喬、灌木的方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。王月［120］在張家口北蔚采石場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)治理中，采用覆土后種植樹木的方式對(duì)礦區(qū)道路進(jìn)行了生態(tài)修復(fù)；王東等［121］在深翻平整的礦區(qū)道路上采取喬、草混交模式有效恢復(fù)了地表植被。

上述生態(tài)修復(fù)技術(shù)主要是針對(duì)未經(jīng)混凝土硬化的礦區(qū)道路，而對(duì)于經(jīng)過混凝土硬化的礦區(qū)道路，如繼續(xù)采用上述修復(fù)技術(shù)，其難度和成本都會(huì)相應(yīng)增加。這是因?yàn)榍宄缆坊炷敛粌H需要人力、物力，而且會(huì)產(chǎn)生大量無法降解的外運(yùn)垃圾，容易造成二次污染。因此，在對(duì)混凝土硬化的礦區(qū)道路進(jìn)行生態(tài)修復(fù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)時(shí)，可在保留道路的同時(shí)，加強(qiáng)道路兩側(cè)綠化與防排水系統(tǒng)維護(hù)，以保證道路暢通，為后續(xù)邊坡與坑底生態(tài)修復(fù)工程維護(hù)提供道路。礦區(qū)道路在生態(tài)修復(fù)規(guī)劃方案設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)與整個(gè)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)方案相協(xié)調(diào)，以使其融入到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中。

1.6 工業(yè)廣場(chǎng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)

工業(yè)廣場(chǎng)在礦山全壽命周期內(nèi)均發(fā)揮著重要作用，是礦山生產(chǎn)、生活不可或缺的部分。關(guān)于礦山工業(yè)廣場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)與重建工作，也有部分學(xué)者開展了相應(yīng)的研究工作。文智斌［122］將太原陽(yáng)曲縣某石灰?guī)r礦的工業(yè)廣場(chǎng)在礦山閉坑后規(guī)劃為灌木林地，主要栽種沙棘和紫花苜蓿；方南平［123］根據(jù)礦區(qū)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)條件，在對(duì)土地破壞預(yù)測(cè)評(píng)估的基礎(chǔ)上，對(duì)福建古田大垅際礦區(qū)的生態(tài)修復(fù)工程進(jìn)行了全面的規(guī)劃設(shè)計(jì)；王世娟［124］根據(jù)淮東大井礦區(qū)南露天煤礦的地形地貌，并綜合考慮復(fù)墾分區(qū)、土地適應(yīng)性評(píng)價(jià)以及復(fù)墾標(biāo)準(zhǔn)，將復(fù)墾方向定為裸地；張熙卓等［125］利用概率積分法進(jìn)行土地?fù)p毀預(yù)測(cè)，根據(jù)可行性、最佳效益、因地制宜等原則，設(shè)計(jì)并實(shí)施了煤礦區(qū)土地復(fù)墾方案，并將整個(gè)復(fù)墾方案實(shí)施劃分為6個(gè)階段；妙超［126］在分析礦山氣候條件及土地資源利用的基礎(chǔ)上，針對(duì)陜西某大型灰?guī)r礦山設(shè)計(jì)了土地復(fù)墾方案，礦山的生物治理措施以植被重建為主。

礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)單且較為成熟，進(jìn)行生態(tài)修復(fù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)時(shí)，在確保修復(fù)效果的前提下，應(yīng)使修復(fù)后的景觀與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，同時(shí)，如該區(qū)域有點(diǎn)或面污染源，需對(duì)污染源進(jìn)行妥善處理，以防止對(duì)空氣、土壤或地下水造成污染。

1.7 開采境界周圍受開采影響區(qū)域生態(tài)修復(fù)技術(shù)

礦山開采過程中和閉坑后，均會(huì)對(duì)開采境界周圍一定范圍內(nèi)的植物生長(zhǎng)、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)環(huán)境等產(chǎn)生不同程度的影響，主要是由于采石揚(yáng)塵［127］、地下水疏干、采場(chǎng)邊坡周圍裂縫所導(dǎo)致的。目前，關(guān)于開采境界周圍生態(tài)修復(fù)技術(shù)的研究成果相對(duì)較少，且該現(xiàn)象會(huì)隨著閉坑越來越嚴(yán)重。因此，需要對(duì)受采礦影響的最終境界周圍區(qū)域進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)與重建，以使閉坑后整個(gè)礦區(qū)具有良好的生態(tài)環(huán)境。李江峰［128］對(duì)首鋼鐵礦沙廠礦區(qū)的生態(tài)恢復(fù)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)劃，將礦區(qū)劃分為不同分區(qū)，采取不同的措施進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)；吳琳琳［129］對(duì)義馬市礦山廢棄地存在的問題進(jìn)行了分析，并對(duì)廢棄地的生態(tài)恢復(fù)工作進(jìn)行了規(guī)劃；羅博文等［130］通過對(duì)廣西全頁(yè)巖礦山環(huán)境問題進(jìn)行評(píng)估調(diào)查，提出了一系列的防治措施；撒楚航等［131］對(duì)廣西扶綏縣礦山環(huán)境問題進(jìn)行了分析，提出了相關(guān)的改進(jìn)措施；汪繼學(xué)等［132］依據(jù)環(huán)境影響因素，將日照市露天開采礦山環(huán)境問題分為3類，遵循“因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行”的原則給出了相關(guān)治理建議；趙建倉(cāng)等［133］對(duì)甘肅省肅北某鐵礦礦區(qū)地質(zhì)環(huán)境問題進(jìn)行了評(píng)估預(yù)測(cè)，并有針對(duì)性地提出了保護(hù)治理措施，有效遏制了礦山地質(zhì)環(huán)境問題；申玉松等［134］將商城縣礦山地質(zhì)問題劃分為3類，并綜合考慮地質(zhì)環(huán)境等影響因素，提出了相關(guān)保護(hù)性措施；孟繁等［135］利用多種勘察手段對(duì)天津大興峪北礦區(qū)進(jìn)行勘察，并針對(duì)礦區(qū)存在的問題提出了一套綜合治理方案；張鵬等［136］通過某礦區(qū)前期調(diào)研，通過分區(qū)生態(tài)恢復(fù)等一系列技術(shù)手段，設(shè)計(jì)了礦區(qū)塌陷區(qū)的綜合治理方案。

礦山開采勢(shì)必對(duì)礦區(qū)周邊區(qū)域地下水滲流場(chǎng)分布特征、細(xì)微地裂縫發(fā)育情況、土壤養(yǎng)分流失速率與方式、植物與土壤微生物生長(zhǎng)狀況產(chǎn)生重要影響，隨著開采深度增加，這種影響更為明顯，因此在制定開采境界周圍生態(tài)修復(fù)方案時(shí)，地下水系統(tǒng)變化、土壤養(yǎng)分流失情況、微裂縫發(fā)育特征對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也應(yīng)充分考慮。對(duì)于水文地質(zhì)條件復(fù)雜、地下水位較高的礦山，可采用堵水帷幕的方式堵截地下水，以減少因礦山開采對(duì)區(qū)域地下水滲流場(chǎng)、邊坡穩(wěn)定性的影響［137-138］；對(duì)于微裂縫較為發(fā)育、土壤養(yǎng)分流失嚴(yán)重的區(qū)域，可在采取控制微裂紋發(fā)育工程措施的基礎(chǔ)上，混播根系發(fā)達(dá)的豆科牧草和低矮的灌木；對(duì)于受開采影響不顯著的區(qū)域，如果地表植被基本沒有遭到破壞，可在適當(dāng)補(bǔ)充水肥的前提下，采取封山育林的方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，如果地表植被破壞嚴(yán)重，可采用喬灌草相結(jié)合的方式進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。未來在對(duì)開采境界周圍受開采擾動(dòng)區(qū)域進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時(shí)，應(yīng)根據(jù)開采擾動(dòng)程度、地下水滲流路徑改變、微裂縫發(fā)育程度、土壤養(yǎng)分流失情況等對(duì)地表植被影響程度的不同進(jìn)行分區(qū)，根據(jù)各區(qū)域不同的環(huán)境條件選取有針對(duì)性的生態(tài)修復(fù)技術(shù)方案，以達(dá)到最佳的修復(fù)效果。

2 不足分析

通過對(duì)巖質(zhì)邊坡、作業(yè)平臺(tái)、坑底、排土場(chǎng)、礦區(qū)道路、工業(yè)廣場(chǎng)和開采境界周圍等受開采影響區(qū)域生態(tài)修復(fù)技術(shù)的回顧與分析發(fā)現(xiàn)，裸露的巖質(zhì)邊坡和大型排土場(chǎng)是生態(tài)修復(fù)的難點(diǎn)與重點(diǎn)區(qū)域。因此，本研究重點(diǎn)闡述巖質(zhì)邊坡和排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)主要技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與不足。

液壓噴播技術(shù)、厚層基材噴播技術(shù)、三維植被網(wǎng)生態(tài)防護(hù)技術(shù)、噴混植生技術(shù)、客土噴播技術(shù)和植被混凝土生態(tài)防護(hù)技術(shù)因具有機(jī)械化程度高、施工速度快、養(yǎng)護(hù)方便、覆蓋效果好、建植初期能防止坡面水土流失等優(yōu)點(diǎn)，在巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)中得到了廣泛應(yīng)用。草本植物具有抗寒性與抗旱性差、綠期短、根系錨固作用差等缺點(diǎn)，若單純采用草本植物進(jìn)行綠化，修復(fù)后期植被退化嚴(yán)重［139］。隨著應(yīng)用年限的增加，在降雨、凍融等因素的影響下基材中的氮、磷、鉀等元 素［140-141］，鐵、錳 、鋅等微 量元素流失 嚴(yán)重［142-143］，同時(shí)，在雨水的沖刷作用下，基材本身也將受到侵蝕而產(chǎn)生水土流失現(xiàn)象［144］。冀東某石灰?guī)r礦邊坡采用客土噴播后，受干濕交替和凍融效應(yīng)影響，出現(xiàn)了局部脫落現(xiàn)象，影響了整體的綠化效果，如圖10所示。

目前，邊坡植被恢復(fù)更多的是追求快速綠化，而忽視了植被生長(zhǎng)的可持續(xù)性，同時(shí)，由于在一定程度上缺乏植被恢復(fù)效果的長(zhǎng)效評(píng)價(jià)機(jī)制［145］，且在后期管理不力、植被生長(zhǎng)監(jiān)控缺失等諸多因素的影響下，護(hù)坡植被覆蓋度逐年下降，基材在凍融—干濕或強(qiáng)降雨作用下與坡面分離，整個(gè)群落向逆演替方向發(fā)展，最終導(dǎo)致邊坡生態(tài)防護(hù)工程失去生態(tài)防護(hù)作用。

針對(duì)上述問題，需在植生基材—根系生長(zhǎng)協(xié)同耦合調(diào)控機(jī)制，植生基材、根系復(fù)合體—巖體界面黏結(jié)強(qiáng)度劣化模型，邊坡表層裂隙化巖體—植物根系—植生基材整體穩(wěn)定機(jī)理、生態(tài)修復(fù)效果評(píng)價(jià)長(zhǎng)效機(jī)制與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)等方面開展研究工作。同時(shí)，上述技術(shù)的修復(fù)成本對(duì)于礦山企業(yè)來說偏高，因此還需研發(fā)低成本的植生基材，如以鐵尾礦為主要材料的植生基材等。

除了上述常用的邊坡生態(tài)修復(fù)技術(shù)外，針對(duì)高陡邊坡還開發(fā)出爆破燕窩、種植槽、植生袋、魚鱗坑法和石壁掛籠法等生態(tài)修復(fù)技術(shù)。但在實(shí)際應(yīng)用過程中，這些技術(shù)均有不足之處。如爆破燕窩技術(shù)在施工過程中，爆破震動(dòng)會(huì)破壞坡面巖體的完整性，使得坡面巖體強(qiáng)度降低，雨水很難進(jìn)入燕窩內(nèi)部，增加了后期管理與養(yǎng)護(hù)的難度；種植槽技術(shù)具有施工難度大、槽內(nèi)土壤少、會(huì)發(fā)生槽體失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)及成本相對(duì)較高等不足［146］；魚鱗坑法和石壁掛籠法要求有支撐點(diǎn)［147］；植生袋的成本相對(duì)較高。

在露天礦巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)過程中，應(yīng)將坡面與平臺(tái)視為一個(gè)有機(jī)整體，根據(jù)平臺(tái)寬度、臺(tái)階坡面角、臺(tái)階高度、邊坡巖體質(zhì)量及節(jié)理裂隙發(fā)育情況，結(jié)合礦區(qū)的氣候條件、各生態(tài)防護(hù)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，制定最優(yōu)的生態(tài)修復(fù)方案。實(shí)現(xiàn)平臺(tái)速生喬、灌、草、藤形成的防護(hù)帶對(duì)坡面植被進(jìn)行有效保護(hù)，減少干熱風(fēng)、強(qiáng)降雨等對(duì)坡面植被、基材的不良影響。

現(xiàn)有的排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)技術(shù)在應(yīng)用過程中均發(fā)揮了積極的作用，但同時(shí)也存在一些問題，如排土場(chǎng)完成初期，為有效控制坡面侵蝕和水土流失，需盡早修建防排水系統(tǒng)和恢復(fù)坡面植被，而此時(shí)土體尚未完全固結(jié)，因整個(gè)排土場(chǎng)的土體并不均勻，因此在土體固結(jié)過程中，排土場(chǎng)不同區(qū)域的沉降量并不相同，從而使得排土場(chǎng)邊坡頂部及中上部區(qū)域出現(xiàn)較為明顯的拉伸裂縫，這不僅造成土壤中養(yǎng)分、水分快速流失，還對(duì)植物根系造成不可逆的損傷，進(jìn)而影響植物和土壤微生物的正常生長(zhǎng)甚至引起植物死亡，這對(duì)排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)極為不利。為此，在排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)初期，通?；觳?年生與多年生草本植物，以減少坡面水土流失，待排土場(chǎng)基本固結(jié)完成，坡面裂縫幾乎不再增加時(shí)，可在坡面上植樹種草，以完成排土場(chǎng)最終的生態(tài)修復(fù)。生態(tài)修復(fù)工程完成后，應(yīng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)狀況和裂縫發(fā)展情況，若出現(xiàn)異常情況，應(yīng)采取切實(shí)有效的工程技術(shù)措施，確保生態(tài)修復(fù)最終取得理想效果。

3 發(fā)展趨勢(shì)與展望

在露天礦生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究方面，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者已取得了大量的研究成果和寶貴的經(jīng)驗(yàn)，為石礦跡地生態(tài)修復(fù)提供了有益參考。對(duì)于石礦跡地來說，巖質(zhì)邊坡坡面與排土場(chǎng)仍然是整個(gè)礦山生態(tài)恢復(fù)與重建的重點(diǎn)與難點(diǎn)部分，本研究重點(diǎn)從坡面、排土場(chǎng)及整個(gè)礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建方面，對(duì)石礦跡地生態(tài)修復(fù)與重建未來需要深入研究的方向進(jìn)行討論。

（1）低成本植生基材研發(fā)。在石礦跡地生態(tài)修復(fù)與重建中，基材是植物、土壤微生物與土壤動(dòng)物生長(zhǎng)、繁衍的基礎(chǔ)，同時(shí)控制著整個(gè)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的成本，其物理、化學(xué)、力學(xué)特性和植物生長(zhǎng)適宜性的協(xié)同耦合調(diào)控機(jī)制［145］；以固體廢棄物（尾礦、污泥、粉煤灰、糠醛渣、秸稈等）為主要原材料的低成本植生基材合理配比；基材在凍融、干濕循環(huán)、強(qiáng)降雨及連續(xù)降雨等外界條件下的耐久性、抗沖刷性、內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的變化及水分、養(yǎng)分的運(yùn)移及流失規(guī)律；基材肥力及持續(xù)供肥能力等關(guān)鍵技術(shù)還需進(jìn)行深入、系統(tǒng)地研究。

（2）植生基材—根系生長(zhǎng)協(xié)同耦合調(diào)控機(jī)制研究。這方面需要進(jìn)一步開展系統(tǒng)性研究的內(nèi)容有：分析根系生長(zhǎng)過程中，植生基材—根系復(fù)合體在凍融、干濕、連續(xù)降雨、強(qiáng)降雨等作用下物理、化學(xué)、力學(xué)、滲透、保水及其內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律；植物根系對(duì)植生基材的正效應(yīng)（增強(qiáng)植生基材的強(qiáng)度［148］、提高表層土體強(qiáng)度［149］等）和負(fù)效應(yīng)（根系腐爛形成的洞穴、導(dǎo)水通道、動(dòng)物洞穴［150］、高含水率根—土間強(qiáng)度下降等［145］）；植生基材理化性質(zhì)與基材呼吸間的關(guān)系；根系生長(zhǎng)過程中，植生基材—根系復(fù)合體整體穩(wěn)定性和耐久性的演化規(guī)律等。

（3）邊坡表層裂隙化巖體—植物根系—植生基材整體穩(wěn)定機(jī)理研究。在坡面角、巖石結(jié)構(gòu)與成分、風(fēng)化程度、界面粗糙度（JRC）、裂隙發(fā)育程度、優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀、植被配置模式等不同的情況下，分析邊坡淺部裂隙化巖體在凍融—干濕與水化學(xué)耦合作用下的裂紋擴(kuò)展機(jī)制、植物根系生長(zhǎng)對(duì)巖體裂隙網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展行為及植生基材加筋錨固作用的影響機(jī)制，探究?jī)鋈凇蓾衽c水化學(xué)耦合作用下的邊坡淺部裂隙化巖體—根系—植生基材整體穩(wěn)定演化規(guī)律，揭示三者協(xié)同作用機(jī)理。這部分內(nèi)容為石礦跡地巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復(fù)研究的難點(diǎn)。

（4）排土場(chǎng)地裂縫監(jiān)測(cè)、控制技術(shù)與植被配置模式研究。安全穩(wěn)定是排土場(chǎng)生態(tài)修復(fù)取得成功的前提，而地裂縫的發(fā)展速度及趨勢(shì)是生態(tài)修復(fù)能否成功的關(guān)鍵。目前在排土場(chǎng)沉降［151］、變形［152］、災(zāi)害監(jiān)測(cè)［153］、穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)［154］等方面的監(jiān)測(cè)技術(shù)較為成熟，而地裂縫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制技術(shù)、地裂縫擴(kuò)展對(duì)植被恢復(fù)的不良影響及植物根系抑制地裂縫擴(kuò)展機(jī)理、地裂縫發(fā)展過程中植被配置模式等方面的研究工作尚需加強(qiáng)。

（5）融合5G技術(shù)的節(jié)水適時(shí)灌溉養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究。灌溉養(yǎng)護(hù)是保持石礦跡地（尤其是邊坡工程）生態(tài)修復(fù)效果的關(guān)鍵手段，是體現(xiàn)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)成果的重要指標(biāo)。當(dāng)前的灌溉養(yǎng)護(hù)技術(shù)仍存在模式傳統(tǒng)、資源浪費(fèi)、缺乏專業(yè)管理等問題。5G技術(shù)強(qiáng)化和深度融合了物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，有力推動(dòng)了各行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和智能化發(fā)展。根據(jù)智能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲取礦區(qū)不同區(qū)域植生基材、土壤水分含量、空氣濕度及其動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，結(jié)合礦區(qū)天氣變化，將5G技術(shù)與礦區(qū)節(jié)水適時(shí)灌溉養(yǎng)護(hù)技術(shù)相融合，可有效提升礦區(qū)生態(tài)修復(fù)工程質(zhì)量，降低成本，這也是未來發(fā)展的方向之一。

（6）石礦跡地生態(tài)修復(fù)一體化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)與評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究。礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是大尺度、長(zhǎng)效過程，修復(fù)中需監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)同步進(jìn)行，但傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)多通道、全區(qū)域覆蓋，由于不能實(shí)時(shí)跟蹤、評(píng)價(jià)生態(tài)修復(fù)效果，導(dǎo)致部分生態(tài)修復(fù)工作不能滿足實(shí)際需要。礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的目的是構(gòu)建相對(duì)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，這就需要建立健全修復(fù)效果評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研究科學(xué)合理的植被指標(biāo)評(píng)價(jià)方法。面對(duì)建設(shè)“綠水青山就是金山銀山”的全面要求，需要完成礦區(qū)立地條件分析、生態(tài)修復(fù)措施實(shí)施、土壤墑情動(dòng)態(tài)變化規(guī)律研究、修復(fù)后的監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)全過程工作，需將5G技術(shù)、GIS、RS進(jìn)行有效結(jié)合，在人工智能技術(shù)支持下，獲取礦區(qū)破壞、生態(tài)修復(fù)及修復(fù)效果動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用數(shù)字模型模擬監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)修復(fù)效果，將信息技術(shù)、空間技術(shù)融入到傳統(tǒng)礦區(qū)生態(tài)修復(fù)工作中，將有助于促進(jìn)生態(tài)修復(fù)技術(shù)在石礦跡地中的應(yīng)用，解決區(qū)域范圍大、數(shù)據(jù)量多、數(shù)據(jù)龐雜等問題。

（7）石礦跡地生態(tài)修復(fù)與重建是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及多學(xué)科的交叉融合。人工修復(fù)與自然修復(fù)相結(jié)合的生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)，微生物、植物與工程修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)，地下水系統(tǒng)變化對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的影響機(jī)制，不同受損區(qū)域生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)，生態(tài)安全評(píng)價(jià)及調(diào)控模式等方面是未來礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)與重建的重要研究方向。