關 釗，謝紅彬，羅 琳，魏 平，劉建興

(1.福建師范大學地理科學學院，福建 福州 350007； 2.福建師范大學濕潤亞熱帶生態(tài)地理過程教育部重點實驗室，福建 福州 350007)； 3.福州大學紫金地質與礦業(yè)學院，福建 福州 350108)

礦山開采帶來豐富的礦產資源和巨大的經濟效益，促進城鎮(zhèn)化和工業(yè)化發(fā)展的同時，地貌形態(tài)、土壤質量、生態(tài)系統(tǒng)均遭受嚴重破壞，遺留了眾多采礦活動占用、損毀、非經整治而無法使用的礦業(yè)廢棄地。我國礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復始于20世紀50年代，直到80年代才取得一定進展，政府頒發(fā)的《土地復墾規(guī)定》等一系列法規(guī)政策標志著我國礦業(yè)廢棄地修復復墾步入規(guī)范性階段。21世紀，國家加大生態(tài)環(huán)境治理力度，強調“統(tǒng)籌山水林田湖草系統(tǒng)治理”發(fā)展理念，踐行“綠水青山就是金山銀山”系統(tǒng)思想[1]。為改善礦業(yè)廢棄地生態(tài)系統(tǒng)受損現(xiàn)狀，推進山水林田湖草整體保護、系統(tǒng)修復、綜合治理，滿足人們對優(yōu)質環(huán)境的現(xiàn)實需求，結合自然恢復或人工修復措施，綜合考慮生態(tài)、經濟、社會三方效益，促使礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復與再利用，以達到“人”“地”和諧統(tǒng)一的發(fā)展目標。

生態(tài)修復是指采取相應的自然及人工措施使礦業(yè)廢棄地受損生態(tài)系統(tǒng)恢復必要功能結構[2]，是礦業(yè)廢棄地再利用的基礎工作，也是遵循自然規(guī)律，破解礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護修復難題的重要舉措。探究礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復與再利用成為學者的研究目標，也是落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和增強人民福祉的重要組成部分。目前，學者們對于礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復與再利用相關理論和實踐探索較多，但缺乏系統(tǒng)歸納與梳理。因此，本文基于中國期刊CNKI全文數(shù)據庫，應用CiteSpace軟件對1990—2020年礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復及再利用相關文獻進行統(tǒng)計歸納，依據不同時期的高頻關鍵詞初步把握該領域研究熱點，回顧歸納由時間變化逐漸發(fā)展的研究目標與內容，理清研究脈絡，以期為今后礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復與再利用的理論研究與實踐提供借鑒與參考。

1 數(shù)據來源與處理

本文數(shù)據來源于中國期刊CNKI全文數(shù)據庫，以礦土地復墾、礦業(yè)廢棄地、礦區(qū)(山)生態(tài)修復、礦山公園為檢索詞查找相關文獻，檢索范圍為所有期刊，檢索日期截至為2021年5月10日，共檢索獲得文獻16 751篇，為保證數(shù)據的準確性，進一步精煉篩選范圍，并手動剔除不相關文獻，最終剩余樣本4 448篇作為本文研究分析的基礎數(shù)據。

2 文獻關鍵詞分析

文獻關鍵詞代表研究領域核心內容的濃縮與提煉，把握高頻關鍵詞有助于為研究發(fā)展動態(tài)分析提供指導。本文借助CiteSpace文獻計量分析軟件對相關文獻展開關鍵詞共現(xiàn)分析，整理出高頻關鍵詞及其中心性與首次出現(xiàn)年份(表1)。其中，中心性是體現(xiàn)節(jié)點在網絡中熱點程度的重要指標。

礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復及再利用研究中，出現(xiàn)頻率最高的關鍵詞是土地復墾，且其中心性也居于首位。其次，生態(tài)恢復、生態(tài)重建、生態(tài)修復的出現(xiàn)頻率和中心性較高，出現(xiàn)年份均為20世紀90年代，受國家政策法規(guī)和現(xiàn)實要求影響，起步相對較早。隨著時間推移，在生態(tài)修復的基礎上，礦業(yè)廢棄地再利用領域關注度日益提高，礦山公園、生態(tài)補償?shù)仍倮梅较蜿P鍵詞逐漸增多。

3 礦業(yè)廢棄地研究回顧

根據時間尺度，將礦業(yè)廢棄地修復治理到開發(fā)利用的研究進展分為初期發(fā)展階段(1990—2000年)、中期發(fā)展階段(2001—2010年)、后期發(fā)展階段(2011—2020年)三個階段，依據不同時期的高頻關鍵詞，探究近30年國內礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復與再利用領域研究熱點。

3.1 初期發(fā)展階段(1990—2000年)

根據1990—2000年關鍵詞可知該時期研究側重于土地復墾和生態(tài)重建(表2)，這表明在20世紀80年代后，我國對礦產開采帶來的生態(tài)破壞、土地損毀、景觀破碎等問題日益重視，并逐步開展礦業(yè)廢棄地土地復墾、生態(tài)重建等活動。

表1 1990—2020年礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復及再利用高頻關鍵詞Table 1 High-frequency keywords of ecological restoration and reuse of mining wasteland from 1990 to 2020

表2 1990—2000年礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復及再利用高頻關鍵詞Table 2 High-frequency keywords of ecological restoration and reuse of mining wasteland from 1990 to 2000

3.1.1 土地復墾實踐初步探索

土地復墾和復墾發(fā)文數(shù)量和中心性居于首位。此階段，發(fā)達國家礦業(yè)廢棄地復墾率均達65%，而我國復墾率僅為2%[3]，土地資源浪費的嚴峻現(xiàn)實促進學者們對土地復墾的積極探索。

早期研究主要從宏觀角度對我國礦業(yè)廢棄地土地復墾的歷史、現(xiàn)狀、意義及政策法規(guī)進行探討。根據不同區(qū)域尺度描述土地破壞的特征及相關復墾對策[4]，明確礦業(yè)廢棄地復墾原則，強調復墾的必要性、緊迫性和重要意義，同時討論了礦業(yè)廢棄地復墾潛力評價方法[5]。該階段多停留于復墾現(xiàn)狀、模式及對策研究，理論層次不夠深入，為礦業(yè)廢棄地土地復墾研究的基礎萌芽階段。

在復墾技術方面，多以恢復生態(tài)學、土壤學等作為理論基礎，采取工程復墾技術、生物復墾技術、土壤基質改良技術等人工措施對破壞土地進行生態(tài)修復。 一般情況下，基于礦業(yè)廢棄地地質環(huán)境及土壤狀況，采用客土、填充、堆壘、加固、平整等工程措施予以治理。在工程修復的基礎上，因地制宜培育耐逆境的先鋒植物或作物，不僅可以獲得水土保持效果好、生態(tài)效益高、美景度優(yōu)越的植被覆蓋面以穩(wěn)固土壤[6]，還可以減少化肥的使用。土壤基質改良是土地復墾的重要目標之一，植物生長可通過生物固氮方式改良土壤基質，采用含有植被所需金屬離子的化學改良劑及有機改良物質，可提高土壤養(yǎng)分，恢復土壤肥力[7]。

3.1.2 生態(tài)重建理論與技術探討

生態(tài)重建與土地復墾相比而言，土地復墾偏向于農業(yè)價值，生態(tài)重建則傾向于構建一個完整的、嶄新的、優(yōu)于破壞前狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)[8]，是一項極其繁雜的系統(tǒng)工程。但其實質仍是土壤整治、植被重建及優(yōu)質耕地恢復[9]，且土地復墾是生態(tài)重建的核心部分[10]，理論與技術常存在交叉，該時期主要集中于生態(tài)重建理論與技術的基礎研究。有研究表明，挖損、壓占、污染、占用是導致礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)破壞的主要原因[8]，并指出即使最終土地利用方向為耕地，其生態(tài)重建的實質仍為林業(yè)復墾及植被重建。土壤改良、水土流失防治、植被恢復重建、礦井廢水治理等措施常用于礦區(qū)受損生態(tài)系統(tǒng)的重建[11]。

3.2 中期發(fā)展階段(2001—2010年)

進入21世紀，礦業(yè)廢棄地修復的系統(tǒng)化及可持續(xù)效益最大化受到學界關注，研究重點為土地復墾、生態(tài)恢復、生態(tài)補償、礦山公園，由單維的生態(tài)修復，向多維的生態(tài)環(huán)境和礦業(yè)遺跡共同保護過渡(表3)。

表3 2001—2010年礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復及再利用高頻關鍵詞Table 3 High-frequency keywords of ecological restoration and reuse of mining wasteland from 2001 to 2010

3.2.1 以效益分析為重點的土地復墾研究

該階段，土地復墾這一關鍵詞發(fā)文數(shù)量仍居首位，但受研究方向分散化影響，中心性有所下降。同前十年相比，研究內容逐漸多元化，礦業(yè)廢棄地的研究逐漸由理論、技術探索延伸至效益評價。在已有理論研究基礎上，學者們進一步尋求礦業(yè)廢棄地系統(tǒng)協(xié)調與再生對策。受國外利益相關者理論影響，研究重點由生態(tài)環(huán)境轉向人地矛盾，通過評估礦業(yè)廢棄地利益耦合協(xié)調度討論利益相關者調和政策；或基于演化博弈理論，分析當?shù)卣?、居民、企業(yè)之間的利益矛盾與沖突，并提出解決對策與協(xié)調建議。信息技術應用不斷豐富土地復墾實踐，RS、GIS等技術逐漸應用于礦業(yè)廢棄地土地復墾沉陷預測[12]、植被覆蓋度變化及空間差異[13]等研究，使得土地復墾效率得到大幅提升。

基于前期理論與技術的成熟和深化，學者們開展土地復墾效益評價，主要集中于適宜性評價與效益評價等。土地適宜性評價是土地復墾的基礎工作之一，通過構建評價指標體系確定礦業(yè)廢棄地預定用途適宜與否、適宜程度及其限制狀況[14]；根據已復墾土地和待復墾土地的適宜性評價結果，分別進行礦業(yè)廢棄地復墾規(guī)劃[15]。復墾效益評價是對土地復墾實踐成果的驗證與評判，主要從復墾后的單一效益，以及社會效益、經濟效益、生態(tài)效益等綜合效益兩方面展開。就單一效益評價而言，根據不同復墾年限礦區(qū)的土壤質量，可得出隨著復墾年限的增加表層土壤質量不斷提高的動態(tài)結果[16]；或對比只開采及邊開采邊復墾兩種情景下礦區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)服務功能價值，從而判斷土地復墾是否有效提高生態(tài)服務功能價值[17]。在綜合效益評價方面，學者們構建評價指標體系，利用熵權法、模糊綜合評價法等對土地復墾項目展開評價；或采用三角圖法，通過水因子指數(shù)、土壤因子指數(shù)和植被因子指數(shù)的加和構建礦山復墾指數(shù)[18]，以判斷土地復墾成效。

3.2.2 生態(tài)恢復理論與實踐研究

生態(tài)恢復、生態(tài)重建、生態(tài)修復均來源于生態(tài)學，國際上關于礦業(yè)廢棄地生態(tài)恢復研究可以追溯到19世紀末。生態(tài)恢復是指受損的生態(tài)系統(tǒng)通過自然演替和人類改造恢復到原來的狀態(tài)，生態(tài)修復與其類似，但更強調人為的主動修復。生態(tài)重建則是指在自然恢復與人類改造作用下受損傷的生態(tài)系統(tǒng)形成一種改進的與原來完全不同的狀態(tài)[19]。三者彼此界限較為模糊，目前多使用生態(tài)修復概念，復墾是三者的核心任務[10]。在理論研究中，主要按破壞方式的不同將礦業(yè)廢棄地分為塌陷地、堆積地、廢棄地等類型，討論礦業(yè)廢棄地生態(tài)恢復存在的問題及對策，從物、水、景等不同方面展開生態(tài)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃，總結生態(tài)恢復與重建的技術與模式[20]。實踐探索主要為土壤改良和植物修復兩方面，土壤改良多使用工程與生物措施相結合的土壤整治方案[21]，此外，土壤種子庫技術[22]也逐漸應用于生態(tài)修復的實踐。 植被恢復主要從植被基質改良和植物種類選取兩方面展開研究，尋找適應性強的耐受性植物和擴大生態(tài)效益是生態(tài)修復中應當注意的重點[23]。

3.2.3 礦山公園資源評價與規(guī)劃研究

2004年，原國土資源部推出礦山公園評審項目，成為礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復與再利用的有效途徑。礦山公園是指既恢復礦業(yè)廢棄地生態(tài)環(huán)境，又保護傳承優(yōu)秀礦跡文明，為人們提供休閑游憩娛樂的場所[24]。國內學者借鑒國外優(yōu)秀案例和實踐經驗，主要從資源評價與規(guī)劃展開研究。

礦山公園是展示礦業(yè)遺跡的重要載體，在礦山公園建設初期，開展礦業(yè)遺跡調查評價是不可或缺的工作之一。學者主要從生態(tài)、社會、經濟三方面論述礦業(yè)遺跡開發(fā)保護的意義，在此基礎上開展礦業(yè)遺跡資源調查、評價與規(guī)劃，以“點-線-面”的保護模式對礦山公園的礦業(yè)遺跡進行分類評價[25]；或從自然遺跡和人文遺跡兩方面對資源獨特型礦業(yè)遺跡展開評價，為礦山公園建設提供科學依據[26]。

基于前期礦業(yè)遺跡資源評估，學者們充分利用資源優(yōu)勢，基于景觀生態(tài)學、規(guī)劃學理論對礦山公園建設進行規(guī)劃設計。如甘肅省白銀市礦山公園依據獨特稟賦條件設計“一軸、兩環(huán)、五帶、多點”的開發(fā)布局[27]；盱眙象山國家礦山公園以礦業(yè)遺跡為主體，規(guī)劃為史跡保護區(qū)、特色景觀區(qū)、礦山游覽區(qū)、生態(tài)環(huán)境保護區(qū)、休閑度假區(qū)、水上游樂區(qū)、老街訪古區(qū)和接待服務區(qū)8個板塊，以發(fā)揮其資源特色[28]，實現(xiàn)歷史文化的延續(xù)。此外，學者們逐漸對后期效益評價、利益相關者等方面展開研究，促進自然生態(tài)和人文環(huán)境的有機統(tǒng)一，為管理決策者提供指導與建議。

3.2.4 生態(tài)補償制度探索

生態(tài)補償成為近年我國礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復與再利用研究領域熱點之一，將其定義為：由人類礦業(yè)開采活動導致生態(tài)環(huán)境受到損害或污染時，礦產資源開采者應該付出一定的貨幣資金，以恢復當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，并給予當?shù)鼐用褚欢ǖ呢泿叛a償。由此可見，生態(tài)補償是關于生態(tài)修復、利益相關者的責任及矛盾梳理、經濟管理和政策法規(guī)的耦合名詞。該時期主要探究建立生態(tài)補償機制的重要意義、搭建原則、標準依據、補償對象、具體模式等，有學者從“舊賬-政府”“新賬-企業(yè)”的角度展開礦區(qū)生態(tài)補償制度構想[29]；或建立專門生態(tài)環(huán)境治理管理部門，設立“恢復(治理)基金”用于專項修復礦業(yè)廢棄地以便管理[30]。目前我國生態(tài)補償制度還存在制度操作難度大、收費項目較多、激勵作用不足、手段過于單調等問題[31]。當前探討較多的保證金制度是提高礦業(yè)廢棄地修復效率、改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的高效有利措施。

3.3 后期發(fā)展階段(2011—2020年)

該時段土地復墾、生態(tài)修復研究熱度較高(表4)，生態(tài)修復及再利用研究范圍更加廣泛多元，我國在礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復及再利用領域的深入研究逐漸邁入世界前列。

3.3.1 土地復墾研究方向更新

與過去20年相比，土地復墾技術方法不斷多元化，取得長足進展。機載激光雷達測量系統(tǒng)可以快速準確地獲得礦區(qū)植被信息[32]，對礦區(qū)植被監(jiān)測具有重要意義。運用ENVI軟件對不同時期礦區(qū)植被覆蓋提取并作分級統(tǒng)計，依據土地利用狀況可對不同時期復墾后的土地進行生態(tài)評估[33]。依據決策理論可構建礦區(qū)復墾耕地選擇決策模型，使用進化算法，得出礦區(qū)復墾耕地的土地利用形式分布圖[34]。無人機測繪技術在土地復墾的規(guī)劃、施工、評價等方面具有花費成本較低、過程快速高效、質量輕巧靈活、操作方便簡潔、影像精度較高等優(yōu)勢[35]。利用ArcGIS軟件可對礦區(qū)土地復墾三維景觀建模，以減少二維模型不夠直觀生動、精度低、規(guī)劃困難等缺點[36]。通過多種復墾評價方法的結合可構成極限綜合評價法，應用于土地復墾適應性評價中，與傳統(tǒng)單一方法相比，該方法更具客觀性強、適應范圍廣、數(shù)據依賴性小等優(yōu)勢[37]。

此外，土地復墾評價更加深入，涌現(xiàn)出大量關于適宜性評價、承載力評價、損毀預測等方面的研究，強調預防優(yōu)于治理。學者們將三角模糊層次分析法、灰色關聯(lián)度法和改進的極限綜合評價法等綜合運用，進行采煤預塌陷區(qū)超前復墾適宜性評價[38]；或運用分級綜合評價法對平朔安太堡礦區(qū)生態(tài)承載力狀況進行靜態(tài)和動態(tài)評價[39]；也有學者根據山東省濟寧市多塊塌陷地現(xiàn)有塌損狀況數(shù)據，運用概率積分法對沉陷地及壓占地進行損毀預測[40]。同時，生態(tài)研究領域不斷拓寬，研究視角也由傳統(tǒng)的生態(tài)視角轉向以“人”的角度來闡述問題和評估效益。從美學角度解構國外較為成熟的復田景觀評價、園林景觀美學評價等視覺評價體系，并重建評價指標體系展開土地復墾美學評估[41]。

3.3.2 生態(tài)修復研究內容深化

生態(tài)修復作為礦業(yè)廢棄地再利用的基礎工作之一，仍是該時期的研究重點。生態(tài)修復與土地復墾界限較為模糊，二者除了存在理論基礎框架、修復技術手段、環(huán)境資源評估等共性問題外，礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復的規(guī)劃設計方案層次更加繁復，與土壤學、園林學、旅游學等其他學科融合程度不斷增強。關于生態(tài)修復效果評價研究不斷增多，主要從環(huán)境質量評價、生態(tài)系統(tǒng)服務價值、效益評價等方面展開[42]。生態(tài)修復帶來最基礎直觀的改變即環(huán)境質量的提升，多數(shù)學者根據修復前后的礦業(yè)廢棄地環(huán)境因子屬性的改變狀況進行評價，主要包括土壤、植被等方面。利用遙感圖像及3S技術對比不同年份景觀格局指數(shù)，以此分析礦區(qū)土地利用狀況和景觀格局演變特征[43]；通過檢測礦業(yè)廢棄地土壤理化性質、肥力性質、重金屬污染特征以及植物生長指標進行修復效果評價[44]。生態(tài)系統(tǒng)服務是生態(tài)系統(tǒng)滿足人類生存與發(fā)展的各種條件，對生態(tài)系統(tǒng)服務價值的量化在過去的研究基礎上更加完善，基于生態(tài)學原理和可視化處理，通過對比礦區(qū)生態(tài)修復初期及修復后的生態(tài)服務價值量可判斷生態(tài)修復效果[45]。多維度綜合效益評價逐漸成為當下研究的熱點，多從生態(tài)、經濟、社會三維度展開綜合效益評價，分析轉型模式并給出管理建議。隨著“系統(tǒng)修復、綜合治理、可持續(xù)發(fā)展”理念的推進，礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復綜合效益研究將成為未來研究的重點內容之一。

4 討 論

1) 生態(tài)修復相關理論系統(tǒng)研究有待深入。礦業(yè)廢棄地的土地類型、植被種類、土壤狀況、破壞程度等前期基礎工作需要資料的大量收集與完備記錄，以保證礦業(yè)廢棄地生態(tài)修復目標制定的科學性與合理性。如今生態(tài)領域不斷聚焦“雙碳”目標，“山水林田湖草”保護修復工程強調生命共同體的保護原則，生態(tài)修復過程更注重整體兼顧，由單目標走向多目標，但當下多從礦業(yè)廢棄地植被、土壤理化性質入手進行前后對比分析，有關于其他生態(tài)系統(tǒng)組分的相關研究，如動物、微生物的恢復、分布、性質等研究有待加強。其次，注重多學科和技術的融入與交叉。隨著4S技術、無人機等當代信息技術的日益成熟，應不斷引入生態(tài)學、環(huán)境科學、工程學、地理學、規(guī)劃學等領域的相關理論，加強多學科、多技術融合創(chuàng)新，從而促進修復技術發(fā)展。同時，生態(tài)修復效果評價需進一步全面化。針對不同類別的礦業(yè)廢棄地，缺乏全面合理、標準規(guī)范的評價標準、方法與體系；綜合效益評價避免了單一效益的片面性，多從生態(tài)-社會-經濟三方面展開效益評價，逐漸成為當下的研究趨勢，但由于礦業(yè)廢棄地自身條件的巨大差異，仍缺乏具有普適性的評級體系與方法。此外，研究維度需更加廣泛深入。重視利益相關者的訴求與矛盾，深入分析多方博弈及矛盾內源，建立針對性協(xié)調機制。尤其是在公眾參與及人民福祉方面，加大對居民感知價值與需求的關注力度，改善重“地”輕“人”的局面，注重生態(tài)補償制度的完善，促進政府加強生態(tài)修復政策的落實，加快修復監(jiān)管和管理框架的搭建，有效指導和監(jiān)督生態(tài)修復的進行。

2) 目前，礦山公園的大量研究主要停留在建設規(guī)劃設計上，且僅限于模塊劃分、景觀配置等基礎性研究，與現(xiàn)代信息技術融合不夠充分，研究層次不夠深入。隨著5G技術、大數(shù)據、物聯(lián)網、互聯(lián)網等信息技術不斷發(fā)展，信息采集平臺豐富，因地制宜打造數(shù)字智慧景區(qū)，抓住沉浸式體驗、勞動教育等要點，增加公園項目的趣味性、可玩性、研學性，如何從景觀生態(tài)、地域文化、居民需求的角度煥發(fā)礦山公園的內在吸引力，是當下研究的重要課題。在效益評價方面，應當加快研究適用于礦山公園的評價指標體系及定量化方法，結合地方認同、社區(qū)參與、美景感知等人文因素，進一步強調人文關懷，加強“人”與“地”的耦合，打破礦山公園吸引力不高、趣味性不強、維護不善等障礙因素。除礦山公園外，學者們需加強礦業(yè)廢棄地再利用模式的探索，針對不同類型礦業(yè)廢棄地，聯(lián)合礦業(yè)廢棄地的生態(tài)、工業(yè)、經濟基因，揚長避短擴大自身優(yōu)勢，結合當下熱點寓舊于新，避免“一刀切”的再利用模式，促進多方效益協(xié)同發(fā)展，為保護生態(tài)環(huán)境及提升人民福祉起到積極推動作用。