礦山生態(tài)修復(fù)是當(dāng)代恢復(fù)生態(tài)學(xué)的重要組成部分,在全球范圍內(nèi),約1%的陸地表面受到采礦活動(dòng)的直接影響(Walker)1999)如果我們包括各種后工業(yè)用地,例如火山灰和其他廢物沉積,這個(gè)數(shù)字可能會(huì)增加。眾所周知,采礦對(duì)環(huán)境造成了巨大的影響。除了嚴(yán)重退化或破壞自然生態(tài)系統(tǒng)外,其影響還可反映在人類健康上,例如通過污染水和空氣(Palmer等人)。2010)。采礦后和后工業(yè)用地的恢復(fù)和復(fù)墾旨在減輕采礦對(duì)環(huán)境和人類健康的不利影響。然而,再生是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程,因?yàn)槭苡绊懙纳鷳B(tài)系統(tǒng)已喪失其生物多樣性及其大部分生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)。因此,有幾種方法和措施被用來使失去的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)原狀,或以能夠承受退化條件的替代生態(tài)系統(tǒng)取代(布拉德肖)2000)
在采后和后工業(yè)遺址恢復(fù)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)受到了恢復(fù)科學(xué)家的廣泛關(guān)注。2014年8月在芬蘭奧盧舉行的第九次歐洲生態(tài)恢復(fù)會(huì)議也不例外。來自科學(xué)、歐盟政策、管理、私營(yíng)公司、咨詢公司和非政府組織的近400名與會(huì)者聚集在一起,討論將生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和土地利用問題納入生態(tài)恢復(fù)的問題。本卷的許多論文在“礦物開采地點(diǎn):恢復(fù)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)”會(huì)議上作了介紹,總共展示了12份口頭介紹和5份海報(bào)。通過收集經(jīng)過編輯的2014年SER2014會(huì)議專題介紹和其他精選論文,這一期專題文章概述和評(píng)價(jià)了生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)概念如何被納入礦山生態(tài)修復(fù)和復(fù)墾中。
生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)
生態(tài)恢復(fù)的目的是增加生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的功能或服務(wù)。1999;Farber等人。2006)。最初針對(duì)采礦后和后工業(yè)地點(diǎn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)與土壤物理特性有關(guān),例如控制侵蝕、水過濾和改善微氣候和中氣候,這些都是建立永久植被的先決條件。此后,目標(biāo)服務(wù)可以是重建生產(chǎn)場(chǎng)所、碳固存和增加站點(diǎn)或景觀的審美價(jià)值。生態(tài)學(xué)家最好強(qiáng)調(diào)生物多樣性的重建或增加,以此作為恢復(fù)的目標(biāo)。因?yàn)樯锒鄻有员徽J(rèn)為與生態(tài)系統(tǒng)功能或生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的增加有關(guān)(Rey Benayas等人)。2008),它通常被用作生態(tài)系統(tǒng)“健康”的核心標(biāo)準(zhǔn)或替代標(biāo)準(zhǔn)。生物多樣性一詞可以理解為物種、功能群、食物網(wǎng)或種群遺傳結(jié)構(gòu)的多樣性(Gaston和Spicer)。2004)。雖然物種多樣性在恢復(fù)項(xiàng)目中是一個(gè)有用的、往往容易衡量的標(biāo)準(zhǔn),但在某些情況下,它可能是不夠的,甚至是誤導(dǎo)的。例如,較高的物種多樣性可能表明存在兩個(gè)目標(biāo)物種(SER)。2004)和競(jìng)爭(zhēng)的多面手,有時(shí)是外來物種,在修復(fù)的地點(diǎn)。后者可能是一種不需要的再生途徑(kope?等)。2015)。在采礦和恢復(fù)項(xiàng)目中選擇生物多樣性指標(biāo)意味著根據(jù)價(jià)值作出選擇,并側(cè)重于可以管理的某些方面(Pitz等人)。2015)
生態(tài)修復(fù)與復(fù)墾
被動(dòng)修復(fù)(Holl和AIDE)2011),也稱為自發(fā)繼承(Prach和Py?ek)2001),形成一個(gè)連續(xù)的生態(tài)修復(fù)復(fù)干預(yù)水平的一端(Prach和霍布斯)2008;Holl和AIDE2011;Walker等人。2014)。被動(dòng)恢復(fù)不涉及或很少主動(dòng)恢復(fù)措施,生態(tài)系統(tǒng)預(yù)計(jì)恢復(fù)主要通過自然演替。該統(tǒng)一體的另一端是技術(shù)復(fù)墾,這往往適用于嚴(yán)重干擾的地點(diǎn),如采礦和其他工業(yè)場(chǎng)地。技術(shù)復(fù)墾涉及重大的干預(yù)措施,例如重建地貌、進(jìn)口土壤以及種植或播種植物。目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)可能并不總是原版由于采礦或工業(yè)活動(dòng)而喪失的生態(tài)系統(tǒng),但被認(rèn)為對(duì)某種目的有用的系統(tǒng)(SER)2004),例如森林管理(Metslaid等人)。2015)。中間干預(yù)被稱為輔助恢復(fù),可能包括在生態(tài)上合理地改善非生物立地條件,抑制不受歡迎的物種,種植或播種目標(biāo)物種,以及創(chuàng)造微點(diǎn)異質(zhì)性。在采礦和工業(yè)場(chǎng)址,協(xié)助恢復(fù)的目的是加速生態(tài)系統(tǒng)的自然再生,否則可能非常緩慢,例如由于不利條件(寒冷、干燥、潮濕、營(yíng)養(yǎng)不良、污染)。
修復(fù)目標(biāo)是什么?
未受干擾的鄰近生態(tài)系統(tǒng),如森林(Alday等。2015;Tarvainen和Tolvanen2015)、泥炭地(Karofeld等人)。2015),以及凍原(Rydgren等人)。2015)可以作為生態(tài)恢復(fù)的參考,但不一定是大規(guī)模采礦或工業(yè)用地的有效參考。還應(yīng)考慮另一種穩(wěn)定狀態(tài)(Alday和Marrs)。2014)。晚期、晚期的演替生態(tài)系統(tǒng)階段可能并不總是恢復(fù)的目標(biāo),因?yàn)樵缙诘难萏骐A段也可能對(duì)某些專門物種具有很高的保護(hù)價(jià)值(?ehounková等人)。2016;Tropek等人。2015)。因此,它們的維護(hù)也可以成為修復(fù)項(xiàng)目的一個(gè)目標(biāo)。一般來說,為廣義植物群落特征(如總植被覆蓋度和物種功能群的存在)設(shè)定目標(biāo)比確定物種組成更容易(Horá?ková等)。2015),
結(jié)論和觀點(diǎn)結(jié)論和觀點(diǎn)
為了恢復(fù)受采礦和工業(yè)活動(dòng)干擾的場(chǎng)址,恢復(fù)項(xiàng)目應(yīng)涉及生態(tài)上適當(dāng)和經(jīng)濟(jì)上可行的措施,這些措施將產(chǎn)生多種社會(huì)和生態(tài)效益。一個(gè)挑戰(zhàn)是,由于生物多樣性概念的復(fù)雜性,很難就生物多樣性指標(biāo)達(dá)成普遍共識(shí)(Pitz等人)。2015)。這可能影響恢復(fù)目標(biāo),這在一定程度上取決于利益攸關(guān)方的價(jià)值觀。除了主要被認(rèn)為是采礦和工業(yè)場(chǎng)所的負(fù)面環(huán)境影響外,采礦業(yè)后和后工業(yè)場(chǎng)所也不僅僅是人為干擾的負(fù)面產(chǎn)物。它們可能為專門的野生動(dòng)物提供庇護(hù)(Prach等人)。2011;Heneberg等人。2013;Mata等人。2016、?ehounkováet al,2016;Tropek等人。2015)。除非采礦和其他工業(yè)活動(dòng)破壞具有高度自然、歷史或美學(xué)價(jià)值的寶貴地點(diǎn),否則在某些條件下,它們可能會(huì)增加景觀的生物多樣性和地質(zhì)多樣性。在本專題中也給出了一些例子。
根據(jù)這一期專題中提出的文件,我們可以得出結(jié)論:
自發(fā)演替(被動(dòng)恢復(fù))本身往往導(dǎo)致目標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)的重建。
在不利的環(huán)境條件下,可以協(xié)助自然過程加速恢復(fù)。
不利的環(huán)境條件、環(huán)境污染或經(jīng)濟(jì)原因也可能有利于技術(shù)回收。
科學(xué)地了解各種措施和途徑,以及影響再生的因素,是規(guī)劃采礦和后工業(yè)用地有效生態(tài)修復(fù)的基礎(chǔ)。