李健明，蔣福禎，盧素錦，祁凱斌，李正鵬

(1.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院，青海 西寧 810016；2.青海大學(xué)生態(tài)環(huán)境工程學(xué)院，青海 西寧 810016)

隨著全球?qū)Y源需求的增加，開(kāi)采礦區(qū)成為應(yīng)對(duì)資源短缺問(wèn)題的主要解決手段，并成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱。但帶來(lái)經(jīng)濟(jì)收益的同時(shí)，造成采礦地區(qū)土地退化、污染嚴(yán)重、采礦廢棄地大量出現(xiàn)等生態(tài)問(wèn)題[1]。同時(shí)嚴(yán)重破壞了礦區(qū)周?chē)纳鷳B(tài)平衡，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能因此受到影響，繼而驅(qū)動(dòng)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化，導(dǎo)致災(zāi)害和污染問(wèn)題頻發(fā)[2-3]。因此礦區(qū)修復(fù)即修復(fù)被破壞的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能，已然成為全世界亟需解決的問(wèn)題[4]。

大量的礦區(qū)廢棄地的遺留造成重金屬污染嚴(yán)重，理化性質(zhì)差，存在修復(fù)技術(shù)復(fù)雜，耗費(fèi)資金巨大等問(wèn)題，還導(dǎo)致礦區(qū)及周邊的生態(tài)系統(tǒng)脆弱，礦區(qū)修復(fù)刻不容緩。因此高效、全面地反映有關(guān)礦區(qū)修復(fù)的研究脈絡(luò)，把握礦區(qū)修復(fù)的重點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)促進(jìn)礦區(qū)修復(fù)的開(kāi)展和礦區(qū)修復(fù)技術(shù)的改善具有指導(dǎo)意義。

隨著科學(xué)計(jì)量學(xué)與信息計(jì)量學(xué)的快速發(fā)展，通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件快速對(duì)相關(guān)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)進(jìn)行歸納整理，更加直觀的了解該領(lǐng)域的研究?jī)?nèi)容。相比于傳統(tǒng)的綜述，統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件能夠客觀、全面的反映學(xué)術(shù)熱點(diǎn)以及研究前沿。例如Cite Space軟件，其具有將數(shù)據(jù)以時(shí)間和空間尺度的變化進(jìn)行可視化的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)將文獻(xiàn)中的關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)和聚類(lèi)的方法，反映出某領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)以及該領(lǐng)域的國(guó)家、研究者及研究機(jī)構(gòu)之間的合作關(guān)系[5]，清晰地展示出某個(gè)研究領(lǐng)域的發(fā)展歷程與研究重點(diǎn)[6]。因此為全面、客觀地反映礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)及研究趨勢(shì)，筆者通過(guò)Cite Space軟件對(duì)礦區(qū)修復(fù)相關(guān)文章進(jìn)行可視化分析研究，將礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)及研究前沿進(jìn)行梳理總結(jié)，以期為礦區(qū)修復(fù)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

在CNKI和Web of Science核心數(shù)據(jù)庫(kù)中，將時(shí)間范圍設(shè)定在2000年01月01日—2021年12月31日，以“礦區(qū)修復(fù)”和“Mining Area Restoration”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行檢索，CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)檢索出633篇文章，WOS數(shù)據(jù)庫(kù)檢索1811篇文章，共檢索出相關(guān)文章2444篇，但考慮到搜索內(nèi)容中存在報(bào)紙等非科研論文，通過(guò)人工挑選除去109篇，故對(duì)其2335篇進(jìn)行分析。

1.2 研究方法

基于Cite Space V軟件，對(duì)選取后的文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析，從宏觀角度深入了解礦區(qū)修復(fù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題及未來(lái)趨勢(shì)。選用關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜和關(guān)鍵詞突現(xiàn)對(duì)礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)進(jìn)行可視化分析；關(guān)鍵詞可視化圖譜中節(jié)點(diǎn)的大小具有代表該關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)的被引用次數(shù)的含義，圓半徑越大，代表該關(guān)鍵詞被引頻次就越多；突現(xiàn)關(guān)鍵詞是從某個(gè)時(shí)間段內(nèi)大量出現(xiàn)的關(guān)鍵詞中總結(jié)的高頻主題詞，強(qiáng)度越大，表明該關(guān)鍵詞使用頻率越高[7]。通過(guò)Cite Space對(duì)關(guān)鍵詞運(yùn)用“K-均值算法”進(jìn)行聚類(lèi)分析，時(shí)空聚類(lèi)分析的意義在于將出現(xiàn)的多個(gè)關(guān)鍵詞分類(lèi)，聚類(lèi)關(guān)鍵詞前的數(shù)字越小，聚類(lèi)中包含的關(guān)鍵詞就越多[8]。為全面地了解近21年關(guān)于礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)及研究趨勢(shì)，將時(shí)間區(qū)分設(shè)置為1年，演算閾值(Top N% per slice)以50運(yùn)行，使用Pathfinder、Pruning sliced networks剪切方式。

2 結(jié)果與分析

2.1 礦區(qū)修復(fù)研究國(guó)家合作關(guān)系

基于WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中文章，分析礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域國(guó)家之間的學(xué)術(shù)合作關(guān)系(圖1)。結(jié)果表明：各個(gè)國(guó)家間關(guān)于礦區(qū)修復(fù)研究發(fā)文數(shù)量的國(guó)家依次為PEOPLES R CHINA(中國(guó))，USA(美國(guó))，SPAIN(西班牙)、AUSTRALIA(澳大利亞)、BRAZIL(巴西)、CANADA(加拿大)、GERMANY(德國(guó))、POLAND(波蘭)、CZECH REPUBLIC(捷克共和國(guó))、FRANCE(法國(guó))、ITALY(意大利)、ENGLAND(英格蘭)、INDIA(印度)。中國(guó)關(guān)于礦區(qū)修復(fù)發(fā)文量和被引用率最高，在礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的影響力大，并且與美國(guó)、澳大利亞、德國(guó)、法國(guó)和英國(guó)之間有較為密切的合作關(guān)系。

圖1 礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域國(guó)際合作關(guān)系

2.2 礦區(qū)修復(fù)發(fā)文量分析

2000—2021年CNKI收錄有關(guān)“礦區(qū)修復(fù)”的文章有633篇(圖2a)。CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中近21年礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的文獻(xiàn)數(shù)量波動(dòng)上升。在2000-2005年僅有17篇收錄，該領(lǐng)域的發(fā)展還處在萌芽階段，2021年出現(xiàn)發(fā)文量高潮。WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中文獻(xiàn)數(shù)量逐年遞增，在2021年達(dá)到高峰(圖2b)。WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的關(guān)于礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域文章數(shù)量明顯多于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)，是CNKI中收錄文章數(shù)量的3.24倍，表明國(guó)外數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)于礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的研究相比于國(guó)內(nèi)研究時(shí)間更早，研究?jī)?nèi)容相對(duì)全面(圖2)。CNKI和WOS數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)文數(shù)均有增加趨勢(shì)，在2021年發(fā)文量最多，表明礦區(qū)修復(fù)正在成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)話題。

圖2 礦區(qū)修復(fù)發(fā)文量統(tǒng)計(jì)(a：CNKI；b：WOS)

2.3 研究熱點(diǎn)分析

2.3.1 礦區(qū)修復(fù)關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)收錄文章中，主要形成以生態(tài)修復(fù)、礦區(qū)、重金屬、植物修復(fù)、土壤修復(fù)、修復(fù)技術(shù)和生物炭等關(guān)鍵詞的研究網(wǎng)絡(luò)體系(圖3a)。生態(tài)修復(fù)主要體現(xiàn)以自然恢復(fù)與人為修復(fù)相結(jié)合，使礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)具有較為穩(wěn)定的抵抗力和恢復(fù)力[9]。礦區(qū)修復(fù)中土壤重金屬污染嚴(yán)重，一般是通過(guò)植物將土壤中重金屬離子吸收從而達(dá)到重金屬污染的治理，但是不同植物種類(lèi)對(duì)于重金屬吸收能力不同，需要篩選植物種類(lèi)治理礦區(qū)重金屬污染[10]，同時(shí)植物種類(lèi)增加導(dǎo)致生物多樣性增加，礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性得到恢復(fù)。礦區(qū)的修復(fù)技術(shù)包括物理、化學(xué)、生物修復(fù)，生物修復(fù)(主要是植物修復(fù))相較于物理修復(fù)與化學(xué)修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)在于成本低，不僅能夠使土壤的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，而且對(duì)于礦區(qū)景觀多樣性也起到良好修復(fù)效果[11]。生物炭對(duì)于礦區(qū)重金屬土壤修復(fù)有著重要的作用，生物炭能夠增加礦區(qū)土壤的碳源，且由于其疏松多孔的結(jié)構(gòu)，可以吸附重金屬，從而治理礦區(qū)土壤重金屬污染[12]。

圖3 礦區(qū)修復(fù)相關(guān)文獻(xiàn)關(guān)鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜(a：CNKI，b：WOS)

WOS數(shù)據(jù)庫(kù)收錄文章中，發(fā)現(xiàn)以restoration(恢復(fù))、soil(土壤)、vegetation(植被)、ecological restoration(生態(tài)修復(fù))、diversity(多樣性)、heavy metal(重金屬)等為主要關(guān)鍵詞的研究網(wǎng)絡(luò)(圖3b)。WOS數(shù)據(jù)庫(kù)相較于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)鍵詞增加了“多樣性”，關(guān)于礦區(qū)生物多樣性的研究主要針對(duì)植物多樣性，但動(dòng)物多樣性也同樣重要。相關(guān)研究表明，與未受干擾的區(qū)域相比，礦區(qū)恢復(fù)區(qū)域的物種密度和豐富度通常較低，相比于植物群落的自然演替，動(dòng)物群落的重新定居具有異質(zhì)性[13]；植被修復(fù)后會(huì)影響動(dòng)物的再定居與繁殖[14]；生物多樣性的恢復(fù)對(duì)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力穩(wěn)定性和抵抗力穩(wěn)定性的增加起到非常重要的作用。

晚飯后，父親照樣悄悄地推著車(chē)子出去了，我也裝作若無(wú)其事，彎著腰，悄悄地，眼睛緊盯著父親的背影，生怕丟失。這樣走了有五六里地，到了一條大路邊，那里還有四五個(gè)中年人，都推著車(chē)子。我看了一會(huì)兒，終于明白了：包括我父親在內(nèi)的幾個(gè)人，用自己的車(chē)子把路邊的砂礓推到不遠(yuǎn)處的路上，用來(lái)鋪平路面，這就變成了石子路。

2.3.2 礦區(qū)修復(fù)突現(xiàn)關(guān)鍵詞分析

通過(guò)關(guān)鍵詞突現(xiàn)分析，CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中頻數(shù)高的關(guān)鍵詞有植物修復(fù)、生物炭、氣象(圖4a)。植物修復(fù)在2012-2013年提出的頻率較高。2019年生物炭在礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域出現(xiàn)，持續(xù)到2021仍然頻數(shù)較高?！皻庀蟆痹?003-2011突現(xiàn)強(qiáng)度高，是礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域研究起始階段所研究的重要內(nèi)容，氣候能夠影響植被生長(zhǎng)以及植物種類(lèi)形成頂級(jí)群落，在不同氣候類(lèi)型下的植物演替趨勢(shì)存在顯著差異，在熱帶和中溫帶的植被結(jié)構(gòu)相比于寒帶更能夠朝著目標(biāo)植被演替[15]。通過(guò)氣象資料還可以分析礦區(qū)的NDVI值與植被覆蓋度的時(shí)序變化，揭示人工修復(fù)與原始植被間的協(xié)同演變規(guī)律[16]。

WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中排在前25位的關(guān)鍵詞中突現(xiàn)強(qiáng)度(Strength)較高的有spontaneous succession(自然演替)、establishment(建立)、rehabilitation(恢復(fù))、succession(演替)、revegetation restoration(植被恢復(fù))、enzyme activity(酶活性)(圖4b)。自然演替突現(xiàn)強(qiáng)度最高，礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中存在的物種經(jīng)過(guò)自然演替逐漸成為適應(yīng)礦區(qū)氣候、地形等生態(tài)環(huán)境因子的優(yōu)勢(shì)種，形成演替頂級(jí)格局，使礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能得到恢復(fù)[17]。植被恢復(fù)是在2019-2021年大量關(guān)鍵詞中總結(jié)的高頻主題詞，其植被恢復(fù)后的下一階段景觀重建也許會(huì)是未來(lái)礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的學(xué)術(shù)熱點(diǎn)。土壤酶活性對(duì)礦區(qū)植物的生長(zhǎng)以及微生物的活性起著重要的作用。相關(guān)研究表明，隨著礦區(qū)植被恢復(fù)年限的增加，土壤酶活性和菌類(lèi)的數(shù)量也表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)[18]，土壤中過(guò)氧化氫酶活性和脲酶活性分別與土壤全鉀含量和全氮含量成正相關(guān)[19]。突現(xiàn)關(guān)鍵詞中出現(xiàn)的arbuscular mycorrhizal fungi(叢枝菌根真菌)和bacteria community(細(xì)菌群落)是2019-2021年持續(xù)出現(xiàn)的關(guān)鍵詞。根據(jù)相關(guān)研究，叢枝菌根真菌能夠有效緩解礦區(qū)重金屬污染以及提高植物的抗逆性[20]。土壤細(xì)菌對(duì)礦區(qū)土壤的修復(fù)具有重要作用，不僅能對(duì)重金屬離子進(jìn)行吸附和絡(luò)合作用來(lái)減輕礦區(qū)重金屬污染，還使植物的生長(zhǎng)速率提高[21]，因此叢枝菌根真菌以及細(xì)菌群落的研究可能是礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。

圖4 礦區(qū)修復(fù)文獻(xiàn)突現(xiàn)關(guān)鍵詞(a：CNKI；b：WOS)

2.3.3 礦區(qū)修復(fù)研究的時(shí)空聚類(lèi)分析

根據(jù)關(guān)鍵詞間的關(guān)聯(lián)性，CNKI收錄文章的關(guān)鍵詞可聚類(lèi)為11大類(lèi)，包括植物修復(fù)、生態(tài)修復(fù)、礦區(qū)、土壤、修復(fù)等(圖5)。根據(jù)關(guān)鍵詞聚類(lèi)可以看出，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于礦區(qū)植被恢復(fù)、生態(tài)恢復(fù)以及土壤恢復(fù)非常重視。2003年開(kāi)始，在生物修復(fù)、重金屬和生態(tài)修復(fù)的領(lǐng)域已有研究。在2006年已經(jīng)開(kāi)展了利用植被修復(fù)礦區(qū)土壤，以及礦區(qū)土壤生態(tài)環(huán)境修復(fù)的相關(guān)研究。國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)于礦區(qū)土壤修復(fù)與改良的研究較多，主要針對(duì)礦區(qū)土壤重金屬污染的修復(fù)。CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)的研究時(shí)空聚類(lèi)關(guān)鍵詞分析涉及面較窄，集中體現(xiàn)在植物修復(fù)、生態(tài)修復(fù)和土壤修復(fù)三個(gè)方面。

圖5 CNKI礦區(qū)修復(fù)研究歷程時(shí)空聚類(lèi)

WOS 數(shù)據(jù)庫(kù)中出現(xiàn)loess plateau(黃土高原)為主的關(guān)鍵詞聚類(lèi)，其次是soil properties(土壤特性)、phytoremediation(植物修復(fù))、rehabilitation(恢復(fù))、plant growth(植物生長(zhǎng))等(圖6)。表明黃土高原礦區(qū)修復(fù)的研究較多，針對(duì)礦區(qū)土壤特性也進(jìn)行了大量研究，主要修復(fù)的礦區(qū)類(lèi)型為露天煤礦。WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中的文章從生態(tài)學(xué)的角度去探討礦區(qū)生物多樣性的重要作用；并且在植物根際環(huán)境方面(植物根系與微生物互作)開(kāi)展了相關(guān)研究，重點(diǎn)在叢枝菌根真菌(微生物層次)對(duì)礦區(qū)土壤修復(fù)技術(shù)深入研究，為礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的高效性和經(jīng)濟(jì)性提供了強(qiáng)力的支撐。

圖6 WOS礦區(qū)修復(fù)研究歷程時(shí)空聚類(lèi)

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

通過(guò)綜合分析兩大數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)礦區(qū)修復(fù)的研究文章，近年來(lái)礦區(qū)修復(fù)研究重點(diǎn)為礦區(qū)生態(tài)的修復(fù)。礦區(qū)生態(tài)修復(fù)需要以生物修復(fù)為基礎(chǔ)，與各種物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)以及工程技術(shù)手段相結(jié)合，研究出最優(yōu)修復(fù)方案，即讓修復(fù)效果達(dá)到最佳和耗費(fèi)最低的一種綜合的修復(fù)污染環(huán)境的方法[22]。前人通過(guò)對(duì)礦區(qū)生態(tài)穩(wěn)定性、植物與土壤修復(fù)過(guò)程研究，認(rèn)為礦區(qū)生態(tài)修復(fù)有利于植物群落和土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及恢復(fù)，最終將提高礦區(qū)的生態(tài)穩(wěn)定性[23]，因此在今后的相關(guān)研究中，要重視修復(fù)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的完整，功能上的多樣，以此增強(qiáng)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性和恢復(fù)力穩(wěn)定性，使人工建植的植被能夠進(jìn)行自然演替，繼而恢復(fù)礦區(qū)生物多樣性、穩(wěn)定礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)及景觀要素。相關(guān)研究表明，在礦區(qū)種植本土植物種類(lèi)經(jīng)過(guò)自然演替，能有效增加礦區(qū)的生物多樣性[24]；種植喬木和灌木能夠?yàn)閯?dòng)植物提供生境，從而提高礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性，使礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)完整，景觀多樣性也會(huì)隨之改善[25]；礦區(qū)的土壤水分、有機(jī)質(zhì)、全氮和速效鉀與植物物種多樣性呈正相關(guān)，土壤pH和土壤容重與植物物種多樣性呈負(fù)相關(guān)[26]。生物多樣性的增加還依賴(lài)于土壤的理化性質(zhì)，而植物覆蓋是礦區(qū)退化土壤恢復(fù)的最佳措施[27]，因此，礦區(qū)土壤修復(fù)和改良與礦區(qū)生態(tài)的恢復(fù)密切相關(guān)。

3.1.2 礦區(qū)生物修復(fù)技術(shù)

礦區(qū)生物修復(fù)技術(shù)主要包括植物修復(fù)與微生物修復(fù)。由于礦區(qū)復(fù)墾土壤理化性質(zhì)非常差、有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀等養(yǎng)分含量極低和土壤重金屬污染嚴(yán)重等成為了制約礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的主要因素，因此礦區(qū)修復(fù)的過(guò)程中氮、磷、碳的循環(huán)與固定和重金屬污染得到有效治理至關(guān)重要。目前通過(guò)人工建立植被來(lái)修復(fù)礦區(qū)在近年來(lái)礦區(qū)修復(fù)已經(jīng)取得了良好的成效，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的植被恢復(fù)提高了礦區(qū)土壤肥力和土壤微生物群落多樣性[28]，且恢復(fù)后的礦區(qū)生境的價(jià)值要高于采礦前的自然生境[29]。通過(guò)選擇不同的先鋒植物穩(wěn)定礦區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)，土壤結(jié)構(gòu)得到改良，土壤養(yǎng)分含量也得到提升，李永紅等在青海省木里煤礦將披堿草等草種的播種影響改善了礦區(qū)生態(tài)結(jié)構(gòu)，使高寒礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性增加[30]；王哲等對(duì)內(nèi)蒙古稀土礦區(qū)的修復(fù)的研究，發(fā)現(xiàn)了豬毛菜等礦區(qū)的先鋒植物能夠富集較多的重金屬，可以高效地治理稀土礦區(qū)土壤重金屬污染[31]；張變?nèi)A等在礦區(qū)復(fù)墾土壤中種植豆科作物毛苕子，增加了礦區(qū)土壤中微生物的物種多樣性，因此微生物代謝功能多樣性得到增加，土壤質(zhì)量也得到提升[32]。

微生物將有機(jī)質(zhì)分解后釋放出養(yǎng)分能夠供給植物生長(zhǎng)，產(chǎn)生腐殖質(zhì)，以此改善土壤的結(jié)構(gòu)和肥力[33]。土壤中還存在大量的固氮、解磷、解鉀微生物等功能性微生物，故礦區(qū)復(fù)墾土壤中微生物的研究對(duì)于礦區(qū)生態(tài)修復(fù)是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。由于微生物與植物之間存在著重要的互作關(guān)系，因此微生物修復(fù)與植物修復(fù)之間存在著密切的聯(lián)系，植物可以通過(guò)根系分泌次級(jí)代謝物影響根際微生物，同樣根際微生物可以通過(guò)自身的功能結(jié)構(gòu)提取土壤中的營(yíng)養(yǎng)元素供給植物，使宿主植物能夠正常生長(zhǎng)、具有更高的抗逆性，使其能夠在礦區(qū)極端惡劣的環(huán)境下生存[34]。利用叢枝菌根真菌對(duì)礦區(qū)土壤進(jìn)行修復(fù)是其能夠改變介質(zhì)中重金屬形態(tài)，促進(jìn)宿主植物水分的吸收、光合過(guò)程中碳水化合物的交換，從而促進(jìn)植物生長(zhǎng)及其對(duì)重金屬脅迫的耐受性[35]，礦區(qū)種植植物上接種叢枝菌根真菌后，宿主植物中的氮磷等元素顯著提高，促進(jìn)礦區(qū)植被的恢復(fù)[36，37]。通過(guò)接種植物根際促生菌(Plant growth promoting rhizobacteria)，將礦區(qū)土壤內(nèi)礦質(zhì)養(yǎng)分溶解，為植物發(fā)育提供養(yǎng)分[38]，并與植物根系結(jié)合，通過(guò)在胞外產(chǎn)生特殊的聚合物將重金屬離子絡(luò)合，從而對(duì)礦區(qū)重金屬污染進(jìn)行治理[39]。因此在未來(lái)的礦區(qū)生態(tài)修復(fù)研究中微生物修復(fù)與植物修復(fù)相互結(jié)合的修復(fù)技術(shù)，能夠以更高的效率來(lái)修復(fù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。

3.2 結(jié)論

基于可視化知識(shí)圖譜分析，以“礦區(qū)修復(fù)”和“Mining Area Restoration”作為關(guān)鍵詞，分析2000-2021年國(guó)內(nèi)外期刊上發(fā)表的相關(guān)研究的文章，通過(guò)關(guān)鍵詞共現(xiàn)、突現(xiàn)及聚類(lèi)分析，在一定程度上反映礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)及研究趨勢(shì)。

中國(guó)在礦區(qū)修復(fù)研究方面的發(fā)文量和被引用率在國(guó)際上處于領(lǐng)先地位，具有較大的影響力。CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中的文章少于WOS數(shù)據(jù)庫(kù)，WOS數(shù)據(jù)庫(kù)相比CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)具有多元化、更深入的特點(diǎn)，歷史時(shí)空聚類(lèi)關(guān)鍵詞相較于CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)涉及面寬；CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)集中體現(xiàn)在植物修復(fù)、生態(tài)修復(fù)和土壤修復(fù)。CNKI和WOS數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)文數(shù)均有增加趨勢(shì)，礦區(qū)修復(fù)正在成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)話題。

礦區(qū)修復(fù)研究熱點(diǎn)包括生態(tài)修復(fù)、重金屬、植物修復(fù)、土壤修復(fù)、修復(fù)技術(shù)、生物炭、酶活性和多樣性等。礦區(qū)修復(fù)的研究主要以生態(tài)修復(fù)為主。目前針對(duì)礦區(qū)重金屬污染和礦區(qū)土壤的修復(fù)主要使用植物修復(fù)、生物聯(lián)合修復(fù)以及生物炭等修復(fù)技術(shù)。WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中的收錄的文章具有數(shù)量多、關(guān)鍵詞范圍大、研究更具體的特點(diǎn)，且能夠從生物多樣性的角度加深對(duì)礦區(qū)修復(fù)過(guò)程中生態(tài)修復(fù)的探討，以及加深微生物在礦區(qū)修復(fù)的理解。該研究結(jié)果可為促進(jìn)礦區(qū)修復(fù)的開(kāi)展和改善礦區(qū)修復(fù)技術(shù)提供理論參考。

4 展望

目前國(guó)內(nèi)外研究者雖然對(duì)礦區(qū)修復(fù)相關(guān)領(lǐng)域的研究已初具規(guī)模，但由于礦區(qū)土壤理化性質(zhì)非常差，修復(fù)難度極大，投入資金極多，從而限制礦區(qū)生態(tài)修復(fù)的研究的進(jìn)展。礦區(qū)修復(fù)領(lǐng)域的研究需要修復(fù)的空間尺度較大，因而空間異質(zhì)性對(duì)生物修復(fù)的效果的影響較大，并且礦區(qū)修復(fù)效率也不高。因此，未來(lái)該領(lǐng)域還需針對(duì)礦區(qū)空間異質(zhì)性對(duì)生物修復(fù)的影響程度進(jìn)行研究，并加深植被與微生物聯(lián)合修復(fù)技術(shù)的理解，以最大程度壓縮礦區(qū)修復(fù)的經(jīng)濟(jì)成本，探索新的處理技術(shù)和方法，為未來(lái)礦區(qū)修復(fù)提高修復(fù)效率和降低經(jīng)濟(jì)成本提供新的理論依據(jù)。