流域尺度中小型矿山对生态网络的破坏机制及基于自然的系统性修复路径

针对中小型矿山（SMMs）对流域生态网络的结构性破坏问题，研究人员通过形态空间格局分析（MSPA）和图论方法，揭示了矿山开发导致的生态源与廊道退化机制，提出基于自然解决方案（NbS）的系统性修复路径，为生态安全格局构建与矿业可持续发展提供科学依据。

　　

论文解读

在矿产资源开发支撑经济发展的同时，中小型矿山（SMMs）的密集露天开采导致景观破碎化加剧、连通性降低和生物多样性丧失，严重威胁流域生态安全格局（Ecological Security Pattern）。中国西北部辽宁西部的典型半干旱生态脆弱区，截至2020年已聚集2850家SMMs企业，造成约2万公顷区域生态损伤。传统工程导向的矿山修复仅关注局部优化，缺乏对生态系统整体性的考量。为此，来自中国东北地质科技创新中心等单位的研究团队以辽宁建平县四合城河流域为研究对象，探索了SMMs对流域生态网络的动态破坏机制，并提出基于自然解决方案（Nature-based Solutions, NbS）的系统性修复路径，成果发表于《Ecological Engineering》。

关键技术方法
研究采用形态空间格局分析（Morphological Spatial Pattern Analysis, MSPA）构建1989-2022年生态网络动态图谱，结合Conefor软件和图论量化生态连通性指数（α、β、γ）。通过分析矿山开发特征与生态网络演变的时空关联，识别破坏机制；依据生态连接重要性评估，确定修复优先级及NbS路径（自然再生、辅助再生、引导人工重建）。

研究结果

1. 生态源的时空变化
   生态源数量从1989年的22个减少至2022年的20个，主要分布在流域东北部森林草地与西南边缘，中部农耕区源点稀少。矿山扩张直接导致矿区外围生态源消失（破坏范围通常为矿区的2-4倍）。

2. SMMs对生态网络的破坏机制

• 孤立小型矿山：仅直接破坏矿区周边局部生态源。
• 大规模集群矿山：通过改变景观格局间接导致生态源与连接廊道整体消失，显著降低α（连通性）、β（廊道密度）、γ（网络稳定性）指数。

1. 系统性修复路径
   依据生态状态与破坏机制差异，提出分级修复策略：

• 集群矿山需统一规划，通过NbS整合周边自然生态系统；
• 孤立矿山采用自然再生为主，辅以人工干预恢复关键廊道。

结论与意义
该研究首次从流域尺度揭示了SMMs对生态网络的结构性破坏规律，创新性提出基于NbS的系统修复框架。相比传统零散修复，该方法强调生态要素的整体协调性（Holism），通过恢复优先级排序与路径差异化设计，显著提升生态网络稳定性。成果为中国矿业密集区的生态安全格局构建提供了可推广的科学范式，也为全球半干旱区生态脆弱带的可持续发展实践提供了重要参考。

（注：文中所有术语如MSPA、NbS等均保留原文大小写及上下标格式，作者姓名按原文“Wenjuan Jin”等非英文字符呈现）