一、引言
矿坑开采活动对土壤环境的影响巨大，常常导致土壤结构破坏、养分流失、污染物积累等问题，严重威胁生态系统的健康与可持续性。土壤修复作为恢复被破坏土地的重要手段，具有显著的生态和经济价值。尽管如此，修复过程中面临的复杂污染、长周期生态恢复以及高技术难度的问题，成为亟待解决的挑战[1]。通过深入研究矿坑土壤修复中的关键技术与策略，本文旨在探索土体构造优化的方法，提升土壤修复的效率与效果，推动矿区环境的全面改善与恢复，为矿坑土壤修复提供系统的理论和技术支持。
二、矿坑土壤修复的关键技术
（一）土壤置换与填充技术
土壤置换与填充技术通过将被污染的矿坑土壤替换为未受污染的优质土壤，或者填充改良材料，从而改善土壤质量，促进植被恢复和生态重建。具体操作中，在确定污染范围和严重程度后实施土壤置换，即挖除被污染的土壤层。对于浅层污染，挖掘深度一般在30至50厘米之间，深层污染则需要根据实际情况确定挖掘深度，通常为50厘米至2米之间。挖除的污染土壤需要进行安全处理或运至指定地点进行无害化处理，根据污染物的种类选择适当的处理方法，如热解、固化或生物修复等[2]。填充阶段，通常使用的填充材料包括洁净土壤、改良土壤及人工合成的改良材料。洁净土壤需具备较好的物理结构和化学性质，如适当的颗粒组成（砂、粉砂、黏土比例合理），良好的通气性和排水性，pH值在6.5至7.5之间。改良土壤则是在原有土壤中添加有机质、肥料和调理剂，以改善其结构和肥力。人工合成材料如膨润土、沸石等，可以增强土壤的吸附能力和稳定性。填充后，进行土壤压实，以增强土壤的稳定性和承载力，防止地表沉降。接着进行表层土壤的铺设和整地，保证地表平整，并适时进行灌溉以促进新土壤与下层土壤的结合。最后，开展植被恢复，选择适应性强、根系发达的本地植物进行种植，如草本植物、灌木和乔木，以形成多层次的植被结构，提升生态系统的稳定性和抗逆性。在种植过程中，合理施肥和灌溉，促进植物快速生长并形成覆盖[3]。
（二）土壤稳定化与改良技术
土壤稳定化与改良技术的工作原理是通过物理、化学和生物手段，改善受损土壤的物理结构和化学性质，使其恢复到适宜植物生长和生态系统重建的状态。在运用过程中，需依据土壤测试结果，选取合适的稳定剂和改良剂。常用的物理稳定化方法包括压实和添加骨料等，通过提高土壤密度和颗粒间的粘结力，增强其承载力和抗侵蚀性；化学稳定化则多采用石灰、水泥和飞灰等材料，依据化学反应形成稳定的矿物复合体，封锁重金属和减少土壤酸性[4]。在具体操作中，将选定的稳定剂和改良剂均匀撒布于土壤表面，使用机械设备进行深翻和混合，确保药剂与土壤充分接触和反应；处理后的土壤需要保持适度湿润，促进稳定剂与土壤成分的反应。重金属污染较严重的土壤，需特别关注重金属的固定和钝化。通过加入磷酸盐、硅酸盐等钝化剂，形成难溶的重金属磷酸盐或硅酸盐，从而降低重金属的生物有效性，减少其向植物和水体迁移的风险。
三、土体构造优化的策略
（一）土壤质地与层次的调整
土壤质地的改良首在调节土壤颗粒的比例。典型的矿坑土壤多为砂质土，缺乏粘性物质和有机质，这使得土壤结构松散、保水保肥能力差。加入适量的黏土和有机质是优化策略的关键步骤。建议每平方米土壤中添加5至10千克的有机质，如腐殖土或堆肥能改善土壤结构，提供必要的营养。黏土的比例应控制在10%至20%之间，以提升土壤的粘合性和水分保持能力。土壤层次的构建需考虑不同深度土层的功能与特性[5]。表层土壤需具备良好的透气性和保水性，可选择厚度约为20至30厘米的改良土壤覆盖于表面；次表层土壤应增强其养分含量和结构稳定性，厚度宜为30至50厘米，采用富含矿物质的混合土进行填充；底层土壤则应具备较强的排水能力和支撑力，厚度可达50厘米以上，可使用较粗的砂土或碎石进行填充。整个修复过程中需时刻监控土壤的pH值和含水量，理想的pH值应保持在6.0至7.5之间，水分含量应控制在60%至80%。定期检测和调整土壤参数，确保土壤质地与层次的优化效果得到长久保持。
（二）土壤肥力与养分管理
土壤肥力与养分管理的核心在于科学调控土壤中的养分含量与分布，改善土壤结构，从而提升土壤的肥力，促进植物的生长和生态系统的恢复。基于初步调查的结果，研究人员须制定相应的肥力改良方案。利用施用有机肥和无机肥相结合的方式，调整土壤中的养分比例。通常，有机肥如堆肥、动物粪便等，能增加土壤的有机质含量，并且改善土壤结构，提升土壤的持水和通气性；而无机肥如尿素、磷酸二铵等，能够迅速补充植物生长所需的氮磷钾元素。与此同时，实施轮作和间作等农艺措施，促进土壤养分的循环和利用。选择不同种类的植物轮作，可以有效地防止单一种植引起的土壤养分失衡和病虫害积累；间作则可以通过不同植物根系的互补作用，改善土壤的物理结构，增加土壤有机质含量，提高土壤肥力[6]。在整个过程中，需实时监测和评估土壤的肥力和养分状况，根据监测结果适时调整修复策略，确保土壤肥力的持续提升和土体构造的不断优化。采用现代农业技术手段，如精准农业技术、遥感监测技术等，可以提高管理的科学性和效率，确保修复效果的稳定和长久。
（三）土壤微生物群落的重建
土壤微生物群落的重建，指的是恢复土壤微生物的多样性和功能性来改善土壤结构和质量。采集健康土壤样本作为微生物接种源是重要、也是基础的一步。健康土壤中的微生物群落通常包括细菌、真菌、放线菌和原生动物等，这些微生物能够分解有机物质、固定氮、解磷解钾，促进植物生长。然后选择适宜的接种量，例如每平方米土壤应用1-2千克接种土壤，确保微生物能够在矿坑土壤中迅速定殖。接着是改善土壤理化性质，为微生物提供适宜的生存环境。调节土壤pH值至6.5-7.5的范围内，有助于大多数微生物的生长。通过添加有机质如腐殖质、堆肥或生物炭，增加土壤的有机碳含量至2%以上，改善土壤的结构和持水性。第三步是促进微生物的生长和繁殖。定期监测土壤中的微生物数量和活性，如细菌总数、真菌生物量、土壤呼吸速率等参数，每月一次，通过酶活性测定或分子生物学技术（如qPCR）进行检测。根据监测结果，适时施用有机肥或生物刺激剂，进一步促进微生物的活性和功能发挥[7]。再者，保持土壤湿度在60-80%的田间持水量，避免过干或过湿的条件影响微生物的生存和活动，可以安装适当的排水系统，防止水分过度流失或积水。
结语
矿坑土壤修复中，合理的土壤质地调整、科学的肥力管理、健康的微生物群落重建是实现修复目标的关键策略。研究建议包括加强土壤结构的物理改良，优化土壤养分的循环利用，促进土壤微生态系统的恢复与平衡。未来矿坑土壤修复工作应注重综合运用多种技术手段，结合当地生态环境特点，制定针对性强的修复方案，并不断积累与推广成功经验。期待在不久的将来，矿坑修复技术能够更加成熟完善，推动矿区生态系统的全面恢复和健康发展。
参考文献
[1]赵娅楠,杨志辉,司梦莹,等.矿区场地土壤防渗阻隔及生态修复研究进展[J].有色金属(冶炼部分),2023,(04):1-12.
[2]黄岩.矿区污染土壤修复技术及其修复策略[J].世界有色金属,2023,(21):163-165.
[3]王敬.污染土壤修复技术研究现状与趋势[J].皮革制作与环保科技,2023,4(03):154-156.
[4]袁静,刘丽,王小茹.重金属污染土壤的修复技术与方法研究[J].农业开发与装备,2022,(12):107-108.
[5]谷喜龙,李春阳.污染土壤修复在环境治理中的作用[J].城市建设理论研究(电子版),2022,(35):143-145.
[6]朱瑞欢,黄泽坚,林朝萍.我国农业土壤重金属修复技术研究进展探析[J].广东化工,2022,49(21):154-155+158.
[7]孙沙沙.土壤污染修复技术及土壤生态保护措施[J].造纸装备及材料,2023,52(01):153-155.
