Soil organic carbon accumulation pathways and controlling factors for ecological restoration of open-pit mining areas
Chunbo Huang · Ruilin Shi · Changhui Peng
综述露天矿区生态修复中土壤有机碳积累路径、耦合控制因素与监测技术。
基于POC、MAOC与微生物碳泵框架，整合时序序列、过程模型、机器学习与多源遥感
单一措施仅增碳输入，组合措施协调植物输入、微生物转化、侵蚀控制与矿物保护更有效。
矿区重构土壤碳饱和阈值动态性与MAOC环境变化持久性尚存争议，可作机制与监测研究切入点。
该综述系统梳理了露天矿区生态修复中土壤有机碳积累路径与监测技术，专业性强但属细分领域综述，公共影响有限，适合作为主题页聚合素材。
露天采矿通过强烈的机械扰动移除原有土壤层，破坏团聚体，并形成重构矿山土壤，其初始土壤有机碳（SOC）含量极低且空间异质性强，母质不均，保水性差，微气候或化学条件极端。这些限制使矿区土地碳重建区别于成熟自然土壤和农业土壤中的SOC发育过程，并限制了常规稳定化理论的直接应用。本文针对采矿扰动机制、恢复路径、耦合调控因素及监测技术进行专门综述。我们运用颗粒态有机碳（POC）、矿物结合态有机碳（MAOC）和微生物碳泵框架解释SOC的形成，强调团聚体保护和矿物结合能力在基质重构过程中动态发育。我们比较了植被恢复、基质改良和综合生态工程，表明单一措施主要增加碳输入或缓解单项限制，而组合措施能更好地协调植物输入、微生物转化、侵蚀控制和矿物保护。随后，我们考察母质、管理、气候和地形如何与恢复年限相互作用，使主导限制从碳输入转向养分和分解调控，最终转向矿物保护。最后，我们评估从时间序列和固定样地到过程模型、机器学习和多源遥感的发展，包括其应用边界。三个未解决的争议涉及MAOC在环境变化下的持久性、碳饱和阈值的动态性质以及微生物对稳定SOC贡献的大小。本综述支持优先考虑土地稳定化和气候韧性碳库而非单纯追求SOC总量积累的恢复策略。