参照区对比法在美国矿区土地复垦评价体系中的应用及对中国的启示

樊 翔，白中科，朱楚馨，许文佳,5

(1.中国地质大学(北京)水资源与环境学院，北京 100083；2.中国地质大学(北京)土地科学技术学院，北京 100083；3.自然资源部土地整治重点实验室，北京 100035；4.自然资源部矿区生态修复工程技术创新中心，北京 100083；5.中国自然资源航空物探遥感中心，北京 100083)

党的十九大将生态文明建设提升为我国的“千年大计”，并提出了“必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念”“统筹山水林田湖草系统治理”等生态文明建设思想。十九届五中全会将“坚持绿水青山就是金山银山理念”“持续改善环境质量”“提升生态系统质量和稳定性”“坚持山水林田湖草系统治理”生态文明建设方针列入国家十四五规划纲要。矿区土地复垦与生态重建是生态文明建设的重要组成部分，以上生态文明理念和国家发展规划无疑对土地复垦工作提出了更高的要求。在国际层面，随着“一带一路”倡议的推进，我国越来越多的矿山企业参与到“一带一路”沿线国家矿产资源开发中。进一步规范与引导我国的土地复垦工作以起到良好示范作用，对绿色“一带一路”倡议意义重大。而在客观上，与西方发达国家相比，我国土地复垦工作开展较晚，尤其在矿区土地复垦立法和管理与评价体系的建立方面，比以美国为代表的西方国家晚了三十多年。在这样的大背景下，借鉴发达国家经验，进一步完善我国土地复垦管理与评价体系，对于推进山水林田湖草系统治理、加快国土空间生态修复和推动绿色“一带一路”倡议有重大意义。

植被重建质量评价是矿区土地复垦评价与验收的重要方面。我国现行土地复垦质量评价体系主要使用固定标准对植被重建工程质量进行评价[1]。对于十个土地复垦类型区，分别制定了不同的评价标准。其中，对于林地郁闭度和草地覆盖度两个指标，在每个土地复垦类型区内采用统一的固定值作为评价标准；对于耕地产量、园地产量和草地单位面积产量，规定于复垦三到五年后达到周边地区同等土地利用类型水平；对于林地定植密度，需满足《造林作业设计规程》(LY/T 1607)要求。与之相比，美国复垦区植被重建质量评价体系最大的不同在于对参照区(reference area)的应用。

参照生态系统(reference ecosystem)在生态恢复理论与实践中扮演着重要角色。国际恢复生态学会(Society for Ecological Restoration)将参照生态系统定义为“能够作为生态恢复范本或基准的生物群落和无机组分。一个参照生态系统通常代表了恢复场地生态系统未退化的形态，具有该生态系统退化、受损或破坏发生前完整的动植物区系、无机组分、功能、过程和演替状态——但应根据已改变的或预期的环境条件进行调整，也被称作ecological reference”[2]。参照生态系统被广泛应用于生态恢复研究、设计、监测与评价。虽然矿区土地复垦与生态修复与生态恢复有一定的区别，但参照生态系统或相近的概念同样应用于发达国家复垦实践、管理与评价体系中。尤其是美国的采矿与复垦管理体系对参照区(reference area)的使用由来已久，自20世纪80年初，联邦政府法规(code of federal regulations)就对参照区下了完整的定义，并将参照区对比法作为土地复垦质量评价的重要方法，相关规定一直沿用至今。此后的几十年里，各州政府在继承联邦政府相关法规的基础上，对参照区的内涵、类型与使用细则不断完善，最终成为了各州应用最为广泛的复垦区植被重建质量评价方法。然而，在我国的土地复垦管理体系中，“参照生态系统”或“参照区”的概念与使用较为缺失。在学界，樊翔[3]从生态恢复与土地复垦理论、目标与实践方面的共性出发，论述了参照系对矿区生态系统重建的重要意义，并提出土地复垦参照系的初步构想与框架。但除此以外，国内鲜有关于在土地复垦实践、管理与评价中应用参照生态系统的探讨。

本文将从美国联邦政府、州政府对参照生态系统在矿区土地复垦管理与评价体系中的应用出发，首先系统梳理参照区的定义与内涵，和参照区在采矿许可证审批、植被重建质量评价和保证金返还等方面扮演的重要作用；进而从现象到本质，剖析了参照区评价法的生态学原理和在实践中应用的优势，阐明参照区对比法的理论意义与实践意义；同时分析了参照区对比法的缺点，并回顾几十年来各州州法规及相关标准、规程对这些缺点的改进；最后讨论了参照区对比法对我国土地复垦评价体系的借鉴意义，以期为进一步完善我国复垦评价体系提供参考。

1 参照区的定义与内涵

在美国联邦政府和各州政府矿区复垦管理与评价体系中，参照区是应用最广的评价植被重建是否成功的参照标准，参照区的建立、维护与使用贯穿采前区域基础信息调查、采矿证申请，采中的土地管理，以及复垦后的植被重建质量评价。联邦政府法规和各州政府法规都将植被成功重建作为第三期保证金释放的基本条件，而植被重建质量评价主要有两种方法：参照区对比法和依据技术标准。

在联邦政府层面，《露天开采控制与复垦法》(《SurfaceMiningControlandReclamationAct》)章节515(19)规定：“在(复垦)平整区域和所有其他受(采矿)影响的土地上，建立多样的、有效的、永久的植被，(重建植被)应与受影响区域的自然(植被)季节变化相同，并能够自我更新、演替，(这些方面的属性)至少与同区域的自然植被相同；除非经批准的闭矿土地利用方向需要或适宜使用引进种进行植被重建。”为执行该法案，美国内政部露天矿复垦与执法办公室(Office of Surface Mining and Enforcement,Department of the Interior,US)制定了美国联邦法规第三十卷第七章(Code of Federal Regulations(CFR) 30,Chapter VII)[4]中的法规，对参照区(reference area)进行了如下定义：“在适当管理方式维护下的土地单元，用以测度自然条件下或农业生产方式下的植被覆盖度、生产力和植物物种多样性，该自然条件或农业生产方式应得到当局认可。参照区必须能代表许可(开采)区域的地质、土壤、坡度和植被情况”(CFR 30 701.5)。

依据《露天开采控制与复垦法》，在采矿前的基础调查过程中，要选取能够代表拟损毁区特征的参照区。 在申请采矿许可证时，申请材料中“应包括拟受采矿影响区域和拟参照区的现有植物类型分布图和植物群落描述。该描述应包括足够信息以预测植被重建的可能性”(CFR 30 779.19；CFR 30 783.19)，地图信息应包括“用以判定植被重建成功与否的拟参照区的位置和边界”(CFR 30 779.24；CFR 30 783.24)。在复垦质量评价阶段，“应以当局认可的参照区的情况作为判断植被重建是否成功的基准。参照区是为测度自然条件下的植被覆盖度、生产力和物种多样性而设立并管理的土地单元，其面积、形状各异。参照区必须能代表许可(开采)区域的地质、土壤、坡度、坡向和植被情况。对参照区的管理应与拟开采区采后土地利用所需的管理相同”“植被重建区活体植物地表覆盖度应与经批准的参照区活体植物地表覆盖度在至少两个生长季内相同。只有当复垦区任何区域的植被覆盖度都不低于参照区的90%时，才可认为达到了参照区的水平”(CFR 30 715.20)。CFR 30 816.116 和CFR 30 817.116进一步规定了露天和井工矿复垦植被重建成功的两种评价标准：参照区和其他标准。“当复垦方向为牧草地时，植被重建区的地表植被覆盖和活体植物生物量应至少等同于参照区或其他经当局认可的成功标准。”“对于耕地复垦区，植被重建区的作物产量应至少等同于参照区或其他当局认可的成功标准。”对于复垦方向为其他用地类型，如野生动物栖息地、休闲用地、未利用地或林业用地等时，应使用经当局批准的标准进行植被重建评价。复垦验收时，复垦区重建植被的覆盖度、生产力和立木度须达到参照区的90%以上(90%统计置信区间)。只有当评估认为植被重建成功时，才可释放第三期保证金(第一期于废料回填、土壤重构平整并建立排水系统后释放；第二期于建立了植被覆盖、土壤流失得到控制后释放)。

2 美国各州复垦管理与评价体系对参照区的具体应用

在复垦评价方面，美国联邦政府法规有意给州政府留下了很大的自主空间，具体的复垦质量评价方式由各州管理部门制定并实施[5]。尤其是在植被评价标准方面，CFR 30 816.116(a)(1)要求州政府管理部门制定植被成功重建的标准和统计学上有效的采样技术，用以评价植被重建是否成功。作为应用最广泛的评价标准，各州沿用了联邦政府对参照区的定义和有关规定，并从各自的管理实践需求出发，对参照区的定义做了不同程度的延伸，并对参照区的类型、选取标准、管理与在植被重建质量评价中的应用提出了更细化的要求。以下以怀俄明州、蒙大拿州和德克萨斯州为例，介绍州土地复垦管理与评价体系对参照区的具体应用。

2.1 怀俄明州

怀俄明州位于美国西北部，煤矿产量高达全美总产量的40%，位居全美煤炭产量第一位，比紧随其后的六个州的产量总和还高[6]。由于降水量稀少，当地生态系统脆弱敏感，一旦遭受扰动不易恢复[7]。 该州环境质量局土地质量部门制定了详尽的矿区土地复垦管理规程、技术方法和指南，对参照区对比法作了详细的说明与规定。怀俄明州行政法规[8]对参照区的定义进行了延伸：“为评价植被重建是否成功而建立的土地单元。对于即将受到采矿活动影响的一个或多个植物群落，‘参照区’是其在自然地理、土壤、植被和土地利用历史方面的典型代表。‘参照区’和其对应的采矿后重建植物群落需经过土地质量部门批准，并在获批的土地复垦方案中阐明。‘参照区’植物群落植被参数用以评价植被是否成功重建，所有的‘参照区’的管理方式都不应导致这些评价指标的改变。”根据建立和使用方面的不同，参照区又被分为四种类型。①对比区(comparison area)是当采矿前的植物群落数据缺失时，选取能够代表采矿前土地自然地理、土壤、植被和土地利用历史特征的土地单元。②对照区(control area)是开展采矿前项目区基础调查时设立的，该区域与拟损毁区植被特性一致。此类型参照区现已废止。③扩展参照区(extended reference area)同样是采矿前基础调查时建立的，尽可能大地包括与拟损毁区植物群落类型一致的区域，包括拟损毁区和不受采矿影响的区域。根据拟损毁区植物群落类型的数量，扩展参照区可包含一种或多种植物群落。采矿后，未破坏的区域被当作参照区，用以评价植被重建情况。④小参照区(limited reference area)同样在采矿前基础调查时建立，与扩展参照区相比只包含一种植被类型。

如拟使用参照区进行植被重建评价，应在采矿前的植被基础信息调查阶段对拟损毁区的每种植物群落都建立参照区。需对拟损毁区和参照区的以下信息作详细记录：①植物组成；②每种生活型中的主要物种；③包括整体坡度、坡向在内的地形特征；④土壤类型；⑤与周围植被在物种组成、覆盖度和生物量方面明显不同的植物群落，及其数量、面积和类型；⑥群落间的离散度；⑦每个植物群落定量、半定量和定性的信息汇编；⑧管制清单上的有害物种；⑨能够显示每种植物群落和参照区特征的彩色全景照片。同时，项目区和参照区的调查方法也有明确规定：植被覆盖度调查采用样方法或样点截取法；不同面积的植物群落有不同的样本数量要求。对于每一种拟受到采矿破坏的植物群落，都需为其建立参照区，除非采用技术标准用于植被重建质量评价。需在前期植被调查的当年4～9月间通过至少三次实地调查，编制项目区和参照区的植物物种清单，并记录物种不同季节的物候学特征。

在采矿证申请阶段，需提交包括植被调查在内的基础调查资料。需绘制项目区和周边区域植物群落图，并描述项目区内植物群落。除非采用技术评价标准来评价植被重建情况，否则植物群落图需定义并描述参照区。作为申请采矿许可证的必备材料，复垦方案需明确说明将如何使用参照区评价植被重建是否成功。

在复垦质量验收阶段，牧草地和农用地的植被重建质量评价可采用参照区或技术标准。当使用参照区时，牧草地复垦的植被覆盖度、年草本植物产量都至少要与参照区相同，物种多样性和组成应与获批的复垦后土地利用方式相适宜，这些条件需在复垦保证金冻结期(10年)内、连续4年中的2年内同时满足。耕地产量同样需要在保证金冻结期内、连续4年中的两年等同于参照区产量。

此外，怀俄明州环境质量局土地质量部门还制定了矿山开采与复垦导则[9]，详细说明了建立参照区的技术方法；应CFR 30 816.116(a)(1)的要求，制定了《怀俄明州煤矿植被重建质量评价采样与统计方法指南》(《HandbookofApprovedSamplingandStatisticalMethodsforEvaluationofRevegetationSuccessonWyomingCoalMines》)[10]，说明了植被重建质量评价中的复垦单元与参照区的采样方法、使用参照区作评价时需要提交的植被覆盖度与生产力信息和评价需使用的统计分析方法。

2.2 蒙大拿州

蒙大拿州同样位于美国西北部，南接怀俄明州、北与加拿相邻。该州行政法规[11]沿用了联邦法规对参照区的定义，并对参照区提出了更高要求——参照区须具有良好的生态完整性(good ecological integrity)。在申请采矿许可证时，“需要描述拟开采区和参照区的群落类型，列出与之相关的物种，并讨论主导或限制物种分布的环境因子。”在复垦设计中，“需要描述判断植被重建成功的标准，包括使用参照区和/或规定的植被重建类型的技术标准。如果拟开采区域包括基本农田(prime farmland)，复垦方案还需选取拟开采区以外、但靠近拟开采区的基本农田作为参照区，并描述其情况。如果矿区附近没有，需要在更远处选取。不论如何，必须选取参照区，以判定复垦后的基本农田植被重建是否成功”。在复垦验收时，“需要与未受采矿扰动的参照区域对比，或与技术标准对比，以判定植被重建是否成功。”“参照区域和技术标准必须能够体现具有良好生态完整性土地的植被和相关场地特征。参照区域必须是有效的，且不得选取(采矿损毁土地)植被重建区域。”

2.3 德克萨斯州

德克萨斯州位于美国南部，气候类型为温带气候和亚热带气候。 《煤炭开采法》(《TexasCoalMiningRegulations》)同样沿用了联邦法规中对参照区的定义[12]。该州《露天矿土地植被重建成功的判定规程与标准》(《ProceduresandStandardsforDeterminingRevegetationSuccessonSurface-MinedLandsinTexas》)将参照区作为植被重建成功的重要评价方法，并对使用方法做了详尽的说明。在章节“F.Selection and Management of Reference Areas”规定，“对参照区的选取应取决于：拟复垦方向；每一个矿的植被重建方案”“参照区是未受采矿扰动的、以适当方式管理的土地单元，……”选取参照区的标准如下：“①二者(采后植被重建区与参照区)应在海拔、降水、坡度和坡向等场地要素方面相似；②二者都由相同的植物生活型和植被季节变化；③在植被重建阶段，对参照区的管理应与采后植被重建区类似；④采后植被重建区的性能应与参照区具有现实可比性。”“二者不必毗邻，但需要足够近，以避免降雨分布格局的不同。”

在植被重建评价阶段，重建植被的植被覆盖度、生产力、木本植物数量都应与相关标准或参照区参数做对比。判定采矿损毁土地植被重建成功的最低标准为“对于复垦方向为牧场、牧草地、或不开发利用的土地(undeveloped land)，复垦区地表植被覆盖和活体植物生产力应至少等同于参照区或其他经批准的成功标准。”“对于耕地复垦区，植被重建区的作物产量应至少等同于参照区或其他经批准的成功标准。”对于不同的复垦方向，评价方式也有差异。 ①牧草地、耕地和林地复垦可与参照区对比或依据经批准的技术标准。对于牧草地复垦，当使用参照区评价时，植被重建区植被盖度和生产力应不低于参照区的90%(90%置信区间水平)；对于非基本农田(non-prime farmland)耕地复垦，植被重建区生产力应不低于参照区的90%(90%置信区间，单侧)；参照区不适用于基本农田(prime farmland)复垦(应依照技术标准)。当林地复垦使用参照区作评价时，植被盖度应达到参照区的90%(90%置信区间)；木材储量不可用参照区作为评价标准(应依照技术标准)。②当复垦方向为鱼类及野生动物栖息地、不开发利用的土地(undeveloped land，无短期利用或土地管理，或损毁前利用、但获批恢复到自然未开发状态或经自然演替恢复为林地的土地)、工业/商业用地、住宅用地、休闲用地时，不能使用参照区进行评价，而需依照相关技术标准。

2.4 适用范围及适用性

在美国联邦政府与州政府复垦管理体系中，有两种植被重建评价方法。①参照区对比法，是将复垦区反映植被状况的指标(如植被覆盖度、生产力)与参照区指标进行对比。参照区应能代表拟损毁区的群落和环境特征，须在相近的、未受采矿扰动的区域选取并建立，建立后的管理措施应与复垦区的土地利用方向所需的管理措施一致。②将复垦区植被指标与技术标准进行对比。当复垦区植被指标不低于参照区或技术标准的90%(90%置信区间)时，才可判定为植被重建成功，并进行第三期保证金的释放。采用哪种评价方法，视每个采矿与复垦项目区的具体情况而定，州政府具有最终决定权。

参照区对比法因其诸多优点，是美国应用最广泛的植被评价方法。然而，由于自然条件的不同，在各州的应用情况也略有差异。在自然生态系统以森林为主的州，例如森林覆盖度排名全美第三位(高达79.01%)[13]的西弗吉尼亚州，复垦方向多为农业用地或经济林，由于自然生态系统和复垦区重建生态系统在演替阶段的差异(详见下文)，进行复垦质量评价时更多使用技术标准，而非参照区；其他州在复垦区植被重建评价中大多把参照区的使用作为重要的评价方法。在这些州，参照区是应用最广泛的植被重建评价方法，一个重要原因是由于技术标准的制定需要大量的基础数据积累，且需根据评价当年的气候情况对数据进行校正，而如使用参照区，则可直接对比。技术标准通常在土地管理水平低下导致植被覆盖和生产力的基础情况过差时(例如过度放牧导致的采矿前植被退化)才作为复垦评价标准，由各州依据同区域相似土地上植被指标的取值范围制定，或由矿方和各州当局依据拟复垦方向、同区域复垦成功案例及植被的基本情况协商制定[5]。

此外，参照区对比法对于不同的土地复垦方向适用性也有不同：①对于牧草地和耕地(基本农田除外)，多使用参照区对比法；②对于林地的适用性，各州规定各有不同。对于林地复垦评价可使用参照区的州，也只使用植被覆盖度和立木度作为评价指标，而不对木材的蓄积量、群落物种组成作要求，这是由于森林生态系统的演替周期较长，需上百年，复垦区与参照区在演替阶段上不具有可比性；③由于参照区体现的是自然或农业生产条件下植物群落与环境情况，对于受其他人类活动扰动的土地利用方向(如住宅用地、休闲用地、商业用地等)，不采用参照区对比法，仅使用技术标准作为评价标准。

3 参照区对比法的理论原理与实践意义

美国1983年修订版的联邦政府法规中已对参照区的定义与在复垦评价中的应用做了系统的规定，并一直沿用至今，故而可推断美国复垦学界在1980年代前已对参照区的基本原理、内涵与应用曾有过广泛讨论，并达成了共识。但由于1980年代前相关论文可获取性低，以下主要梳理了1980年代及以后美国学界对参照系的认识与思考。

参照区对比法的原理方面，DOWNEY等[14]认为使用参照区作为植被重建成功的评价标准，有理论与实践两方面的重要意义。在生态学理论层面，此方法是基于单元顶级理论的：当外部环境条件相同、土地管理方式和扰动相似的情况下，植物群落会向相同的顶级群落演替。当土地管理方式和扰动相似的情况下，环境条件就被认为是决定植物群落组成和生产力最主要的、甚至唯一的因素。那么理论上，参照区和复垦区植被之间的差异就是二者在环境方面的差异导致的，或者说，土壤重构、坡面再造等复垦措施未能很好地重构与参照区相同的环境条件。从实践角度来看，与技术标准相比，参照区对比法有两大优点。第一，参照区对比法无需历史数据积累(采矿前植被调查数据除外)，在评价时可直接对比；而技术标准的制定需要大量历史数据作支撑。有些区域没有足够的历史数据，且同区域不同调查或不同年份所用的植被调查方法可能不同，数据集间匹配性可能较差[5]。第二，应用参照区对比法无需校正当年季候天气变化对植被评价带来的影响。通常假定干旱、严寒等气候事件[14]及气候变率[15]对参照区和复垦区植被具有类似的影响，故使用参照区作为植被重建成功的衡量标准时，每年的气象变量对植被造成的影响会被自动修正。

4 参照区对比法的缺点与改进

美国学界也对参照区对比法的理论缺陷和在应用与管理方面的缺点进行了讨论。通过研读各州土地管理规程、标准与导则等资料，笔者认为，1980年代以来学者提出的部分问题，已在管理与实践中得到较好的解决。

在理论层面，学界对参照区对比法的两大质疑点是复垦区与参照区生态系统演替阶段不同，以及演替方向存在以下差异。①在演替阶段方面，未受采矿扰动的自然生态系统，尤其是森林生态系统，通常处于群落演替和土壤发育的后期，这一演替过程经历了几十年甚至几百年；而在矿区重建的植物群落往往处于演替的前中期，即便是草本植物群落，在自然条件较为苛刻的地区都难以在十年内发育成熟，木本植物群落的恢复时间通常更久[14,16-17]。演替阶段的不同可能导致结构与功能上不同，因此二者的可比性存在疑问[18]。②复垦区与参照区演替方向存在差异。第一，复垦区与参照区的环境条件有差异，包括土壤、基质、微气候环境与微地形环境等。土壤特性不仅仅由质地、矿质组成和表土厚度决定，还包括原位的生物与化学活动，这对植物类型和生物量同样有很大影响。在复垦操作过程中，不同的土壤类型与质地或多或少都会混合，且表土剥离与再利用过程改变了土壤结构、化学和生物组成，使得复垦区与未扰动区在这些方面也有所不同[14]。同时，复垦区基质也与周边生态系统或参照区有明显差异[14]，并可能含有有毒物质[19]。此外，小范围的降水事件、光照的差异和微地形间的复杂互作也会导致复垦区与参照区的异质性[14]。这些因素使得二者“在环境条件上的相似性”难以成立。第二，即便环境条件相同，植物群落也不一定只有唯一的顶级群落[14,19]。多元顶级假说和状态过渡模型认为环境条件不是群落结构的唯一决定因子，扰动对塑造植物群落同样发挥着重要作用，即在相同的环境条件下，植物群落可能有多个稳定状态；同时，初始的植物区系组成也对植物群落结构有重要影响[19]。因此，复垦区与参照区在演替方向上可能存在差异。

上述演替阶段与方向的差异使得复垦区与参照区生态系统在物种组成和群落结构方面存在一定差异。这两方面的问题虽然客观存在，但各州的管理规程已较好地解决或规避了上述问题：由于参照区与复垦区在演替阶段的差异，参照区对比法主要用于牧草地和耕地(基本农田除外)；有些州也将其应用于林业复垦，但如1.3节所述，这些州也只将植被覆盖度和立木度作为评价指标，而不要求复垦区木材的蓄积量、群落物种组成与参照区一致。同时，从联邦政府法规到州政府法规及相关标准、规程，在植被重建方面都只要求达到所选土地利用方向相关的生态学指标(例如植被覆盖度、生物量和木本植物数量，不同地类指标不同)，而不要求复垦区与参照区在环境条件、植物物种组成和群落结构方面完全一致。即便在对植被结构要求最高的蒙大拿州，州法律也明确承认“完全复制采矿前地形、土壤和植物组成不具有可行性(MCA 82-4-201(3)(d))”，并只要求本地物种占总植被覆盖度和生物量的51%以上[5]。另一方面，联邦法规和各州法规都规定须在复垦区附近选取参照区，这在很大程度上保证了复垦区与参照区在气候等环境条件方面的可比性。

在实际应用层面，学者也曾提出该方法的一些缺点。第一，参照区通常只有2～3英亩(1英亩=0.404 7 hm2)，可能不足以代表几千英亩范围内的植被特征。由于物理环境的异质性、动物种群定居、植物个体与种群生长与演替等差异，以及土地利用变化的影响，植物群落通常呈斑块状分布，具有空间异质性。针对这一问题，一些州对参照区面积提出了更高的要求。例如怀俄明州行政法规规定，用以代表单一植被类型的小参照区(limited reference area)不得小于5英亩。而扩展参照区(extended reference area)更为广阔，同时包括了拟损毁区和不会受到扰动的区域，在矿山开采的前中期，拟损毁但还未损毁的区域以及不会受到扰动的区域被当作一个整体，用以评价复垦区植被重建质量；接近闭矿时期，不会受到扰动的区域被用以与复垦区植被作对比。这在很大程度上解决了由植被空间异质性导致的小面积参照区难以代表较大区域内植被特征的问题。第二，DOLL等[20]认为，使用参照区对比法不够灵活，在一定程度上限制了复垦施工方选择与原生态系统不同的土地利用方向作为复垦目标，并对此类复垦的验收造成一定程度的阻碍。尤其是当周边区域由于放牧等原因处于退化状态时，复垦措施可以将损毁地的演替引导到比采矿损毁前更优的演替轨迹[19]。这一点在联邦与各州的复垦管理体系中已得到很好的解决：①如前所述，对于牧草地、农田和林地以外的复垦方向，进行植被重建评价时使用技术标准而非参照区对比法；②使用参照区对比法时，只要求复垦区植物覆盖度、生物量和立木度不低于参照区，而不要求与之完全相同。第三，参照区在开采与复垦的漫长过程中可能会退化，或因管理方式的改变(如围栏草场转变为开放放牧)而偏离原有演替轨迹[19]。而在实际管理中，各州均要求参照区与复垦区的管理方式一致，这在一定程度上降低了参照区在采矿与复垦阶段因管理不善或受到扰动而不再适用于复垦评价的风险。另外，还有一些学者认为参照区对比法成本更高[20]，因为不论是哪种参照区都有一定的面积要求，且在复垦评价结束前(十年内)，矿方需要以产权所有、租界或签订协议的方式保有参照区，并对参照区施以与拟评价复垦区相同的管理措施[16]。

此外，一些学者还对参照区对比法提出了改进意见。例如，CHAMBERS等[19]认为，除了植被盖度、生物量和物种组成等静态指标外，扰动是自然生态系统不可分割的一部分，一个成功复垦的区域应该呈现出与参照区类似的恢复速率与[16]过程；并且，土壤理化性质和土壤生物区系是指征植被长期生产力潜力的理想指标，而现有复垦的评价体系中相关指标是缺失的。因此，应把恢复力、土壤理化性质和土壤生物区系纳入参照区对比法。

综上所述，即便参照区对比法在理论和实践方面存在一些问题，该方法仍旧是美国各州应用最广泛的植被评价方法。即使是提出其缺陷的学者们，仍旧承认“在充分认识到参照区对比法缺陷的前提下，使用该方法对于长期监测复垦区的演替轨迹是有益的”[18]。

5 启 示

美国联邦政府和各州政府矿区复垦管理与评价体系都将参照区作为重要的植被重建评价标准。参照区的建立、维护与使用贯穿采前区域基础信息调查、采矿证申请，采中土地管理，以及复垦后的植被重建质量评价。参照区对比法基于生态学中的单元顶级假说，虽然在理论与实践中有一些缺点，但在过去几十年中，美国的复垦评价体系已对这些缺点作了改进。由于该方法可以较好地处理植被时空变异性给复垦植被重建评价带来的影响，是目前美国应用最广的复垦植被重建评价方法。与我国现行评价方法相比，参照区评价法有较为明显的优势。引入参照区对比法，有助于进一步完善我国土地复垦质量评价体系，并可鼓励与引导重建与周边生态系统相容度更高的复垦生态系统，对于提升区域生态系统结构与功能有积极意义。

我国现行的复垦区植被重建评价主要使用固定标准。与之相比，参照区对比法有以下优点。第一，参照区对比法能更好地解决气候波动带来的植被年际动态变化；在参照区面积能够得到保证的前提下，植物群落的空间异质性也可以得到一定程度的体现。目前我国复垦质量评价标准中未考虑植被年际波动和空间异质性，而这二者是生态系统的普遍特点，我国也不例外。我国学者对不同生态系统年际波动[21-24]和空间异质性[25-27]开展了广泛的研究。对于一些生态系统，植被覆盖度、群落结构和生产力的时空变异性很大，尤其是草原和荒漠等生态系统，生产力时空差异可能达到数量级上的差距。当参照区位于复垦区临近区域，且土地管理措施相近时，可认为气候变率、土地利用等外部因素对复垦区和参照区的影响相同，在评价时可直接将两个区域的植被覆盖度、生产力等植被指标相比较，从而避免年际波动对植被重建评价造成的影响。当为每一种植物群落类型都建立了参照区，且参照区面积足够大时，生态系统的空间异质性也可以得到较好的体现。若矿区拟开采面积大、服务年限长，可将拟开采区并入参照区，使得在矿区生命周期的前中期有更大的参照区面积作为生态系统重建的范本与植被重建评价的依据。第二，参照区对比法具有因地制宜的优势。《土地复垦质量控制标准》依据地貌单元一致性和生物气候带等因素将我国分为十个土地复垦类型区，并为每个类型区制定了统一、固定的植被重建评价标准。然而，不同我国幅员辽阔，生态系统多样，即便在一个复垦类型区内不同地区生态系统类型和结构也有所差异。与使用固定标准相比，为每个复垦项目建立参照区，可以更好地反映当地生态系统的实际情况。第三，参照区对比法有助于提升区域生态系统完整性与连通性。采用参照区对比法能够引导复垦施工方以参照区生态系统作为模板进行复垦区生态重建。由于此方法要求在复垦区附近选取不受采矿扰动的、与扰动前生态系统群落类型和环境条件相同的区域作为参照区，且重建植被应在植被类型、覆盖度、生产力甚至物种组成方面与参照区相似，这就使得复垦区重建植被与原生态系统具有相似性，从而提高整个区域的景观连通性，促进种群扩散、物质循环、能量流动、信息传递等生态流在复垦区与周边区域间的流动，加速复垦区生态恢复，提升区域生态系统结构与功能。基于上述原因，引入参照区对比法，对于进一步完善我国土地复垦质量评价体系有积极意义。