自然修復在生態、水土保持等領域有大量的研究，它是指靠自然力量（營力）修復的一種過程或方法。自然營力是指自然界存在的雨、風、重力及凍融等自然界本身存在的各種生物、化學和物理等作用，如氣候的變化、土壤天然種子庫和種子的自然傳播、土壤和植物的各種自然特性和生物化學及物理作用。

以生態系統作為研究對象，系統內部因素的作用就是自然修復（自修復），外部人工力量修復生態系統就是人工修復。人工修復和自然修復都是對已經損毀的生態環境采取的積極的修復措施。人工修復與自然修復相輔相成，要因地制宜，宜自然修復則自然修復，宜人工修復則人工修復，有主有次，主次結合。同時，自然修復是一種最高境界，即使人工修復，實現生態系統的自我維持能力才是最終目的。

在這種層面上考慮修復技術，目前已衍生出較新的修復方法，它們直接通過動植物、微生物進行礦區修復，在修復“材料”選取上與直接替換土壤、大量施肥等方法產生了區別。

（一）植物修復

植物修復是通過植物對土壤、空氣等生態修復對象的修復作用來實現修復的手段。礦區廢棄地的植物修復效益與恢復植物的選擇密切相關，恢復植物的選擇不僅要適應當地的地質、水文、土壤類型等自然條件，還要考慮因開采造成的具體污染情況，因地制宜選取植，才能對當地土壤起到較好的改良效果，生態演替效果良好。因此，礦區廢棄地土壤植物修復成功的關鍵在于恢復植物的選擇與合理的配置模式。通常情況下，使用較多的生物物種，特別是將喬、灌、草、藤多層次配置結合起來進行植被恢復，建立起的植物群落的穩定性和可持續性均比單物種或少物種的效果好得多（畢銀麗，2017）。

1.常用植物種類

恢復植物的選擇要適應當地的地質、水文、土壤類型等，還要考慮因開采造成的具體情況，因地制宜選取植物，對當地土壤起到較好的改良，并能進行生態演替，不同植物產生的恢復效益存在差異。

豆科植物：有較強固Ｎ能力，改善土壤肥力，克服干旱脅迫，常用作先鋒植物。

鹽生植物：能降低廢棄地土壤鹽堿的濃度，富集金屬元素。

外來植物：生長迅速，生物量大，能在相應的礦區廢棄地成功定居，但要預防生態入侵。

鄉土植物：能更好地適應當地氣候環境，在較為惡劣的生境以及簡單粗放的管理條件下仍能表現出植物的生物學特性，但是生長緩慢。

耐性草本植物：覆蓋率高，對根際土壤的改良效益較好，缺點在于植物單株生物量較小，恢復改良效益的時間較長。

2.植物挑選準則

現有的植物修復措施需要考慮眾多因素，如植物抗逆性、生態適應性、植物多樣性、先鋒植物持續穩定性、鄉土植物與外來植物相結合、場地的分區以及功能合理性的原則等。首先，植物需要有足夠的抗逆性，只有具有一定抗逆性的植物才具有較強的生命力，在后期無人養護的條件下才能夠實現自我維持。

其次，植物需要能夠形成穩定的目標植物群落，達到植被恢復、生態修復的目的，其對于整個目標生態系統需要具有生態適應性，它不能是孤立于整個目標生態系統的植物類型。同時，挑選植被需要更多樣。

（二）微生物修復

微生物修復技術是礦區土壤管理與改良的重要生物技術。利用微生物群落的優勢，可以促進植物生長和植被覆蓋，減少或避免土壤侵蝕，從而達到生態恢復的目的。微生物修復技術可以利用植物根際微生物的生命活動來改善植物營養條件，并同時促進植物生長和發育。隨著植物修復和微生物修復的發展，礦區土壤的滲透性顯著提高，其改善的土壤調節和地表徑流轉化能力，可以防止土壤侵蝕，改善河流水文條件。微生物在有機物質的分解、合成和轉化，無機物質的氧化和還原過程中起著重要作用。它們是土壤生態系統代謝的重要驅動力，可以提高土壤肥力，使生土熟化，縮短復墾周期。

菌根技術是微生物復墾技術的一種應用，可以改善生態系統的多樣性，促進礦區極端條件下植被的恢復，促進礦區環境的良性循環，形成互利共生的微生物，改善生態系統的多樣性，加快二次生育的速度生態系統的演替，減輕根系對植物生長的影響，并施肥土壤，促進植物礦質營養。對礦區生態恢復和土地復墾吸收利用促進生態系統功能的改善具有重要的現實意義。其中，叢枝菌根真菌（AMF）是最常用也是土壤重要的微生物之一，能與80％以上的陸生植物形成互惠共生關系，提高礦區生態系統的多樣性，促進生態系統功能的穩定與提高，在礦區復墾過程中得到廣泛的應用。我們在此主要談論最常用的叢枝菌根真菌修復。

1.叢枝菌根真菌幫助根系吸收

叢枝菌根真菌的菌絲非常纖細，其直徑為2~7微米，可穿透土壤中有機物的顆粒間隙，吸收到根系所不能吸收到的養分與水分。其分枝伸長能力較強，增加了植物對營養的吸收范圍和面積。

同時，磷在菌絲里移動的速度為在植物體內運輸速率的10倍，保證將在根外吸收的磷等營養元素及時運輸給植物。菌絲對磷的親和力較高，可減少磷解吸的臨界濃度，且叢枝菌根真菌釋放有機酸和磷酸酶可促進土壤磷釋放。

2.叢枝菌根真菌生成球囊霉素

叢枝菌根真菌能夠產生一種被稱為球囊霉素相關土壤蛋白的含有金屬離子的專性糖蛋白，可產生于根內菌絲和伸展在根圍土壤中的根外菌絲表面，在土壤生態系統中含量不低。球囊霉素可增加土壤有機碳庫，增強土壤團聚體的穩定性，改善土壤結構與質量。球囊霉素一方面通過自身特點將土壤顆粒黏結在一起，達到增加土壤團聚體的目的；另一方面可間接改善土壤微環境，增加土壤中有益微生物的含量，實現退化土壤的改良。球囊霉素是叢枝菌根真菌對其寄主植物生長環境的調整和適應，是微生物活動的一種積極應答機制，已證實土壤中球囊霉素量與土壤凝結穩定性、土壤含水性呈正相關。接種叢枝菌根真菌有利于土壤水分的保持與高效運輸，提高水分的利用率，有利于緩解干旱對作物生長的影響。采煤沉陷區土壤結構被擾動，叢枝菌根真菌如何改善土壤結構，協調水肥供應，也是生態修復需要深入探討的問題之一。