矿物是不可再生的重要资源，对工业化和经济发展至关重要。然而，其不可持续和无序的开采导致了严重的环境问题，包括土壤质量下降、生物多样性丧失以及对人类健康的重大威胁（Sun et al., 2021; Wu et al., 2024b）。采矿和矿物加工是人类活动中对生态系统破坏最严重的行为之一（Moreno-Mateos et al., 2017; Xiang et al., 2021）。与采矿相关的最严重问题之一是重金属在环境中的释放和积累。重金属是天然存在的金属元素，具有高毒性、持久性和不可降解性，对生态系统和人类健康构成重大威胁（Ali et al., 2019）。由于采矿活动，这些金属的浓度升高显著改变了生态系统的结构和功能。例如，Liu et al.（2022）报告称，采矿周边地区的土壤中镉（Cd）浓度有30%超过了中国土壤环境质量标准允许的限值。采矿加速了重金属向相邻生态系统的扩散，加剧了环境风险。全球有超过1000万处地点受到污染，其中重金属占污染总量的50%以上（Khalid et al., 2017）。这些污染物每年导致超过900万人死亡，并造成约4.6万亿美元的经济损失（Fuller et al., 2022）。鉴于其广泛的环境和社会影响，识别污染源并制定有效的缓解策略是污染生态学中的关键挑战。特别是，了解植被在控制重金属扩散中的作用对于设计可持续解决方案以减轻采矿相关污染和恢复生态平衡至关重要。垂直植物多样性的概念指的是在一个群落中，分布在树木、灌木和草本植物等不同层次上的植物的多样性和功能互补性（Coverdale and Davies, 2023）。垂直多样性反映了植被的分层生态组织及其在生态系统功能中的综合作用，这与仅考虑物种总数或结构组成的传统生物多样性不同（Wang and Brose, 2018）。树冠层主要负责拦截和容纳大气中的重金属颗粒。这些层次共同构成了一个综合的垂直系统，有助于减轻重金属的迁移和生态风险（Kazemi and Jozay, 2024）。
污染源的识别和管理对于受污染环境的管理至关重要（Jia et al., 2020; Wu et al., 2024b）。基于污染源和受体中污染物的化学和物理特性，使用绝对主成分得分-多元线性回归（APCS-MLR）和正定矩阵分解（PMF）方法来识别和量化污染源的贡献是最常用的方法（Haji Gholizadeh et al., 2016）。这类分析有助于确定特定区域内重金属污染的主要来源（Liu et al., 2025a; Yan et al., 2024）。鉴于采矿区域复杂的人类活动导致土壤重金属来源的多样性和复杂性，许多研究证实APCS-MLR方法在分析这些地区的土壤重金属污染源方面更为可靠（Gong et al., 2024; Huang et al., 2018; Liu et al., 2024b）。定量评估采矿影响区域的污染程度及其相关风险是土壤重金属管理的基本方面（Li et al., 2022）。通常使用污染因子和富集因子来评估污染程度和每种金属的人为污染程度（Gupta et al., 2021; Sinex and Helz, 1981; Yasar Korkanc et al., 2024）。污染程度（C_deg）、污染负荷指数（PLI）和潜在生态风险指数（PERI）是最常用的综合污染指数，用于评估和模拟土壤金属的生态风险。C_deg提供了重金属污染的一般程度（Hakanson, 1980），PLI整合了多种有毒元素的污染水平以验证污染的存在和规模（Zerizghi et al., 2022），PERI涵盖了生态、毒理学和环境化学等多个方面的影响（Zhao et al., 2024）。这些指数提供了污染程度和相关生态风险的精确估计，从而有助于环境管理策略的精准实施。
有多种生物、物理和化学技术可用于修复采矿区的重金属污染（Liu et al., 2024a; Yin et al., 2022）。然而，由于重金属在土壤中的持久性和低降解性（Bolan et al., 2014; Xu et al., 2021），所有这些修复方法都存在效率低、引起二次污染和成本高昂等缺点（Shen et al., 2022; Shi et al., 2022）。因此，采取环境管理措施预防未来污染比事后修复更为经济和实际（Hou et al., 2020; Hu et al., 2016）。物理挡墙是最常用的屏障，但它对容易被雨水侵蚀带走的重金属颗粒的拦截效果较差（Li et al., 2024a）。现有研究表明，建立植被缓冲带可以有效减少污染物扩散（Ding et al., 2017; Feng et al., 2021）。Zeng et al.（2023）发现，森林由于具有较高的落叶回归能力和树冠拦截作用，可以吸收更多的大气沉降重金属。植被多样化的根系有助于减少土壤侵蚀，从而限制重金属的广泛迁移（Vannoppen et al., 2017）。它们还可以促进化学化合物的提取或释放，改变根际微生物群落，推动土壤团聚，从而固定重金属（Wu et al., 2024a）。植物修复是一种高效的方法，其对环境的不利影响可以忽略不计（Shen et al., 2022; Shi et al., 2022）。本地植物在重金属污染区域表现出较高的适应性和修复能力（Ahmad et al., 2021）。但目前尚不清楚本地植物群落在缓冲带中作为有效植被屏障的作用机制。
因此，本研究结合了植被与重金属关联的观察分析以及物种水平上的植物修复参数（生物富集因子、迁移因子和生物累积系数）的定量测量，以确定主要本地植物在减轻重金属污染中的相对作用。虽然社区层面的分析是关联性的，但特定物种的数据直接证明了植物稳定化和植物提取机制的存在。我们研究了铅锌矿、锰矿和石灰石矿周边土壤中重金属的来源和环境风险，特别关注植被动态如何缓解污染扩散。为了确保区域生态安全，深入研究本地植物作为减轻重金属污染物释放的生态策略至关重要。具体而言，本研究探讨了以下问题：1）在采矿场地附近检测到的重金属在多大程度上可归因于采矿活动？2）本地植被能否减轻重金属污染和风险？3）具有更高多样性的植物群落是否更有效地对抗土壤重金属污染？本研究提供了指导受污染生态系统生态恢复和环境管理的证据。
