本發(fā)明涉及土壤修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用人工生態(tài)系統(tǒng)高效修復(fù)受復(fù)合污染土壤的方法。
背景技術(shù)：
目前，重金屬及有機(jī)物污染已成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類健康的重要阻礙，在國(guó)際范圍內(nèi)已受到廣泛重點(diǎn)關(guān)注。在我國(guó)土壤污染問(wèn)題尤為突出，主要來(lái)自現(xiàn)代工業(yè)、采礦業(yè)、冶煉業(yè)、城市生活垃圾、農(nóng)藥濫用等，已嚴(yán)重影響的我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類健康與生活品質(zhì)。例如我國(guó)糧食生產(chǎn)中，因土壤污染導(dǎo)致的糧食重金屬超標(biāo)率已達(dá)到10％，每年直接損失高達(dá)200億元人民幣。
土壤污染的整治方法包括化學(xué)方法、物理方法和生物方法。前兩者雖然見(jiàn)效快，但是成本高，且容易造成二次污染，不具備環(huán)境可持續(xù)性的原則。生物萃取法因其具備良好的環(huán)境友好性及生態(tài)可持續(xù)性已成為近年來(lái)學(xué)者所關(guān)注的焦點(diǎn)之一。
現(xiàn)有的生態(tài)修復(fù)土壤污染的工藝技術(shù)，如申請(qǐng)?zhí)枮?01310538655.x，名稱為“利用草坪草生態(tài)修復(fù)鎘污染土壤的方法”的發(fā)明專利采用草坪草狗牙根萃取鎘污染土壤重金屬；申請(qǐng)?zhí)枮?01410778967.2，名稱為“一種利用草本植物于稀土礦區(qū)土壤生態(tài)修復(fù)的方法”的發(fā)明專利利用動(dòng)物糞便進(jìn)行土壤改良，后播種幾種草本植物進(jìn)行植被修復(fù)；申請(qǐng)?zhí)枮?01410018435.9，名稱為“一種生態(tài)修復(fù)重金屬污染土壤的方法”的發(fā)明專利采用速生樹(shù)種竹柳提取重金屬污染土壤中的幾種重金屬；申請(qǐng)?zhí)枮?01610337938.1，名稱為“一種綜合性重金屬污染土壤生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)的構(gòu)建方法”的發(fā)明專利通過(guò)開(kāi)挖溝渠、人工湖，由外至內(nèi)種植木本植物、灌木植物、草本植物、挺水植物和浮水植物構(gòu)建復(fù)雜林區(qū)。
以上這些技術(shù)雖然可產(chǎn)生一定的環(huán)境效益，達(dá)到一定的土壤修復(fù)效果，但是1)均未將生態(tài)效益最大化；2)未形成高速高效的修復(fù)模式；3)講究生態(tài)效益時(shí)忽略了經(jīng)濟(jì)效益；4)大部分技術(shù)由于物種或群落單調(diào)存在生態(tài)系統(tǒng)崩潰的風(fēng)險(xiǎn)，可復(fù)制性不高；5)有些技術(shù)成本過(guò)高；6)有些技術(shù)提取重金屬種類單一，或?qū)τ袡C(jī)污染物的修復(fù)沒(méi)有提及；7)有些技術(shù)使用螯合劑，易導(dǎo)致二次污染。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種利用人工生態(tài)系統(tǒng)高效修復(fù)受復(fù)合污染土壤的方法，該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，在進(jìn)行科學(xué)的物種配置情況下可衍生為適用于任何土壤污染修復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)，具有很好的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
一種利用人工生態(tài)系統(tǒng)高效修復(fù)受復(fù)合污染土壤的方法，根據(jù)不同經(jīng)緯度、不同溫濕度及不同濱海污染類型進(jìn)行科學(xué)配置，人工構(gòu)建喬木、灌木、藤本植物、草本植物、底棲動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)，并自然形成特有的沉積物微生物群落，使受污染土壤中重金屬、有機(jī)污染物快速有效被微生物吸收轉(zhuǎn)化并被植物吸附萃取，通過(guò)人工收獲地上植被達(dá)到高效凈化土壤的作用。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述方法包括以下步驟：
1)選取喬木植物，其種苗從整株移植或扦插生根獲得，高度為1.5～1.8m，種苗移植土層深度為10～20cm，種植密度為株距30～40cm×行距80～100cm。種植前施加n、p、k肥或期間追肥；
2)選取底棲動(dòng)物，在喬木定植后在林下均勻散布混有5～10％牛糞或5％豬糞、雞糞的潮濕菜園土2～3cm厚，構(gòu)成易于底棲動(dòng)物生存的介導(dǎo)環(huán)境后引入底棲動(dòng)物，密度為0.3～0.5kg/m2；
3)選取灌木和藤本植物，在喬木植物林下的菜園土中進(jìn)行隨機(jī)散播種子，后期根據(jù)生長(zhǎng)速度進(jìn)行定期收割；
4)選取草本植物，通過(guò)播種或擴(kuò)繁后取莖段散播于喬木林下，并噴水保濕，直至生根扎入土壤，后期根據(jù)生長(zhǎng)速度進(jìn)行定期收割。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述喬木選自于環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生物量大，具有多種重金屬和/或有機(jī)物復(fù)合污染高耐受和累積特征，同時(shí)具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的喬木。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述喬木為拐棗樹(shù)、樟樹(shù)、馬尾松、鐵杉、相思樹(shù)、潺槁樹(shù)、垂枝榕、菩提樹(shù)、鳳凰木、南洋杉、竹柳、紫穗槐、榿木、黃連木、胡楊、桑樹(shù)、白花泡桐、柳樹(shù)、桉樹(shù)、高山榕、杉木和楊樹(shù)的一種或多種組合。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述灌木植物所述選自于環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生物量大、根系發(fā)達(dá)，對(duì)重金屬和/或有機(jī)物復(fù)合污染有較高耐受性和累積能力的灌木。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述灌木為京桃、小桃紅、小葉女貞、紫葉小檗、小葉黃楊、截葉鐵掃帚、黃金榕和九里香中的一種或多種組合。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述藤本植物所述選自于環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生物量大、根系發(fā)達(dá)，對(duì)重金屬和/或有機(jī)物復(fù)合污染有較高耐受性和累積能力的藤本植物。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述藤本植物為扶芳藤、爬墻虎、蔓長(zhǎng)春花、木鱉子、清香藤、羊乳、蔦蘿、絡(luò)石或狹葉五味子的一種或多種組合。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述草本植物選自于環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生長(zhǎng)速率快，生物量相對(duì)較大，競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，對(duì)多種重金屬和/或有機(jī)污染物復(fù)合污染有較好的修復(fù)作用的草本植物。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述草本植物為空心蓮子草、龍葵、蜈蚣草、大葉井邊草、東南景天、商路和海州香薷一種或多種組合。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述底棲動(dòng)物選自于常見(jiàn)、易獲取培養(yǎng)、活動(dòng)性強(qiáng)、強(qiáng)化土壤與植物系統(tǒng)對(duì)土壤污染物的修復(fù)作用、活動(dòng)范圍小且易生存的底棲動(dòng)物。
優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，所述底棲動(dòng)物為以凋落物、朽木等植物殘?bào)w為食的馬陸、蚯蚓和腐食性蠐螬的一種或多種組合。
本發(fā)明上述技術(shù)方案，具有如下有益效果：
(1)空間利用最大化：構(gòu)建中的不同植物具有不同生態(tài)位及根系深度，地上部分垂直空間綠化達(dá)到最大化，地下部分根土界面面積最大化。
(2)時(shí)間利用最大化：以竹柳為例的木本植物具有高密植性、速生性。灌木、藤、草本植物截葉鐵掃帚、狹葉五味子、海州香薷及空心蓮子草等生長(zhǎng)周期及生長(zhǎng)速度各有差異，地上生物量大，每年不同時(shí)間段均可多次收割。底棲動(dòng)物-植物-微生物耦合作用大大提高污染物的萃取和降解速率。
(3)適用范圍廣、可復(fù)制性高：本構(gòu)建提供了一個(gè)復(fù)雜穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)模型，以竹柳、截葉鐵掃帚、狹葉五味子、海州香薷及空心蓮子草為例，均為高抗逆性累積植物，易于在溫帶、亞熱帶大部分污染環(huán)境中定植成活。同時(shí)此構(gòu)建亦可推廣演變?yōu)槠渌锓N組合適用于其他環(huán)境下的受污染土壤。
(4)環(huán)境的絕對(duì)友好性：底棲動(dòng)物(例如蚯蚓)替代了之前技術(shù)中利用螯合劑增加植物吸收速率的缺陷，徹底杜絕二次污染，具有絕對(duì)的環(huán)境友好性。
(5)經(jīng)濟(jì)效益性：竹柳等木本植物具有高密植性、速生性，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，可提供一定的經(jīng)濟(jì)效益。
(6)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性：此構(gòu)建中物種的復(fù)雜性決定了此人工生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
綜上所示，本發(fā)明利用人工生態(tài)系統(tǒng)高效修復(fù)受復(fù)合污染土壤的方法，在進(jìn)行科學(xué)的物種配置情況下可衍生為適用于任何土壤污染修復(fù)的生態(tài)系統(tǒng)，具有很好的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在保證生態(tài)效益、修復(fù)效率最大化的同時(shí)大大降低了修復(fù)成本且能夠產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。不僅充分利用地上部分生態(tài)位差異，將垂直空間利用率最大化，而且聯(lián)合根際微生物與底棲動(dòng)物將地下空間根土接觸面積最大化，提供了生態(tài)修復(fù)的新思路。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，以便于進(jìn)一步理解本發(fā)明。
以下實(shí)施例中所有使用的實(shí)驗(yàn)方法如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法。
實(shí)施例1材料的選擇
(1)喬木：選取環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生物量大，具有多種重金屬和/或有機(jī)物復(fù)合污染高耐受和累積特征，同時(shí)具有一定經(jīng)濟(jì)價(jià)值的喬木。。
優(yōu)選為：對(duì)錳、鋅、鉛高累積的拐棗樹(shù)，對(duì)錳、銅、鋅、鉛、鎳高累積的樟樹(shù)，對(duì)錳、鋅、鉛高累積的馬尾松和鐵杉，對(duì)鋅、鉛高累積的臺(tái)灣相思樹(shù)，對(duì)鉛、鎘、鋅高累積的潺槁樹(shù)，對(duì)鉛、鎘、汞、砷高累積的垂枝榕、菩提樹(shù)、鳳凰木、南洋杉，對(duì)鎘、銅、鋅、鉛高累積的速生喬木竹柳、紫穗槐、榿木、黃連木、胡楊、桑樹(shù)、白花泡桐和柳樹(shù)，對(duì)鎘、鋅、錳、鉛、銅高累積的速生喬木桉樹(shù)、對(duì)有機(jī)污染物有較高吸收能力的高山榕、杉木和對(duì)鎘、銅、鋅、鉛和有機(jī)物高累積的速生喬木楊樹(shù)。
(2)灌木：選取環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，根系發(fā)達(dá)，對(duì)重金屬和/或有機(jī)物復(fù)合污染有較高耐受性和累積能力的灌木。
優(yōu)選為：對(duì)鉛、鎘、銅、鋅有較高吸收能力的行道灌木京桃和小桃紅，對(duì)銅、性、鉻、鉛、鎳具有較強(qiáng)轉(zhuǎn)運(yùn)和吸收能力的綠化灌木小葉女貞、紫葉小檗、小葉黃楊，對(duì)礦化有機(jī)污染物(例如三氯乙烯)的微生物有促進(jìn)作用的小灌木截葉鐵掃帚，對(duì)有機(jī)污染物(例如多環(huán)芳烴)具有較高吸收過(guò)濾能力的綠化灌木黃金榕和九里香。
(3)藤本：選取環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生物量大、根系發(fā)達(dá)，對(duì)多種重金屬和/或有機(jī)物復(fù)合污染有較高耐受性和累積能力的藤本植物。
優(yōu)選為：對(duì)鎘、鉛具有高累積特性的觀賞性藤本植物扶芳藤、爬墻虎，對(duì)鎘具有超累積特性的蔓長(zhǎng)春花，對(duì)鎘具有高累積能力及轉(zhuǎn)運(yùn)能力的木鱉子、清香藤、羊乳、蔦蘿，對(duì)錳具有較高的耐受性以及轉(zhuǎn)移和富集能力，具有錳尾礦污染土壤修復(fù)潛力的藤本植物絡(luò)石，對(duì)有機(jī)污染有較好的長(zhǎng)期修復(fù)效果的木質(zhì)藤本植物狹葉五味子。
(4)草本植物：選取環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生長(zhǎng)速率快，生物量相對(duì)較大，競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，對(duì)多種重金屬和/或有機(jī)污染物復(fù)合污染有較好的修復(fù)作用的草本植物。
優(yōu)選為：對(duì)鉛、鋅、鎘具有高累積性的圓錐南芥、對(duì)鎘有高累積性的空心蓮子草、龍葵，對(duì)砷有高累積性的蜈蚣草和大葉井邊草，對(duì)鎘、鋅、銅有高累積性的東南景天，對(duì)錳、鎘有高累積性的商路和對(duì)有機(jī)污染物和鎘、銅具有高累積性海州香薷。
(5)底棲動(dòng)物：選擇常見(jiàn)、易獲取培養(yǎng)、活動(dòng)性強(qiáng)、強(qiáng)化土壤-植物系統(tǒng)對(duì)土壤污染物的修復(fù)作用、活動(dòng)范圍小且易生存的底棲動(dòng)物。
優(yōu)選為：以凋落物、朽木等植物殘?bào)w為食的馬陸、蚯蚓，腐食性蠐螬。
實(shí)施例2生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建
實(shí)驗(yàn)材料：竹柳、截葉鐵掃帚、狹葉五味子和/或扶芳藤、空心蓮子草、海州香薷、蚯蚓。
1)竹柳種苗從整株移植或扦插生根，高度為1.5～1.8m時(shí)。在重金屬污染土壤中每隔30～40cm移植一棵竹柳種苗，移植深度為10～20cm，行距為80～100cm。種植前施加n、p、k肥或期間追肥。
2)竹柳定植后在林下均勻散布混有5～10％牛糞(或5％豬糞、雞糞)的潮濕菜園土2～3cm厚，構(gòu)成易于蚯蚓生存的“介導(dǎo)環(huán)境”后引入人工培育的蚯蚓，密度為0.3～0.5kg/m2。
3)收集截葉鐵掃帚、狹葉五味子(和/或扶芳藤)及海州香薷種子(果實(shí))后在竹柳林下的菜園土中進(jìn)行播種。海州香薷采用穴播方式，穴間距50cm，每穴7～8粒種子。截葉鐵掃帚、狹葉五味子(和/或扶芳藤)隨機(jī)散播。對(duì)土壤進(jìn)行濕潤(rùn)。空心蓮子草進(jìn)行人工擴(kuò)繁，后取莖段(兩個(gè)莖節(jié)為一個(gè)莖段)移植竹柳林下。竹柳林內(nèi)土壤噴水至濕潤(rùn)后將空心蓮子草莖段散播于竹柳林內(nèi)。均勻噴水保證土壤潮濕，直至空心蓮子草莖段生根發(fā)芽(約一周)。截葉鐵掃帚、狹葉五味子、海州香薷及空心蓮子草均為多年生，一次性移植后期每年視生長(zhǎng)速度進(jìn)行定期收割。日常維護(hù)只限于提供充足水分與限制空心蓮子草蔓延。
上述生態(tài)系統(tǒng)中物種構(gòu)成要充分考慮不同氣候帶穩(wěn)定群植物落群或生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)生態(tài)位組成。
本發(fā)明僅以上述植物為優(yōu)選方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)需要進(jìn)行物種的搭配和選擇。
實(shí)驗(yàn)例1
取未受重金屬污染的土壤，按梯度施加鎘溶液(以cdcl2配置)使其鎘濃度分別為0、5、10mg/kg·dw，每個(gè)處理三個(gè)重復(fù)。進(jìn)行8周活化，使土壤中重金屬鎘形態(tài)分布達(dá)到平衡。活化期間擴(kuò)繁空心蓮子草，擴(kuò)繁后取大小均勻的空心蓮子草莖段(每?jī)蓚€(gè)莖節(jié)為一個(gè)莖段)在hoagland營(yíng)養(yǎng)液中育根。將育根完成的空心蓮子草移植進(jìn)入活化后的土壤中，定期澆水，保證充足水分。培育8周后(即7月份)收獲地上部分測(cè)定重金屬鎘在莖葉中的組織分布，之后9月份收獲一次，共計(jì)收獲3次至11月份時(shí)整株收獲，同時(shí)測(cè)定空心蓮子草根、莖、葉中重金屬鎘的組織分布與土壤中鎘的濃度。結(jié)果如表1所示。
表1
結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)三次收獲后5mg/kg鎘處理的土壤中鎘的清除率達(dá)到75.4％，10mg/kg鎘處理的土壤中鎘的清除率為60.1％。
實(shí)驗(yàn)例2
在重金屬污染的廢棄農(nóng)田中選取80平方米為田間試驗(yàn)點(diǎn)，試驗(yàn)點(diǎn)污染土壤中鉛、銅、鋅、鎘含量分別為1188.9、472.9、691.6、25.8mg/kg。移栽均高約1.5～1.8m的竹柳種苗，種植深度為18cm，株間距30～40cm。種植期間施一次以氮肥為主的追肥。供試田中竹柳全部成活且生長(zhǎng)良好。一年后，株高達(dá)2.0～2.5m。取試驗(yàn)區(qū)的土壤進(jìn)行測(cè)試，竹柳根際土壤中鉛、銅、鋅、鎘濃度分別為107.1、66.2、142.2、14.1mg/kg。除鎘以外，其他重金屬濃度均達(dá)到我國(guó)《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(gb15618-1995)》ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)。
實(shí)驗(yàn)例3
采集未受污染的土壤，人工模擬多氯聯(lián)苯(pcbs)與銅、鎘復(fù)合污染。設(shè)置土壤pcbs總濃度為1000μgkg-1，銅、鎘總濃度分別為4000和6.0mgkg-1。試驗(yàn)采用溫室盆栽試驗(yàn)，每盆裝供試土壤2.0kg(干重)種植海州香薷，共五個(gè)重復(fù)。試驗(yàn)期間用去離子水保持土壤含水量在最大田間持水量的70％左右。試驗(yàn)周期為三個(gè)月。培栽結(jié)束后采集土壤樣品。每盆隨機(jī)收集5點(diǎn)后進(jìn)行混合。土壤樣品干燥后研磨過(guò)100目篩，以供土壤污染物含量分析。如表2所示。
表2
結(jié)果顯示90天后海州香薷對(duì)銅和pcbs的去除率分別達(dá)到了67.35％和70.20％，對(duì)鎘的去除率為18.17％。
實(shí)驗(yàn)例4
為進(jìn)一步驗(yàn)證喬木、藤本及草本植物系統(tǒng)性組合對(duì)土培條件下重金屬的萃取的效果，人工設(shè)置重金屬梯度污染，模擬野外受污染條件，測(cè)定喬木、藤本及草本植物系統(tǒng)性組合對(duì)土壤中多種重金屬遷移賦存的影響。
土壤采自未受污染的農(nóng)田，充分混勻，施加不同濃度的銅(100、500mg/kg·dw)、鋅(100、500mg/kg·dw)、鎘(10、50mg/kg·dw)，進(jìn)行活化兩個(gè)月?；罨蟮耐寥罍y(cè)定銅、鋅、鎘的濃度并種植竹柳、狹葉五味子、扶芳藤、海州香薷及空心蓮子草(系統(tǒng)組)，同時(shí)設(shè)置竹柳(木本組)、狹葉五味子+扶芳藤(藤本組)、海州香薷+空心蓮子草(草本組)的對(duì)照組。溫室中處理6個(gè)月，用超純水補(bǔ)充蒸發(fā)的水分損失。
表3
結(jié)果顯示：對(duì)沉積物中銅、鋅、鎘的吸收率，系統(tǒng)組>草本組>木本組>藤本組，因此喬木、灌木、草本植物、藤本植物系統(tǒng)的配置對(duì)提高重金屬的修復(fù)效率有極大促進(jìn)作用。幾種不同物種之間的組合具有協(xié)同增效的作用，配合底棲動(dòng)物后，效果更優(yōu)。
本技術(shù)中充分利用生態(tài)系統(tǒng)參與者生態(tài)位特征，科學(xué)合理對(duì)喬灌木、藤本、草本植物進(jìn)行配置，例如經(jīng)濟(jì)樹(shù)種竹柳具有富集鉛、銅、鋅、鎘和鉻的能力，小灌木截葉鐵掃帚對(duì)礦化有機(jī)污染物的微生物有促進(jìn)作用；木質(zhì)藤本植物狹葉五味子對(duì)有機(jī)污染有較好的長(zhǎng)期修復(fù)效果；草本植物空心蓮子草抗逆能力強(qiáng)，具有以鎘為主的多種重金屬高富集能力；而多年生草本植物海州香薷對(duì)重金屬及有機(jī)污染物均有較好的修復(fù)作用；蚯蚓活動(dòng)范圍小，不具備引起污染擴(kuò)散的可能，不僅能夠通過(guò)自身運(yùn)動(dòng)改變土壤的物理化學(xué)性質(zhì)增強(qiáng)植物根系活性，增加土壤中污染物生物可利用性，同時(shí)排出的大量糞便中可交換態(tài)重金屬含量非常高，有利于植物根系對(duì)重金屬的萃取；蚯蚓活動(dòng)增加土壤氧容積，促進(jìn)根際、非根際好氧微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解，強(qiáng)化土壤-植物-微生物系統(tǒng)對(duì)土壤污染的修復(fù)作用。
本發(fā)明專利針對(duì)現(xiàn)實(shí)土壤污染中污染源復(fù)雜，污染物種類繁多，并非單一重金屬或有機(jī)污染物存在，污染物在土壤中富集層次有別的特征，配置富集污染物種類不同、生長(zhǎng)期及根系深度不同的物種，提高根土接觸面積。底棲動(dòng)物蚯蚓的引入強(qiáng)化了修復(fù)作用，將生物萃取或降解的時(shí)間與空間利用率最大化。同時(shí)本構(gòu)建根據(jù)不同植物生態(tài)位差異人工配置復(fù)雜植物種群，極大的提高了地上部分垂直空間利用率，使綠化面積最大化，系統(tǒng)穩(wěn)定最大化。本構(gòu)建即保證生態(tài)效益，亦提供經(jīng)濟(jì)效益，提供了受污染土壤系統(tǒng)高效修復(fù)的一種穩(wěn)定生態(tài)模型。
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于復(fù)合污染土壤的系統(tǒng)高效的生態(tài)修復(fù)模型與技術(shù)。該模型根據(jù)不同經(jīng)緯度，不同溫濕度及不同土壤污染類型進(jìn)行科學(xué)選種，合理配置，人工構(gòu)建復(fù)雜穩(wěn)定的喬木-灌木-藤本植物-草本植物-底棲動(dòng)物生態(tài)系統(tǒng)，并自然形成特有的土壤微生物群落，使受污染土壤中重金屬、有機(jī)污染物等快速有效被微生物吸收轉(zhuǎn)化并被植物吸附萃取。通過(guò)人工收獲地上植被達(dá)到高效凈化土壤的作用。本構(gòu)建包括對(duì)重金屬和/或有機(jī)污染物高耐受性和清除特性的木本植物、灌木、藤本植物、草本植物的篩選，對(duì)木本植物培育定植，藤本植物草本植物擴(kuò)繁播種和底棲動(dòng)物養(yǎng)殖引入。利用不同的種間關(guān)系與生態(tài)位對(duì)地上植被結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)選種與合理配置，組成復(fù)雜獨(dú)立穩(wěn)定的植物群落的同時(shí)引入有益土壤底棲動(dòng)物，結(jié)合土壤微生物系統(tǒng)，聯(lián)合形成地下根-土-微生物組成的復(fù)雜根際生態(tài)圈，構(gòu)造完整的人工生態(tài)系統(tǒng)。此穩(wěn)定的系統(tǒng)將改變土壤中污染物原有的生物地球化學(xué)循環(huán)途徑，增加污染物的生物可利用性，對(duì)污染物的提取清除及土壤的修復(fù)速率將產(chǎn)生極大的提高。本發(fā)明充分利用不同耐受性植物種類間的地上部分生態(tài)位特征與地下根系生態(tài)位差異，以機(jī)動(dòng)性較弱的底棲動(dòng)物作為輔助，通過(guò)根際及特有微生物群落的活化或分解作用，大大增加污染物的生物可利用性的同時(shí)增加了污染物的吸收面積。不但具有時(shí)間空間利用的充分性，且在經(jīng)濟(jì)上還表現(xiàn)出了良好的簡(jiǎn)約性，在環(huán)境上具有極佳的友好性。通過(guò)本構(gòu)建既能快速有效降低土壤污染物含量，提供額外的生態(tài)綠化功能，并且適當(dāng)樹(shù)種選擇能夠在有效降低構(gòu)建成本和人工維護(hù)成本的同時(shí)形成一定的經(jīng)濟(jì)收益。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用于限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種不同的選擇和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)及其等同形式所限定。