本發(fā)明屬于污染治理技術(shù)領(lǐng)域，涉及生態(tài)破壞區(qū)域的植物修復(fù)方法，具體涉及一種無底土環(huán)境下的植物修復(fù)方法。該方法適用于廢棄廠礦遺址、閉庫(kù)的尾礦庫(kù)、填埋場(chǎng)、荒漠化場(chǎng)地等無土壤層地表的植物修復(fù)。

背景技術(shù)：

目前隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，土壤污染、荒漠化現(xiàn)象在我國(guó)部分地區(qū)比較普遍，在某些礦區(qū)、冶煉廠周邊地區(qū)、垃圾填埋場(chǎng)和沙漠區(qū)尤為嚴(yán)重。廢棄廠礦遺址、閉庫(kù)的尾礦庫(kù)、廢石堆場(chǎng)、工業(yè)垃圾填埋場(chǎng)、荒漠化場(chǎng)地等生態(tài)破壞區(qū)域，在原有生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞的同時(shí)，其土壤的物理、化學(xué)和生物性狀也會(huì)發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)變差，有機(jī)質(zhì)含量及植物所必需的養(yǎng)分元素缺乏，酸化或堿化嚴(yán)重，甚至還存在著重金屬污染，致使其生物功能弱化，植物難以自然定植和生長(zhǎng)。

生態(tài)破壞區(qū)域的修復(fù)已成為世界性研究課題，并針對(duì)不同的污染環(huán)境提出了多種修復(fù)方法。整體而言，現(xiàn)有的修復(fù)方法主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等。傳統(tǒng)的物理、化學(xué)修復(fù)方法成本高且容易帶來二次污染，而微生物修復(fù)的方法可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌等微生物對(duì)土壤和地下水的生物性污染。

近年來，植物修復(fù)技術(shù)在國(guó)際國(guó)內(nèi)治理土壤重金屬污染、荒漠化領(lǐng)域逐漸成為主流，且被業(yè)內(nèi)人士稱為“綠色修復(fù)”的土壤修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)屬于原位修復(fù)技術(shù)，不僅成本低廉，操作簡(jiǎn)便，而且可以保持水土，改善生態(tài)環(huán)境，是一種修復(fù)徹底，不存在安全隱患的修復(fù)技術(shù)。專利CN103785679A給出一種銅污染土壤的植物修復(fù)方法，在銅污染土壤中種植海州香薷，施加化學(xué)強(qiáng)化劑和含有外源植物激素的營(yíng)養(yǎng)液，收割海州香薷地上部分從而達(dá)到修復(fù)重金屬銅污染土壤的目的。專利CN103894401A涉及的植物修復(fù)方法，是采用利用蓖麻和蜈蚣草間作技術(shù)修復(fù)鎘鉛砷復(fù)合污染土壤。這兩件專利的植物修復(fù)的基本原理是利用植物(特別是超積累植物)吸收土壤中的重金屬污染物，并將其輸送轉(zhuǎn)移到植物的地上部分，通過收割植物地上部分達(dá)到去除重金屬污染物的目的。

上述植物修復(fù)技術(shù)適用于修復(fù)區(qū)地表具有土壤層的情形，但對(duì)廢棄廠礦遺址、閉庫(kù)的尾礦庫(kù)、填埋場(chǎng)和荒漠化場(chǎng)地等無底土環(huán)境的修復(fù)卻不適用。這些待修復(fù)的無底土環(huán)境因沒有或缺少土壤層，植物無法獲取必要的營(yíng)養(yǎng)而難以扎根生長(zhǎng)，若繼續(xù)采用傳統(tǒng)的人工復(fù)墾、客土改造表層土等措施，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，而直接栽植又很難成活且栽后管理成本高，導(dǎo)致修復(fù)投入居高不下，從而嚴(yán)重制約了人工促進(jìn)無底土環(huán)境的生態(tài)修復(fù)進(jìn)程。

現(xiàn)有常規(guī)植物修復(fù)技術(shù)需要從遠(yuǎn)處客土移植，距離遠(yuǎn)、成本高；所需修復(fù)植物通過異地育種再進(jìn)行移植，成活率低，需多次補(bǔ)種、加大水肥養(yǎng)護(hù)，甚至投加大量化學(xué)藥劑進(jìn)行修復(fù)、鈍化等，二次污染大；因修復(fù)地生存環(huán)境惡劣、異地移植等原因，導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)期長(zhǎng)，成林時(shí)間需要2～3年。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題：現(xiàn)有常規(guī)植物修復(fù)技術(shù)存在客土移植、植物異地種植成活率低、投加藥品、養(yǎng)護(hù)成本高等技術(shù)缺陷，并不適用于廢棄廠礦遺址、閉庫(kù)的尾礦庫(kù)、廢石堆場(chǎng)、工業(yè)垃圾填埋場(chǎng)、荒漠化場(chǎng)地等無底土環(huán)境的修復(fù)。

上述問題為本發(fā)明技術(shù)方案的提出提供了契機(jī)。為了解決常規(guī)植物修復(fù)技術(shù)的不足，拓展植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種無底土環(huán)境下的植物修復(fù)方法。

具體而言，本發(fā)明所述植物修復(fù)方法至少包括下述步驟：

1)平整修復(fù)區(qū)地面；

2)在平整后的修復(fù)區(qū)地面上鋪設(shè)速生植物修復(fù)地磚；

3)將修復(fù)植物種栽植于速生植物修復(fù)地磚中，所述修復(fù)植物種的選取適應(yīng)修復(fù)區(qū)所在區(qū)域的環(huán)境，并為淺根系植物種；

4)保持速生植物修復(fù)地磚濕潤(rùn)。

進(jìn)一步地，所述修復(fù)植物種優(yōu)選地淺根系草本或淺根系灌木，以便更好地使其根系在速生植物修復(fù)地磚中生長(zhǎng)。所述速生植物修復(fù)地磚為淺根系草本、灌木的生長(zhǎng)提供水分和營(yíng)養(yǎng)成分。

對(duì)于所述速生植物修復(fù)地磚的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步地，所述速生植物修復(fù)地磚至少包括與修復(fù)區(qū)地面接觸的地膜，以及栽植修復(fù)植物種的營(yíng)養(yǎng)鋪墊層，營(yíng)養(yǎng)鋪墊層位于地膜的上方。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，所述速生植物修復(fù)地磚為多層組合體，還包括覆蓋層，所述營(yíng)養(yǎng)鋪墊層鋪設(shè)在地膜的上表面，在營(yíng)養(yǎng)鋪墊層的上表面鋪設(shè)覆蓋層，所述覆蓋層、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層、地膜通過封邊線組合為一體。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，所述速生植物修復(fù)地磚還包括覆蓋層，其地膜為中空的箱體式容器，所述營(yíng)養(yǎng)鋪墊層放置在地膜中，在營(yíng)養(yǎng)鋪墊層的上表面鋪設(shè)覆蓋層，所述覆蓋層、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層、地膜通過封邊線組合為一體。

本發(fā)明的速生植物修復(fù)地磚可以制成多種幾何形狀，比如常見的方形、圓形或菱形，此外，所述速生植物修復(fù)地磚的形狀還可以為六邊形、八變形等其它多邊形。

本發(fā)明還進(jìn)一步給出了所述速生植物修復(fù)地磚的制造材質(zhì)，其所述覆蓋層、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層、地膜均為有機(jī)材料制成。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，所述速生植物修復(fù)地磚的覆蓋層、地膜由植物材料編織形成；所述營(yíng)養(yǎng)鋪墊層為供修復(fù)植物種生長(zhǎng)的基質(zhì)，所述基質(zhì)為有機(jī)肥和微生物菌種的混合物。

進(jìn)一步地，所述植物修復(fù)方法還包括開挖排洪溝系統(tǒng)，并疏通排水出口。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式之一，所述修復(fù)區(qū)地面經(jīng)平整后具有2～3％的排水斜面。

與常規(guī)植物修復(fù)技術(shù)相比，本發(fā)明所述植物修復(fù)方法至少具有下述的有益效果或優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明所述植物修復(fù)方法操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)施。在修復(fù)區(qū)進(jìn)行地面平整、開挖排水設(shè)施后，必要時(shí)還可在修復(fù)區(qū)施加底肥和/或藥劑，像建筑工程中鋪設(shè)地面磚一樣，在修復(fù)區(qū)快速鋪設(shè)速生植物修復(fù)地磚，并經(jīng)簡(jiǎn)單必要的養(yǎng)護(hù)工程，即可在3個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)初步的成叢成林，達(dá)到生態(tài)修復(fù)和覆綠的目的。本發(fā)明尤其適用于廢棄廠礦遺址、閉庫(kù)的尾礦庫(kù)、廢石堆場(chǎng)、工業(yè)垃圾填埋場(chǎng)、荒漠化場(chǎng)地等無底土環(huán)境的修復(fù)。

鋪設(shè)速生植物修復(fù)地磚是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所述植物修復(fù)方法的關(guān)鍵步驟之一。本發(fā)明采用的速生植物修復(fù)地磚的制作材料均為天然物質(zhì)，生化性高，無人工合成化學(xué)材料，制作和維護(hù)簡(jiǎn)單，生態(tài)效益突出，無二次生態(tài)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明解決了修復(fù)區(qū)無土壤層不宜直接進(jìn)行植物修復(fù)的問題，植物修復(fù)不再需要長(zhǎng)距離、高成本的購(gòu)買和運(yùn)輸土壤。修復(fù)植物種直接在速生植物修復(fù)地磚的營(yíng)養(yǎng)鋪墊層中孕育生長(zhǎng)，生存環(huán)境即為修復(fù)區(qū)環(huán)境，不存在移植環(huán)節(jié)，不需要專用的化學(xué)修復(fù)劑，適用性好，成叢成林后將整個(gè)修復(fù)區(qū)修復(fù)成綠地，隔絕原場(chǎng)地污染層與外界生態(tài)的聯(lián)系，生態(tài)環(huán)境效益好。

附圖說明

圖1是一實(shí)施例所述速生植物修復(fù)地磚的構(gòu)造圖。

圖2是一實(shí)施例所述速生植物修復(fù)地磚在修復(fù)區(qū)地表鋪設(shè)示意圖。

圖3是一實(shí)施例所述速生植物修復(fù)地磚上的修復(fù)植物種成叢成林后的效果圖。

附圖標(biāo)記說明：1、地膜；2、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層；3、有機(jī)肥；4、微生物菌種；5、修復(fù)植物種；6、封邊線；7、覆蓋層。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，需要說明的是下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明其中的例子，不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。

1、速生植物修復(fù)地磚

速生植物修復(fù)地磚是應(yīng)用本實(shí)施例所述植物修復(fù)方法，實(shí)現(xiàn)無土壤層修復(fù)區(qū)修復(fù)成綠地，隔絕原場(chǎng)地污染層與外界生態(tài)聯(lián)系的核心用材。圖1給出了一種優(yōu)選的速生植物修復(fù)地磚構(gòu)造。由圖1看出，這種速生植物修復(fù)地磚為三層組合體，處于底層的是與修復(fù)區(qū)地面接觸的地膜1，在地膜1的上方是栽植修復(fù)植物種的營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2，營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2的上方是覆蓋層7。所述的地膜1、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2、覆蓋層7通過封邊線6連接為一個(gè)整體。圖1所示的速生植物修復(fù)地磚的空間形狀為一偏平的立方體，相應(yīng)地，其地膜1、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2、覆蓋層7的形狀為正方形，地膜1、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2、覆蓋層7上下依次疊放形成夾層結(jié)構(gòu)。需要指出的是，在其他的實(shí)施例中，速生植物修復(fù)地磚也可以被制成其他的空間形狀，其地膜1、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2、覆蓋層7可以為長(zhǎng)方形、圓形、菱形、或是六邊形、八變形等其他的多邊形，本實(shí)施例對(duì)速生植物修復(fù)地磚的形狀并沒有特別的限定。

為了避免二次生態(tài)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，所述速生植物修復(fù)地磚的制造材質(zhì)選用與修復(fù)區(qū)環(huán)境相融合的有機(jī)材料。所用有機(jī)材料為可生物降解的，最好的是自然界中天然的材料。作為優(yōu)選的實(shí)施方式，地膜1直接鋪設(shè)在修復(fù)區(qū)地表，起到底土的作用，由作物秸桿交叉紡織而成，可以選用的作物秸桿為水稻秸桿、小麥秸桿、玉米莖葉等或是其組合物。至于地膜1的制作規(guī)格，可以由水稻秸桿交叉紡織成5mm厚、長(zhǎng)寬為300mm×300mm。

營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2鋪設(shè)在地膜1的上表面，是供修復(fù)植物種正常生長(zhǎng)的基質(zhì)，為修復(fù)植物種提供生長(zhǎng)所需的水分和營(yíng)養(yǎng)元素，起到土壤層的作用，同時(shí)還能起到保溫蓄水的作用。營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2可以由有機(jī)肥3和微生物菌種4混合形成，具體而言，以腐熟-半腐熟作物秸桿及特效添加劑生產(chǎn)的長(zhǎng)效堆肥產(chǎn)品及改性高活性微生物菌種混合而成。營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2的制作規(guī)格，厚約50mm，長(zhǎng)寬為300mm×300mm。栽植于營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2的修復(fù)植物種5選取修復(fù)區(qū)當(dāng)?shù)爻Ｒ姷?、具有較強(qiáng)生命力的淺根系草籽和低矮灌木籽粒，如莽草、商陸、狗牙根、香根草、象草、沿階草、及東南景天、蜈蚣草等植物。鑒于營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2的制作厚度有限，加之修改區(qū)缺失地表土，不宜選取深根系樹種，深根系樹種成活率較低。若不考慮營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2的制作成本，運(yùn)輸成本，以及鋪設(shè)便利性，營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2的厚度可以做成想要的厚度，進(jìn)而滿足深根系樹種的生長(zhǎng)需求。采用本實(shí)施例所述植物修復(fù)方法是可以實(shí)現(xiàn)的，但并不是本實(shí)施例所推薦的優(yōu)選實(shí)施方式。若修復(fù)植物種5為草籽和/或灌木籽粒，則直接播種在營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2上即可，方便操作。當(dāng)然，修復(fù)植物種5也可以為淺根系植物種苗，需要在營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2中栽植。在這種情況下，栽植修復(fù)植物種5的營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2上表面可以不用覆蓋層7，以免不利用種苗的生長(zhǎng)。

覆蓋層7的制作可以與地膜1相同，由作物秸桿交叉紡織而成，可以選用的作物秸桿為水稻秸桿、小麥秸桿、玉米莖葉等或是其組合物。至于覆蓋層7的制作規(guī)格，可以由水稻秸桿交叉紡織成5mm厚、長(zhǎng)寬為300mm×300mm。

為了將地膜1、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2、覆蓋層7組合為一體，所述速生植物修復(fù)地磚還包括封邊線6。封邊線6將地膜1、營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2、覆蓋層7的四邊封裝，即為速生速生植物修復(fù)地磚。此外，封邊線6的另一作用是連接覆蓋層7，防止覆蓋層7被風(fēng)吹走。封邊線6由作物秸桿或棉、麻線等植物材料交叉紡織而成，可以選用的作物秸桿為水稻秸桿、小麥秸桿、玉米莖葉或棉、麻線等植物材料或是其組合物。

在另外的實(shí)施例中，地膜1可以并非圖1所示的偏平狀結(jié)構(gòu)，其可以制成中空的箱體式容器，用于盛裝營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2。在這種實(shí)施方式下，地膜1仍由作物秸桿交叉紡織而成，可以選用的作物秸桿為水稻秸桿、小麥秸桿、玉米莖葉等植物材料或是其組合物。至于營(yíng)養(yǎng)鋪墊層2、覆蓋層7、封邊線6可以參照上述實(shí)施方式。

2、無底土環(huán)境下的植物修復(fù)方法

本實(shí)施例所述植物修復(fù)方法采用上述實(shí)施方式中的速生植物修復(fù)地磚。這種速生植物修復(fù)地磚的地膜1為偏平狀結(jié)構(gòu)，直接鋪設(shè)在修復(fù)區(qū)地表，起到底土的作用。所述植物修復(fù)方法可以包括下述步驟：

(1)平整修復(fù)區(qū)地面，清理碎石、沙礫、垃圾等，保持2-3％的排水斜面，以確保雨水能自流到排洪溝，避免雨水浸泡速生植物修復(fù)地磚。

(2)開挖排洪溝系統(tǒng)，疏通排水出口。圖2給出了一種修復(fù)區(qū)地面排洪溝系統(tǒng)的布置方式。通暢的區(qū)域排水措施及時(shí)排泄山洪，避免滯水，同時(shí)也要有適度的灑水措施促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

(3)根據(jù)修復(fù)區(qū)性質(zhì)，播撒必要的修復(fù)劑、鈍化劑、底肥或其它藥品。需要說明的是，本步驟并非所述植物修復(fù)方法所必須的，可以根據(jù)修復(fù)區(qū)的具體環(huán)境，靈活選擇所需的修復(fù)劑、鈍化劑、底肥或其它藥品。

(4)在平整后的修復(fù)區(qū)地面上鋪設(shè)速生植物修復(fù)地磚，在具體實(shí)施時(shí)，播種和移苗種植可以并用，澆水保持速生植物修復(fù)地磚濕潤(rùn)即可。

在植物養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，要定期澆水，促進(jìn)植物發(fā)芽生長(zhǎng)。為了加速速生植物修復(fù)地磚上的植物成叢成林，可定期施加改性高活性微生物菌種，加快物種成活成林效率。采用所述植物修復(fù)方法，一般3個(gè)月可達(dá)到初步修復(fù)效果。圖3給出了所述速生植物修復(fù)地磚上的修復(fù)植物種成叢成林后的效果圖。經(jīng)在某金屬礦山已閉庫(kù)的尾礦庫(kù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試種的芒草、狗尾草、商陸、棘類等，播種和移苗種植并用，經(jīng)3個(gè)月的生長(zhǎng)效果良好。

上面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做了進(jìn)一步的敘述，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。