稀土尾礦地生態能源農場修復模式研究獲進展

江西贛州素有“稀土王國”之稱，擁有全國80%以上的離子型稀土資源，尤其是鋱、鏑等多種重稀土元素為我國南方地區的獨有珍稀礦種。自20世紀70年代開展開采以來，稀土資源為國家經濟發展和戰略安全發揮了極為重要的作用。但是長期開采導致礦區植被和礦床表面腐殖層被剝離、破壞，并且酸性浸出液的大量使用引發礦區生態退化和諸多環境問題，尤其是池浸、堆浸等早期工藝產生的大量尾礦未能妥善處置，致使周邊土地及水體遭受不同程度破壞和污染。

　　 針對稀土尾礦地土壤酸化沙化嚴重、土壤養分貧瘠及微生態功能喪失等問題，中國科學院廣州能源研究所生物質能生化轉化研究室以適宜當地氣候的能源植物為修復植物，建立了“能源植物種植-土壤生態修復-厭氧發酵制氣-沼液回施/沼渣高值利用”為核心的生態能源農場修復模式。項目組研究發現：在可持續修復區，采用沼液施用草本類能源植物可在3年內顯著提升稀土尾礦地的土壤養分及微生物多樣性，初步恢復土地生產力，相關指標優于自然修復區的土壤樣品。非度量多維尺度(NMDS)分析表明土壤微生物群落的變異主要受到土壤理化性質變化和修復植物種類差異的影響；方差分解分析(VPA)發現土壤養分是影響細菌和真菌群落變異的關鍵因子；并且細菌群落對土壤養分變化的響應要快于真菌群落。此外，土壤養分提升明顯改變了寡營養和富營養微生物的比例，其中：富營養型微生物變形桿菌門（Proteobacteria）、擬桿菌門（Bacteroidetes）、芽單胞菌門（Gemmatimonadetes）和球囊菌門（Glomeromycota）顯著增加。微生物互作網絡分析進一步顯示，富營養型微生物增加可提高微生物互作網絡拓撲特性，增強其網絡穩定性；來自變形桿菌門（細菌）和子囊菌門（Ascomycota，真菌）等富營養型微生物的菌株已經成為構建穩定網絡結構的主要關鍵物種（Major keystone species）。此外，以草本類植物為修復植物還可增加子囊菌門在互作網絡中的比例，并與細菌協同提高互作網絡的拓撲特性。

　　 該研究工作得到國家自然科學基金和江西省重點研發計劃項目等的支持。相關成果發表于Science of the total environment。