CN111974791A - 一种离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复方法，包括场景划分和生态能源农场修复两个部分。本发明针对稀土矿区肥力退化或受污染土壤的现状及历史成因，进行多场景应用类型划分，并因地制宜的提出其相适应的模块化组合修复模式，形成稀土矿区生态能源农场修复的稳定性和经济可持续性，解决当前稀土矿区土壤植被恢复及荒山治绿所存在的恢复周期长、治理成本高及经济效益差等问题。

Description

一种离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复 方法
技术领域
本发明属于生态修复、作物栽培和生物技术能源领域，具体涉及一种离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复方法。
背景技术
稀土元素作为一种重要的战略性矿产资源，历来素有“工业维生素”之称，被广泛应用于传统产业和各大高新技术产业领域。南方重稀土矿(Heavy Rare Earth Ore)则主要分布在江西、广东、广西、福建等省，以风化壳淋积型稀土矿产为主，是我国南方地区所特有的一种离子吸附型稀土矿产资源。
自1969年我国江西赣南地区首次发现该类型稀土矿以来，稀土资源的开采先后发展出了池浸、堆浸和原地浸出等三代开采工艺。尽管浸出工艺在不断地改进，但其开采过程造成了矿床表面腐殖层和植被的剥离和破坏，酸性浸出液的使用加速改变了矿床地球化学环境，并由此引发了一系列的生态环境问题：(1)矿床山体整体酸化、水土流失严重、矿体基部氨氮大量富集；(2)矿区周边地表(下)径流的氨氮与稀土元素超标；(3)采矿区、尾矿堆场表层土壤及周边农田存在不同程度的酸化、养分流失及稀土元素超标等情况。此外，稀土的无序开采、产业的模式粗放和尾矿的乱堆乱放等现象，也进一步加剧了矿区生态系统的退化和环境的污染。
植物修复技术因其遵循“循环再生、和谐共存”等生态学原理，被当地政府视为矿区综合治理的核心部分，不仅绿化矿山、固沙固土，还能改善土壤环境、提升土壤肥力。而能源植物以其耐贫瘠、抗逆性强、生物量大等特点，近年来逐渐被视为是一类重要的修复植物，不仅用于受损土壤的生态修复，而且能以厌氧发酵作为修复植物的产后利用方式，在获得就近还田种植能源植物的优质沼肥的同时，产生生物天然气。
生物天然气是一种以甲烷为主要成分的可燃性气体，其作为一种清洁可再生能源，提纯后与天然气性质相仿，是唯一可提供高品质燃气的分布式可再生能源，其产品形式灵活多样、且具有多场景应用的特点，既可直接为居民供气，也可热电联产，同时还可在提纯后与天然气管网无缝链接。
目前，稀土矿区的生态修复主要有：(1)刘胜洪等人的已授权发明专利201410779179.5“两耳草作为先锋植物修复稀土矿区土壤的工艺”利用两耳草为先锋植物进行了稀土矿区土壤的修复。梁红等人公开的201710538325.9“对离子型稀土矿场进行生态修复的方法”利用草本植物(如两耳草或马塘草)和乔本植物(如马尾松、油桐或苦楝)进行稀土矿区土壤的修复。上述方法仅考虑矿区土壤的生态恢复和景观再造，不仅需要长期投入大量人力、物力，而且修复植物无产后利用路径、无经济效益产出。(2)刘斯文等人公开的201711111496.X“一种利用蓝莓修复废弃离子型稀土矿区的方法蓝莓的种植方法”和201810082629.3“一种废弃离子型稀土矿区的绿化方法”分别利用蓝莓和喜酸植物(杉树、松树、茶树、桂树、杨梅、蓝莓、脐橙、红花油茶等)进行稀土矿区的土壤修复。上述方法在进行土壤修复的同时，考虑到了修复植物的产后利用，但其收获的水果等农产品存在稀土元素的污染风险。
因此，建立一个多场景应用、且经济可持续的生态能源农场修复模式，有机藕联“稀土矿区土壤修复和能源植物的产后高效利用”极具现实意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复方法，用于解决稀土矿区植被恢复和景观再造等存在修复时间长、无产后经济效益的问题。
本发明针对稀土矿区土壤，基于其因稀土开采而被污染或肥力退化等情况进行合理划分，并针对性提出相适应对策，同时考虑各应用场景特征，因地制宜的提出其相适应的模块化组合修复模式。
本发明的离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复方法，包括以下步骤：
a.场景划分：根据受损情况，将稀土矿区内受损土地划分为：土壤肥力贫瘠区域、土壤肥力退化-稀土元素超标区域或土地肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域；
b.生态能源农场修复：
对于土壤肥力贫瘠区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼渣与沼液回施组合的生态能源农场修复模式；
对于土壤肥力退化-稀土元素超标区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液回施-沼渣基质化组合的生态能源农场修复模式；
对于土壤肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液钝化回施-沼渣脱水制备颗粒燃料组合的生态能源农场修复模式。
所述的能源植物厌氧制气为能源植物混合养殖粪便进行中温厌氧发酵制备沼气，所述的能源植物为皇竹草或杂交狼尾草，所述的沼渣、沼液分别为厌氧发酵残余物经固液分离后的固态残渣、液体。
所述的土壤肥力贫瘠区域，其土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及以下。
所述的土地肥力退化-稀土元素超标区域，其土壤pH≤5.5，土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及以下；稀土元素总量大于185.8mg/kg。
所述的土地肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域，其土壤pH≤5.5，土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及以下；稀土元素总量大于185.8mg/kg；镉、铬、砷、铅、汞5种重金属中单一指标或多个指标超出GB15618-2018《土壤环境质量标准》中农用地土壤污染风险管制值。
所述的对于土壤肥力贫瘠区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼渣与沼液回施组合的生态能源农场修复模式，包括以下步骤：
种植并收割杂交狼尾草和/或皇竹草，将其与养殖粪便按C/N比为25:1的比例混合，中温CSTR厌氧发酵制备沼气，发酵物料的固形物浓度6％-8％，将发酵后获得的沼液和沼渣作为肥源施入种植皇竹草和/或杂交狼尾草的土壤。
所述的杂交狼尾草种植的株行距为40×40cm，播种方式为种子条播。
所述的皇竹草种植的株行距为60×60cm，播种方式为茎节扦插。
所述的将发酵后获得的沼液和沼渣作为肥源施入种植皇竹草和/或杂交狼尾草的土壤，第一茬施肥量为480kg/hm2(以肥源含氮量折纯氮计算)，其中第一茬基肥在种植前7天施入土壤，施肥量为360kg/hm2；第一茬追肥时间为皇竹草长至1.0-1.2米或杂交狼尾草长至0.8-1.0米时，施肥量为120kg/hm2；后续每茬刈割后的追肥施肥量为120kg/hm2。
所述的对于土壤肥力退化-稀土元素超标区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液回施-沼渣基质化组合的生态能源农场修复模式，包括以下步骤：
种植并收割杂交狼尾草和/或皇竹草，将其与养殖粪便按C/N比为25:1的比例混合，中温CSTR厌氧发酵制备沼气，发酵物料的固形物浓度6％-8％，将发酵残余物固液分离得的沼液和沼渣，将沼液作为肥源施入种植杂交狼尾草和/或皇竹草的土壤，沼渣用于制备绿化基质。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
我国南方稀土矿区多为丘陵地带，地形地貌复杂，稀土开采后的废弃地、尾砂堆积地和农田耕地交错布局。本发明更适用于上述情况复杂的地区，多种应用场景划分更具针对性，配套的修复方法组合能充分考虑待修复土壤多样性的特征，支撑稀土矿区土壤修复的适用性和系统性。在实现植被恢复和荒山治绿的同时，实现能源植物的产后高值循环利用。
附图说明
图1是本发明的生态能源农场修复模式示意图。
图2是皇竹草和杂交狼尾草在稀土矿区土地生长情况，其中(a)皇竹草在未施肥的稀土矿区土地生长情况，(b)皇竹草在施沼液的稀土矿区土地生长情况，(c)皇竹草在施沼渣的稀土矿区土地生长情况；(d)杂交狼尾草在未施肥的稀土矿区土地生长情况，(e)杂交狼尾草在施沼液的稀土矿区土地生长情况，(f)杂交狼尾草在施沼渣的稀土矿区土地生长情况。
图3是皇竹草在稀土矿区土地的大规模种植情况，(a)种植整体效果图，(b)局部图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
本发明的离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复方法，包括场景划分和生态能源农场修复两个部分。首先，在设计稀土矿区土壤修复方案时，需要根据沼气工程的布局与待修复土地的地理位置、地形地貌、海拨高度等特征进行不同类型的应用场景划分，并按其类型选择各自的修复模式。
所述的场景划分是结合生态学原理，根据稀土矿区内土地受损情况，将稀土矿区内受损土地分为：(1)土壤肥力贫瘠区域、(2)土壤肥力退化-稀土元素超标区域和(3)土地肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域这三种不同的受损场景。
所述的生态能源农场修复首先需要以稀土矿区土壤的生态恢复为参考系，结合能源植物耐贫瘠、抗逆性强和生物量大等特点，依托具有区域化集中处理养殖粪便的大型沼气工程为枢纽，形成能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼肥循环利用为基础的生态能源农场修复，并针对不同土地受损场景采用不同模块组合的生态能源农场修复模式。
一、针对土壤肥力贫瘠区域的修复
所述的土壤肥力贫瘠区域，该类型区域包括：(1)稀土矿区的荒山、荒地等土壤肥力贫瘠的边际土地；(2)因稀土开采导致农田出现肥力退化、且不适宜种植常规农作物的区域。该区域土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及4级标准以下。
对于土壤肥力贫瘠区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼渣与沼液回施组合的生态能源农场修复模式。能源植物选择适宜酸性、耐贫瘠的皇竹草或杂交狼尾草；产后厌氧制气为能源植物混合养殖粪便进行中温CSTR工艺厌氧发酵生产沼气；发酵残余物经固液分离后获得的沼渣和沼液作为有机肥源用于能源植物种植和稀土矿区土壤修复，其中：第一茬能源植物基肥与追肥的施用比例为3:1(按纯氮量计)；每茬刈割后的追肥量与第一茬的追肥等量(按纯氮量计)。
二、针对土地肥力退化-稀土元素超标区域的修复
所述的土地肥力退化-稀土元素超标区域，该类型区域是指稀土开采导致稀土开采地或尾砂堆场土壤出现酸化(pH≤5.5)，土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及4级标准以下；稀土元素总量超过国家背景值的185.8mg/kg。
对于土壤肥力退化-稀土元素超标区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液回施-沼渣基质化组合的生态能源农场修复模式。能源植物选择适宜酸性、耐贫瘠的皇竹草或杂交狼尾草；产后厌氧制气为能源植物混合养殖粪便进行中温CSTR工艺厌氧发酵生产沼气；发酵残余物经固液分离后获得的沼渣和沼液。鉴于稀土元素在弱碱性下的络合沉淀作用会大量赋存在沼渣中的特点，因此，沼液作为能源植物种植的唯一肥源，第一茬能源植物基肥与追肥的施用比例为3:1(折纯氮量计)，每茬刈割后的追肥量与第一茬追肥等量(折纯氮量计)；沼渣作为主要原料生产城市绿化基质或花卉盆景基质。
三、针对土地肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域的修复
所述的土地肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域，该类型区域是指稀土开采导致稀土开采地或尾砂堆场土壤出现酸化(pH≤5.5)；土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及4级以下；稀土元素总量超过国家背景值的185.8mg/kg；5种重金属(镉、铬、砷、铅、汞)中单一指标或多个指标超出国家标准《土壤环境质量标准》(GB15618-2018)中农用地土壤污染风险管制值。
对于土壤肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液钝化回施-沼渣脱水制备颗粒燃料组合的生态能源农场修复模式。能源植物选择适宜酸性、耐贫瘠的皇竹草或杂交狼尾草；产后厌氧制气为能源植物混合养殖粪便进行中温CSTR工艺厌氧发酵生产沼气；发酵残余物经固液分离后获得的沼渣和沼液。其中：如果沼液中某一种或几种重金属含量超出农业行业标准《沼肥》(NY/T2596-2014)中沼液肥的限量标准，则将沼液经螯合剂钝化重金属后作为能源植物种植的肥源。第一茬能源植物基肥与追肥的施用比例为3:1(折纯氮量计)，每茬刈割后的追肥量与第一茬追肥等量(折纯氮量计)；沼渣烘干脱水后制备颗粒燃料，经燃烧供热后产生的残渣进行熔融处理回收重金属。
以下实施例中如无特别说明，施肥量均以肥源含氮量折纯氮计算。
实施例1
如图1所示流程图。本实施例的盆栽和大田试验以稀土矿区土壤为修复对象，该受损土地划分为土壤肥力贫瘠区域。
(1)盆栽试验
选择杂交狼尾草、芒草和构树为修复植物，试验设计三个处理，其中：不施肥的对照组，化肥施用组(尿素、钙镁磷肥、氯化钾)和沼液施用组；每个试验处理设5个重复，每个重复的盆栽取稀土矿区受损土壤15kg作为基质。在能源植物播种(扦插)前一周施基肥，待种植期达到30、60、90d时施入追肥(即第30d第1次追肥、第60d第2次追肥、第90d第3次追肥)。具体每盆施肥量详见表1。在第120d时刈割植株部分测定生物量。
表1不同试验处理的施肥量
Figure BDA0002575596260000061
注：沼液基本理化性质：pH为8.27，总氮为3125mg/L、总磷为223mg/L、总钾为3889mg/L
植株总生物量测定结果如表2所示，表明：(1)不同能源植物对稀土尾矿区土壤的适应性各有不同，其中：杂交狼尾草的适应性最好，明显优于芒草和构树；(2)与施用化肥相比，施用沼液更能促进能源植物的生长、发育，三种能源植物的鲜重均有不同程度的增加，其中：杂交狼尾草的植株鲜重最高，分别是化肥施用组和不施肥组的3.9倍和17.6倍，这表明沼液是一种优质的原料。
表2三种能源植物在不同施肥处理下的生物量
Figure BDA0002575596260000062
(2)能源植物大田种植试验
选择适应性筛选出的杂交狼尾草和皇竹草(本地常用品种)为修复植物，其中：杂交狼尾草的株行距为40×40cm，播种方式为种子条播，一年可收割3茬；皇竹草的株行距为60×60cm；播种方式为茎节扦插，一年可收割3茬。第一茬基肥在种植前7天施入土壤，施肥量为360kg/hm2(以沼液和沼渣为肥源，以肥源含氮量折纯氮计算(下同))；第一茬追肥时间为皇竹草长至1.0-1.2米或杂交狼尾草长至0.8-1.0米，施肥量为120kg/hm2(以沼液和沼渣为肥源)。当皇竹草长至2.5-2.7米或杂交狼尾草长至1.5-1.7米时开始刈割，刈割后的第3-4天追肥，追肥量为120kg/hm2(以沼液和沼渣为肥源)。收割的杂交狼尾草和皇竹草与养殖粪便按C/N比25:1的比例组配后，采用中温CSTR厌氧发酵工艺制备沼气，发酵物料的固形物浓度6％-8％，发酵温度为35℃-37℃，发酵残余物经固液分离后产生的沼液和沼渣作为肥源用于能源植物的种植和退化土壤修复。剩余循环利用的沼渣和沼液可制备商品化沼肥进入市场。
经实验测定表明，施用沼渣和沼液后，杂交狼尾草和皇竹草的生物产量均有不同程度的提高；当施肥量达到480kg/hm2时，两种能源植物的生物量达到最高；受损土壤中的有机质、EC值、全氮、速效氮、速效磷等主要理化指标明显回升，结果如表3-表5所示。图2是施用不同肥源的皇竹草和杂交狼尾草在稀土矿区土地生长情况，其中同种能源植物的种植时间和种植株行距等均相同，不同仅在于施用肥源与否或肥源的种类。
表3是在不同肥源(沼液、沼渣)、不同施肥水平(5种不同施肥水平)下，杂交狼尾草和皇竹草的第一茬生物量；其中施肥量为第一茬杂交狼尾草、皇竹草施肥总量，其中基肥与追肥比例为3:1；设置不施肥的对照组；当皇竹草长至2.5-2.7米或杂交狼尾草长至1.5-1.7米时，收获杂交狼尾草、皇竹草，并测定单株鲜重。
表3施用不同肥源、不同施肥水平对两种能源植物第一茬生物量的影响
Figure BDA0002575596260000071
表4是施用不同肥源1年后的杂交狼尾草大田试验土壤主要理化指标。全年收割杂交狼尾草3茬，施用沼液组表示的是第一茬基肥施用沼液其施肥量为360kg/hm2，第一茬追肥施用沼液施肥量为120kg/hm2，在第一茬刈割后施追肥120kg/hm2，此后待每茬刈割后施用追肥。共施肥4次，总施肥量为720kg/hm2。施用沼渣组表示的是第一茬基肥施用沼液施肥量为360kg/hm2，第一茬追肥施用沼液施肥量为120kg/hm2，在第一茬刈割后施追肥120kg/hm2，此后待每茬刈割后施用追肥。共施肥4次，总施肥量为720kg/hm2。设置未施肥的对照组。(土壤采样时间为2019年11月下旬，杂交狼尾草的种植期结束后)
表4施用不同肥源的杂交狼尾草种植区土壤主要理化指标
Figure BDA0002575596260000081
表5是施用不同肥源1年后的皇竹草种植区土壤主要理化指标，全年收割皇竹草2茬，施用沼液组表示的是第一茬基肥施用沼液施肥量为360kg/hm2，第一茬追肥施用沼液施肥量为120kg/hm2，在第一茬刈割后施追肥120kg/hm2，此后待每茬刈割后施用追肥。共施肥4次，总施肥量为720kg/hm2。施用沼渣组表示的是第一茬基肥施用沼液施肥量为360kg/hm2，第一茬追肥施用沼液施肥量为120kg/hm2，在第一茬刈割后施追肥120kg/hm2，此后待每茬刈割后施用追肥。共施肥4次，总施肥量为720kg/hm2。设置未施肥的对照组。(土壤采样时间为2019年11月下旬，皇竹草的种植期结束后)
表5施用不同肥源的皇竹草种植区土壤主要理化指标
Figure BDA0002575596260000082
实施例2
如图1所示流程图。本实施例以江西省赣州市定南县岭北镇锐源沼气工程周边稀土废弃地为修复对象。该区域土壤整体呈酸性，且养分贫瘠，其中：pH值4.43，有机质为5.5g/kg，有效氮28.1mg/kg，有效磷2.5mg/kg，稀土元素总量为国家背景值的4.9倍，达到908.8mg/kg，其中：以铈、镧、钇和铌为主，其含量依次分为382.7mg/kg、133.5mg/kg、158.4mg/kg和88.97mg/kg。将该受损土地划分为土地肥力退化-稀土元素超标区域。
在该区域建设了一个具备区域集中处理养殖粪便能力的超大型沼气工程(总容积达到20000m3)，集中处理周边34家大型养殖场的畜禽养殖粪便。通过本实施例构建的生态能源农场修复模式，稀土开采废弃地的植被得到恢复、土壤养分回升；能源植物与畜禽粪便混合厌氧发酵制备的沼气用于发电并网；产生的沼液用于能源植物种植和土壤肥力修复；产生的沼渣用于城市绿化基质和花卉有机肥生产。
生态能源农场修复工程建设前，组织相关团队对现场进行实地调研和应用场景类型确定，在统筹沼气工程布局和矿区地形地貌特征的基础上，制定“能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液回施-沼渣基质化”组合的生态能源农场修复模式。其步骤如下：
建立梯田式种植区。依据待修复区域的海拨高度、山体落差等特征，因地制宜进行地形改造和土地平整等工程措施，使其形成坡度和缓的梯田式地形布局，其中：(1)梯田为皇竹草种植区，株行距为60×60cm；播种方式为茎节扦插；能源植物(皇竹草)的第一茬施肥量为480kg/hm2(沼液作为肥源)。(2)梯田边坡为黑麦草等先锋植物的植被恢复区。在能源植物和边坡植被作用下，一是大部分降水被能源植物吸收和持有而形成地下水，能源植物的生长形成对地表水的截留，以增加地表水的土壤入渗时间，减少地表径流；二是梯田开垦，一定程度上减缓山地的坡度，从而减缓地表径流的速度，降低径流及降雨对土壤的侵蚀和水土流失。
建立沼气工程区。(1)沼气工程位于矿区梯田式种植区的下方且靠近公路处。一方面，降低沼气工程及附属设施和交通公路等基建的建设及后期交通运营成本；另一方面，利于沼气工程生产运行中发酵原料和基质、肥料等商品的运输。(2)将刈割后的能源植物(皇竹草)粉碎至2cm左右，与养殖粪便混合厌氧发酵，发酵物料的固形物含量6％-8％，发酵温度为35℃-37℃。
建立储存区。沼液储存区位于梯田式种植区附近，便于能源植物种植和边坡植被的养分补给。
生态能源农场修复工程建设后，需要进行管护工作，派专人定期对能源植物进行施肥、充水、收割和缺苗补种。皇竹草在稀土矿区土地的大规模种植情况如图3所示。
经实验测定表明，沼液作为肥源用于能源植物种植，能有效促进土壤养分的提升。结果如表6所示。
表6施用沼液的皇竹草种植区土壤主要理化指标
Figure BDA0002575596260000091
对厌氧发酵后的发酵物经固液分离后得到的沼液和沼渣的稀土元素含量进行分析，结果如表7所示。基于稀土元素在弱碱环境中因络合沉淀作用产生差异分布，因此，能源植物(皇竹草)富集的稀土元素在厌氧发酵后主要赋存在沼渣中，而沼液因稀土元素含量低可作为肥源用于能源植物的土壤修复。以此，在利用沼液循环种植能源植物、改善土壤肥力的同时，逐步实现稀土矿区土壤中的超量稀土元素的逐步外迁，最终实现矿区土壤的生态修复。
表7沼液和沼渣中稀土元素含量情况
序号 稀土元素 沼液(mg/L) 沼渣(mg/kg)
1 镧(La) 0.26 10.74
2 铈(Ce) 0.22 11.59
3 镨(Pr) 0.03 1.47
4 铌(Nd) 0.13 5.52
5 钐(Sm) 0.02 1.05
6 铕(Eu) 0 0.15
7 钆(Gd) 0.02 1.00
8 铽(Tb) 0 0.16
9 镝(Dy) 0.02 0.99
10 钬(Ho) 0 0.2
11 铒(Er) 0.01 0.58
12 铥(Tm) 0 0.10
13 镱(Yb) 0.01 0.61
14 镥(Lu) 0 0.09
15 钇(Y) 0.16 6.50
16 钪(Sc) 0.02 0.73
稀土元素总量 0.90 41.47

Claims (10)

1.一种离子型稀土矿区土壤多场景应用的生态能源农场修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.场景划分：根据受损情况，将稀土矿区内受损土地划分为：土壤肥力贫瘠区域、土壤肥力退化-稀土元素超标区域或土地肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域；
b.生态能源农场修复：
对于土壤肥力贫瘠区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼渣与沼液回施组合的生态能源农场修复模式；
对于土壤肥力退化-稀土元素超标区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液回施-沼渣基质化组合的生态能源农场修复模式；
对于土壤肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液钝化回施-沼渣脱水制备颗粒燃料组合的生态能源农场修复模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的能源植物厌氧制气为能源植物混合养殖粪便进行中温厌氧发酵制备沼气，所述的能源植物为皇竹草或杂交狼尾草，所述的沼渣、沼液分别为厌氧发酵残余物经固液分离后的固态残渣、液体。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的土壤肥力贫瘠区域，其土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及以下。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的土地肥力退化-稀土元素超标区域，其土壤pH≤5.5，土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及以下；稀土元素总量大于185.8mg/kg。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的土地肥力退化-稀土元素超标和重金属污染区域，其土壤pH≤5.5，土壤养分指标处于土壤肥力分级标准的4级及以下；稀土元素总量大于185.8mg/kg；镉、铬、砷、铅、汞5种重金属中单一指标或多个指标超出GB15618-2018《土壤环境质量标准》中农用地土壤污染风险管制值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对于土壤肥力贫瘠区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼渣与沼液回施组合的生态能源农场修复模式，包括以下步骤：
种植并收割杂交狼尾草和/或皇竹草，将其与养殖粪便按C/N比为25:1的比例混合，中温CSTR厌氧发酵制备沼气，发酵物料的固形物浓度6％-8％，将发酵后获得的沼液和沼渣作为肥源施入种植皇竹草和/或杂交狼尾草的土壤。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的杂交狼尾草种植的株行距为40×40cm，播种方式为种子条播。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的皇竹草种植的株行距为60×60cm，播种方式为茎节扦插。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的将发酵后获得的沼液和沼渣作为肥源施入种植皇竹草和/或杂交狼尾草的土壤，第一茬施肥量为480kg/hm2，其中第一茬基肥在种植前7天施入土壤，施肥量为360kg/hm2；第一茬追肥时间为皇竹草长至1.0-1.2米或杂交狼尾草长至0.8-1.0米时，施肥量为120kg/hm2；后续每茬刈割后的追肥施肥量为120kg/hm2。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对于土壤肥力退化-稀土元素超标区域，采用能源植物土壤修复-能源植物厌氧制气-沼液回施-沼渣基质化组合的生态能源农场修复模式，包括以下步骤：
种植并收割杂交狼尾草和/或皇竹草，将其与养殖粪便按C/N比为25:1的比例混合，中温CSTR厌氧发酵制备沼气，发酵物料的固形物浓度6％-8％，将发酵残余物固液分离得的沼液和沼渣，将沼液作为肥源施入种植杂交狼尾草和/或皇竹草的土壤，沼渣用于制备绿化基质。
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