胡永红 商侃侃 万吉尔
2018年1月25日，上海辰山植物园与蒙特利尔植物生物学研究所在上海市政府签订《植物修复应用研究联合项目合作备忘录》，共同推动植物修复基础研究和应用领域的发展（沈戚懿/供图）
党的十八大以来，我国城市生态保护与建设工作坚持“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，保护和优化城市生态空间格局，加大城市生态修复力度，扩大生态空间总量，提升城市生态功能，积极构建“山青、水净、天蓝、地绿、城美、人和”的美丽家园。上海市绿化市容部门围绕“国内领先、国际一流”的行业奋斗目标，通过积极引入消化相关绿化技术，在美化城市景观的同时，发挥植物的生态服务功能，利用科技支撑绿化市容行业的建设与发展，为城市污染场地、工矿区废弃地乃至受损农田的修复与再利用服务。
植物修复技术优势
植物修复是一项新兴的高效修复技术，是20世纪80年代以后逐步发展起来的、主要用于清除环境中有毒有害污染物的绿色修复技术，修复对象是被重金属、有机物或放射性元素污染的土壤及水体。植物修复技术的显著优点是其在工程应用中可以原位实施，经济、高效且不造成二次污染，在修复土壤的同时也净化、绿化了周围的环境，具有增加土壤肥力、稳定植物地表、控制风蚀和水蚀，减少水土流失等作用，具有良好的社会、生态综合效益，符合人类可持续发展的最终目标。
植物修复技术应用的关键在于筛选具有高产和高去污能力的植物，摸清植物对土壤条件和生态环境的适应性。到目前为止，国际上发现的重金属超富集植物有近500种。超富集植物多数为草本植物，由于个体矮小、生长缓慢、生物产量比较小、重金属迁移总量相对不高，从而限制了超富集植物大规模的田间应用实践，也很难解决大面积的土壤污染修复。树木修复是一种新兴的植物修复技术，因其具有生长迅速、生物量大、持久性支撑主干、根系稳定和寿命长等理想特征，可以弥补超富集植物富集总量小的缺陷，实现城市土壤污染治理的可持续修复。
技术引进与消化集成
目前，树木修复在国外已经出现产业化趋势，应用的材料主要是杨柳科植物，形成了“一次种植、短期轮作、持续收获”的修复模式，用于修复废弃的果园、农场、发电厂区、石油加工地、煤矿采挖地等污染场地，利用人工湿地或轮作灌丛来修复被重金属和有机污染物污染的水体与土壤。作为重金属修复的优良材料，杨属和柳属植物具有生长速率快、适应性强、对污染物耐性好、根系发达、无性繁殖旺盛且可形成短周期刈割灌丛等特点，通过刈割等方式频繁地收获生物量，用于木材或生物质能源并转移土壤中的重金属，在国外已经形成产业化发展的趋势。
加拿大柳树修复场地三年后群落（商侃侃/供图）
上海辰山植物园引进蒙特利尔大学植物生物研究所雅克·布里松研究团队和米歇尔·拉贝克松研究团队在植物修复方面近30年的研究成果和相应技术，开展针对上海城市河道富营养化水平和土壤重金属污染条件下的植物修复技术，以及景观水体水质生态维护技术的研发，已消化集成了适用于上海城市水土污染条件的植物修复技术，包括处理低污染地表水的潜流人工湿地技术以及适用于土壤重金属污染修复的树木选择和可机械化大面积作业的微插穗定植技术，筛选出适用于上海城市Cu、Pb、Zn污染场地土壤修复的主要绿化植物种类及其大田应用和管理技术。
技术难点与发展趋势
目前，重金属污染土壤的植物修复技术还处于田间试验和示范阶段，大规模推广的案例很少，对其修复机理、强化措施、后续处置等关键环节的研究还有待加强。相比于物理化学方法，植物修复过程缓慢、效率低、周期长，而且植物对污染物种类和浓度具有专一性，因此在应对不同污染场地时需要选择不同类型的植物。而且植物修复效率与重金属种类、树种或无性系、林分及林龄、生长季节、土壤特点以及水文特征等多种因素有关。
加拿大柳树修复一年后的景观（商侃侃/供图）
加拿大柳树修复场地三年后的景观（商侃侃/供图）
上海辰山植物园树木修复试验场伐桩萌枝（商侃侃/供图）
绿色可持续修复已成为污染场地修复的发展方向，最早是由美国发起的，其基本的思想是在满足修复目标的基础上，降低修复行动的环境足迹及经济的负面影响，并满足利益相关方的需求，是一种近年来逐渐发展的修复理念。在城市土壤修复过程中，应发挥绿化树种的多种生态功能，将绿化树种的筛选应用、种植养护和环境修复功能紧密结合起来，选择耐受污染环境、具有污染物富集能力且耐收割易萌蘖的绿化树木，共同维护城市的生态环境质量。
今后应当注重的是：（1）利用在绿化植物品种选育、植物栽培以及病虫害防治等方面丰富的经验，充分挖掘绿化植物的修复功能；（2）以目前应用的绿化植物为材料，寻找和开发大生物量的富集植物，充分运用基因工程等先进技术进行育种；（3）研究植物吸收、提取、富集污染物的原理，开展以植物修复为核心的化学、植物、微生物等联合修复技术攻关，掌握不同污染物的植物修复过程及其调控机理；（4）开发一系列强化植物修复的园艺技术，建立和完善边生长边修复的生态技术体系；（5）建立完善的植物修复工艺、设备、装置，加强开发对修复植物安全处置与资源化利用的技术。
（作者单位：上海辰山植物园）