江西省赣南地区被称为“世界钨都”,一百多年的钨矿开采导致大量尾矿堆积,并对环境产生影响。目前针对钨尾矿的重金属污染控制及其生态修复研究鲜有报道。因此,本研究拟以赣州市某企业的钨尾矿为材料,通过淋溶浸出试验、盆栽试验及高通量测序和组学方法,依次探讨了尾矿中重金属的浸出特性、客土改良对钨尾矿的作用机制、先锋植物对钨尾矿的修复作用,以及典型有机改良剂促进尾矿土壤功能恢复的作用机制。得到主要结论如下: (1)CRSi(综合评价指数)表明污染程度的大小顺序依次为:Cd>W>Pb>Cu=Zn>As>Mn,这意味着Cd,W和Pb可能是尾矿中主要的特征重金属因子。在柱淋溶过程中,浸出液HMs浓度快速降低,同样的,HMs累积浸出量在淋溶初期快速累积。p H对W,Pb和Cd的累积浸出量影响较大,酸性环境促进Cd和Pb浸出,但是抑制W。DOM促进Cd和W的累积浸出量,但是对Pb的影响不大。动力学拟合结果表明二级动力学模型能较好的拟合HMs释放结果,且不受HMs种类、p H、DOM的影响。估算了尾矿库释放W,Pb和Cd的年均通量分别为6.35×10~8,1.3288×10~9和1.012×10~8mg/year。 (2)种植黑麦草增加了尾矿中微生物的丰富度,CSA(客土改良)降低了微生物群落的均匀度(Shannon指数)和丰富度(Simpson指数)。在所有处理中,假单胞菌的相对丰度范围为64.4%至75.2%,在微生物群落中占主导地位。高水平的CSA(T3)使假单胞菌的相对丰度降低了10-13%,种植黑麦草后观察到Ascomycota的相对丰度较高。代谢是尾矿土壤中微生物的主要活动,相对丰度为71.3%~72.7%。氮磷循环相关基因丰度的变化表明,CSA提高了微生物的固氮功能,增幅达131.5%。种植黑麦草后,3个固氮基因(nif H、nif D和nif K)的丰度增加了69.0%。对CNPS循环基因的网络分析结果表明植被恢复导致更加复杂、分层、稳定和高模块化,而CSA导致更加简单、分层、稳定和高模块化的微生物CNPS基因网络。微生物群落组成的变化表明植物恢复修复对微生物多样性是有益的,然而CSA对微生物均匀度(Shannon指数)和丰富度(Simpson指数)的不利影响仍需要关注。从养分循环中的几个关键过程(固氮、固碳等)来看,CSA的作用似乎远不如植被恢复显著。 (3)选定的6种植物能在重金属污染严重的钨尾矿上定植,无土植被重建过程促进了尾矿的生态功能恢复。植物生长重建消耗了为数不多的养分,但改善了尾矿的物理化学特性(降低p H和EC,增加OM和AK等)。无土植物修复促进尾矿团聚体的聚集,处理组的MWD是CK的2.7倍,共5个驱动因素在MWD变化中起显著性作用,其解释度依次为:Fed(20.65)>OM(19.16)>SSA(13.53)>Ale(12.53)>AK(8.75)。无土植被重建增加了尾矿微生物生物多样性,增加了ACE、Chao l、Shannon指数,并促进优势菌门从Actinobacteriota(67.7%)向Proteobacteria转变。无土植被重建将尾矿中稳定的重金属组分活化并通过植物吸收将其从尾矿中去除,其中B.napus中观察到最高的Cd(5.78 mg/kg),Pb(98.69 mg/kg)和W(106.65 mg/kg)含量。 (4)高羊茅定植会降低尾矿的p H,并增加重金属的生物有效性;在改良剂作用下高羊茅生鲜重和尾矿养分含量增加、养分循环能力增强、尾矿的土壤多功能指数增加,且土壤多功能指数与植物定植时间呈正相关;相异性分析表明群落结构演替可能具有趋同性;共现网络分析表明改良剂处理导致了更加复杂、敏感的网络模式,细菌间的竞争关系增强,细菌群落稳定性由大到小依次是:CM>BC>CK>CMA>BCA。回归分析表明网络拓扑参数与尾矿的土壤多功指数显著相关;结构方程模型揭示了改良剂对尾矿土壤多功能指数恢复的作用途径。改良剂添加对尾矿土壤多功能指数具有显著的正效应,并通过影响植物鲜重、细菌多样性和细菌OTU共现网络间接地影响尾矿土壤多功能指数的恢复。