1 引言
我國一次能源消費70%來自煤炭，這一格局在相當長時間內不會改變，2012 年全國煤炭產量達到27.16 億噸，其中煤矸石約佔煤炭產量的10％～15％。煤礦現有煤矸石山1600多座，煤矸石存量約45 億噸，而且堆積量每年還以1.5～2.0 億噸的速度增加。煤矸石堆積在礦山不僅壓佔土地，而且長期堆放導致自燃、矸石山爆炸、矸石淋濾的重金屬等污染環境。
另外，礦區坑口電站排放粉煤灰等固體廢棄物構成了對生態和環境的雙重破壞。大量的露天開採還在地面留下了許多廢礦坑和塌陷坑。徐州礦務集團所屬礦井歷年已累計排放煤矸石超過7000 萬t，並且隨着電站的發展，外排的粉煤灰也逐年增加，如何利用煤矸石、粉煤灰這些廢棄物進行礦區廢棄地的復墾利用，實現廢物利用同時恢復被破壞的生態系統，對促進經濟可持續發展與社會穩定具有重要而深遠的意義。
礦區廢棄地主要由煤矸石構成，不同於通常的土壤環境，礦區廢棄地的生態恢復，其關鍵在於生態系統功能的恢復和合理結構的構建。礦區廢棄地由於土壤結構被擾動，缺少熟化土壤，其微生物活性也已經微乎其微，微生物羣減少的同時也破壞了地下菌絲橋，土壤貧瘠，復墾難以順利進行。我國大部分礦山的土地復墾僅停留在工程復墾水平上，目前，多數充填復墾以井工煤矸石和坑口電廠的粉煤灰充填爲主[1]，其自身持水性差、理化性質極端、肥力低等特點使植物很難生長，充填復墾率有限，如何提高復墾有效性是我們亟待解決的問題。
針對以上難題，微生物工藝復墾技術特別是菌根技術逐漸成爲衆多學者研究的熱點。叢枝菌根真菌（Arbuscular mycorrhizal fungi，簡稱AMF）是一種普遍存在於陸生植物根際的有益共生微生物，能夠與陸上80%的植物形成共生體[2]。作爲陸地生態系統中的“關鍵共生物”，AMF 在貧瘠條件下，它通過其龐大的菌絲網絡來提高植物對礦質養分的吸收[3]；極端環境下，通過營養改善又能增強植物抗重金屬[4-6]、抗旱[7]、抗菌能力[8]；在此基礎上使土壤微生態環境得到較大改善。本文對AMF 在礦區廢棄地生態修復中的應用進行了總結，從而更好地理解AMF 的功能作用。通過總結國內外研究進展，爲叢枝菌根的應用研究提供了十分重要的依據。
2 AMF 的功能作用
叢枝菌根（Arbuscular Mycorrhiza，AM）是植物根系與真菌之間形成的共生體，菌根菌絲就像根的根一樣，將根際延伸到周圍更廣泛的土壤當中[9]。AMF 是一類廣泛分佈於土壤中的有益微生物，能與大多數高等植物的根和真菌之間形成的共生聯合體。菌根組織能夠改變礦質營養的成分、激素平衡、C 的分配形式以及植物生理的調節，菌根植物根分泌物化學成分的改變等，在數量上和質量上都影響根際中的微生物羣體，形成所謂的菌根際[10]。
在自然生態系統中，AMF 可通過一些物理、化學和生物過程，直接影響N、P、K 等無機元素的循環過程，從而促進土壤物質的循環；AMF 將土壤中的營養元素轉移到宿主植物而進行固定，從而促進植物生長，增強植物抗逆性；AMF 形成大量菌絲而把營養物質同化到菌絲體中，從而把這些物質吸收到植物根際土壤中，改善土壤理化性質，AMF 還能使土壤小粒子變成微聚體、微聚體變成團聚體，從而穩定和改善土壤結構，因此，它不僅可以減小土壤生境的破壞，而且還可提高土壤的生產力。
AMF 具有以上的基礎性功能，廣泛存在於土壤生態系統中的叢枝菌根對生態修復有着重要的作用。據報道，AMF 在植物-土壤系統的碳流調控中扮演了關鍵性角色[11]，對調控土壤碳循環具有着不可替代的作用。AMF 對生態系統有着多種影響，目前菌根的'碳固持研究已成爲熱點研究。AMF 是大多數植物普遍存在的共生體。其外生菌絲在土壤中大量存在。
AMF 菌絲不但與營養的轉移有關，對植物碳庫及菌根能量向土壤食物網的轉移也有重要作用。AMF 對土壤生態的新的貢獻是最近發現的糖蛋白物質——球囊黴素(Glomalin)。叢枝菌根真菌（AMF）的代謝物，即球囊黴素，由於能夠促進土壤聚集而對生態系統功能起着重要作用，特別是在低生物量、低土壤有機質（SOM）容量的粗質地土壤中。