本研究以中煤平朔露天煤矿排上场生态复垦区刺槐+油松配置模式固定监测样地为研究平台,以样地内的恢复植被和土壤为主要研究对象,应用R语言工具,围绕植被恢复过程中物种组成时空格局变化、植物种间关联,种群基本特征与土壤因子变化的关系,探讨半干旱区露天矿生态复垦土壤养分与植物群落的关系,研究结果如下：样地内共调查到活个体数2501株,刺槐和油松的活个体数共占到样地总个体数的63.7%,榆树占总个体数的35.5%,刺槐的更新个体数略小于榆树,油松更新能力较差。胸高断面积和重要值显示刺槐与油松的优势地位明显。样地中所有个体的径级分布(以1cm等级排列)明显呈倒“J”型,表明群落较稳定。样地内3个主要树种径级结构分析表明,各树种的径级结构可归纳为3种类型：1)倒“J”型(正常型),代表树种为刺槐：2)峰型(中径级储备型),代表树种为油松；3)“L”型(灌木型),代表树种为榆树。空间格局分析表明,刺槐和榆树小径级个体在下坡位呈明显聚集分布,刺槐小径级与大径级具有一定的空间互补性,与复垦初期相比,油松的格局变化较小,呈均匀分布。各种群在相对小的尺度上主要呈聚集性分布,随尺度增加,树木种群的聚集性减弱,并逐渐表现出随机分布的特征。各树种在林下层呈明喧的聚集性分布,林上层呈随机或规则的分布格局,聚集度随林层的增高而降低。各树种之间的空间关联性主要发生在小尺度上,随尺度增大,空间关联性逐渐不明显。刺槐与油松、油松与榆树之间主要表现为负相关,刺槐与榆树之间没有稳定的空间关联性。林上层与林下层刺槐主呈负相关,油松与林下层刺槐、林上层刺槐与林下层榆树在小尺度上主要呈负相关,不同树种林下层之间在小尺度上主要呈明显的空间正相关关系。土壤有机质、全氮、速效钾含量均接近或超过原地貌水平,pH值、碱解氮和速效磷含量远低于原地貌水平。在同一剖面内,0-20cm上层的土壤养分含量明显高于20-40cm土层。刺槐平均密度与立木平均密度极显著正相关,平均胸径、平均高度与立木平均密度极显著负相关,油松平均密度、平均胸径、平均高度与立木平均密度呈显著负相关,相关关系可用一元线性方程拟合。刺槐种群平均密度、平均高度和平均胸径与土壤pH值、碱解氮和速效磷含量关系密切,各自可用上述土壤因子线性回归方程拟合。主成分分析结果显示,3个土壤因子对刺槐种群的作用大小为碱解氮>pH>速效磷。可根据以上回归模型指导复垦地刺槐种群的栽培和繁殖。