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煤矿开采导致土壤结构破坏，水土流失，养分下降，同时矿区废弃地也是一个巨大的碳排放源。生物质炭具有较高的含碳量、疏松多孔、高比表面积、高生物稳定和化学稳定性等特点，在提高土壤肥力，稳定土壤碳库，改善土壤结构等方面具有重要作用。针对矿区复垦土壤性质恶化、结构不良等问题，本研究通过室内培养实验，按照土壤质量的1%（BC1）、3%（BC2）和5%（BC3）添加生物炭，同时设置未添加生物炭的土壤作为对照（CK）,分析生物炭作用下不同粒级土壤团聚体分布特征及结构稳定性，研究土壤及土壤团聚体中碳氮组分以及酶活性的变化，并探讨添加生物炭条件下土壤团聚体形成及稳定的主要影响因素，以揭示土壤固碳的物理、化学及生物机制，旨在为生物炭改良矿区土壤、减少区域碳排放等方面提供理论基础和科学依据。主要结论如下：
（1）生物炭添加显著提高了矿区土壤>2mm和2~0.25mm粒级团聚体含量，而显著降低了<0.053mm粒级含量。生物炭添加显著提高了>0.25mm粒径团聚体含量（R0.25），同时显著提高了团聚体平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）。这表明生物炭施入土壤后，促进了土壤结构稳定性的增强。不同处理方式对土壤团聚体稳定性的影响总体上表现为BC3>BC2>BC1>CK。
（2）生物炭添加显著了提高了矿区土壤中蔗糖酶、脲酶以及过氧化氢酶活性，而抑制了碱性磷酸酶活性；同时也显著提高了各粒级团聚体中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性，而抑制了团聚体中的碱性磷酸酶活性。不同处理方式下，团聚体中酶活性的大小随土壤粒径的增大表现为先增加后减小。生物炭处理并未改变团聚体中酶活性的粒径分布状况。不同处理方式对土壤及团聚体中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的影响均表现为BC3>BC2>BC1>CK，而对碱性磷酸酶的影响表现为BC3 （3）生物炭添加显著提高了矿区土壤中有机碳、全氮、易氧化有机碳含量，但是降低了矿区土壤易氧化有机碳含量占总有机碳的比例；同时也显著提高了不同粒级团聚体中有机碳、全氮以及易氧化有机碳含量。生物炭处理显著提高了土壤>2mm、2~0.25mm粒级团聚体有机碳、全氮贡献率，而降低了土壤0.25~0.053mm和<0.053mm粒级贡献率。
（4）相关性分析表明，四种类型酶活性均与SOC、N含量之间呈极显著相关性，不同类型酶活性主要受SOC影响。土壤D0.25、MWD以及GMD均与土壤SOC、N、EOC以及不同酶活性之间呈现出极显著的相关性。这表明土壤团聚体结构的稳定性受土壤酶活性与土壤碳氮组分的共同影响，其中有机碳是影响土壤团聚体结构稳定性的关键因素。
综合以上分析，生物炭添加显著促进了矿区土壤及土壤团聚体中碳氮组分及酶活性的增加，并且明显提高了矿区土壤结构的稳定性，其中生物炭在5%的添加量下对矿区土壤改良的效果最好。
（1）生物炭添加显著提高了矿区土壤>2mm和2~0.25mm粒级团聚体含量，而显著降低了<0.053mm粒级含量。生物炭添加显著提高了>0.25mm粒径团聚体含量（R0.25），同时显著提高了团聚体平均质量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）。这表明生物炭施入土壤后，促进了土壤结构稳定性的增强。不同处理方式对土壤团聚体稳定性的影响总体上表现为BC3>BC2>BC1>CK。
（2）生物炭添加显著了提高了矿区土壤中蔗糖酶、脲酶以及过氧化氢酶活性，而抑制了碱性磷酸酶活性；同时也显著提高了各粒级团聚体中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性，而抑制了团聚体中的碱性磷酸酶活性。不同处理方式下，团聚体中酶活性的大小随土壤粒径的增大表现为先增加后减小。生物炭处理并未改变团聚体中酶活性的粒径分布状况。不同处理方式对土壤及团聚体中蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶的影响均表现为BC3>BC2>BC1>CK，而对碱性磷酸酶的影响表现为BC3
（4）相关性分析表明，四种类型酶活性均与SOC、N含量之间呈极显著相关性，不同类型酶活性主要受SOC影响。土壤D0.25、MWD以及GMD均与土壤SOC、N、EOC以及不同酶活性之间呈现出极显著的相关性。这表明土壤团聚体结构的稳定性受土壤酶活性与土壤碳氮组分的共同影响，其中有机碳是影响土壤团聚体结构稳定性的关键因素。
综合以上分析，生物炭添加显著促进了矿区土壤及土壤团聚体中碳氮组分及酶活性的增加，并且明显提高了矿区土壤结构的稳定性，其中生物炭在5%的添加量下对矿区土壤改良的效果最好。