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井工煤炭开采引起的地表沉陷是地质灾害、地表水位下降、土壤性质劣化等地质生态环境损坏问题的根源。本文以鄂尔多斯市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ矿在采煤活动下的生态环境效应变化为研究课题,实地采集了三个矿区共135个土壤样品、收集了2008-2017年的地理信息数据,采用修正土壤侵蚀模型RUSLE(The Revised Universal Soil Loss Equation)与GIS相结合的方法,计算并讨论了开采前后矿区土壤侵蚀模数和侵蚀强度变化趋势,根据土壤侵蚀强度与影响因子的叠加分析,明确了不同环境因子受土壤侵蚀影响程度;测定了矿区土壤样品表层重金属含量,结合内梅罗指数法、潜在生态综合和地累积指数法等评价方法开展了地表土壤重金属生态风险评价,并采取相关性、聚类和因子分析方法进行了统计分析,结果如下:(1)Ⅰ矿的平均侵蚀模数20.06 t/(hm2.a)为三矿最高,Ⅰ矿和Ⅲ矿的平均土壤侵蚀模数相对开采前分别上升了 1.22 t/(hm2.a)和2.76 t/(hm2.a),Ⅱ矿下降了18.28 t/(hm2.a);开采前主要侵蚀强度是轻度和微度,开采后轻度侵蚀上升最快,微度侵蚀下降最快,Ⅲ矿的轻度侵蚀上升率为14.69%,高于Ⅱ矿11.16%和Ⅰ矿2.61%的面积上升率;(2)坡度范围为<5°和5°-8°时各矿区侵蚀面积最大,以Ⅰ矿中轻度侵蚀、Ⅱ矿轻微度侵蚀和Ⅲ矿的微度侵蚀为主,当坡度为15°-25°时各矿区侵蚀强度均出现下降趋势;各矿区土壤侵蚀面积占比最高的是林草地和裸地,其中Ⅰ矿以林草地中轻度侵蚀为主,总面积为393.766hm2,占比70.364%,Ⅱ矿以裸地和草地的轻微度侵蚀为主,面积为552.431 hm2,占比79.207%,Ⅲ矿以裸地和草地的微度侵蚀为主,面积为758.36hm2,占比73.539%;Ⅲ矿以植被覆盖度大于65%的微度侵蚀为主,总面积为884.86hm2,占比85.82%,Ⅱ矿以60%以上盖度的轻度以下侵蚀为主,总面积为606.12hm2,占比为86.84%,Ⅰ矿以轻微度侵蚀为主,与盖度关系较小。(3)各矿区土壤重金属处于国家风险管控范围内,但重金属元素Hg、Ni、Cd和Pb的平均质量浓度均超出内蒙古土壤背景值,其中Ⅱ矿空间分布最不均匀,Ⅲ矿次之;单因子污染指数结果显示三矿As、Cr、Ni、Pb元素污染指数大部分处于警戒线以下,Hg、Cu、Cd有部分点位的污染等级处于轻度污染以上;内梅罗指数法显示矿区中As、Cr、Pb和Ni元素污染均处于尚清洁水平,Hg、Cu和Cd元素的污染水平较高;潜在生态风险指数显示各矿区Hg元素风险性较高,其次为Cu,生态风险水平高低顺序为Ⅰ矿＞Ⅱ矿＞Ⅲ矿;结合地累积指数法评价结果,各矿的重金属地累积程度相似,地累积指数顺序为Ⅰ矿＞Ⅲ矿>Ⅱ矿,矿区Cr地累积指数达到10.07以上,Hg和Cd污染最弱;矿区重金属分为三类,第一类为Cr,第二类为Pb、Cu和Ni,第三类为As、Hg、Cd。图[24]表[25]参[70]