良好的生态环境是人类生存以及可持续发展的基础,煤炭资源在开采过程中必然会给当地生态环境带来多方面的破坏。晋城市长河流域煤炭资源丰富,经过长时间、大规模、高强度的开采,以及采煤后的复垦都会给原来的生态环境造成土地损毁、水资源枯竭和大气污染等一些列问题,所以研究长河流域煤矿开采对土壤理化性质的影响为以后土地复垦和煤-地-水协调利用等工作提供一定的理论指导意义。本文以晋城市长河流域108 km2为研究区域,通过野外采样和室内测定分析相结合、扰动区和未扰动区对照分析的方法,以土壤学、地统计学等为理论基础,借助地统计空间变异分析和GIS技术,分析在煤炭开采影响下土壤含水量、容重、孔隙度、砂粒、粉粒、粘粒、和有机质的基本统计特征和相关性分析、空间结构特征、空间分布格局及其成因,并提出土壤复垦和土壤改良的有效措施。主要得出了以下结论:(1)从均值方面来看,扰动区与未扰动区相比,扰动区土壤孔隙度、粉粒、粘粒和有机质的含量减少,土壤含水量、容重和砂粒的含量增多,出现了一定程度的土壤沙化。其中孔隙度在0—20 cm处、粉粒在0-60cm处、有机质在0-40cm处显著减小,容重在0-20 cm处、砂粒在0-60cm处显著增大,其它各层指标没有显著变化。随着土层厚度的增加,扰动区和未扰动区土壤含水量和有机质含量均有所增加,而其它指标没有明显变化。(2)扰动区和未扰动区土壤理化性质各个对应层的变异强度相同;砂粒具有强离散度,粉粒、粘粒、含水量、有机质具有中等离散度,孔隙度、容重具有弱离散度。从扰动区与未扰动区相比较来看,除扰动区含水量、有机质40-60cm的变异系数减小外,其他指标各层的变异系数均有不同程度的增加。但从离散程度变化率R来看,扰动区相比于未扰动区,孔隙度、容重除20-40cm、粉粒的离散程度增幅达30%以上,砂粒在各层增幅度分别为13%、14.81%和6.27%,粘粒在0-20cm的增幅度为10.3%,含水量在40-60 cm的减幅度为20.49%,其它各层的土壤理化性质指标的离散程度变化不明显。研究区同种土壤理化性质在不同土层深度有着较为显著的正相关性;同一土层深度的不同理化性质的pearson系数值很小,基本不相关。(3)扰动区和未扰动区的土壤理化性质块金值/基台值的值大部分都小于25%,有较强的空间相关性,说明扰动区和未扰动区的空间变异性主要是由结构性因素引起的;采煤扰动区与未扰动区相比,煤矿开采导致土壤含水量、孔隙度和容重的空间依赖度减弱,煤矿开采使砂粒、粉粒、粘粒和有机质的空间依赖性得到增强,其中砂粒和有机质由中等空间依赖变为强空间依赖。(4)各土壤理化性质均呈现出较为明显的空间分布格局,随着土层深度的增加,每项土壤理化性质既有较强的相似性,又存在着一定的差异性;扰动区与未扰动区各指标的空间分布有着明显的差异性,这是由扰动区的煤矿开采对土壤结构形成了一定的破坏,再加上土地复垦后改变了土壤类型、成土母质和地形等原因造成的;提出扰动区土壤复垦和土壤改良的可行性措施,土壤复垦主要是以土壤剥覆和土地平整为主,土壤改良是主要采用物理和生物方法。