本文是在深入分析和总结国内外矿业废弃地土地复垦和矸石废弃地治理技术的基础上,运用恢复生态学、林学、土壤学、环境学等理论,采用野外调查和室内测试等方法,以新密、兖州和铜川矿区的矸石废弃地为研究对象,研究了不同产地矸石废弃地土壤养分和有毒元素的差异、不同植被恢复程度下矸石废弃地土壤养分和有毒元素的差异以及植物在矸石废弃地上吸收有毒元素的特征,并首次应用地质累积指数评价了铜川矿区矸石废弃地重金属的污染程度。结果表明:⑴不同产地矸石废弃地土壤中养分含量存在显著差异。其中,新密矿区和兖州矿区的矸石废弃地在速效K含量方面存在极显著差别;新密矿区和铜川矿区的矸石废弃地在全S含量方面有显著差异,特别是在水解N、速效K含量上存在极显著差异;兖州矿区和铜川矿区的矸石废弃地在全S含量上存在极显著差异。⑵不同产地矸石废弃地土壤中有毒元素存在显著差异。其中,新密矿区、兖州矿区和铜川矿区的矸石废弃地,三者任意两者在Cr元素含量上存在极显著差异;新密矿区和兖州矿区的矸石废弃地在As含量上存在极显著差别,在Cu元素含量上存在显著差别;新密矿区和铜川矿区矸石废弃地在As、Cu的含量上存在显著差异;兖州矿区和铜川矿区矸石废弃地土壤在As含量上存在显著差异。⑶不同植被恢复程度下矸石废弃地土壤养分含量存在显著差异,且随着植被覆盖率的增加,矸石废弃地土壤中的全N和有机质含量不断增加,而水解N、速效P、速效K、全S含量和pH值逐渐减小。其中,对于植被覆盖率80%和50%的矸石废弃地来说,它们在全N、水解N和速效P含量上存在极显著差异;对于植被覆盖率80%和20%的矸石废弃地来说,它们在全N、水解N、速效P、速效K和全S含量上存在极显著差异;对于植被覆盖率80%和无植被覆盖的矸石废弃地来说,它们在全N、水解N、速效P、速效K、全S和有机质的含量上均存在极显著差别。对于植被覆盖率50%和20%的矸石废弃地来说,它们在水解N和全S含量上分别存在极显著和显著差异;对于植被覆盖率50%和无植被覆盖的矸石废弃地来说,它们除在全S含量上存在显著差别外,在全N、水解N、速效P、速效K和有机质含量上均存在极显著差异;对于植被覆盖率20%和无植被覆盖的矸石废弃地来说,它们在全N、水解N和速效P含量上存在极显著差异。⑷不同植被恢复程度下矸石废弃地土壤中As、Hg、Cu、Zn、Cr、Pb的含量顺序均为:植被覆盖率80%<植被覆盖率50%<植被覆盖率20%<植被覆盖率0%。其中,除植被覆盖率50%和20%、植被覆盖率80%和50%的矸石废弃地分别在Zn含量、Pb含量上