在我国能源消费中煤炭占据着主导地位,对我国经济社会发展具有重要的支撑作用。然而煤炭开采过程中产生的大面积废弃地,使矿区生态环境遭到严重破坏。探究矿区废弃地植被恢复对改善矿区的生态环境,实现矿区生态效益、社会效益和经济效益的统一具有重要意义。本文以天山北坡黑山矿区为研究背景,通过测定、分析和评价黑山矿区周边土壤理化性质,以腐植酸、保水剂、羊粪和GGR为添加材料,设计制定了L₉（3⁴）正交实验对矿区排土场土壤进行改良。同时,选择12种抗旱植物,从生理生态、光合作用、叶绿素荧光参数分析各植物的抗旱性,利用隶属度函数法和灰色关联分析评价各植物的综合抗旱性,以期为干旱地区矿区生态环境保护及植被恢复提供技术参考。研究结果如下:（1）在矿区周边土壤中,仅速效磷含量较高,其他养分含量均处于极缺状态;土壤p H值高于7.5,属碱性土壤;土壤容重在4个样区均超过1.35g·cm^-3,处于紧实状态。整体而言,矿区周边土壤中养分匮乏,植物难以生长。（2）改良后的土壤中,有机质、全磷、碱解氮、速效磷含量相比未改良土壤得到显著提升;粘粒和粉粒含量占比下降,土壤透气性提高;容重和p H值降低,植物生境得到改善。（3）从植物生长状况来看,改良后的土壤中,黑麦草苗长、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重和根干重等指标均优于未改良土壤,而未改良土壤根冠比高于改良土壤,表明改良后的土壤水肥条件优于未改良土壤。（4）土壤质量指数结果表明,不同材料及添加水平能够改变土壤质量指数,体现出不同的改良效果。本文中5号实验土壤质量指数（SQI）最高,改良效果最佳。极差分析结果表明,对苗长、根长、苗鲜重、根鲜重、苗干重、根干重和根冠比的优选组合分别是C₃A₂B₂D₂、B₁C₃D₁A₂、C₃D₃B₂A₂、B₂C₃D₃A₃、B₂C₃D₃A₃、C₃A₃D₃B₂、A₂B₂D₃C₃;通过综合平衡法筛选出最佳的优选组合为A₂B₂C₃D₃,即每2kg土壤中添加腐植酸100g,保水剂30g,羊粪300g,GGR0.02g。（5）综合抗旱指数结果表明,7种灌木植物中,沙棘综合抗旱性最强,五叶地锦最差;5种草本植物中垂穗披碱草综合抗旱性最强,紫花苜蓿抗旱性最差。在煤矿废弃地生态修复过程中,可以考虑沙棘和垂穗披碱草为优先种植的植物种。（6）通过12种抗旱指标与综合抗旱性灰色关联分析可以看出,在复水前,干旱胁迫程度达到最高,叶绿素荧光参数与综合抗旱性指数关系最密切;复水后,干旱胁迫得到缓解,植物非叶绿素荧光指标与抗旱性关联度上升,而叶绿素荧光参数下降。