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自2002年以来，煤炭资源的需求量在我国经济快速发展的驱动下日益增加，随着矿区煤炭资源被大肆采掘，环境污染、地质灾害、生态破坏等问题不断发生，严重威胁矿区居民生命健康安全，并且制约着国民经济发展。其中陕北地区丰富的煤炭资源与脆弱的生态环境之间的矛盾在近年来的资源开发中凸显。本文选取陕北三个有代表性矿区为研究对象，同时设置一个对照区，通过野外调研、实验室分析等方法，检测了矿区和对照区土壤理化性质、土壤及植物重金属含量等指标，探讨分析了煤矿开采引起重金属元素在土壤、植物体内的变化，得出的结论如下： （1）矿区表层（0～20cm）土壤含水量、容重低于对照区，土壤孔隙度高于对照区；三个煤矿除钾和速效钾外其它肥力指标均低于对照区，青草界煤矿土壤理化性质差异明显，煤矿开采造成矿区土壤肥力的流失，加剧了环境恶化。 （2）煤矿区土壤重金属元素 Cd、Cu、Zn、Pb含量分别达到了陕西省土壤背景值的5.42、1.61、1.97、1.31倍，重金属元素Cd高于土壤环境质量二级标准。三个矿区土壤表层重金属元素含量均高于对照区，不同矿区重金属污染程度不同；重金属元素 Cd在三个矿区均属重污染；三个矿区土壤重金属元素综合污染属重污染，生态风险属中等水平。自然恢复区土壤重金属含量在不同深度土壤中从上而下呈减小趋势，但该趋势不稳定，具有波动性；煤矸石填充恢复区土壤中的重金属有明显的向上迁移的趋势。 （3）矿区植物重金属元素Cd、Cr、Cu、Zn、Pb含量超出食品卫生标准。沙打旺、茵陈蒿、艾蒿对重金属元素Cd、茵陈蒿、鹅绒藤对重金属元素Cu、艾蒿对重金属元素Zn的富集和转移系数接近于1，具备一定的土壤重金属修复潜力。茵陈蒿对土壤中重金属Cd的富集系数（地上部分0.98和地下部分0.88）和转移系数（1.13）接近1，表现出良好的富集和转移能力。大砭窑矿区杨树对重金属元素 Cd、Cu、Pb、槐树对重金属元素Cd、Cu、Zn的富集和转移系数接近于1，青草界矿区杨树对重金属元素Cu、Zn、Pb，骆驼刺对重金属Cd富集和转移系数接近于1，板墩焉矿区杨树和槐树对重金属Zn的富集和转移系数接近于1，对煤矿区土壤重金属修复有一定的帮助。 （4）煤矿区自然恢复条件下重金属Cd和Pb在植物根系与根际土壤间迁移能力强，重金属Cr、Cu、Mn、Zn和Pb在植物上部与根部间迁移能力强，重金属元素Pb在土壤一植物系统表现出了较强的迁移性。煤矸石填充复垦条件下，煤矸石中的重金属具备较强的向上覆土层迁移的能力，重金属元素Cd在植物根系与根际土壤间迁移能力强，重金属元素 Cr、Cu、Zn和 Pb在植物上部与根部间迁移能力强，但重金属在土壤一植物系统的迁移能力较弱。