全球土地资源紧张,大部分地区土壤处于不良状态,同时高速的城市化和化石能源开采等也占用和固封了大量的土壤资源,鉴于我国的能源结构,煤炭矿区因开采被破坏和煤矸石等固废堆积浪费了大量的土地,所以对煤炭矿区进行修复使其土壤恢复生态功能是解决我国土地资源问题、夯实土壤安全基石的重要研究方向。由于目前的修复方法大量使用客土不仅破坏取土地的生态环境,而且修复后土壤的保水、保肥能力也较弱,同时还存在水土流失等问题,导致每年还需要定期铺设新的客土。本论文研究制备了一种具备良好土壤性能的煤矸石基人造土壤,该人造土壤较天然土壤具有更好的保水、抗流失、保肥等性能,可广泛应用于人工种植、土壤改良、观赏绿植、公园花园等植物栽培;该土壤使用煤矸石作为主要原料,既解决了煤矸石大量堆存问题,又拓展了优质土壤来源途径,为我国粮食安全和菜篮子工程提供了新的技术支撑。主要内容如下:（1）使用煤矸石粉为主要原料,水泥为胶凝材料,铝粉为发泡剂制作水泥-煤矸石基人造土壤,通过工艺条件优化实验得到综合性能最佳的水泥-煤矸石基人造土壤,优化工艺条件为:水泥掺入量5%、煤矸石粉掺入量95%、水灰比0.62、铝粉添加量0.05%、温度50℃,此条件下水泥-煤矸石基人造土壤的保水量为0.86 g水/g土,较天然土壤增长约51%,流失率为0.93%,较天然土壤降低约87%,保温性能良好,孔隙率为56.82%,较天然土壤增大约34.5%,总孔容为0.5696 m L/g,较天然土壤增大约86.8%。（2）使用多组分自胶凝粉体替代水泥作为胶凝材料,采用相同的工艺条件优化实验方法制备多组分自胶凝粉体-煤矸石基人造土壤,优化工艺条件为:多组分自胶凝粉体掺入量12%、煤矸石粉掺入量88%、水灰比0.66、铝粉添加量0.07%、温度50℃,此条件下多组分自胶凝粉体-煤矸石基人造土壤保水量为0.80 g水/g土,较天然土壤增长约40%,流失率为1.53%,较天然土壤降低约78%,保温性能良好,孔隙率为47.63%,较天然土壤增加约12.8%,总孔容为0.5552 m L/g,较天然土壤增大约82%。（3）水泥-煤矸石基人造土壤和多组分自胶凝粉体-煤矸石基人造土壤的28天累积释放率分别为65.13%和61.15%,符合缓释肥料的标准要求。天然土壤按不同比例分别与两种煤矸石基人造土壤混合进行植物栽培试验,当水泥-煤矸石基人造土壤占比20%时的出苗率最高为78%,平均株高为16.21 cm,当多组分自胶凝粉体-煤矸石基人造土壤占比60%时的出苗率最高为85%,平均株高为15.06 cm,均优于单独使用天然土壤的栽培效果。两种煤矸石基人造土壤在p H=5水溶液的浸出液和栽培出的植物中重金属含量均极少量且符合标准。为了适合普遍植物生长的p H环境,我们采用CO2碳化技术处理后两种煤矸石基人造土壤的p H均可降低至7-8之间。通过本论文的研究,我们采用煤矸石为主要原料制备人造土壤,既实现了煤矸石的大宗资源化利用,又拓展了优质土壤来源途径,此外采用CO2碳化技术实现了人造土壤对碳减排的贡献。