淮北矿区作为我国重要的能源基地,煤矿开采历史悠久,长期采煤活动造成了土地损毁和生态破坏等问题。塌陷地复垦是修复矿区受损土地的重要措施,而深入了解复垦过程中土壤水分变化特征以及土壤养分流失规律,对于科学指导矿区塌陷土地复垦和生态重建具有十分重要的意义。本研究分别以淮北矿区采煤塌陷区（S区）和复垦区（R区）土壤为研究对象,基于野外定点监测实验探究了研究区土壤水分运移规律;通过采集不同塌陷深度和不同重构土体表层和剖面土壤样品,测试并分析了土壤养分含量分布特征;吸附过程是土壤保留吸附性营养元素磷的主要手段,重点分析了土壤磷素赋存形态与吸附性能;借助室内土柱模拟试验,模拟探究了降雨径流下不同土柱填充材料（土柱充填材料分别为表土、客土、粉煤灰、煤矸石）对土壤养分流失规律的影响分析,以期为矿区塌陷土地复垦与生态修复提供一定的理论指导。本文主要研究内容和结论如下:（1）结合研究区年降雨（2020年12月～2021年11月）变化特征,并借助水势传感器对不同塌陷深度和不同重构土体剖面土壤（0～60cm）进行了1年的水分监测。研究区全年降雨量达到了1039.61 mm,主要集中在夏季,其中7月平均降雨量最大,达到了407.33mm,占到了全年降雨量的39.18%。降雨量与土壤体积含水率存在一定相关关系,其中塌陷区（S区）表层土壤不同样点平均体积含水率大小为:S1＞S2＞S3＞S4,复垦区（R区）表层土壤不同样点平均体积含水率大小为:R3＞R4＞R2＞R1;随着月份的增加,研究区不同样点土壤体积含水率随月份变化差异显著,在春、夏季波动较大,秋、冬季波动较小,总体上呈现上升的趋势,主要跟降雨、塌陷深度及不同重构土体相关。随着土层深度的增加,不同样点土壤体积含水率呈现上升的趋势,其中S区各样点土壤体积含水率随土层深度变化差异显著,而R区变化不显著,且整体上R区各土层土壤体积含水率小于S区,主要跟复垦所用的土壤类型以及复垦方式相关。（2）采集S区和R区不同样点剖面土壤样品,经实验测试分析得到了土壤养分含量分布特征。研究区土壤养分含量主要集中在表层土壤,其中土壤有机质（SOM）含量均值14.95g/kg,全钾（TK）含量均值18.21g/kg,速效钾（AK）含量均值252.57mg/kg,全氮（TN）含量均值0.73g/kg,全磷（TP）含量均值0.73g/kg,有效磷（AP）含量均值24.48mg/kg;随着土层深度的增加,AK含量变化差异显著,呈现先增大后减小的变化趋势;其它养分含量随土层深度变化差异不显著,整体上呈现下降的趋势。对比S区和R区不同样点养分含量可知,S区不同土层土壤SOM、AK和TN含量整体大于R区,TP和TK无显著差异,而AP含量则是R区大于S区。（3）以吸附性较强的元素磷（P）为例,研究了P元素在S区和R区的赋存形态和吸附特征。结果表明:矿区8个采样点S1、S2、S3、S4、R1、R2、R3、R4土壤总磷范围为210.30～442.74 mg/kg,以Ca-P、Al-P和残渣态P为主。S区土壤总磷含量随着土层深度的增加而减小,Fe-P和Ca-P随着塌陷深度的增大而增大,Al-P随着塌陷深度的增大而减小。R区土壤整体吸附能力大于S区,R区、S区土壤对P的吸附范围分别为438.52～1650.82mg/kg、482.33～1366.13 mg/kg。（4）设置60cm表土、60cm客土、20cm表土+20cm客土+20cm客土、20cm表土+20cm客土+20cm煤矸石、20cm表土+20cm客土+20cm粉煤灰这5种复垦模式模拟土柱,模拟降雨径流下各土柱养分流失规律。结果表明:淋溶过程中不同柱体不同土层土壤全钾、铵态氮、正磷酸盐淋溶浓度变化趋势不一样,养分流失与土体本身性质、降雨等外界环境有关。全钾、铵态氮、正磷酸盐浓度整体上均随着淋溶次数的增多而降低,每个柱体不同土层之间没有明显规律。不同充填材料土壤全钾、铵态氮淋溶浓度均随着淋溶次数的增多而降低,正磷酸盐淋溶浓度远远小于全钾和铵态氮淋溶浓度,表明在淋溶过程中,磷素易被土体吸附从而固定住。（5）进一步对模拟柱不同充填材料磷（P）的赋存形态和吸附特征进行了研究。不同材料磷赋存形态差异较大,表土、客土、粉煤灰、煤矸石中无机P的总含量分别为462.33 mg/kg、338.93mg/kg、562.28 mg/kg、174.51 mg/kg,其中表土、客土和煤矸石中磷主要以Ca-P形态存在,其次是残渣态P和Al-P;充填材料对P的吸附能力大小为:表土＞客土＞煤矸石＞粉煤灰,且吸附特征均符合Langmuir模型;不同充填材料在土柱中由于施肥与降雨多次淋洗,淋溶的P主要吸附为Fe-P和AlP。图:[33]表:[15]参:[104]