煤矸石充填覆土复垦土壤结构破坏、营养贫瘠,致使肥力低下,不利于作物生长；腐殖质的形成能增加土壤中镉的有效形态,增加了作物对镉的吸收。通过调节腐殖质的数量、组成及品质来改善土壤的物理性质并同时控制土壤中镉的有效形态,进而实现土壤肥力质量和环境质量的改良。选择淮南大通煤矸石充填复垦区三种典型植被恢复模式(刺槐+丁香+草本,石楠+草本,臭椿+草本)下人工恢复7年后的土壤为研究对象,用物理、化学、仪器及多元统计分析法对0-10cm和10-20cm层土壤的物理性质、腐殖质、结合态腐殖质、镉的形态的含量差异及其相关关系进行了探讨研究。研究结果明确了改善土壤物理性质并同时控制镉的生物有效性的腐殖质组分。利用窦森等介绍的腐殖质修改法、Pallo修改法及傅积平改进法对腐殖质及结合态腐殖质进行了分级提取,并分析了其与土壤C/N的相关关系。结果表明,植被恢复使土壤有机碳的含量显著增加,并随着土壤深度的增加而减少。与全国第二次土壤普查养分分级标准相比,0～10cm层、10-20cm层及原土有机碳的等级分别为三级、五级及六级水平。腐殖质处于低腐殖化程度。腐殖质的组成及品质因不同的植被搭配种植而异。在腐殖质主要积累的0-10cm层,刺槐+丁香+草本模式修复下的土壤腐殖化程度最高,而臭椿-草本模式修复下的土壤腐殖化程度最低。石楠+草本模式修复下的土壤腐殖质芳香性最低、脂族性最高。土壤C/N与腐殖质及结合态腐殖质的各组分存在显著相关性。土壤C/N与富里酸、胡敏酸、胡敏素、胡富比、胡敏酸的色调系数(ΔlogK)、不溶性胡敏素/胡敏素、松结态、紧结态、紧结态厘组碳呈显著正相关,而与胡敏酸的E4/E6、铁结合胡敏素/胡敏素、黏粒结合胡敏素/胡敏素、稳结态、重组碳呈显著负相关。利用环刀法对土壤物理性质进行分析测试,并分析了其与腐殖质及结合态腐殖质各组分的相关关系。结果表明,植被恢复对土壤的物理性质产生了显著性作用,显著降低了土壤容重而增加了总孔隙度,其中臭椿-草本模式的效果最佳。不同孔径孔隙与腐殖质及结合态腐殖质的各组分有显著相关性。非毛管孔隙度与富里酸、胡敏酸、胡敏素、不溶性胡敏素/胡敏素、松结态、紧结态、紧结态厘组碳呈显著正相关,而与铁结合胡敏素/胡敏素、黏粒结合胡敏素/胡敏素、稳结态厘组碳呈显著负相关。毛管孔隙度与胡敏酸的E4/E6、铁结合胡敏素/胡敏素、黏粒结合胡敏素/胡敏素、稳结态/重组碳呈显著正相关,而与胡敏酸、胡敏素、胡富比、胡敏酸的色调系数(ΔlogK)、不溶性胡敏素/胡敏素、松结态、紧结态、紧结态/重组碳呈显著负相关。利用Tessier逐级提取法及DTPA一步提取法对土壤中镉进行形态分析,并分析其与腐殖质及结合态腐殖质的相关关系。结果表明,不同植被没有引起土壤中镉的总量的显著性变化,但引起了其有效形态的显著性差异。可交换态、DTPA提取态镉的含量均表现为0-10cm层显著高于10-20cm层。在0-10cm层土壤中,臭椿+草本模式恢复下土壤中镉的有效形态最高,而刺槐+丁香+草本模式恢复下土壤中镉的有效形态相对最低。土壤中镉的有效形态与腐殖质及结合态腐殖质的各组分呈显著相关性。镉的有效形态(可交换态、碳酸盐结合态、DTPA提取态)与胡敏酸、胡敏素、胡敏酸的色调系数(ΔlogK)、不溶性胡敏素/胡敏素、松结态、紧结态、紧结态/重组碳呈显著正相关,而与胡敏酸的E4/E6、铁结合胡敏素/胡敏素、黏粒结合胡敏素/胡敏素、稳结态/重组碳呈显著负相关。综上所述,胡敏酸的脂族性、缩合度,铁结合、黏粒结合胡敏素的比例增加对改善复垦土壤的物理性质并能控制镉的有效形态有重要意义。