Les écosystèmes sont affectés par les perturbations physiques des opérations minières, ainsi que par les modifications chimiques du sol et de l'eau. Les activités minières varient, mais peuvent inclure le compactage du sol et, inversement, l'enlèvement de la couche arable. Ces altérations perturbent la dynamique des nutriments en minimisant la disponibilité de l'azote et du phosphore, abaissent le pH par l'acidification du sol et peuvent introduire des métaux et des acides toxiques. Selon l'ampleur et la nature de l'exploitation minière, ces effets peuvent être localisés à l'emplacement de l'exploitation minière ou, grâce à l'hydrologie locale, peuvent s'étendre aux systèmes aquatiques avoisinants, comme les cours d'eau, les terres humides et les lacs. Effets
Le compactage du sol est l'un des effets les plus graves de l'exploitation minière sur les écosystèmes. Le compactage est souvent le résultat de bulldozers et d'autres gros engins qui se déplacent dans le paysage, souvent pendant de nombreuses années pendant que l'exploitation minière est encore en activité. Comme le sol est compacté, il y a moins d'espaces interstitiels pour que l'oxygène et l'eau se déplacent dans le profil du sol, minimisant ainsi le potentiel d'établissement de la plante. De plus, comme l'eau est incapable de s'infiltrer dans le sol, elle se déplacera inévitablement à la surface du paysage et augmentera la possibilité de contaminer les systèmes aquatiques avoisinants, comme les terres humides, les cours d'eau et les lacs. Inversement, la couche arable, qui est généralement les 30 premiers centimètres de sol, peut être exploitée. Cela réduit la fertilité globale du sol et augmente le mouvement de l'eau à travers le sol et le paysage.
Les opérations minières contaminent souvent le sol avec des métaux lourds toxiques et des acides. Les acides peuvent abaisser le pH du sol, empêcher les plantes et les microorganismes du sol de prospérer, et peuvent également réagir avec divers minéraux dans le sol qui sont requis par les plantes, tels que le calcium et le magnésium. Les ions hydrogène de l'acide absorbent les particules du sol, empêchant ainsi les autres nutriments requis par les plantes de rester dans le sol. Ces altérations chimiques peuvent interagir avec le compactage du sol. Comme l'eau ne se déplace pas à travers le profil du sol, certains des métaux et des acides peuvent être emportés par l'eau, prolongeant les effets miniers dans de plus grandes parties du paysage. Elkins, Parker, Aldon et Whitford rapportent dans leur article "Réponses du biote du sol aux amendements organiques dans les déblais Stripmine dans le nord-ouest du Nouveau-Mexique", dans le "Journal of Environmental Quality", 1984, que l'addition de matière organique aux terres minées peut augmenter. la rétention d'eau dans le sol, ainsi que le processus microbien d'accumulation et de traitement des nutriments, qui pourrait compenser et minimiser les effets des opérations minières sur l'écosystème.
La vie végétale
Les écosystèmes fonctionnent grâce à l'interaction continue entre les composantes biotiques (vivantes) et abiotiques (non vivantes). Parce que chaque composant affecte la façon dont tous les autres fonctionnent, l'appauvrissement des nutriments du sol et l'acidification et le compactage du profil du sol peuvent limiter la durée de vie de la plante qui peut coloniser un endroit. Avec une biomasse végétale réduite, moins de carbone est traité par photosynthèse, ce qui entraîne une production d'oxygène moindre, une biomasse stationnaire réduite et une réduction du transfert et du recyclage des nutriments. En outre, les plantes sont des régulateurs clés dans le cycle de l'eau d'un écosystème car elles utilisent l'humidité dans la photosynthèse et transpirent la vapeur d'eau dans l'atmosphère. En tant que tel, l'absence de plantes dans un écosystème peut inhiber les multiples fonctions et services communément fournis.
