Les écosystèmes sont affectés par les perturbations physiques des opérations minières, ainsi que par les altérations 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 d'azote et de phosphore, abaissent le pH par l'acidification du sol et peuvent introduire des métaux et des acides toxiques. Selon l'échelle 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, peut s'étendre aux systèmes aquatiques voisins, tels que les cours d'eau, les zones humides et des lacs.
Effets physiques
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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 pièces de grosse machinerie se déplaçant à travers le paysage, souvent pendant de nombreuses années alors que l'exploitation minière est toujours en activité. À mesure que le sol est compacté, il y a moins d'espaces poreux pour que l'oxygène et l'eau se déplacent à travers le profil du sol, minimisant ainsi le potentiel d'établissement des plantes. De plus, comme l'eau est incapable de s'infiltrer dans le sol, elle se déplacera inévitablement à la surface de la paysage et augmenter la possibilité de contaminer les systèmes aquatiques à proximité, tels que les terres humides, les ruisseaux et des lacs. À l'inverse, la couche arable, qui correspond généralement aux 30 premiers centimètres du 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
Effets chimiques
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Les opérations minières contaminent souvent le sol avec des métaux lourds et des acides toxiques. Les acides peuvent abaisser le pH du sol, empêchant les plantes et les micro-organismes du sol de prospérer, et peuvent réagissent également avec divers minéraux dans le sol qui sont requis par les plantes, tels que le calcium et magnésium. Les ions hydrogène de l'acide absorbent les particules du sol, empêchant les autres nutriments nécessaires aux plantes de rester dans le sol. Ces altérations chimiques peuvent interagir avec le compactage du sol. Étant donné que l'eau ne se déplace pas dans le profil du sol, certains métaux et acides peuvent être emportés par l'eau, prolongeant les effets de l'exploitation minière sur de plus grandes parties du paysage. Elkins, Parker, Aldon et Whitford rapportent dans leur article "Responses of Soil Biota to Organic Amendments in Stripmine Spoils in Northwestern New Mexique", dans le "Journal of Environmental Quality", 1984, que l'ajout 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, compensant et minimisant potentiellement les effets de l'exploitation minière sur l'écosystème opérations.
La vie végétale
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Les écosystèmes fonctionnent grâce à l'interaction continue entre les composants biotiques (vivants) et abiotiques (non vivants). Parce que chaque composant affecte le fonctionnement de tous les autres, l'épuisement des éléments nutritifs du sol et la l'acidification et le compactage du profil du sol peuvent limiter la quantité de vie végétale qui peut coloniser un emplacement. Avec une biomasse végétale réduite, moins de carbone est traité via la photosynthèse, ce qui entraîne moins de production d'oxygène, moins de biomasse sur pied et un transfert et un cycle réduits des nutriments. En outre, les plantes sont des régulateurs clés du cycle de l'eau d'un écosystème car elles utilisent l'humidité dans la photosynthèse et transpirent de la vapeur d'eau dans l'atmosphère. En tant que telle, l'absence de plantes dans un écosystème peut inhiber les multiples fonctions et services couramment fournis.
