植被碳汇是露天煤矿生态环境评价的重要指标，精确反演植被碳汇并进行准确分级对探索矿区生态修复至关重要。为此，提出一种基于粒子群优化算法的露天煤矿植被碳汇分级方法。基于Landsat遥感影像和气象数据，采用光能利用率模型，反演出内蒙古胜利矿区2005-2020年间排土场的植被碳汇时空分布；通过构建目标函数并迭代计算，获取了该区植被理想光能利用率、最佳气温和降水条件，量化并建立了植被碳汇分级标准；对不同时期各个排土场的植被碳汇结果进行分级，并对分级面积和占比的时空变化进行分析。结果表明：(1) 2005-2020年间研究区植被固碳能力呈上升趋势，年均增长值和增长率分别为1.43 gC/(m2·a)和6.97%;(2)各排土场生态修复后，植被碳汇值大幅提高，极高和高碳汇区面积不断扩大；(3)排土场生态修复效果存在差异，南北排土场表现最佳，沿帮次之，内排土场相对较差。到2020年南、北排土场极高植被碳汇区面积分别达0.94和0.92 km2，占比为92%和94%；沿帮排土场极高和高植被碳汇区面积达3.64 km2，占比66%；内排土场极高植被碳汇区面积增长至1.22 km2，占比达31%;2020年南、北和沿帮排土场已不存在极低植被碳汇区。本研究不仅为露天煤矿生态环境评估提供了重要的数据支持，也为矿区生态修复策略制定提供了科学依据。