冻融作用对我国北方典型农田土壤重金属环境行为的影响研究

季节性冻融作用是我国北方地区典型的气候特征。它属于自然过程，对土壤物理、化学和生物性质产生重要影响，使土水系统变的更加复杂。这些变化必然引起土壤重金属环境行为改变。本项目根据北方土壤冻融特征，采用多种室内模拟实验与田间微区实验相结合的方法，通过与非冻融条件下重金属环境行为的比较，多层次、多角度系统研究冻融作用对土壤重金属环境行为的影响；然后在研究土壤团聚体在冻融作用下的反应、冻融作用对土壤细小颗粒物和DOM的释放及其环境行为基础上，再结合冻融作用对土壤性质、孔隙和水分运移规律的影响，综合探讨冻融作用引起土壤重金属环境行为发生变化的机制。通过上述研究，既可以阐述自然现象，揭示引起土壤质量变化、地下水污染机制，又可以丰富和完善重金属的生物地球化学循环基础理论，同时通过对全球气候变暖引发冻融频率和强度的变化对重金属环境行为影响的研究，可为生态环境保护和农业可持续发展提供新的思想和理念。

季节性冻融作用是我国北方地区典型的气候特征。它属于自然过程，对土壤物理、化学和生物性质会产生重要影响，使本来就不稳定的土水系统变的更加复杂。这些变化必然引起土壤中重金属环境行为的改变。本项目根据北方土壤冻融特征，采用多种实验方法研究，通过与非冻融条件下重金属环境行为的比较，研究了冻融作用对土壤重金属环境行为的影响；同时从土壤性质角度系统地探讨了冻融作用引起土壤重金属环境行为发生机制。.发现：冻融作用影响土壤重金属稳定性，引起土壤重金属赋存形态之间发生转化，具体转化情况与冻融条件以及土壤性质和重金属性质有关。添加外源有机质和不同老化时间的重金属使冻融条件下土壤重金属赋存形态之间的转化更加复杂。冻融作用降低土壤对重金属的吸附能力，促进土壤重金属的解吸。随着冻融条件的变化，土壤对重金属的吸附/解吸能力也随之变化。此外，溶解性有机质更加利于经过冻融作用土壤中重金属的解吸释放。冻融作用不仅改变重金属在土壤中的纵向分布，引起重金属在土壤中的重排，而且促进重金属的纵向迁移，而且在迁移和重排过程伴随着重金属形态的转化。冻融作用不仅改变了黑麦草发芽和生长的生态学指标，而且影响黑麦草对重金属富集和迁移能力，这些过程受冻融条件、土壤处理方式和外源有机质的种类影响很大。冻融作用引起土壤重金属环境行为的变化与冻融作用改变土壤的物理化学和生物性质十分不开的。通过上述研究，既阐述了冻融作用引起土壤重金属环境行为变化的自然现象，同时也揭示引起土壤质量变化、地下水污染机制，这些均为生态环境保护和农业生产可持续发展提供理论依据。.关键词：冻融作用；重金属；环境行为；影响机制