重金属Cd在土壤中的赋存形态直接影响着Cd在土壤中的生物有效性和毒性,在一定程度上决定着Cd在土壤中的真实污染程度。季节性冻融是北方地区常见的气候现象,冻融作用能改变土壤结构、颗粒大小等物理性质,从而间接影响Cd在土壤中的形态转化。本文以沈阳地区的典型土壤—棕壤作为供试土壤,采用人工控温的方法对不同冻结温度、不同含水量条件下的土壤进行冻融交替处理,测定冻融处理后棕壤团聚体的粒径分布及其中重金属Cd的赋存形态,探讨冻融作用对棕壤团聚体稳定性及其中重金属Cd赋存形态转化的影响。得到的主要结论如下:(1)棕壤经过冻融作用后,可变电荷量显著降低(P<0.05);但当冻结温度低于-20℃时,可变电荷量降低不明显;冻融作用促进了棕壤有机质含量的增加(P<0.05),但冻结温度对棕壤有机质含量影响不显著,当棕壤含水量大于田间持水量的40%时,含水量对有机质含量影响不显著。(2)土壤经过不同冻结温度处理后,>2 mm团聚体粒径所占比例显著增加(P<0.05),1-2mm、0.25-0.5mm和<0.25mm团聚体粒径所占比例明显降低(P<0.05),0.5-1 mm团聚体粒径所占比例变化不显著。在一定冻结温度(-20 ℃)条件下,>2 mm团聚体所占比例随着土壤含水量的增加而增加,0.5-1 mm和0.25-0.5 mm团聚体所占比例随着含水量的增加而减少,1-2 mm团聚体所占比例在土壤含水量为田间持水量的40%时最大,<0.25 mm团聚体所占比例在土壤含水量为田间持水量的30%时最大。(3)棕壤经过冻融处理后,扫描电镜结果显示土体出现了"抱团"现象,增加了土样颗粒之间的团聚能力。当棕壤含水量达到田间持水量的60%时,团聚体稳定性达到最大,但不同冻结温度对团聚体稳定性影响不显著。(4)与未冻融土壤相比,土壤经过不同冻结温度处理后>2mm、1-2mm和0.5-1 mm团聚体粒径中重金属Cd的含量明显增加(P<0.05),0.25-0.5 mm和<0.25 mm团聚体粒径中重金属Cd所占比例明显降低(P<0.05),冻融作用促进了 Cd在土壤大团聚体中的富集,降低了 Cd的环境风险。(5)与未冻融土壤相比,经过冻融处理后棕壤中交换态Cd和有机结合态Cd含量降低,铁锰氧化物结合态Cd与残渣态Cd含量增加。随着冻结温度的降低,交换态Cd含量呈现先增加后降低的趋势,铁锰氧化物结合态Cd和有机结合态Cd含量先降低后增加,残渣态Cd含量逐渐降低,但当温度降低到-20 ℃时,残渣态Cd含量不再降低。(6)冻融作用对棕壤团聚体中重金属Cd的形态转化有显著影响(P<0.05)。与未冻融土壤相比,在不同团聚体粒径中不同冻结温度均使交换态Cd和有机结合态Cd含量降低,铁锰氧化物结合态Cd与残渣态Cd含量增加。