随着季节的交替，我国东北地区土壤会经历反复的冻融循环，这一过程会影响土壤性质，进而改变土壤中污染物的迁移与转化。目前，国内外学者已经开展了关于冻融作用对土壤理化性质及重金属迁移转化影响的研究，并取得了一些成果。但是，在冻融作用下，探讨外源有机质对土壤中重金属形态转化的影响及其相关机理方面的研究还鲜见报道。然而这些内容对于治理土壤重金属污染和指导农业生产具有重要理论和现实意义。本论文选择东北地区典型耕地土壤——黑土和棕壤为供试土壤，采用室内模拟法，研究了冻融作用下外源有机质(秸秆和污泥)对土壤重金属Pb和Cd形态转化的影响，获得如下研究结果：进入土壤中的外源重金属Pb以残渣态含量最高，Cd以交换态含量最高，且冻融条件下重金属在土壤中形态分布规律与其在未冻融条件下相似。但是，冻融作用仍然会使土壤中重金属赋存形态之间发生少量转化，从而影响了土壤中重金属稳定性。随着冻融频次和土壤含水率的增加以及冻结温度的降低，交换态和有机结合态含量减少，碳酸盐结合态含量增多；铁锰氧化物结合态的含量则随冻融频次的增加而增加，随土壤含水率的增加和冻结温度的降低而减少。与黑土相比，棕壤中Pb和Cd的交换态、碳酸盐结合态以及铁锰氧化物结合态的含量较高，所以棕壤中重金属活性较高。冻融作用能够显著破坏黑土中的大团聚体，降低黑土的pH和阳离子交换量(CEC)，增大其氧化还原电位（Eh）；冻融作用对黑土中总有机质含量影响不大，但能够提高黑土可溶性有机质（DOM）含量，降低微生物量碳，抑制荧光素二乙酸酯(FDA)水解酶、纤维素酶和过氧化氢酶的活性，提高蛋白酶活性。不同冻融条件对黑土性质的影响存在差异。随着冻融频次和土壤含水率的增加，大团聚体被破坏的程度加剧，pH、CEC和DOM含量逐渐增大，酶活性略有升高，Eh和微生物量碳减少；随着冻结温度的降低，土壤pH增加，CEC和酶活性降低。冻融作用引起土壤重金属各形态含量及其之间的转化主要是因为由冻融作用下土壤物理、化学和生物学性质发生改变的综合作用。冻融作用下，添加固态污泥和秸秆均能降低土壤Pb和Cd的交换态含量，提高Pb和Cd的碳酸盐结合态含量。但对Pb和Cd的铁锰氧化物结合态、有机结合态以及残渣态含量的影响不同：污泥使Pb的铁锰氧化物结合态和有机结合态含量降低，残渣态含量升高，使Cd的铁锰氧化物结合态和有机结合态含量升高，残渣态含量降低；秸秆使Pb的铁锰氧化物结合态含量降低，有机结合态和残渣态含量升高，使Cd铁锰氧化物结合态和有机结合态含量升高，残渣态含量降低。与黑土相比，污泥和秸秆对棕壤中Pb和Cd的碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态影响更大。冻融作用下，添加污泥和秸秆DOM对重金属形态的影响与上述研究结果基本一致。添加固态污泥和秸秆能够提高冻融作用对土壤团聚体的破坏程度，增加土壤有机质、DOM和微生物量碳的含量，提高土壤酶活性。然而，污泥和秸秆对土壤pH的影响不同，污泥则降低了土壤pH，秸秆引起土壤pH升高。与黑土相比，外源有机质的添加能够增强冻融作用对棕壤团聚体的破坏作用，使土壤DOM含量增大，FDA水解酶和蛋白酶的活性提高。固态污泥和秸秆引起重金属形态变化的主要原因是秸秆和污泥改变了土壤性质，而且污泥和秸秆DOM对Pb和Cd具有较强的络合作用。