冻融循环是一种土壤温度不断在冰点附近波动造成土壤冻结融化的现象，其对土壤的结构、营养元素与微生物群落的影响已经为国内外研究者所普遍认同。普遍发生于高纬度或高山地区。其中氮素作为土壤中重要的营养元素，其在冻融后的形态与在土壤中的分布变化规律，占据了冻融循环对土壤的影响研究中的重要地位，研究成果十分丰富。地下水作为重要的水资源在人类生活生产中不可忽视。由于农业生产对化肥等的不合理利用与化肥较难的为作物所吸收的特点，对地下水水质的恶化造成了巨大的危害与潜在风险。而目前关于氮素对地下水水质的影响研究主要集中于农作物生长期（主要为3月末到11月末），对冬歇期土壤氮素对地下水水质的影响研究较为缺乏。为研究冻融环境下土壤和浅层地下水之间，铵氮、硝酸氮的相互作用机理和模拟、评价冻融循环对地下水铵氮、硝酸氮的贡献提供理论依据，本文通过实验室模拟冻融循环条件，研究不同冻融循环条件下，水稻田和玉米田土壤中，铵氮和硝酸氮在土壤中发生的转化、吸附和垂向迁移的行为，探讨其在迁移转化过程中可能对地下水水质造成的影响。研究内容主要包括以下几个部分：以长春市双阳区黑顶子水库下游的水田、旱田土壤为研究对象，检测不同冻融次数，不同深度对两种土壤铵氮、硝酸氮的动态响应规律。冻融作用下硝酸氮和铵氮均产生了显著增加，且最大变化幅度出现在初次冻融时。铵氮的转化量：旱田普遍大于水田中铵氮的转化量，同时，水田和旱田的铵氮的初始值与转化量均随着深度的增加而减少。硝酸氮的转化量：水田硝酸氮的初始值和转化量随着深度的增加而减少，旱田则相反。可见，冻融循环作用会影响土壤硝酸氮、铵氮的转化，且影响程度与土壤类型和土壤深度密切相关。实验模拟不同冻融条件下，检测土壤在不同冻融阶段对铵氮、硝酸氮的吸附能力的变化规律，探讨两种土壤对铵氮、硝酸氮吸附等温线变化规律。研究表明，冻融前后，土壤与铵氮、硝酸氮的吸附等温线未产生显著差异。不同深度的土壤铵氮和硝酸氮的吸附差异不大。土壤对铵氮和硝酸氮阻滞作用变化不大。实验模拟在不同的冻融循环阶段土壤水分的分布、运移的情况，检测土壤结构的变化情况与入渗水量的变化。冻融作用会造成土壤含水率呈现倒S分布，渗透性的增加，且增加的幅度较高，这主要由于土壤中孔隙结构变形，孔径变大以及孔隙的重新分布冻融循环后，不论是水田还是旱田，其渗出液中铵氮的浓度和硝酸氮的浓度整体上要稍低于对照组渗出液的浓度，但渗出液中铵氮、硝酸氮向下迁移量要比对照组的总量高出180%左右。这表明冻融作用会增大土壤向地下水释放硝酸氮和铵氮的风险。