土壤颗粒及颗粒间孔隙的不同排列形式为土壤结构。土壤结构是维持土壤功能的基础,也是影响侵蚀过程的重要因素。东北黑土区属中纬度地区,春季解冻期土壤存在融化层与冻土层的周期性变化,该周期性变化对土壤结构产生强烈的影响。介于此,本研究以东北黑土区典型黑土为研究对象,利用CT技术结合图像处理方法以及Le Bissonais法,考虑冻融循环次数和土壤含水率两个影响因素对土壤孔隙特征和团聚体稳定性进行分析。以期为季节性冻融作用对黑土结构的进一步研究奠定基础,为阐明冻融侵蚀机理以及寒区农田的合理利用提供依据。本研究中,对大于1.25 mm的原状土体孔隙的研究结果表明,在15次冻融循环内,土壤孔隙度随冻融循环次数的增多不断增大,在7次冻融循环后增长显著;随着冻融循环次数的增多,孔隙数量减少、加长孔隙度增大、孔径增大;冻融作用使孔隙出现大量分支,冻融循环次数越多分支占比越大。在冻融温差一定时,冻融作用下高含水率土壤比低含水率土壤的上述孔隙特征变化幅度大。对大于3.25μm团聚体孔隙的研究表明,团聚体的孔隙度随着冻融循环次数的增多而增大,在15次冻融循环后趋于稳定;瘦长型孔隙度占比增加,规则与不规则孔隙度趋势相反;>100μm孔隙度不断增大;孔隙连通性在7次冻融循环后显著改善;孔隙节点数量随冻融循环次数的增加而增多;孔隙数量和分形维数无显著性变化。高含水率对团聚体孔隙结构影响较为显著,但40%含水率与30%及50%含水率规律性不完全一致,有待进一步探究。此外,对冻融条件下原状土破碎程度的研究表明,在反复的冻融过程中,粒径小于5 mm的团聚体含量增加,大团聚体破碎成小团聚体的现象明显。含水率对粒径分布存在一定影响,即高含水率下的大团聚体破碎现象更为显著。在快速湿润（FW）及预湿润震荡（WS）两种处理方法下,对5～7 mm团聚体稳定性的研究表明,随着冻融循环次数的增加,微团聚体含量增加,大团聚体含量减小,平均重量直径（MWD）减小,变异性(K_var)降低。相同冻融循环次数下,50%含水率比30%和40%含水率对团聚体稳定性指标影响更大。孔隙特征参数与稳定性之间存在相关关系。团聚体孔隙特征参数中孔隙度、>100μm孔隙度和瘦长型孔隙度与团聚体稳定性成负相关关系;规则孔隙度、不规则孔隙度、<100μm孔隙度、欧拉值和孔隙数量与团聚体稳定性成正相关关系。论文主要创新点在于结合CT技术对土体及团聚体内部进行无损扫描,利用图像处理技术实现土体内部结构的三维可视化,使土壤孔隙结构研究得以定量化。孔隙特征与稳定性是描述土壤结构的重要因子,探究孔隙特征对稳定性的影响这一新思路的开展及完善尤为重要。对土壤孔隙的各项指标全面的定量化分析为土壤结构的深入研究提供了方法,也为土壤水分与气体存储和运移的研究提供了新思路。