为了提升寒区农业水土资源利用效率，构建冻融农田水土环境健康循环模式，本书以黑龙江省松嫩平原典型黑土区作为研究对象，以寒区农田水土环境低碳、绿色、可持续生产为目标，采用室内机理探索、大田试验验证、区域尺度推广相结合的研究方法，系统地探索了冻融土壤水、热、养分环境响应机制及协同调控技术。全书共十章，主要内容包括农田冻融土壤物理特征参数分析、农田冻融土壤水热状况及能量传输机制、农田冻融土壤水热复杂性特征识别、农田冻融土壤水热盐协同运移理论及过程模拟、农田冻融土壤碳氮循环转化机理及伴生过程、作物生育期土壤环境演变机理及综合效应等内容。 本书可供农业水土工程、环境科学与工程、水文学等领域的科研人员、教师和管理人员参考，也可作为相关专业研究生的学习参考书。

前言
第一章 寒区农田土壤生境理论概述
第一节 寒区土壤冻融过程概述
第二节 冻融作用对土壤物理参数的影响
一、土壤团聚体
二、土壤孔隙结构与土壤容重
三、土壤导水性
第三节 冻融土壤水热盐迁移过程
一、冻融土壤与外界环境的能量交换过程
二、土壤水分传输及融雪水入渗
三、冻融土壤盐分协同运移过程
第四节 冻融土壤碳氮循环协同效应
一、土壤碳素循环
二、土壤氮素循环
第五节 冻融土壤外源调控技术
一、生物炭对农田冻融土壤环境的影响
二、秸秆对农田冻融土壤环境的影响
第六节 技术路线
参考文献
第二章 研究区概况
第一节 区域黑土概况
第二节 自然地理概况
一、地理位置
二、气候类型
三、场地布置
第三节 土壤质地类型及植物覆被状况
一、土壤质地类型
二、植物覆被状况
第四节 河流水系及水文状况
一、河流水系状况
二、水文状况
参考文献
第三章 农田冻融土壤物理特征参数分析
第一节 概述
第二节 冻融土壤团聚体稳定性
一、试验方案
二、数据指标测定
三、土壤团聚体粒径分布
四、土壤团聚体稳定性分析
第三节 冻融土壤三相比例与孔隙结构
一、试验方案
二、数据指标测定
三、宏观土壤结构变化
四、土壤孔径分布特征
五、冻融对土壤收缩特征的影响
六、土壤胀缩特性
第四节 冻融土壤水分特征变化
一、试验方案
二、数据指标测定
三、土壤保水性变化特征
四、土壤导水性变化特征
第五节 冻融土壤通气性
一、试验方案
二、数据指标测定
三、土壤呼吸强度
四、土壤气体传输性能
第六节 冻融土壤导热性
一、试验方案
二、数据指标测定
三、土壤热特性参数变化分析
四、土壤热性能影响因素分析
参考文献
第四章 农田冻融土壤水热状况及能量传输机制
第一节 概述
第二节 冻融土壤水热时空演变规律
一、试验方案
二、测定内容及方法
三、土壤冻结过程差异性分析
四、土壤冻结过程水热变异特征
五、覆被-土壤水热变异敏感性因子识别
第三节 冻融土壤水热变异特征识别
一、分形理论概述
二、土壤水热环境变异特征分析
三、土壤水热活动范围界定
第四节 冻融土壤能量传输特征
一、冻融土壤能量传递概述
二、冻融土壤能量计算理论方法
三、土壤热量时空分布特征
第五节 冻融土壤热量周期性分析
一、土壤能量周期监测方法
二、土壤能量变化趋势
三、土壤能量周期性识别
第六节 冻融土壤热量传递机理研究
一、土壤热量传递响应因子识别
二、土壤热量传递函数构建
三、土壤热量传递响应关系分析
参考文献
第五章 农田冻融土壤水热复杂性特征识别
第一节 概述
第二节 冻融土壤系统复杂性特征识别理论
一、小波变换信息量系数
二、近似熵理论
三、符号动力学
第三节 基于小波变换信息量系数的水热复杂性特征研究
一、基于WT-ICF的土壤含水量复杂性特征研究
二、基于WT-ICF的土壤温度复杂性特征研究
第四节 基于近似熵理论的水热复杂性特征研究
一、基于ApEn的土壤含水量复杂性特征研究
二、基于ApEn的土壤温度复杂性特征研究
第五节 基于符号动力学的水热复杂性特征研究
一、基于LZC的土壤含水量复杂性特征研究
二、基于LZC的土壤温度复杂性特征研究
第六节 冻融土壤水热复杂性特征对比分析
一、不同深度土壤含水量序列复杂性综合测度分析
二、不同深度土壤温度序列复杂性综合测度分析
参考文献
第六章 农田冻融土壤水热盐协同运移理论及过程模拟
第一节 概述
第二节 冻融土壤水热响应因素分析
一、试验方案
二、积雪覆盖对土壤温度的影响
三、积雪覆盖对地-气之间温差的影响
四、土壤热状况对气象因素的响应
第三节 冻融土壤水热耦合互作机理
一、试验方案
二、冻结期土壤水热互作效应
三、融化期土壤水热互作效应
第四节 冻融土壤水热耦合迁移模型
一、冻融土壤水热耦合迁移模型构建
二、冻融土壤水热耦合迁移模型参数确定
三、冻融土壤水热耦合迁移过程数值模拟
第五节 冻融土壤水盐传输扩散机制
一、试验方案
二、冻融期土壤盐分迁移特征分析
三、冻融期土壤水盐协同关系分析
第六节 冻融土壤水热盐协同运移关系表征
一、试验方案
二、冻结土壤水热盐迁移响应之间的关系
三、冻融土壤水分积累影响因素
四、水盐协同运动的影响因素
参考文献
第七章 农田冻融土壤碳素循环转化机理及伴生过程
第一节 概述
第二节 冻融土壤碳形态转化特征
一、试验方案