1. 研究目的与意义
杨树（Populus）具有生长快、成材早、产量高、易于更新的特点，是世界中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一。据统计，我国杨树人工林总面积已达700多万公顷，虽然我国杨树人工林面积居世界第一，但在今后相当长的一段时间内仍将面临木材总量供给不足的矛盾。提高单位面积林地上的木材生产力和生物生产力是目前林业生产中急需解决的问题。但是，随着短轮伐期经营模式的大量实施和多代连栽制度的施行，杨树人工林生产力下降、地力衰退现象逐年显现。
国内外各国学者对不同树种人工林地力衰退的原因众说纷纭，先后提出养分亏缺、土壤中毒、土壤酸化等数十种假说。目前国内外对人工林地力衰退进行了很多研究，取得了许多研究资料，但由于种种原因，人工林地力衰退机理尚不清楚。本研究试图从杨树人工林凋落物入手，调查凋落物的数量和质量变化规律，从养分循环角度探明凋落物在杨树人工林地力维持中的作用。
2. 国内外研究现状分析
从研究的内容来看，杨树人工林凋落物研究主要集中在凋落物的功能、分解及凋落物与土壤的关系；从研究的植物种类来看，主要集中在松科和杉科，特别是马尾松、杉木、油松等已有大量的文献报道；从研究的水平来看，大多属于形态和生理水平，分子水平研究较少。
森林凋落物是指森林生态系统内，由生物组分产生的并归还到林表地面，作为分解者的物质和能量的来源，借以维持生态系统功能的所有有机物质总称。森林凋落物是森林生态系统的重要组成部分，是森林生态系统物质循环的重要环节，它不仅对森林资源的保护和永续利用起着重大作用，而且还对涵养水源和水土保持具有重要意义，所以，森林凋落物是森林生态学、森林土壤学、森林水文学、生物地球化学及环境化学等学科的重要研究内容之一。在国外，早在1876年德国学者e.ebermayer在其经典著作森林凋落物产量及其化学组成中便阐述了森林凋落物在养分循环中的重要性，而后，有许多学者先后对世界范围内的森林凋落物进行了大量的研究、报道和总结。我国自60年代开始进行这方面研究，80年代有较大发展，有的林区和定位站还同时开展了凋落物的化学成分及分解速率的研究，以探索森林生态系统的物质循环节律、森林与土壤的关系及森林的自肥机制等。
凋落物中各种养分元素的含量对土壤肥力具有重要作用。在林木生长过程中，凋落物所含的营养元素经腐解释放后归还给土壤，这是森林生态系统循环的主要形式。研究表明：森林通过凋落物向林地归还大量元素，其中有n、si、fe、al、p、k等。凋落物分解过程中，随着有机物的降解，各营养元素逐步被释放，所以凋落物中养分总量不断减少。但某种元素的相对含量在分解过程中可能变大或变小。据david、madear和daniel等人报道：当凋落物中某种元素的释放速率低于凋落物的干重损失时，元素的含量就会上升，反之，下降。一般来说，凋落物中n、p和k含量的月变化幅度大于ca和mg，这是由于林木凋落物中n、p和k会迁移至其他组织，致使其含量下降，而ca和mg由于不易移动，其含量月变化幅度较小。当出现强降雨和强风等灾害性天气时，一部分新生组织以凋落物形式从林木本身脱离，也可能影响各养分元素的月变化幅度，使得各养分元素的月动态变化表现较平缓。从凋落物各组分的n、p和k含量来看，凋落枝中含量明显低于叶、有性繁殖器官和其他组分，这与林木组织中枝的n、p和k含量本来就比其他组分低有关。
3. 研究的基本内容与计划
1.杨树人工林凋落物生物量变化规律研究；
2.杨树人工林凋落物养分含量变化规律研究；
3.杨树人工林各种凋落物的氮、磷、钾、钙、镁等养分分解特征研究；
4. 研究创新点
目前的研究主要针对杨树人工林生产力和养分循环的关系，尚未弄清杨树人工林凋落物生物量及其养分动态，本项目即填补了空白。
