1. 研究目的与意义
杨树是一个生长迅速、适应性广、抗性强的优良树种，在人工林种植中占有重要地位。在关注其经济效益的同时，我们不难发现人工林生产力下降的现象。本研究针对以上现象，对杨树人工林开展养分特征的初步研究，重点对其林下凋落物的分解和土壤矿化特征进行分析，旨在为杨树人工林的可持续经营提供理论依据和技术参考。
2. 国内外研究现状分析
养分循环是维持森林生态系统稳定和生产力的功能之一，研究树种的养分机制，可以为人工林的经营提供理论依据。武剑秋等在对不同林龄人工杨树林土壤养分变化的研究中发现，在人工林中，土壤有机质、土壤全量养分含量、土壤有效养分含量等因子在不同年龄阶段而不同，土壤速效性钾则随着林龄的增长而增长，而土壤有机质、全氮、全磷、水解性氮、有效磷表现为，随着林龄的增加，含量先增加，后降低，这表明，在杨树的幼年，对养分的积累大于吸收，随着生长，其需求逐渐增加，大于累积量。关于累积量，研究发现，杨树全年干物质积累各部位所占比例变化并不明显，且茎比例最高，枝和根次之，叶最小。几种必需营养元素在各部位变化规律不同，叶片元素含量最高。同时，几种元素全年的积累量变化不明显，其中氮积累量最高，钙次之，钾其次，磷和镁积累量最低。而在对相关树种，如桉树、马尾松等人工林进行养分特征研究时，也有类似结论。这些结果对于指导人工林施肥具有重要意义。
凋落物的分解在维持土壤肥力、促进养分平衡和生物循环等有重要作用，是人工林土壤有机质的主要来源。凋落物按其来源可分为地上部分枯枝落叶和地下部分死亡的细根，就凋落量而言，落叶通常是其主要归还部分。陈金林等在对栎林凋落物分解及磷素释放规律进行研究后发现，落叶经分解，干质量逐年下降，根的分解过程与枯枝落叶相似，不同径阶根的分解速率存在较大差异，细根分解最快，粗根的干质量残留率下降最慢。张秀娟等在相关方面也有类似发现，即认为，由于细根的寿命较短，且细根中含有大量营养物质，其死亡和分解过程释放大量营养元素，细根n、p、k的养分归还量在凋落物总归还量中占有较大比重，在林地c和养分循环中占有重要地位。刘洋等在对巨桉凋落物进行研究后发现，巨桉人工林凋落物产量随密度增大而递增，并且具有年变化规律，即5月为高峰期，1月最低。元素释放率大小顺序为mgcaknp。关于凋落物分解率，普遍认为其受环境、气候等影响也较大。
矿化作为分解过程的一部分, 是指有机质通过物理、化学和生物反应而逐渐分解的过程。氮、磷等元素必须经过矿化才能被植物直接吸收利用。土壤的矿化过程表明了土壤的潜在供养能力。不同土壤有机氮量矿化明显不同，同时，土壤有机氮含量和有机质对有机氮矿化也有影响。此外，还发现温度对各森林土壤净硝化速率影响不显著，施肥对其影响还没有达到显著水平，但是施肥后阔叶林和杉木土壤净硝化速率明显增加。增温和施肥相互作用不显著。对东北有机磷的矿化研究发现，有机磷初始含量影响其矿化率和矿化速率，有机磷初始含量愈高，其矿化率和矿化速率就愈高。随着时间的推移，有机磷含量、累积矿化率和矿化速率最终都将趋于稳定，其矿化作用和固定作用将达到一个动态平衡。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
①养分的分布特征研究，即：林木、地被物、土壤的养分分布状况解析；
②凋落物的分解和养分释放规律研究，即：枯枝、落叶、地被物、根系的分解和养分的释放特征研究；
4. 研究创新点
目前的研究尚未具体解决杨树人工林生产力衰退的问题，此研究目的在于弥补研究盲区，为实际生产提供了理论基础。
