人口增长、资源消耗、环境污染等影响着经济增长和人民的生活，农林复合系统是一种可持续的土地利用和农业发展模式，不仅可以高效利用光、热、水、肥、土等资源，提高系统的生产力，同时还可以保护环境，促进生态的良性循环。由于农林复合系统是将多年生的乔木或灌木引入单一物种的农田生态系统中，将改变农田系统的土壤水分、养分的时空变化，进而影响与其间作的作物对土壤水分、养分利用特征的改变，影响系统生产力。充足的水分、养分的供给是作物稳产高产的主要因素之一，因此探明农林复合系统中土壤水分、养分的时空变化及作物水分、养分利用特征，对于农林复合系统管理及其可持续性评价具有举足轻重的作用。本试验以河北省景县主要种植模式幼龄杨树和小麦-玉米复合系统和小麦-玉米单作系统为研究对象，通过2003-2005年试验设计，系统测定了农林复合系统和单作系统中土壤水分、养分的时空变化、幼龄杨树对小麦和玉米生长的影响及农田土壤肥力的变化趋势，旨在为农林复合系统管理提供一定的理论依据，同时分析此农林复合系统在黄淮海平原的可持续性。取得如下一些主要结论： 1)1～2年树龄农林复合系统对小麦和玉米株高没有影响，小麦的生物量也没有显著变化，但玉米生物量与单作相比，在施肥与不施肥条件下分别降低了37.2％和30.7％。1～2年树龄杨树间作小麦其产量有所增加，间作玉米产量降低31.3％～33.7％。而3～4年杨树间作小麦的产量减少了36.9％～42.5％，间作玉米产量降低了80.8％～87.4％，且距树越近产量越低。产量因子分析表明，杨树对小麦产量的影响主要为穗数，随着杨树的生长，对玉米的影响表现不一样，由穗粒数逐渐转变为穗数。 2)幼龄杨树对小麦和玉米植株中N、P、K浓度都没有较大的影响，而且对小麦植株中N、P、K吸收也没有显著影响，但显著降低了玉米植株中N、P、K的吸收。同时农林复合系统中小麦植株中N向子粒的转移比例相对较高，P和K相对较低，玉米植株中N、P、K转移效率也分别低于单作。杨树对玉米植株中N、P、K吸收的影响主要是玉米生物量的变化引起的，而玉米生长季光照的限制是其生物量形成最主要的限制因子。 3)施肥与不施肥条件下，农林复合系统中小麦蒸发蒸腾量(ET)分别比单作系统减小6.11％和3.74％，幼龄杨树在小麦生育期内对农田土壤水分没有产生负效应。但在玉米生长季，随着杨树冠层增大，系统ET不断提高，整个生长季在施肥和不施肥条件下，分别比单作增加了11.5％和12.0％，农林复合系统中杨树对农田土壤水分产生负效应。 4)农林复合系统能够降低深层土壤硝态N浓度。小麦和玉米收获后，在传统施肥的情况下，1m土体内累积的硝态氮分别比单作降低了29.8kgha-1和47.9kgha-1，农林复合系统由于杨树的存在增加了总N投入的使用，分别为13.2％和21.3％。农林复合系统有效地利用了土壤N素养分，减少N的损失，从而降低了地下水硝态N污染的风险。但农林复合系统由于树根的周转循环，显著增加了深层土壤全N和有机C含量，分别为24.0％～43.3％和28.9％～84.5％，另外农林复合系统由于改变了土壤孔隙度，增加了土壤剖面速效P和速效K的累积。