土地风沙化是影响黄河故道区生态环境与社会经济持续发展的重要问题,目前杨农间作已成为该地区治理土地风沙化的重要措施之一。为探索已有杨农间作模式的生态经济效益,本文以临清市黄河故道风沙化土地不同模式杨农间作林地为研究对象,通过野外调查、定位观测和室内分析测试相结合的方法,研究了不同杨农间作模式的小气候效应、土壤改良效应,探讨了间作作物产量和杨树生长状况及其综合经济效益。主要研究结果如下:(1)杨农间作改善小气候效应明显。与对照相比,杨农间作可有效地降低风速,有助于减少土壤风蚀,而且有间作物林地的防风效能较无间作物林地大,杨麦间作的优于其他间作林地的,夏季的高于春秋季的;同一间作模式,防风效能随着林龄增加而增强。杨农间作林地对气温具有明显的调节作用,可降低日平均气温,减小气温日较差;杨农间作具有减少低温和干热风危害的功能,在日出前有保温作用,4月和10月表现尤为明显,而在白天有降温作用,以7月最为明显。不同土层日平均地温及其日变幅均小于对照,且随深度增加日变幅的波动也变小;日平均地温在4月和7月呈土层随深度增加而降低,而在10月则随土层深度增加而增大。杨农间作能够增加空气相对湿度,而且随林龄增加,增加空气相对湿度的作用增强。(2)杨农间作能够改善土壤理化性状。杨农间作林地各土层的土壤容重均小于对照,尤以0～20cm土层差异明显,由对照的1.39g·cm-3降低为间作林地的1.26～1.28g·cm-3,而各间作模式间容重的差异不明显,均表现为由上向下增加的趋势。各间作林地土壤总孔隙度均高于对照,且0～20cm土层的总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度高于下层,随林龄增加,土壤各层毛管孔隙度和总孔隙度都有增大的趋势。相比对照沙地,各间作林地的土壤粘粒含量增加,沙粒含量减小,但颗粒组成仍以d=0.25～0.05mm径级为主。各间作林地pH值减小,其他化学指标增加,不同间作林地间土壤全氮、全磷、速效钾含量差异显著。随林龄增加,各间作地土壤有机质、全氮和速效钾含量有一直增加的趋势,而全磷、速效氮和速效磷在间作作物期间一直增加,不间作作物后又有所减小。(3)杨农间作影响林木生长量和间作物产量。不同间作模式杨树的胸径、株高和单株材积与林地蓄积量不同,但差异不明显。4a杨树的林木蓄积量由大到小的顺序为:杨豆间作(49.22m3·hm-2)>杨麦间作(48.56m3·hm-2)>杨苗间作(47.75m3·hm-2)>杨棉间作(46.40m3·hm-2)。以杨麦间作为例,随林龄的增加,杨树林木生长量增加明显,8年生杨树林木蓄积量达到191.82m3·hm-2,是4年生杨树的3.95倍,2年生的14.35倍。4种间作模式的林木年产值及总产值随林龄增大而增加,但增长幅度随林龄增加而减小。与单作农田相比,间作林地内农作物平均产量降低,间作农作物的年收入呈逐年下降的趋势,间作三年期间,小麦分别减产4.35%、27.12%和62.43%;花生减产9.95%、19.90%和39.81%;大豆减产9.91%、35.91%和61.91%;而棉花第二、第三年减产30.18%和52.17%。第三年时,各林地林下间作作物都大幅度减产,因此三年后林地内不宜继续间作作物。(4)不同杨农间作模式的经济效益差别明显。静态和动态的经济效益评价均表明,杨农间作林地以8年为轮作期的经济效益高于以4年为轮作期的经济效益。8年林龄间作林地的投入产出比达9.64,为4年林龄间作林地为5.18;8年林龄间作林地中每100元投入所能带来的利润达864元,是4年林龄间作林地的2.07倍;8年林龄间作林地的投入产出比达7.42,为4年林龄间作林地投入产出比(4.93)的1.51倍,因此,杨农间作以8年为轮作期具有更大的投资回报效率。综合比较表明,4种间作模式中,杨豆间作系统中杨树生长状况最好,木材材积量最大;杨麦间作模式采用小麦和花生轮作,能够取得最高的作物产量和收益;杨苗间作模式具有最好的生态防护效益和综合经济效益。