上世纪70年代在冀西北坝上地区营造的大量杨树防护林，在防风固沙、保持水土、调节气候、保护农田生态系统等方面发挥着重要作用。但是，近年来，该地区的杨树防护林相继出现了明显的衰退现象，林木大面积枯死，林分防护功能明显下降。本研究以河北省张北坝上杨树防护林为主要研究对象，结合野外调查与室内实验分析，明确该地区杨树防护林的生长及退化特征，并从土壤理化性质、根系分布、气候及杨树品种差异等方面对防护林退化原因进行分析，为该地区防护林的改造及经营提供科学依据。主要结论如下:　　(1)防护林的枯稍率和死亡率与林分平均胸径呈正相关关系。林分平均胸径越大，年龄越大，林木枯梢、死亡现象越明显，退化程度越严重。　　(2)张北县杨树防护林的退化程度与树种有关。小叶杨的平均枯梢率最高，青杨居中，北京杨最低，由小叶杨构成的防护林退化更为严重。　　(3)近50年来，张北县年平均降水量变化趋势基本稳定，而年平均气温呈现较明显的上升趋势，导致张北县气候有干旱化的趋势，这是导致该地区杨树防护林退化的原因之一。　　(4)在土壤硬度较高和有钙积层分布的地区，杨树防护林退化程度更为严重。钙积层主要分布于10～40 cm土层中，坚硬紧实，其持水能力和透气能力均低于普通土壤层。张北坝上地区土壤养分含量整体偏低，但防护林的退化状况与多数土壤养分含量并没有明显的相关性。　　(5)在无钙积层和有钙积层的土壤中生长的杨树，其根系水平分布和垂直分布范围均比樟子松和榆树小。杨树根系分布较榆树（Ulmus pumila）和樟子松（Pinussylvestris var.mongolica）更浅、细根更少，并且垂直伸展的主根和副主根很少，但有一定数量的水平根。榆树和樟子松细根多、根系伸展范围更广，更深，在张北坝上地区，樟子松和榆树的比杨树更能适应该地区的干旱环境。　　(6)坝上地区杨树防护林受气候干旱化、土壤以及树龄等因素的共同影响。该地区气候干旱化趋势明显，杨树受到严重的干旱胁迫，同时受自身根系空间分布限制，不能从深层土壤得到水分的补充，导致树体缺水，抵抗力降低，以至于使其容易受到溃疡病的和腐烂病的感染，导致杨树干枯死亡。年龄大的杨树生长势较弱，在干旱条件下更易受到病害的侵染，因此死亡率更高。