该文在综合国内外农林复合系统研究以及结构优化技术研究的基础上,在土地单元间和土地单元内两个尺度上,植物材料选择、尺寸结构优化、拓扑结构优化以及优化模式评价四个层次,对三峡库区的农林复合系统结构优化进行了理论以及定量研究.将冠层几何学、嫩枝、叶片及细根分解速率定量测定应用于农林复合系统植物材料选择,将分形理论应用于植物材料研究及系统模拟,并筛选出板栗、茶树、银合欢、紫穗槐等以农为主的农林复合系统的植物材料;杜仲、枫杨、丛竹、栋类、日本落叶松等退耕还林(草)坡耕地森林植被定向恢复农林复合植物材料.通过土地单元间农林复合系统土壤呼吸以及土壤水分、养分等常规测定,筛选出林地—经济林—梯地、坡耕地—林地—经济林2种拓朴结构的土地单元间农林复合系统,并提出了生物带、生物埂功能调控技术.通过对土地单元内农林复合优化模式的研究,筛选出油菜(小麦)—玉米—红薯+金荞麦×紫穗槐复合埂、油菜(小麦)—玉米—红薯+银合欢埂等应用于梯化坡耕地的农林复合系统优化结构模式;油菜(小麦)—玉米—红薯+金养麦×紫穗槐复合带、油菜(小麦)—玉米—花生+金养麦×茶复合带等应用于坡耕地的农林复合系统结构优化模式;脐橙+金荞麦茶树复合埂、脐橙+金荞麦埂等应用于坡地柑桔的农林复合系统结构优化模式、对低效林地进行农林复合经营改造的马松+栎类+茶树带农林复合系统优化模式、对低效茶园进行农林复合经营改造的茶+农+杉复合系统模式.