针对三北防护林带成过熟的问题,为了更优发挥农田防护林的防护效益、生态效益与经济效益,以黑龙江省西部常见树种农田防护林为研究对象,首先通过解析木实测法,对比分析了不同树种防护林的生长过程及规律；在此基础上,通过对杨树防护林带的数量成熟、初始防护成熟、终止防护成熟以及经济成熟的研究,综合确定了研究区杨树防护林带的更新林龄。同时,以杨树农田防护林更新后的落叶松、水曲柳和云杉林带为研究对象,通过土壤密度、孔隙度、三相结构、pH值及有机质的测定和分析,研究了不同更新模式防护林带对土壤结构和化学性质的影响规律,以期为该区农田防护林更新提供理论基础。研究结果表明：由于杨树的速生性,各生长因子的累积生长量均高于樟子松、落叶松、云杉,其树高速生期在3a～7a,在第13a后树高生长速度变缓；胸径速生期在5a～8a,在第11a后生长速度开始变缓；材积速生期生长量5a～10a,在18a后开始变缓；落叶松其树高速生期在5a～10a,在第15a后树高生长速度变缓,胸径速生期在4a～10a,在第13a后生长速度开始变缓,材积速生期生长量5a～18a,樟子松速树高生期在7a～11a,在第19a后树高生长速度变缓,胸径速生期在6a～12a,在第14a后生长速度开始变缓,材积速生期生长量10a～21a；云杉树高速生期在8a～10a,在第18a后树高生长速度变缓,胸径速生期在10a～13a,在第20a后生长速度开始变缓,材积速生期生长量7a-22a。基于杨树材积平均生长量与连年生长量的分析,判断其防护林的数量成熟龄为10a；基于杨树树高平均生长量与连年生长量的分析,判断初始防护成熟龄为8a；通过不同林龄杨树防护林不同防护距离内玉米作物光合生理指标的分析,判断终止防护成熟龄范围在20a-30a,采用净现值(NPV)法获得其经济成熟龄为23a。结合研究区实际情况,建议将杨树防扩林带的更新龄确定为23a-25a,在此林龄阶段采伐更新,可使其防护效益、生态效益与经济效益最优。以杨树农田防护林更新后的防护林带对土壤性质的改良作用有所差异：落叶松林带和水曲柳林带对土壤密度的改善效果显著优于云杉；落叶松林带的表层和平均总孔隙度最大,但水曲柳林带非毛管孔隙度和云杉林带毛管孔隙度的比例分别最高；综合评价,水曲柳林带的土壤三相结构最优、pH值最接近本底值,有机质含量最高,对土壤的改善效果最显著；而云杉林带的土壤三相比例最差、落叶松林带的pH值和有机质含量最低,对土壤改良的作用相对较差。