在黄土高原生态恢复重建过程中，土壤养分及化学计量特征是评价黄土区植被恢复效应的有效途径。该文以典型半干旱黄土小流域3种恢复方式下（天然荒草、自然恢复、人工恢复）的5种植物群落（长芒草群落、赖草群落、苜蓿群落、柠条群落、山杏群落）不同深度的土壤（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）为研究对象，利用方差分析及线性回归法分析土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）含量及化学计量比的垂直变化特征，并探讨各指标间的耦合关系。结果表明：（1）群落类型和土壤土层深度对土壤SOC、TN、TP均有显著影响，土层深度还显著影响土壤TK的分布，但两者交互作用只对TN含量有显著影响。0～20 cm土层中，土壤SOC、TN含量表现为柠条灌丛显著高于长芒草、赖草、苜蓿和山杏群落（P<0.05）。（2）在土壤垂直剖面上，除C:N随土层加深而增加外，其他土壤化学计量比均随土层加深而逐渐降低。在0～20 cm和20～40 cm的土层中，土壤C:N表现为赖草群落显著高于长芒草、苜蓿、柠条和山杏群落（P<0.05），而土壤C:P、N:P、N:K均表现为人工恢复柠条群落最高；在40～60 cm的土层中，山杏土壤C:K显著低于长芒草、赖草、苜蓿和柠条群落（P<0.05）。（3）不同群落土壤SOC、TN、TP、TK含量彼此间呈正相关关系，其中，SOC含量与TN含量、TN含量与TP含量、SOC含量与TP含量、TN含量与TK含量在5种植物群落中均达到显著正相关（P<0.05）。土壤C:P与C:K、C:K与N:K、N:P与N:K间均具显著正相关关系（P<0.05）,C:N与N:P、C:N与N:K、P:K与C:P、P:K与N:P间均呈负相关关系。综合来看，不同植物群落土壤SOC、TN、TP、TK含量均随土层加深而逐渐降低，人工恢复柠条生态化学计量特征综合更强，更有利于改善当地土壤质量。