黄土丘陵区是我国典型的生态脆弱区和生态恢复重点区域。近年来,随着生态恢复措施的实施,区域内植被覆盖度显著提高,生态恢复成效显著。保护天然次生林和营造人工林是该区域森林植被恢复的重要措施。辽东栎（Quercus liaotungensis）天然次生林、刺槐（Robinia pseudoacacia）人工林和油松（Pinus tabuliformis）人工林是半干旱黄土丘陵区典型的森林群落。该区域处于典型森林分布区的边缘,生态系统容易受到环境和人为因素的影响,森林生产力的决定因素及其作用途径尚不明确,相关研究信息有限。本研究以这三种典型森林群落为研究对象,通过野外设置样地,测定土壤养分、水分以及林分结构特征,探究了土壤特征和林分结构因子对林分生产力的影响;同时,通过统计参数均方根偏差定量化分析了刺槐、油松人工林生态系统服务功能之间的权衡关系,对人工林的多功能经营管理具有一定的指导意义。取得的主要结论如下:（1）黄土丘陵区处于近成熟林阶段的辽东栎天然次生林仍然处于稳定的生长和生物量积累阶段,地上生产力为5.80–10.23 t hm-2a-1,凋落物生产量高于木质生产量。土壤养分对林分地上生产力和叶生产量的作用效应分别接近60%和70%。林分结构可以解释林分木质生产量70%以上的变异,而凋落物生产量主要依赖于林分垂直结构,其效应值为64%。土壤养分含量对林分结构指标的影响仅表现在垂直结构上,表明在辽东栎天然次生林群落中土壤养分直接或通过林分垂直结构间接影响林分生产力,林分结构对地上生产力的直接影响相对有限。（2）该区域内刺槐人工林地上生产力为7.30–9.74 t hm-2a-1,油松人工林地上生产力为11.31–12.64 t hm-2a-1,两种人工林中木质生产量均高于凋落物生产量。油松人工林地上生产力随着林分密度的增加而降低,刺槐人工林地上生产力在中密度林分中最大。两种人工林中木质生产量的变化趋势与地上生产力变化一致。土壤因子中,氮含量依然是刺槐人工林地上生产力的重要影响因子。油松人工林中,地上生产力与土壤因子之间不存在显著相关关系,木质生产量、凋落物生产量与土壤体积含水量显著相关。林分结构指标是影响人工林地上生产力的重要因子,刺槐林中表现为胸径相关指标（林分胸高断面积和林分平均胸径）;油松人工林中表现为树高相关指标（林分平均树高和最大树高）。（3）辽东栎天然次生林具有较高的细根生产力(4.23–6.69 t hm-2a-1),油松人工林次之(3.05–5.27 t hm-2a-1),刺槐人工林的细根生产力较低(2.26–4.64 t hm-2a-1)。三种森林群落细根生物量特征与生产力一致。细根周转速率以刺槐人工林最高为0.73 a-1,其次是油松人工林为0.59 a-1,辽东栎天然次生林最低为0.41 a-1。刺槐、油松人工林内细根生物量和生产力均随林分密度的增加而增加,其垂直分布随着土壤深度的增加而减少。中、高密度刺槐人工林内较高的细根生物量是通过较高的细根生产力和周转速率保证的,而中密度油松人工林内较高的细根生物量仅通过较高的细根生产力来实现的,当林分密度显著增加时,细根周转速率才会显著增加,与高的细根生产力一起保证较高的细根生物量。刺槐、油松人工林中细根生产力和周转速率均与土壤含水量密切相关,而细根生物量,特别是死根生物量,与土壤养分状况相关,具体表现在刺槐人工林中为土壤磷含量,在油松人工林中为土壤氮含量。此外,刺槐人工林中细根动态与林分叶面积指数紧密相关,而油松人工林中未发现相似的关系。（4）辽东栎天然次生林中凋落物生产量是地上生产力的主要组分,而刺槐、油松人工林中木质生产量是地上生产力的主要贡献部分。刺槐人工林中随着林分密度的增加木质生产量的占比增加,油松人工林中则表现为凋落物生产量占比增加。细根生产力是地下生产力的主要组分。两种人工林中,地下生产力的占比均随着林分密度的增加而增加。对林分生产力主要组分与总林分生产力之间的拟合结果表明,表征木质生产量的相关参数可作为预测人工林林分生产力大小的良好指标。（5）中密度刺槐人工林的各项生态系统服务功能相对收益较高,油松人工林在低密度林分中多项生态系统服务功能的相对收益较高。刺槐人工林中权衡程度较高的生态系统服务功能对之间相对收益偏向于土壤水储量,而油松人工林中权衡程度较高的生态系统服务功能对之间相对收益偏向于地上生产力、土壤有机碳和全氮储量。树种和林分密度对生态系统服务功能对之间权衡关系的影响主要表现在与大树丰度有关的生态系统服务功能对之间。而树种和林分密度的交互作用对处于高权衡关系的生态系统服务功能对之间有显著影响。基于野外样地布设与采样调查,本研究阐明了黄土丘陵区三种典型森林类型生产力特征及其分配,揭示了天然次生林和人工林中林分生产力的主要影响因子,有助于深入了解该区域内主要森林生态系统的稳定性和可持续性。通过对人工林密度梯度下生态系统服务功能相对收益特征的分析,揭示了生态系统服务功能对之间的权衡关系,对于该区域人工林的多功能经营管理具有重要指导意义。