杉木(Cunninghamia llanceolata)是我国南方特有的优良速生针叶树种,在我国森林资源中占有重要位置。但是伴随着杉木人工林的迅速发展,人工林立地质量下降,影响林地生产力等弊端日益凸显。为此,本研究在安徽省金寨县天马国家自然保护区采集4个不同海拔高度(750 m、850m、1000m、1150m)的杉木林凋落物、土壤,测定凋落物、土壤和土壤微生物的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量并分析其化学计量比,以揭示杉木林养分循环过程中,凋落物、土壤、微生物量之间的协同关系,从而为杉木人工林的经营和管理提供科学依据,并为人工林生态系统化学计量学研究提供参考。研究结果如下:(1)不同海拔梯度下凋落物叶C、N、P含量均高于凋落物枝的C、N、P含量,凋落物叶和凋落物枝之间具有显著差异性(p<0.05);随海拔升高,凋落物叶C含量表现为逐渐下降的趋势,而凋落物枝C含量表现为先下降后上升的趋势,但两者的C含量与海拔均没有显著差异性(p>0.05)。随海拔升高,凋落物叶的N、P含量表现为先下降后升高的趋势,凋落物枝的N、P含量则表现为逐渐下降的趋势,凋落物叶和枝的N、P含量在不同海拔间存在显著差异(p<0.05)。该地区与我国其他地区相比,凋落物C、N含量较高,P含量转化率较低。(2)不同海拔梯度下凋落物叶C/N、C/P、N/P 比均低于凋落物枝的C/N、C/P、N/P比,在C/N、C/P比上,四个海拔梯度内的凋落物叶和凋落物枝皆差异性显著(p<0.05),在N/P 比上,而两者只有750 m海拔范围内有显著差异,其他三个海拔间没有显著差异性(p>0.05)。随着海拔梯度增加,凋落物叶和凋落物枝C/N、C/P、N/P 比呈现出不同的变化趋势:凋落物叶C/N 比表现为“降低—上升—降低”的趋势,C/P 比呈现为先增加后降低的变化趋势,N/P 比呈现逐渐增加趋势。凋落物枝C/N 比表现为逐渐上升的趋势,C/P 比呈现为先升高后下降的变化趋势,N/P比呈“升高—降低—升高”的趋势。不同海拔梯度下,凋落物叶和枝的N/P 比均没有显著差异性(p>0.05)。分析表明,该地区凋落物C/N、C/P比较高,对微生物是具有氮限制作用的,不利于凋落物的分解,而有利于凋落物对养分的储存。(3)随海拔梯度的升高,不同土层C、N、P含量表现为不同的变化规律:土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)均随海拔升高呈现先降低后增加的趋势,而土壤全磷(TP)呈先升高后减低的趋势;另外,海拔升高过程中,SOC、TN、TP含量均随着土层深度的增加而减少。双因素方差分析表明,海拔对SOC、TN、TP均有显著影响(p<0.01)。土层对SOC和TN具有显著影响(p<0.01),对土壤TP的影响不显著(p>0.05);而土层与海拔的交互效应对SOC、TN、TP的影响均不显著(p>0.05)。研究区的土壤C、N、P蓄积量丰富,C、N含量具有相对稳定性,土壤P含量受土壤母质影响,独特的生态环境有利于杉木土壤肥力的保持。(4)土壤C/N 比随海拔升高呈现先升高后降低的趋势,土壤C/P 比和N/P 比随海拔升高呈现先降低后升高的趋势;另外,海拔升高过程中,不同深度土壤的C/N、C/P 比和N/P比的垂直分布不同。双因素方差分析表明,海拔对土壤C/N 比影响不显著(p>0.05),海拔对C/P比和N/P比有极显著影响(p<0.01);土层对土壤C/N、C/P比和N/P比均具有极显著影响(p<0.01);土层和海拔的交互效应对C/P比和N/P比影响不显著(p>0.05),但对C/N比有极显著影响(p<0.01)。通过土壤化学计量分析,研究区土壤TP含量丰富,高于全国平均水平,但另一方面该林地在一定程度上可能受到N元素的制约。(5)土壤MBC、MBN随海拔升高的变化趋势一致,均是呈现先降低后增加的趋势;另外,海拔升高过程中,土壤MBC、MBN均随着土层深度的增加而减少,也与土壤SOC、TN的土层变化规律相似。随着海拔升高,不同土层深度的MBC/MBN比呈现不同的变化趋势,且在海拔升高过程中,MBC/MBN比均是随土层增加而呈现增加趋势。(6)凋落物叶C含量与土壤C/P、N/P比之间具有显著相关性,凋落物枝的C、N、P含量与生态化学计量和土壤的C、N、P含量与生态化学计量之间皆没有显著的相关性;凋落物叶养分含量和MBC、MBN均没有表现出显著的相关性,但MBC/MBN比与凋落物N、P表现出显著正相关,与凋落物C/N、C/P 比显著负相关关系;凋落物枝和MBC、MBN、MBC/MBN比间均没有显著相关性;MBC与土壤SOC、TN、C/P比、N/P比呈极显著正相关,与土壤TP、C/N比呈极显著负相关;MBN与土壤SOC、TN、C/P 比、N/P 比呈极显著正相关,与土壤TP、C/N比呈极显著负相关,MBC/MBN 比与土壤碳氮磷及生态化学计量皆不相关。