氮、磷、钾是林木生长发育过程中必需的、不可替代的、具有直接性的大量营养元素,对植物个体的生长、群落的发育乃至整个生态系统的生产力具有限制作用。林木吸收的氮、磷、钾几乎全部来源于土壤,林木的生产力常常受到土壤肥力状况的影响,而相应的,林木的生长发育也会对土壤产生影响。本研究以22年林龄的华北落叶松人工林为研究对象,连续三年氮磷施肥试验,测定针叶、茎干、细根和土壤的全氮、全磷、全钾与速效氮、速效磷、速效钾含量,分析华北落叶松土壤与植株N:P化学计量特征,明确施肥对生物量及钾含量分配特征影响,筛选出肥料利用率较高的施肥处理,并探讨土壤与根茎叶氮、磷、钾含量相关关系。主要研究结果如下:氮磷配施可以提高根茎叶中氮磷钾的含量;单施氮肥可以提高氮含量;单施磷肥可以提高磷含量、钾含量。在生长季旺期,针叶氮含量较高。在生长季中后期,茎干与细根的磷钾含量较高。施肥可在一定程度上增加土壤养分含量,氮、磷肥对华北落叶松土壤氮磷钾的含量均有重要影响。施氮可以提高土壤氮和钾含量,而磷含量略有降低;施磷可以提高土壤氮磷钾含量;氮磷配施可以显著提高土壤氮磷钾含量。土壤的全氮随季节先降低后升高,7、8月份土壤全氮较低;土壤的全磷随季节降低,7、8月份土壤全磷较高;土壤的全钾先降低后升高,7、8月份土壤全钾较低,土壤速效氮磷钾的先升高后降低。土壤速效养分含量变化与全效养分变化一致,施氮可以提高土壤速效氮和速效钾,施磷可以提高土壤速效氮速效磷及速效钾,氮磷配施效果更显著。单施氮、磷肥与氮磷肥配施均会使土壤中的N/P值升高。单施氮肥会提高针叶、细根与茎干中的N/P值;单施磷肥会使针叶、细根与茎干中的N/P值降低;氮磷肥配施会使针叶、细根与茎干中的N/P值升高,但效果不显著。氮磷单施会对华北落叶松中的N、P含量产生影响,而氮磷配施在提高林木养分含量的同时可以平衡林木N/P值,有助于林木持续生长。施肥后,土壤中N/P值较高,随着季节的变化,不同施肥处理土壤中的N/P值不断下降。此结果表明,施氮磷肥对土壤N/P值会产生影响,随着时间的变化,土壤生态系统逐渐恢复平衡。针叶、细根与茎干中的N/P值随着时间的变化,呈现先升高后降低的趋势,在生长季旺期(7、8月份)达到最大值。在生长季内,土壤的N/P值范围为0.21-0.98;针叶的N/P值范围为1.03-6.05;细根中N/P值范围为2.66-11.65;茎干中N/P值范围为1.42-5.79。本研究中,不同施肥处理下,华北落叶松针叶中的N/P值均低于其他学者的研究结果,说明试验区域华北落叶松受N限制。华北落叶松人工林各器官的生物量的大小分布规律是茎干>细根>针叶。单施氮肥与氮磷配施可以明显增加针叶、细根与茎干的生物量,单施磷肥对针叶、细根与茎干中的生物量的增加作用相对较小。各施肥处理可以增加针叶、茎干、细根及植株总钾量,其中,氮磷配施可以增加作用较显著。生长季前期,施肥对华北落叶松钾含量分布具有重要影响。单施氮磷肥与氮磷肥配施均会降低钾在细根与针叶中的比例,增加钾在茎干中的比例,其中氮磷配施处理的效果显著。生长季前期,华北落叶松钾养分量分布规律为细根>茎干>针叶,其中钾素在细根中的比例最大,约为50%。生长季旺期,氮磷肥配施与磷肥处理可以显著降低针叶与细根中钾的比例,增加钾在茎干中的比例,氮磷配施效果更显著,单施氮肥增加细根中的钾素比例,效果不显著。生长季中后期,氮磷肥会降低钾素在细根与针叶中的比例,增加在茎干中的比例。氮磷配施会显著增加钾素在茎干中的比例,单施氮磷肥处理也会增加钾素在茎干中的比例,但效果不显著。肥料利用率会随着施肥量的增多而变化,低水平氮处理比高水平氮处理肥料利用率较高,氮磷配施可以提高氮磷肥的肥料利用率。其中,肥料利用率较高的是低水平氮与磷肥处理。针叶、茎干、细根中的全氮与全磷含量相关性显著(p≤0.01)。土壤中的全磷、速效氮含量与华北落叶松针叶、细根与茎干中的氮磷钾的含量相关性较显著。