黄土丘陵区生态环境较为脆弱,一直以来都是植被恢复与水土保持的重点区域。而目前其生态重建的重点主要集中于对已有人工林高效利用及管理方面,而刺槐人工林作为该区域最主要的水土保持林之一,随着林龄的增加林中出现大面积的土壤干化、林地退化现象,威胁到当地植被建设及恢复的效益。本研究以黄土丘陵区典型代表纸坊沟流域为研究区域,以不同生长年限刺槐人工林为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合的研究方法,测定不同林龄刺槐人工林叶片-凋落物-土壤养分含量及叶片碳氮同位素值,探究叶片-凋落物-土壤养分含量与化学计量特征差异,结合水分利用效率差异,揭示不同林龄刺槐人工林养分与水分利用特征,以期阐明黄土高原人工林的生态特征与功能,为该区域人工林合理经营与高效管理提供理论依据。主要得出以下结论:（1）刺槐人工林不同器官养分含量表现为叶>根>枝,叶片C、P含量表现先增加后减小趋势,N含量表现先减小后增加,而C:N、C:P、N:P随林龄增加变化规律并不一致。研究区内刺槐叶片表现出高C、N含量,不同林龄刺槐生长过程中均受到P元素限制。（2）随着林龄的增加,凋落物C含量表现为17 a>13 a>33 a>21 a>43 a,且差异不显著;N、P含量均呈先增大后减小趋势且差异显著（P<0.05）,并均在21 a达到最大值,C:N、C:P、N:P随着林龄的增加均表现出13 a后降低,在21 a达到最低值后升高,在33 a达到最大值后再次降低的变化规律。凋落物整体呈现高C、N低P的元素格局。（3）随着林龄的增加,土壤C、N含量表现为21 a>43 a>17 a>33 a>13 a,且随林龄增加变化规律基本一致,P含量43 a>13 a>33 a>17 a>21 a,C:N、C:P、N:P值随林龄增加变化规律并不一致。（4）N、P元素养分再吸收效率随林龄的增加呈先减少后增加趋势,在21 a达到最小值41.15%,并且21 a再吸收效率与13 a、33 a、43 a显著相关（P<0.05）。P元素养分再吸收效率随林龄的增加呈先减小后增加,在33 a达到最大值79.46%后再逐渐降低,21 a叶片养分再吸收效率分别与13 a、33 a与43 a具有显著差异（P<0.05）。（5）不同元素的化学计量内稳性有所差异。该生态系统N、P与N:P比值的内稳性指数(H_N、H_P、H_N:P)平均值分别为8.16、0.40与3.77,其中N元素内稳性指数显著高于P元素。按照内稳性大小界定标准,H_P为敏感型,H_N:P为弱稳态型,H_N为稳态型。随着林龄的变化,同一元素不同器官间差异显著,N元素表现为H_N枝>H_N叶>H_N根;P元素表现为HP_叶>HP_枝>HP_根。N:P表现为HN:P_叶>HN:P_根>HN:P_枝。（6）不同林龄刺槐人工林叶片δ¹³C随林龄增加,呈现出先增加后减少趋势,在21 a时δ¹³C达到最大值-27.47‰,此时水分利用效率最大值3.99μmol·mol^-1,消耗单位水量所固定的干物质量达到最大值。（7）随着林龄的增加,刺槐水分与养分利用效率变化趋势不同,20 a到27 a有较高的水分与养分利用效率,之后逐渐降低。