本文对甘肃小陇山林区幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林（6、15、23、35a）不同发育阶段日本落叶松人工林的乔木层、灌木层、草本层养分（N、P、K、Ca、Mg）积累与分配，年凋落物量及养分归还，地表层凋落物贮量及养分积累，土壤理化性质的变化进行研究。掌握了日本落叶松人工林养分在土壤层、植被层、凋落层的分配与流动规律，分析林分的养分利用效率，得到基本结论如下：（1）不同发育阶段日本落叶松林分不同组分的养分含量整体表现为：绿色部分（针叶、灌木叶、草本地上部分）最高，林下植被地下部分次之，灌木枝其次，树皮、树枝、树根、树干最低。5种元素含量整体表现为：N的含量为最高，Ca和K居中，P和Mg最低。随着林龄增加，养分贮量不断增大，4个发育阶段林分养分积累总量分别为562.83kg·hm^-2、847.24kg·hm^-2、1020.46kg·hm^-2、1317.38kg·hm^-2。（2）林分年凋落量和地表层凋落物贮量，随着林龄的增加均呈倒“V”字形，年凋落量在中龄阶段达到最大为3911.7kg·hm^-2；与年凋落量相比，凋落物贮量有滞后现象，在近熟林阶段达到最大为12260kg·hm^-2。养分年归还量随着林龄的增加而增大，分别为46.52kg·hm^-2、100.89kg·hm^-2、126.77kg·hm^-2、142.37kg·hm^-2。地表层凋落物养分贮量随着林龄的增加呈先增加后降低的变化，分别为88.11kg·hm^-2、319.31kg·hm^-2、501.53kg·hm^-2、297.43kg·hm^-2。不同发育阶段林分的养分年归还量和凋落物层养分的贮量，均是以Ca和N最大，K和Mg居中，P最小。（3）日本落叶松人工林发育至近熟林阶段，土壤密度变大，毛管孔隙度和最大持水量减小，土壤有机质、N、P、K、Mg、Ca含量明显降低；到成熟林阶段土壤理化性质有显著改善，土壤密度变小，毛管孔隙度和最大持水量增大，土壤养分含量也有了很大的提高，甚至超过了中龄林阶段的水平。幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林土壤性质综合得分分别为-0.11、0.03、-0.57、0.68，表明近熟林土壤理化性质最差，成熟林土壤理化性质最好。（4）随着林龄的增加，养分循环系数表现为先降低后升高、周转时间先增加后降低。N、P、K利用效率随着林龄的增加而增加，Ca和Mg利用效率随林龄的增加呈现为先增加后减小的趋势。幼龄林阶段，养分归还速率快，周转时间短，但净生产力较低；中龄林和近熟林阶段虽然净生产力大，但养分消耗较大；而成熟林阶段的林分对养分低吸收、高归还，有利于林地土壤养分的维持。日本落叶松有着较高的循环系数和利用效率。幼龄林-近熟林阶段，林分养分需求量大，凋落物归还量也大，但是凋落物中的养分不能及时归还于土壤中，因此在近熟林阶段土壤理化性质最差，凋落物层积累了大量的养分；近熟林-成熟林阶段，对林分进行抚育间伐，促进了凋落物的分解和转化，明显改善土壤的养分状况，使得成熟林阶段土壤理化性质有了很好的恢复，且凋落物层养分贮量明显减少。根据土壤理化性质变化规律、养分循环特征以及养分的利用效率的研究结果，为了维持地力及长期生产力，建议将轮伐期延至成熟林阶段。