【目的】揭示植被恢复对塞罕坝华北落叶松人工林土壤碳、氮、磷储量的影响机制，为人工林固碳、保肥功能精准提升提供科学依据。【方法】本研究以塞罕坝不同恢复年限（15、25、36、52年）华北落叶松人工林为研究对象，以退化沙地为对照，通过测定0～1 m土层碳、氮、磷储量及相关环境因素，揭示植被恢复过程中土壤碳、氮、磷储量变化及其影响因素。【结果】（1）不同恢复年限华北落叶松人工林土壤碳、氮、磷储量平均值分别为（211.5±46.1）、（16.0±3.1）、（5.8±0.8） t/hm2。土壤碳、氮、磷储量随恢复年限增加显著增加（P <0.05），土壤碳和磷储量于36年达最大值，而氮储量在52年时显著大于其他恢复年限（P <0.05）。（2）方差分解结果显示，土壤和植被因素共同解释土壤碳、氮、磷储量84.46%、82.73%和65.29%的变异。其中，土壤黏粒含量单独解释率分别为25.79%、28.08%和34.16%；植被地下生物量单独解释率分别为58.67%、54.65%和31.13%。（3）结构方程结果表明，恢复年限对土壤碳、氮、磷储量仅具间接作用，恢复年限既可通过增加植被地下生物量间接提高土壤碳、氮、磷储量（占总效应的58.6%、53.0%和35.3%），又可通过增加植被地下生物量和凋落物层现存量来改变土壤机械组成，从而提高土壤磷储量（占总效应的38.3%）。【结论】植被恢复年限通过增加植被地下生物量和改善土壤机械组成有效提升土壤碳、氮、磷储量，故人工林管理实践需加强土壤机械组成改良与根系生物量维持，同时注重土壤固碳保肥功能的长期发挥。