了解不同林龄阶段小黑杨人工林各器官的非结构性碳（NSC）含量和氮（N）磷（P）钾（K）生态化学计量特征及其对抚育间伐的响应，从而为小黑杨人工林的科学经营提供依据。以黑龙江省大庆市红旗林场幼龄和中龄小黑杨人工林为研究对象，建立间伐强度为25%（以株数计）的抚育间伐样地，调查分析抚育间伐对小黑杨人工林各器官NSC含量和NPK生态化学计量的影响特征。研究结果表明，2种林龄小黑杨人工林具有各自不同的NSC含量和NPK生态化学计量分布特征。中龄林树叶、树枝和树根NSC含量较幼龄林分别降低31.76%、21.19%、38.98%(P<0.05)。中龄林树叶N含量较幼龄林增加11.85%(P<0.05)。中龄林树枝、树干和树根P含量分别较幼龄林分别降低17.57%、35.85%、60.11%(P<0.05)，树叶、树枝、树干和树根K含量分别较幼龄林分别降低21.05%、34.67%、22.99%、46.22%(P<0.05)。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林树干和树根的NSC含量、中龄林树枝和树根的NSC含量（P<0.05）。抚育后幼龄林树干NSC含量增加29.35%，树根NSC含量降低40.37%；中龄林树枝和树根NSC含量分别增加12.81%、33.51%。抚育间伐显著影响小黑杨幼龄林各器官N含量、树枝K含量、树干P含量和中龄林树叶、树根K含量（P<0.05）。抚育后小黑杨幼龄林树叶、树枝、树干和树根N含量分别增加5.77%、15.68%、53.71%、10.85%，树枝K含量增加36.90%，树干P含量降低19.63%；小黑杨中龄林树叶和树根K含量分别增加20.86%、31.69%。树叶NSC含量与N含量极显著负相关（P<0.01），与K含量间显著正相关（P<0.05）；树枝NSC含量与N含量显著负相关，与P含量显著正相关（P<0.05），与K含量极显著正相关（P<0.01）；树干NSC含量与N含量极显著正相关（P<0.01）；树根NSC含量与N含量极显著负相关，与P含量极显著正相关（P<0.01）。结果表明，林分未进行抚育时，小黑杨幼龄林和中龄林NSC和N、P、K元素在各器官中的分配格局差异明显；幼龄林碳资源更多地分配给根系，促使其生长延伸，中龄林更多地投入到树木地上部分生长与竞争。抚育间伐会改变小黑杨NSC和N、P、K在各器官中的分布格局，抚育后，2种林龄小黑杨地上部分与地下部分碳资源比例均发生改变。对小黑杨中龄林进行抚育间伐增加林木碳汇的同时也改善了P限制的状况。