El cambio climático global en curso ha llevado a un aumento en la frecuencia y complejidad de los eventos de sequía. Una especie de árbol nativa del suroeste de China que posee un valor ecológico y económico significativo, muestra una alta sensibilidad al estrés por sequía, particularmente en sus plántulas. Este estudio investiga los mecanismos de respuesta de los carbohidratos no estructurales (CNE, definidos como la suma de azúcares solubles y almidón) y las características estequiométricas de carbono (C), nitrógeno (N) y fósforo (P) ante condiciones de sequía repetidas en plántulas. Establecimos tres grupos de tratamiento en un experimento de control de agua en macetas que involucraba plántulas de 2 años: suministro normal de agua (CK), una sequía única (D1) y tres ciclos de sequía-rehidratación (D3). Los hallazgos indicaron que la frecuencia de ocurrencia de sequías, las respuestas de los órganos y sus interacciones influyeron significativamente en el contenido de carbohidratos no estructurales (CNE) y sus fracciones, así como en el contenido de C/N/P y sus relaciones estequiométricas. Bajo el tratamiento D3, el contenido de CNE en los tallos aumentó en un 24.97% y un 29.08% en comparación con los grupos CK y D1 ( < 0.05), respectivamente, mientras que el contenido de CNE en las raíces aumentó en un 41.35% y un 49.46% frente a CK y D1 ( < 0.05). La pronunciada acumulación de azúcares solubles y almidón en tallos y raíces bajo D3 sugiere un posible efecto de memoria de estrés. Además, el contenido de CNE en los tallos aumentó significativamente en un 77.88%, mientras que las raíces mejoraron su adquisición de recursos regulando dinámicamente la relación C/P, que aumentó en un 23.26% ( < 0.05). El contenido de C en las hojas needle disminuyó (18.77%) pero la absorción de P aumentó (8%) para mantener el metabolismo basal ( < 0.05). El crecimiento de las plántulas estuvo limitado por N (N/P needle < 14) y el grado de limitación por N se agravó por sequías repetidas. Los índices de plasticidad fenotípica y el análisis de componentes principales revelaron que el nitrógeno y fósforo en needle, los azúcares solubles en needle, la relación C/N en tallos (0.61), la relación C/N en raíces (0.53) y la relación C/P en tallos fueron cruciales para la adaptación a la sequía. Este estudio elucida los mecanismos fisiológicos subyacentes a la resiliencia de las plántulas ante sequías recurrentes, como lo evidencian sus estrategias específicas de órgano para asignar carbono, nitrógeno y fósforo, junto con la regulación dinámica de los compuestos de almacenamiento de nitrógeno (CNE). Estos hallazgos proporcionan una base teórica sólida para implementar iniciativas de reforestación resistentes a la sequía y restauración ecológica dirigidas al suroeste de China.