过去几十年来，人类活动造成的氮沉降不断增加，对土壤有机碳(SOC)动态具有重大影响（GCB Meta分析 | 氮沉降对土壤有机碳和微生物多样性的关系的影响；Ecology Letters | 方精云院士团队揭示长期氮添加对北方森林老龄林碳循环的影响）。新发现的证据表明，土壤有机碳(SOC)对氮(N)添加的响应在土壤剖面上是不同的（Nature Communications 最新 | 土壤碳动态的深度依赖性由生物能量控制）。因此，迫切需要更好地了解不同深度N沉降对有机碳的影响，以准确预测碳(C)循环-气候反馈。

基于此，中国科学院华南植物园研究员邓琦、地球环境研究所研究员陈骥等合作通过全球Meta分析，发现N的添加显著提高了森林和草地表层土壤(0-30 cm)的有机碳含量3.7%(±1.4%)。相反，30 ~ 100 cm的土壤有机碳随施氮量的增加而增加，但随着时间的推移而减少。模型选择分析表明，实验时间和植被类型是气候、环境和土壤变量中最重要的预测因子。有机碳对N添加的响应对比表明考虑深层土壤的重要性，特别是对长期连续N沉降。最后，在实验和建模框架中缺乏对氮添加的深度依赖的有机碳响应，可能导致高估了氮沉积增强下有机碳储量的变化。

这项Meta分析强调了考虑土壤深度和时间的重要性。本研究结果表明，为了更现实地了解土壤有机碳对N添加的响应，特别是在长期的野外试验背景下，需要对表土和底土层进行评估。重要的是，这里提出的长期N添加对地下土壤有机碳急剧下降的响应可能会挑战之前假设的在N沉降增加下土壤作为全球有机碳汇的作用。然而，目前大多数氮添加研究主要集中在表层土壤(通常为0-20 cm或0-30 cm)中有机碳的响应，这可能导致关于有机碳固存的结论有偏差。考虑到底土对固碳的关键作用，本研究强调了区分不同土层有机碳对氮沉降增加的响应的必要性，而不是通常根据表层土壤的响应来推断有机碳对底土的响应。总的来说，如果不考虑底土碳动态，则在N添加下高估了土壤碳固存，强调了将土壤有机碳的深度依赖响应明确纳入当前全球碳循环模型的必要性。

图1 氮添加只增加表层土壤有机碳(SOC)，而不增加底土

图2 施氮量对土壤有机碳(SOC)的影响与试验时间有关

原文链接 ↓