这项研究由Yuanliu Hu、Qi Deng、Thomas Kätterer、Jørgen Eivind Olesen、Samantha C. Ying、Raúl Ochoa-Hueso、Carsten W. Mueller、Michael N. Weintraub和Ji Chen等学者完成，涉及多个研究机构，包括中国科学院植物研究所、中国科学院大学、丹麦奥胡斯大学、瑞典农业科学大学、美国加州大学河滨分校等。本研究发表在国际学术期刊《Global Change Biology》，文章编号为e17247，DOI: 10.1111/gcb.17247，于2024年正式发表。
研究领域涉及全球变化生物学和土壤学。在过去几十年中，人类活动导致的过量氮沉降迅猛增加（Fowler et al., 2013; IPCC, 2021），对土壤有机碳（SOC, Soil Organic Carbon）产生了显著的影响。然而，对氮添加如何影响SOC的研究结果并未形成共识，特别是在土壤剖面不同深度的影响上：
因此，调查SOC对氮沉降的深度依赖性响应对正确评估未来气候变化下土壤碳循环反馈至关重要。本研究旨在通过全球范围的元分析回答以下两个问题： 1. 在全球尺度下，SOC在表层和深层土壤中对氮添加的响应如何？ 2. 哪些主要环境与实验因素调控了SOC在不同深度的这种响应？
数据被区分为0-30厘米的表层土壤与30-100厘米的深层土壤。
数据处理与分析
通过对收集到的数据计算自然对数响应率（lnR），以量化SOC在氮添加处理与未添加氮处理之间的相对变化，并对其进行统计权重处理。混合效应模型通过“rma.mv”函数实现，考虑“发表文献”作为随机效应，评估氮添加对SOC的显著性和差异。
模型选择分析
采用Akaike信息准则（AIC）进行模型选择，通过累积Akaike权重判定重要预测因子。相关环境变量包括年均温、年降水、土壤层次、植被类型，以及实验变量（添加持续时间、氮添加率和频率）。
总体SOC响应
氮添加显著增加了表层土壤的SOC，平均增长3.7%（±1.4%，P < 0.001）。而深层土壤中SOC的响应则表现出时间依赖性：短期氮添加（年）增加了深层SOC（4.3%，P < 0.05），但长期氮添加（≥5年）则导致深层SOC减少（-3.9%，P < 0.01）。
植被类型间的差异
SOC在森林与草地中的响应表现一致，均显示出显著的深度依赖性。
时间长度的影响
长期氮添加对SOC的促进作用主要表现在表层土壤，如长期添加可显著提高SOC 5.6%（3.7%~7.5%）。而在深层土壤，长期氮添加对SOC则表现为负面效应。这种趋势可能与长期氮添加引发的土壤酸化导致的微生物活性变化相关。
深层土壤SOC减少的潜在机制
长期氮添加可能通过抑制凋落物分解，减少了有机碳从表层向下层的迁移，同时可能增加了深层SOC的分解（Fontaine et al., 2007）。此外，长期氮添加还可能由于生物扰动作用的减弱，使得SOC分布更加局限于表层。
科学意义
该研究通过系统的全球元分析首次揭示了氮添加下SOC的深度依赖性响应，并表明单纯关注表层土壤可能高估土壤碳汇的潜力。特别是，长期氮沉降可能削弱全球土壤作为碳汇的功能，这对理解未来气候变化与碳循环具有重要意义。
应用价值
研究结果对改进现有碳循环模型提出了重要建议，强调需要将土壤深层碳动态的深度分层效应明确纳入模型中。这对于提高温室气体排放政策的科学预测能力具有实践指导意义。
全球化的数据
研究整合了来自多个气候区和生态系统的177项实验数据，覆盖温度、降水、植被类型和土壤性质的广泛变异性。
时间与深度的交互分析
首次全面揭示了氮添加对土壤有机碳随时间和深度的交互效应。
精确的实验设计
针对长期与短期氮添加的分离及不同土壤层次的独立分析为实验设计树立了很好的范例。
进一步量化深层碳汇潜力
建议进一步探索不同土壤深度条件下碳输入与微生物活性的机制性关系。
长期监测氮沉降的环境后果
特别是在氮沉降显著的区域，长期生态监测研究将更有助于解开氮对土壤碳动态的复杂影响机制。
这个研究阐明了氮沉降与土壤有机碳的复杂关系，并为全球碳管理和未来气候变化研究提供了重要的理论依据和实践参考。