固氮植物因其具有固定大气氮的能力，在全球造林和农业种植中被广泛应用。这一固氮能力使得固氮植物在提高土壤氮浓度、缓解生态系统氮限制、增加植被生产力等方面发挥着重要作用。然而，种植固氮植物对土壤有机碳储量的影响仍存在很大的不确定性。鉴于土壤碳库是陆地生态系统的最大碳库，研究固氮植物种植对全球土壤有机碳储量的影响对于减缓气候变化至关重要。

基于此，本研究通过整合了全球136项研究中的385个配对观察值（图1），系统比较了在固氮植物与非固氮植物种植条件下土壤有机碳储量的差异。结果发现，与非固氮植物相比，种植固氮植物使土壤有机碳储量增加了16%（图2a）。土壤有机碳的增加与土壤氮储量的增加密切相关(图2b-c)：平均每增加1克土壤氮伴随着7.8克土壤有机碳的累积（图2d）。气候能够调节固氮植物种植对土壤有机碳储量的效应。在较干旱和较温暖的区域（图3：MAT为正相关、MAP为负相关），特别是热带区域（图5d-e），种植固氮植物对土壤有机碳储量的促进作用更显著。此外，种植策略也会影响固氮植物对土壤有机碳储量的效应（图4）。相比于种植固氮作物，种植固氮树对土壤有机碳的促进作用更明显。长期种植固氮植物对土壤有机碳储量的提升效果优于短期种植。最后基于全球预测，本研究估算通过在植树造林实践、农业种植及边际土壤的恢复中种植固氮植物，可使全球土壤有机碳储量每年额外增加0.29-0.75 Pg C（图5）。

综上，该研究从提高土壤有机碳储量的角度回答了四个问题：固氮植物是否可以种？在哪里种？该怎么种？种植潜力如何？本研究的结果强调可将固氮植物种植作为基于自然的气候缓解的重要策略。

研究结果于2025年9月19日以“Meta-analysis shows that planting nitrogen-fixing species increases soil organic carbon stock”为题在线发表在生态学权威期刊Nature Ecology & Evolution上。中国科学院地球环境研究所陈骥研究员和中山大学生态学院陈浩副教授为共同通讯作者。孙锡斌博士为论文的第一作者。该研究受到了广东省面上项目、深圳市面上项目、国家自然科学基金等项目的资助。全文链接：https://www.nature.com/articles/s41559-025-02861-x

图1 本整合分析中所纳入研究的全球分布

图2 种植固氮植物对土壤有机碳（SOC）储量的影响及其关键驱动因子

图3 混合效应Meta回归结果：气候、土壤性质和种植策略对固氮植物种植下土壤有机碳变化的影响（Estimate正/负分别表示正/负相关）

图4 种植策略调节固氮植物对土壤有机碳储量的效应

图5 种植固氮植物对土壤有机碳储量效应的全球预测