碳封存是缓解二氧化碳排放和应对全球气候变化的关键策略，秸秆还田在提高土壤有机碳（SOC）储量方面发挥着重要作用。然而，大多数研究都集中在表层秸秆还田及其对表层土壤有机碳的影响上，对不同秸秆还田深度（RD）对表层土壤（0 - 30 厘米）和亚表层土壤（30 - 60 厘米）有机碳储量（SOCS）的影响关注较少。本研究对中国 2290 个观测数据进行了Meta分析，以评估不同秸秆还田深度[0 厘米（RD0）、0 - 20 厘米（RD0 - 20）、20 - 30 厘米（RD20 - 30）和 30 - 60 厘米（RD30 - 60）]对两层土壤有机碳储量的影响及其与作物产量的关系。所有秸秆还田深度均显著提高了表层和亚表层土壤有机碳储量，并改善了土壤理化性质。RD20 - 30 对表层土壤有机碳储量的影响最大（14.3%），而 RD30 - 60 的影响最小（5.6%）。相反，RD30 - 60 对亚表层土壤有机碳储量的影响最大（30.3%），其次是 RD20 - 30（15.8%）。所有秸秆还田深度下作物产量均有所增加，其中 RD0 - 20（11.2%）和 RD20 - 30（10.0%）的增产幅度最大。然而，每种深度的效果因环境和管理条件的不同而有所差异。例如，在每公顷低于 8000 千克的秸秆投入量和壤土条件下，RD0 对土壤有机碳的增加效果最为显著；而在单季种植系统、旱地、粘壤土、低温少雨地区以及玉米秸秆还田的情况下，RD0-20 效果最佳；在双季种植系统、水田和水旱轮作土壤、高温多雨地区以及小麦或水稻秸秆还田的情况下，RD20-30 则最为有益。这些发现为支持中国农业系统中可持续的秸秆还田策略提供了基于证据的见解。
图 1. 秸秆还田深度对0~30 cm（SD0~30）和30~60 cm（SD30~60）两个采样深度（SD）土壤有机碳储量（a）、土壤有机碳（SOC）、土壤全氮（TN）、土壤pH、土壤有效磷（AP）、土壤有效钾（AK）、土壤硝态氮（g）、土壤铵态氮（h）的影响。
图2. 秸秆还田深度对不同类型土壤有机碳储量（SOCS）0~30 cm（SD0~30）和30~60 cm（SD30~60）的影响：(a) 年平均气温，(b) 年平均降水量，(c) 初始土壤有机碳，(d) 初始土壤全氮，(e) 土壤质地，(f) 土壤类型。
图3.秸秆还田深度对0–30 cm（SD0–30）和30–60 cm（SD30–60）土壤有机碳储量（SOCS）的影响，研究对象为不同（a）秸秆还田类型、（b）秸秆碳氮比、（c）秸秆施用量、（d）氮施用量、（e）磷施用量、（f）钾施用量、（g）秸秆还田持续时间和（h）种植制度。
图4.基于随机森林回归模型，秸秆还田条件下(a) 0–30 cm 和(b) 30–60 cm 采样深度土壤有机碳储量 (SOCS) 响应中各变量的相对重要性 (%)。AAT：年平均气温，AAP：年平均降水量，SOCi：初始土壤有机碳，TNi：初始土壤全氮，pHi：初始土壤 pH，SAR：秸秆施用量，NAR：氮施用量，PAR：磷施用量，KAR：钾施用量。
图5.0~30 cm (SD0~30) 和 30~60 cm (SD30~60) 采样深度处土壤有机碳库 (SOCS) 效应大小与 (a, d) 全氮 (TN)、(b, e) pH、(c, f) 速效磷 (AP)、(g, j) 速效钾 (AK)、(h, k) NO3--N 和 (i, l) NH4+-N 效应大小之间的关系。
图6.（a）秸秆还田深度对产量的影响。柱状图和误差线分别表示平均效应大小和95%置信区间。（b）0–30 cm（SD0–30）和（d）30–60 cm（SD30–60）采样深度的产量效应大小与土壤有机碳库（SOCS）效应大小之间的关系，以及（c）SD0–30和（e）SD30–60采样深度[RD0 (0 cm)、RD0-20 (0-20 cm)、RD20-30 (20-30 cm)、RD30-60 (30-60 cm)]的产量效应大小与土壤有机碳库（SOCS）效应大小之间的关系。
