在北半球，特别是中高纬度地区，极端降水事情发生的频率和强度在不断增加。极端降水可能通过强烈改变陆地生态系统的水文条件影响土壤碳循环，进入影响氮肥的作用。

　　中国科学院南京土壤研究所丁维新课题组以位于黑龙江省的中科院海伦农业生态实验站为基地，开展多年原位试验，连续测定土壤呼吸及其组分自养呼吸和异养呼吸。研究发现，在正常降雨年份的2011/2012和2012/2013年，氮肥分别提高土壤呼吸23.9%和10.9%。这种促进作用主要是由于施氮提高作物生物量，促进光合产物供应，提高自养呼吸；而异养呼吸对氮肥没有响应。在2013/2014年夏季，发生了有气象记录以来的最大降雨事件（日降雨量178mm），导致土壤淹水，产生厌氧环境，抑制作物光合作用，使得自养呼吸和异养呼吸分别比正常年份降低36.8%和59.1%，消减了土壤呼吸对氮肥的响应。相反，2012/2013年冬季极端降雪（大约为正常年份的3倍），导致2013年春季解冻期土壤含水量迅速增加，促进非生长季土壤有机质的矿化。但是，与正常年份相比，极端降水削弱了氮肥对非生长季土壤呼吸的激发作用。