Prairies converted from agriculture are known to accumulate carbon (C) and nitrogen (N) and are an important contribution to terrestrial C sequestration. However, estimates of decadal accumulation rates of C and N and their vertical distribution in the soil profile are highly variable among studies, in part due to the lack of repeated inventories of soil C and N stocks over long time periods. We determined the depth profile of soil C and N accumulation and bulk density following the transition from agriculture to planted prairie. Using 13 contiguous plantings with similar land-use histories, planted sequentially from 1995 to 2007, we sampled soil C, N, and bulk density three times over the course of two decades (2000, 2010, and 2019), combining a chronosequence approach with repeated inventories through time. In the top 20 cm of the profile, we found consistent accumulation of C and N, corresponding to 58% (0–10 cm) and 29% (10–20 cm) increases in soil C concentrations and 3.18% (0–10 cm) and 2.7% (10–20 cm) increases in soil N concentration over 19 years. In contrast, we found no change in C or N concentrations at 20–65 cm depth. A chronosequence approach did not detect C or N accumulation in any single sample year. Rather, initial soil C and N content appeared to be the best predictor of final concentrations. Our results suggest that the majority of C and N accumulation is occurring in the top portion of the profile and that restored prairies continue to sequester C two decades after initial planting.

众所周知，从农业转化而来的草原会积累碳（C）和氮（N），并且对陆地固碳有重要作用。但是，在研究中，碳和氮的十年累积速率及其在土壤剖面中的垂直分布的估算值存在很大差异，部分原因是缺乏长期重复的土壤碳和氮储量清单。从农业向种植大草原过渡后，我们确定了土壤碳，氮积累和容重的深度分布。我们使用1995年至2007年相继种植的13种具有相似土地利用历史的连续种植方式，在20年（2000年，2010年和2019年）的过程中，对土壤C，N和容重进行了3次采样，结合了时间序列方法和随着时间的推移重复库存。在轮廓的顶部20厘米处，我们发现碳和氮的累积积累，分别对应于土壤碳浓度增加58％（0–10 cm）和29％（10–20 cm），3.18％（0–10 cm）和2.7％（10–20 cm）增加）在19年中土壤氮含量增加。相比之下，我们发现20-65 cm深度的C或N浓度没有变化。时间序列方法未检测到任何单个样本年中的C或N积累。相反，初始土壤中的碳和氮含量似乎是最终浓度的最佳预测指标。我们的结果表明，大部分的C和N积累发生在剖面的顶部，并且恢复的草原在初始种植后的二十年里继续隔离C。在19年中，土壤N浓度增加了7％（10–20 cm）。相比之下，我们发现20-65 cm深度的C或N浓度没有变化。时间序列方法未检测到任何单个样本年中的C或N积累。相反，初始土壤中的碳和氮含量似乎是最终浓度的最佳预测指标。我们的结果表明，大部分的C和N积累发生在剖面的顶部，并且恢复的草原在初始种植后的二十年里继续隔离C。在19年中，土壤氮含量增加了7％（10–20 cm）。相比之下，我们发现20-65 cm深度的C或N浓度没有变化。时间序列方法未检测到任何单个样本年中的C或N积累。相反，初始土壤中的碳和氮含量似乎是最终浓度的最佳预测指标。我们的结果表明，大部分的C和N积累发生在剖面的顶部，并且恢复的草原在初始种植后的二十年里继续隔离C。