kaksi kolmasosaa maanpäällisen biosfäärin hiilestä varastoituu maaperään, pääasiassa mädäntyneenä orgaanisena materiaalina. Hiilidioksidi kiertää nopeasti ilmakehän ja maaperän välillä hiilidioksidina, ja maaperä on niiden hallinnointitavasta riippuen tärkeä hiilidioksidin lähde tai nielu ilmakehään. Huolena on, että maaperästä tulee yhä enemmän hiilidioksidin lähde ilmaston lämmetessä ja maankäytön muutosten seurauksena maaperän häiriöt lisääntyvät. Typpi on makroravintoaine, joka usein rajoittuu kasvien kasvuun lauhkeissa ekosysteemeissä, joskin se saattaa olla vesiekosysteemien ja juomaveden saastuttaja. Se kiertyy nopeasti maaperässä, kun hajoavat pieneliöt hajottavat orgaanista ainesta. Typpeä lisätään maaperään myös keinotekoisesti käyttämällä synteettisiä lannoitteita tai ilmansaasteita (eli typpilaskeumaa). Runsas typen lisäys voi johtaa metsien vähenemiseen ja veden laadun heikkenemiseen.

seuraamalla maaperän hiili-ja typpidynamiikkaa arvioimme, miten erilaiset koemanipulaatiot (esim.lämpeneminen, lannoitus, vieraskasvilajit) muuttavat maaperän kykyä varastoida ja kierrättää näitä ravinteita. Erityisiä analyysejä ovat orgaanisen C: n kokonaismäärä & N (maaperään varastoituneen orgaanisen aineksen määrä), maaperän hengitys (maaperästä poistuvan C: n määrä) ja typpidynamiikka (esim.kasvien ja maaperän eliöiden käyttöön asetetun typen määrä; huuhtoutumisen tai kaasumaisen häviön kautta maaperästä poistuvan typen määrä).