Mänskliga handlingar – mestadels förbränning av biomassa och fossila bränslen – har dramatiskt förändrat det globala kvävekretsloppet, påverkar naturliga livsmiljöer och bidrar till surt regn.

Studien varnar för att många decennier av experimentellt arbete har lämnat oss med en skev förståelse av effekterna av kväveföroreningar, och detta kan hämma svar på globala förändringar.

Professor Dan Bebber, från University of Exeters Global Systems Institute, skriver i journalen Vetenskap om den totala miljön , säger att vetenskapliga experiment har varit "orealistiska". De involverar ofta simuleringar av kvävedeposition som är mycket högre än de som upplevs även i starkt förorenade områden, i själva verket liknar de mineralgödseltillämpningar inom jordbruket.

Professor Bebber säger att "trots decennier av forskning, tidigare experiment kan berätta lite om hur biosfären har reagerat på antropogen kvävedeposition. Ett nytt tillvägagångssätt krävs för att förbättra vår förståelse av detta viktiga fenomen."

I de flesta experiment har forskare använt mer än 100 kg N ha ^-1 y ^-1 att modellera effekten av kväve, medan den globala genomsnittliga avsättningen på markytan är cirka 1 kg N ha ^-1 y ^-1 och endast överstiga 10 kg N ha ^-1 y ^-1 i vissa regioner, främst i industriområden i Europa och Asien och särskilt i skogarna. Många arter är mycket känsliga för kväve, och reagerar väldigt annorlunda på dessa lägre nivåer än på orealistiska experimentnivåer.

I sin analys, Professor Bebber kräver att framtida experiment utformas för att ta hänsyn till hur mycket kväveföroreningar som finns i olika ekosystem och regioner, och för forskare att övervaka effekterna av kväveföroreningar under längre perioder för att upptäcka kumulativa effekter. Forskning bör också undersöka sambandet mellan koncentrationen av frigjord kväve och miljöresponsen.

Professor Bebber säger att "att förstå effekterna av antropogent kväve har varit ett viktigt mål för forskningen om global förändring, genom observations- och experimentella studier. Dock, det finns fortfarande en stor klyfta mellan globala kvävedeponeringshastigheter, och de experimentella behandlingarna som tillämpas för att simulera dem."

"Där syftet med ett experiment är att förstå effekterna av jordbruksgödselmedel, då är höga nivåer av N-tillförsel motiverade. Forskare som använder mer realistiska kvävebehandlingar har ifrågasatt giltigheten av hastigheter som vida överstiger nuvarande eller förutspådda N-avsättningsnivåer. Responsen från organismer och ekosystem på ökad kvävetillgänglighet kan vara subtila och icke-linjära."