Determinar la dinámica del carbono orgánico del suelo y del carbono inorgánico es fundamental para mantener el ciclo del carbono terrestre y mitigar el cambio climático. Desde la década de 1980 hasta la de 2010, se han producido cambios sustanciales en el uso de la tierra, el clima y las prácticas agrícolas en el norte de China. Este estudio cuantificó sistemáticamente la dinámica estratificada de los stocks de carbono del suelo (0-100 cm con intervalos de 20 cm) y sus cambios de composición utilizando el modelo de kriging de regresión ponderada geográficamente. El modelo integró datos de muestras de suelo de encuestas provinciales en el norte de China con covariables ambientales clave (por ejemplo, elevación, precipitación, temperatura del aire y el índice de vegetación) para predecir y analizar espacialmente los cambios en los stocks de carbono verticales. Los resultados indicaron que los stocks de carbono del suelo disminuyeron considerablemente en 5.86 Gt en el perfil de suelo de un metro desde la década de 1980 hasta la de 2010. Las pérdidas significativas en los stocks de carbono inorgánico del suelo contribuyeron directamente a las fuentes netas de carbono del suelo. Estas pérdidas significativas de carbono inorgánico del suelo de 7.03 Gt, que se originaron principalmente de pérdidas de 7.35 Gt en capas de suelo más profundas (20-100 cm), compensaron efectivamente los aumentos de 1.17 Gt en el carbono orgánico del suelo. Aproximadamente dos tercios de las regiones en el norte de China han sido categorizadas como regiones fuente de carbono. Estas se distribuyen en su mayor parte en áreas áridas y semiáridas y en la meseta Qinghai-Tíbet. El tercio restante de las regiones ha sido clasificado como regiones sumidero de carbono que se encuentran principalmente en la meseta de Loess, la llanura de Huang-Huai-Hai, la llanura media-baja del Yangtsé y la llanura del noreste de China. Las pérdidas significativas en los stocks de carbono inorgánico del suelo causadas por fuertes fuentes de carbono pueden socavar las medidas globales destinadas a mejorar la captura y fijación de carbono en los ecosistemas terrestres. Nuestros resultados destacan la urgente necesidad de tener en cuenta los vulnerables reservorios de carbono inorgánico subsuperficial en las estrategias regionales de captura de carbono y en los modelos climáticos.