土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库，其在全球变化中的作用由土壤碳输入与碳输出间的平衡调控。但土壤碳输入与碳输出并不是相互独立的，外源碳输入可能会通过影响微生物活性影响土壤有机碳(SOC)周转，即激发效应。激发效应的方向和强度受很多因素的影响，总体上可以分为外源底物性质和土壤性质两大类。全球变化的各个方面会通过影响土壤碳输入的数量或质量、土壤的水分或养分状况等来影响激发效应，但机制还不清楚。研究这些变化对激发效应方向和强度的影响，探讨激发效应的定量化及其内在机制，对把激发效应引入土壤碳循环模型、更好的预测未来气候变化条件下土壤碳库发挥的作用具有重要意义。本研究通过一系列培养实验，运用13C稳定性同位素技术，探讨外源底物数量、质量改变以及土壤水分、养分改变下的土壤有机碳分解特征及激发效应强度变化，得到以下主要结果:　　(1)通过向森林有机层和矿质层土壤中加入不同浓度的水溶性有机碳(WSC)后发现:在WSC添加量一致的条件下，矿质层土壤的相对激发比有机层土壤高1.1～3.3倍，表明矿质层土壤对外源碳添加更为敏感。但有机层土壤的累积激发量（绝对量）更高，这与其土壤有机碳含量较高有关。随着WSC添加量增加，两个土层的累积激发量均有增加，但添加量大于400 mg C kg-1 soil后增加不再明显。累积激发量的这种饱和效应意味着未来气候变化下土壤碳输入的增加不会引起同等比例的土壤碳输出增加。在WSC添加量为160-800 mg C kg-1 soil时，矿质层土壤表现出对外源碳的净固持，而有机层土壤则表现为土壤碳的净损失，这意味着有机层在森林土壤碳固持中的作用需要更多关注。　　(2)通过向土壤中加入不同质量的外源底物（玉米叶或玉米茎），结果发现SOC有较大差异的两种土壤（次生林土壤和人工林土壤）上得出较为一致的结论:外源底物添加后的培养前期出现一个短暂的负激发，随后转换为正激发直至培养结束。添加高质量底物（叶）的土壤从负激发转化为正激发较快，主要是因为培养前期高质量底物促进了更多的微生物生长。但经过16 d培养后，茎处理对土壤有机碳分解的正激发效应明显强于叶处理。磷脂脂肪酸数据显示微生物对碳或其他养分的需求可能是诱导产生激发效应的一个重要因素。本实验结果表明外源底物质量能够影响微生物的底物利用模式和激发效应，未来气候变化条件下这可能会加剧全球变暖。　　(3)通过研究水分恒定和干湿交替条件下的农田土壤有机质分解情况和秸秆降解情况，结果发现:干湿交替在处理前期增加CO2释放量，而在后期转换为降低CO2释放量，添加秸秆会加速这种转换，主要是因为干湿交替明显抑制了秸秆降解。干湿交替使210d秸秆降解量减少11.7％，而土壤激发效应总量增加18.0％、土壤对外源碳的固持能力减弱26.4％，意味着未来气候变化背景下干湿交替的频繁发生可能会削弱土壤的“碳汇”作用。　　(4)通过向农田土壤中添加NH4NO3或尿素，研究不同形态氮素添加下的土壤有机质分解情况和秸秆降解情况，结果发现:氮添加后秸秆降解有减慢的趋势，尿素对秸秆降解的减慢效应比NH4NO3更为明显。不加秸秆时，NH4NO3或尿素添加均显著降低（P＜0.05）土壤有机质分解。但在秸秆添加条件下，添加NH4NO3使土壤有机质分解降低11.1％、激发效应减弱71.1％，而添加尿素使土壤有机质分解增加9.8％、激发效应增加63.0％，不同形态氮之间的这种差异使氮输入对土壤碳循环的影响变得更为复杂。