本研究以华北平原原状草地及开垦后小麦、玉米轮作农田为研究对象，结合不同栽培措施(耕作方式、施肥、秸秆还田)，研究了不同土地利用方式和栽培措施下土壤CO2的释放特征并结合稳定性碳同位素的方法研究土壤有机碳总量和物理组分有机碳的变化，通过对不同轻重组分和颗粒组分的有机碳δ13C值的测定讨论了土壤中有机碳的迁移变化规律。研究结果表明： 土壤呼吸量的季节变化趋势与当地气候状况紧密相关。有机碳含量与农田土壤CO2的释放通量并无很好的相关性。施肥对土壤呼吸的影响不显著，免耕措施能够明显降低土壤呼吸量，秸秆还田对土壤CO2的释放量没有显著影响。5cm、10cm地温是影响土壤呼吸的重要因素，土壤呼吸对5cm地温的敏感性更强。 草地转变为农田后，在整个1m土层土壤有机碳显著减少，其中0-5cm土层土壤有机碳损失最大，达到23.7％-39.3％;颗粒有机碳平均含量并不比农田土壤高，但颗粒有机碳分配比例则高于农田处理高；轻组有机碳所分配的比例以及轻组有机碳的含量，原状草地都要高于农田。 无机肥的施用有利于提高土壤有机碳含量；免耕操作土壤有机碳含量显著高于翻耕操作，但在10-20cm土层却得到相反的结果；秸秆还田在整个1m土层对土壤有机碳影响不显著，但对0-20cm土层土壤有机碳的提高有显著作用；在翻耕处理中，秸秆整株还田较秸秆粉碎还田，对增加土壤有机碳含量的作用更大。免耕的耕作方式有助于提高土壤颗粒有机碳含量；秸秆还田对表层土壤颗粒有机碳含量产生作用；施加底肥土壤颗粒有机碳含量高于未施加底肥的处理。施加底肥能提高土壤中轻组有机碳含量，但不能增加其在土壤总有机碳中的百分含量；秸秆还田增加土壤轻组有机碳含量；翻耕土壤轻组有机碳含量要高于免耕。 新输入的有机碳很难取代土壤中原有有机碳，并且只发生在土壤0-20cm土层，即使在0-5cm土层新输入的有机碳最高也只占土壤有机碳总量的18％左右；秸秆还田特别是粉碎还田能提高新输入有机碳所占比例，而免耕操作虽然对提高新输入有机碳所占比例的作用不明显，但能增加土壤有机碳含量从而增加新输入有机碳含量。 砂粒中的土壤有机碳年代最新，细粉中的土壤有机碳年代最老，有机质在降解过程中，在土壤各粒径组分中的迁移次序是砂粒→细粘→粗粘→粗粉→细粉。土壤重组分中的有机碳年代较老，相对而言，轻组分中的有机碳含有更多的降解尚不充分、活性较大的有机碳。有机质在降解过程中，在土壤各轻重组分中的迁移次序是轻组→重组。