不同模式长期秸秆还田会导致土壤理化性质及土壤生物群落结构的差异,但这种差异如何影响新施入秸秆碳的矿化及固存,仍不清楚。因此,本研究选取湖北襄阳9年长期秸秆还田定位实验的四个处理:CK（不施肥秸秆不还田）、NPK（单施化肥秸秆不还田）、NPKS（化肥+秸秆直接还田）和NPKM（化肥+秸秆过腹还田）开展研究,对比了不同处理土壤理化性质及微生物组成差异,通过向不同处理添加13C秸秆的培养试验定量了新添加秸秆碳的矿化过程以及土壤原有机碳对新添加秸秆碳的响应。研究结果表明:（1）9年不同模式长期秸秆还田后,NPK、NPKS和NPKM处理的土壤相比CK处理土壤显著增加了土壤有机碳（SOC）含量、土壤可溶性有机碳（DOC）含量、微生物量碳（MBC）、轻组有机碳（LFOC）和颗粒碳有机碳（POC）含量,但显著降低了土壤p H值（p＜0.05）。NPKS处理土壤SOC、速效钾（AK）及土壤总氮（TN）含量显著高于NPK及NPKM处理土壤（p＜0.05）。不同模式长期秸秆还田对土壤碳库组分产生了不同影响。（2）9年不同模式长期秸秆还田后,NPKS和NPKM处理土壤的碳源微生物利用率显著高于CK和NPK处理土壤（p＜0.05）,且NPKS和NPKM处理土壤碳源微生物利用类型较为相似,与CK、NPK处理土壤在主成分分析（PCA）中表现出明显的差异。进一步高通量测序结果显示,CK处理土壤与NPK处理土壤细菌群落结构相似度较高,与NPKS及NPKM处理土壤细菌群落结构差异较大;NPK处理土壤与NPKS处理土壤在真菌水平上组成较为相似,但与CK处理土壤和NPKM处理真菌组成差别较大。不同模式长期秸秆还田改变了土壤中的微生物群落结构。（3）添加13C秸秆进行培养试验,发现NPK、NPKS和NPKM处理中由秸秆碳矿化产生的CO2相比CK分别增加了8.08%、7.32%和113.53%。但NPK与NPKS处理之间并无显著差异;培养结束后NPK、NPKS和NPKM处理秸秆碳残留在土壤中的比例相比CK减少了8.29%、6.61%和11.77%。秸秆碳转化分配进入POC、LFOC、MBC的比例显著高于DOC。在培养过程中,NPKS处理中由土壤原有碳矿化产生的CO2显著高于其他处理（p＜0.05）,但NPK与NPKM之间并无显著差异。（4）添加13C秸秆培养试验结束后,各处理土壤中总碳含量较培养前均有所增加,其中CK处理净碳含量增加最多并显著高于NPKS处理（p＜0.05）。（5）土壤中的Proteobacteria（变形菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）、Mortierellomycota（被孢菌门）以及碳降解相关功能基因（amy A、chitinase和CBH2）与秸秆分解密切相关。（6）土壤微生物对秸秆碳矿化起主导作用,土壤SOC含量对土壤原有机碳矿化起主导作用。