左嫚，黎建強，楊關(guān)呂，胡景，孫軻

西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院，云南 昆明 650224

土壤是陸地上最大的碳庫，土壤表層儲存著大約1 580 Gt的有機碳和600 Gt的無機碳（Batjes，2014），植被固碳并通過根系和枯落物輸入的碳是土壤中有機碳的主要來源（Davidson et al.，2006），而土壤呼吸是土壤中碳損失的主要途徑（Stielstra et al.，2015）。受全球氣候變化和人類活動影響，如大氣CO2濃度和溫度升高、降雨格局改變、全球大氣污染、干旱脅迫、森林病原體入侵、人為移除枯落物和控制火燒等都將通過影響植物光合作用產(chǎn)物及植被的生產(chǎn)力進而改變森林生態(tài)系統(tǒng)地上/地下枯落物輸入量，而枯落物輸入量的改變又將引起土壤碳庫、土壤呼吸速率及有關(guān)土壤環(huán)境因子的改變，進而對森林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳循環(huán)過程產(chǎn)生深遠的影響（Burton et al.，2003；Wang，2011）。因此，深入研究全球氣候變化背景下枯落物輸入變化對土壤呼吸及其環(huán)境因素的影響對于準確評估生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡具有重要意義。

土壤呼吸作為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分，受到包括底物、生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、土壤溫度、土壤水分、土壤質(zhì)地等因素的共同調(diào)控，森林土壤呼吸能在一定程度上反應(yīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力及健康程度（駱亦其等，2007）。凋落物對土壤呼吸的影響是一個非常復(fù)雜的生物學(xué)過程，可以通過多種途徑直接和間接地來實現(xiàn)，添加和去除凋落物可以通過改變土壤有機碳和養(yǎng)分的有效性以及土壤環(huán)境來影響土壤呼吸（Crow et al.，2009；Tóth et al.，2007）。目前已有諸多對土壤呼吸及其影響因子的研究，主要集中于干擾活動對土壤表觀土壤呼吸和環(huán)境因子的影響（嚴俊霞等，2019；鄭鵬飛等，2019；何立平等，2019；劉寶等，2019；王倩等，2019）。然而，現(xiàn)階段評估土壤與大氣間碳交換對人為干擾和氣候變化的響應(yīng)仍然具有很大的不確定性（鄭蔚等，2017）。

云南松林是云貴高原主要的林分之一，在云南約占森林面積的70%（趙吉霞等，2014），是云南省乃至我國西南地區(qū)最重要的森林資源（鄧喜慶等，2013）。全球氣候變化引起的枯落物輸入變化是一個長期緩慢的過程，而人為添加和去除枯落物（Detritus Input and Removal Treatment，DIRT）是一個能在較短的時間內(nèi)模擬碳輸入變化引起土壤呼吸及養(yǎng)分、有機碳等各指標變化的試驗方法，可用來衡量改變碳輸入對土壤呼吸動態(tài)變化、養(yǎng)分和土壤有機質(zhì)的影響（Wang，2011；Kate et al.，2018）。因此，本研究通過枯落物添加和去除試驗（DIRT），以滇中高原云南松天然林為研究對象，通過測定不同處理的林地土壤呼吸和土壤理化性質(zhì)，探明兩者間的相關(guān)性及對枯落物輸入變化的響應(yīng)，以期為評估未來氣候變化條件下云南松森林生態(tài)系統(tǒng)碳平衡提供科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于云南省玉溪市磨盤山森林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站內(nèi)（23°46′18″—23°54′34″N，101°16′06″—101°16′12″E）。磨盤山地處低緯度高原，是云南亞熱帶北部與亞熱帶南部的氣候過渡地區(qū)，海拔為1 260.0—2 614.4 m，氣候垂直變化明顯，由山底溝谷的南亞熱帶氣候向山頂?shù)谋眮啛釒夂蜻^渡，山頂中段的高山草甸則屬中亞熱帶氣候。年平均氣溫為15 ℃，年平均降雨量為1 050 mm。極端最高氣溫為33.0 ℃，極端最低氣溫為-2.2 ℃。全年日照時數(shù)為2 380 h。土壤以第三紀古紅土發(fā)育的山地紅壤和玄武巖紅壤為主，高海拔地區(qū)有黃棕壤分布。

1.2 樣地設(shè)置

于2018年1月在研究區(qū)云南松天然林內(nèi)選擇具有代表性、立地條件基本一致的同一地段設(shè)置6個5 m×10 m的樣地（處理方法如表1所示）。在每個處理內(nèi)均沿對角線均勻設(shè)置3個1 m×1 m觀測小區(qū)，且離樣地邊緣最短距離＞1 m。樣地內(nèi)優(yōu)勢樹種為云南松，平均樹齡26 a，平均樹高13.45 m，平均胸徑18.43 cm，郁閉度65%。伴生樹種有槲櫟（Quercus alienaBL.）、木荷（Schima superbaGardn.et Champ.）、越橘（Vaccinium vitis-idaeaLinn.）等。林下植被稀少，灌木主要有碎米花杜鵑（Rhododendron spiciferumFI.）、野山楂（Crataegus cuneataSieb.et Zucc.）、黑果菝葜（Smilax glaucochina）等；草本植物主要有薹草（Carexspp），藤本植物蓬萊葛（Gardneria multifloraMakino）等；蓋度約15%。

1.3 林地土壤呼吸速率的測定

于2018年3月—2019年4月采用Li-6400便攜式光合作用測量儀（配備Li-6400-09土壤呼吸室）測定林地土壤呼吸（Rs，μmol·m-2·s-1），每月月初選擇晴朗天氣測定，測量時段為上午09:00—11:00，每個觀測小區(qū)重復(fù)測定3次。測定前提前24 h將土壤呼吸圈（內(nèi)徑10 cm×高5 cm的PVC管）嵌入每個觀測小區(qū)內(nèi)枯落物和土壤中，以盡量恢復(fù)因底座的嵌入對土壤的擾動。

1.4 土壤理化性質(zhì)的測定

在測量土壤呼吸的同時，在呼吸圈附近采用TRIME?-PICO 64/32同步測定10 cm處的土壤水分（φw，體積分數(shù)，%）和土壤溫度（t，℃），并于2019年4月挖掘土壤剖面測定0—10 cm土層土壤理化性質(zhì)。土壤容重（SBD）和土壤孔隙度（SP）采用環(huán)刀法測定（魯如坤，2000）；土壤全碳（TC）采用總碳分析儀（Vario TOC，德國）測定；有機碳（SOC）用鹽酸酸化后，采用總碳分析儀（Vario TOC，德國）測定；總氮（TN）則用濃硫酸-過氧化氫消解，采用連續(xù)流動分析儀（SEAL Analytical AA3，德國）測定（歐陽林梅等，2014）；利用浸提和連續(xù)流動分析儀（SEAL Analytical AA3，德國）測定硝態(tài)氮（NO3-）；土壤pH用電位法進行測定（史瑞和，1998）。

表1 不同枯落物處理樣地描述Table 1 Description of DIRT treatments

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010和SPSS 21.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理；采用單因素方差分析（One-way ANOVA）對不同處理或不同月份的土壤呼吸及不同處理間各土壤理化指標進行差異顯著性檢驗；采用雙因素方差分析（Two-way ANOVA）檢驗不同處理、不同月份土壤呼吸的差異顯著性及其交互作用；采用皮爾遜（Pearson）相關(guān)分析進行土壤呼吸和其他土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性，利用單因素指數(shù)和線性模型分別擬合Rs與土壤溫度和土壤水分的關(guān)系；相關(guān)性分析中相關(guān)系數(shù)為土壤呼吸年均值與土壤理化性質(zhì)各指標之間的關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同枯落物處理樣地土壤呼吸動態(tài)

不同枯落物處理和不同月份土壤呼吸差異極顯著（P＜0.01，圖1），且不同處理和不同月份對土壤呼吸有極顯著的交互作用（表2）。不同處理樣地土壤呼吸速率變化規(guī)律相似，在觀測期內(nèi)不同處理樣地土壤呼吸最大值均出現(xiàn)在7月。

圖1 不同處理林地土壤呼吸動態(tài)變化Fig 1 Monthly variations of soil respiration in DIRT treatments

表2 不同處理、月份及其交互作用對土壤呼吸速率的雙因素方差分析Table 2 Two-way ANOVA of effects of treatments, months and their interaction on soil

圖2 不同枯落物處理年平均土壤呼吸速率Fig.2 Average annual soil respiration rate in DIRT treatments

枯落物不同處理和月份及兩者交互作用對土壤呼吸速率的影響如表2所示。

不同枯落物處理土壤年均呼吸速率如圖2所示。不同枯落物處理間土壤呼吸差異極顯著（P＜0.01）不同枯落物處理樣地的年均土壤呼吸速率分 別為：Rs(DL)=8.32 μmol·m-2·s-1）、Rs(CK)=6.34 μmol·m-2·s-1、Rs(NL)=5.71 μmol·m-2·s-1、Rs(NR)=4.32 μmol·m-2·s-1、Rs(O/A-Less)=3.69 μmol·m-2·s-1、Rs(NI)=2.54 μmol·m-2·s-1。

2.2 不同枯落物處理樣地土壤理化性質(zhì)特征

2.2.1 不同枯落物處理林地土壤溫度動態(tài)變化

圖3 不同枯落物處理土壤溫度動態(tài)變化Fig.3 Monthly variations of soil temperature in DIRT treatments

不同枯落物處理林地土壤溫度動態(tài)變化如圖3所示。各處理土壤溫度具有明顯的月變化，且變化趨勢相似（P＜0.01）。NR、NI、O/A-Less和NL這4個樣方的最高溫度出現(xiàn)在6月，其余2個樣方最高溫度則出現(xiàn)在7月，所有處理樣方的土壤溫度均在次年1月達到最低；各處理土壤溫度年變化范圍分別是：NR為12.35—24.75 ℃、NI為12.10—23.0 ℃、O/A-Less為12.78—21.71 ℃、NL為11.74—21.64 ℃、CK為12.67—21.27 ℃、DL為12.32—21.39 ℃。從不同處理對土壤溫度的影響來看，除NL樣地年均土壤溫度與對照無顯著差異外（P＞0.05），其余處理樣地年均土壤溫度均顯著高于對照（P＜0.05，表3）。

2.2.2 不同枯落物處理林地土壤水分動態(tài)變化

不同枯落物處理樣方的土壤水分的變化較復(fù)雜，不同處理土壤水分含量存在顯著的月變化（P＜0.05，圖4）。6種處理3月的土壤水分含量均最低，顯著低于其他月份（P＜0.05）；除DL樣方外，NR、NI、O/A-Less、NL、CK這5個樣方的土壤水分含量有相似的變化規(guī)律。不同枯落物處理對土壤水分影響顯著，而對于土壤年平均水分含量，NR、NI和DL處理均顯著高于對照（P＜0.05），O/A-Less和NL顯著低于（P＜0.05）對照（表3）。

圖4 不同枯落物處理土壤溫度動態(tài)變化Fig.4 Monthly variations of soil moisture in DIRT treatments

2.2.3 不同枯落物處理林地其他土壤理化性質(zhì)變化特征

不同枯落物處理樣地土壤理化性質(zhì)見表3。0—10 cm層土壤全氮質(zhì)量分數(shù)以CK最高，為3.65 g·kg-1，與NL處理無顯著差異，顯著高于NR，NI，O/A-Less和DL處理（P＜0.05）；NR和NI土壤硝態(tài)氮（NO3-）質(zhì)量分數(shù)分別為0.06 g·kg-1和0.05 g·kg-1，顯著高于CK（P＜0.05），而其余各處理和CK間土壤硝態(tài)氮（NO3-）含量無顯著差異（P＞0.05）；NR和NI處理0—10 cm層土壤全碳含量顯著小于CK（P＜0.05），而其他各處理均與CK無顯著差異（P＞0.05）；0—10 cm層土壤總孔隙度以DL處理最大，顯著高于CK樣地（P＜0.05），但其余各處理均與CK無顯著差異（P＞0.05）。NI和O/A-Less處理對0—10 cm層pH值無顯著影響，而NR、NL和DL處理0—10 cm層土壤pH顯著小于CK（P＜0.05）；不同枯落物處理對0—10 cm層土壤容重和C/N無顯著影響（P＞0.05）。

2.3 林地土壤呼吸與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系

2.3.1 林地土壤呼吸與土壤溫濕度的月動態(tài)關(guān)系

據(jù)常用的關(guān)系方程，采用單因素指數(shù)模型Rs=beati模擬不同枯落物處理土壤溫度與土壤呼吸的動態(tài)關(guān)系，Rs為土壤呼吸速率；ti為不同枯落物處理的土壤溫度；b為土壤溫度為0 ℃時的土壤呼吸速率；a為溫度敏感系數(shù)。并采用單因素線性模型Rs=b+aφwi對土壤含水率與土壤呼吸速率進行回歸分析，φwi為不同枯落物處理的土壤水分；a，b均為系數(shù)。

NI和O/A-Less兩種處理10 cm層土壤溫度與土壤呼吸間相關(guān)性呈極顯著（P＜0.001），這兩種處理的土壤溫度與土壤呼吸的相關(guān)性系數(shù)較大，分別為0.79和0.72；而NR的相關(guān)系數(shù)最低（R2=0.43），DL處理的相關(guān)系數(shù)R2=0.47，CK處理的相關(guān)系數(shù)R2=0.50，NL處理的相關(guān)系數(shù)R2=0.52。不同枯落物處理下土壤溫度對相應(yīng)土壤呼吸速率變異的影響程度大小關(guān)系為O/A-Less＞NI＞NL＞CK＞DL＞NR。與土壤溫度相比，不同枯落物處理的土壤水分對土壤呼吸的影響要小得多，如表4所示，CK和DL處理的土壤水分對土壤呼吸的影響較其余處理大。

表3 不同枯落物處理樣地土壤理化性質(zhì)Table 3 Physicochemical properties of soil in DIRT treatments

表4 不同處理土壤呼吸與土壤溫濕度的月動態(tài)關(guān)系Table 4 Monthly dynamic relationship between soil respiration with soil temperature and humidity in DIRT treatments

2.3.2 林地土壤呼吸與其他土壤理化性質(zhì)的相關(guān)性

6種不同處理林地年均土壤呼吸及土壤理化性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系見表5。不同處理林地年均土壤呼吸（Rs）與全氮（TN）呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），而與pH值呈極顯著負相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。不同處理林地年均土壤呼吸（Rs）與NO3-、TC、SOC、總孔隙度、容重和C/N無顯著相關(guān)性（P＞0.05）。

3 討論

3.1 不同枯落物處理對土壤呼吸的影響

添加和去除凋落物可以通過改變有機碳的供應(yīng)及環(huán)境因子來影響土壤呼吸（駱亦其等，2007，Sulzman et al.，2005，Tóth et al.，2007，Wang，2011）。林地土壤碳輸入包括植物根系輸入和枯落物輸入，枯落物通過對地表覆蓋和土壤特性的影響，使植物根系和土壤微生物活動發(fā)生改變，進而直接或間接地影響土壤呼吸速率（陳玉平等，2012）。本研究表明6種處理樣地間土壤呼吸差異顯著。其中以DL最大，NI林地土壤呼吸最低。與Sulzman et al.（2005）在Andrews森林DIRT實驗發(fā)現(xiàn)NI處理的土壤呼吸顯著低于對照（CK），DL顯著高于對照的結(jié)論一致。同時本研究也表明土壤呼吸隨底物的減少而降低，與Tóth et al.（2007）在SIK森林利用DIRT實驗發(fā)現(xiàn)NL、NR和NI處理的土壤呼吸隨著枯落物輸入的減少而減少的結(jié)論一致。造成各處理間土壤呼吸的差異除了C源輸入減少，還可能因為有無地表枯落物覆蓋及覆蓋量而產(chǎn)生差異，即枯落物的間接影響。這主要是因為地表枯落物不僅提供微生物分解底物，還可能會因有（無）枯落物的覆蓋而使植物細根增加（減少）（王微等，2016），從而使枯落物分解或根系組分的呼吸增加（減少），最終導(dǎo)致林地土壤呼吸也隨之增加（降低）。與所有枯落物添加試驗所得結(jié)果一樣，本研究中雙倍枯落物處理顯著高于對照，一方面枯落物的添加就增加了枯落物分解呼吸的底物，另一方面添加枯落物會產(chǎn)生正激發(fā)效應(yīng)（Burton et al.，2003），但這種激發(fā)效應(yīng)的發(fā)生及方向與活根系的存在有一定的相關(guān)性（Subke et al.，2004）。NL與CK無顯著差異，一方面可能是因為NL樣地腐殖層較厚，且本研究是一個短期試驗（1 a），即由于NL樣地在短期內(nèi)土壤呼吸分解底物充裕；另一方面可能由于沒有枯落物覆蓋，NL樣地根系組分的呼吸較高，所以使NL林地土壤呼吸與CK間無顯著差異。此外，本研究中O/A-Less林地土壤呼吸介于NR與NI兩樣地之間，且顯著小于CK，這可能是因為O/A-Less與NR樣地C源來源及輸入量的不同，O/A-Less的C源輸入主要來源于植物根系，無有機質(zhì)層和枯落物輸入，而NR剛好相反。O/A-Less的林地土壤呼吸比NI高也只是因為O/A-Less有根系呼吸，而NI沒有任何C源輸入。

表5 林地土壤呼吸與其他土壤理化性質(zhì)相關(guān)系數(shù)Table 5 Pearson correlation coefficient of soil physicochemical properties and soil respiration

3.2 不同枯落物處理對土壤理化性質(zhì)的影響

枯落物輸入改變通過直接改變枯落物、根系C輸入及土壤有機質(zhì)的輸入，且枯落物、根系及土壤有機質(zhì)均對土壤理化性質(zhì)有顯著影響（米彩紅等，2012），此外，森林蓋度等因素也會對淺層土壤理化性質(zhì)產(chǎn)生影響（劉佳楠等，2018）。本研究中各處理間0—15 cm土壤溫度差異顯著，尤其以NR最高，其次是NI，其余處理的溫度均在17 ℃左右，這可能是各處理樣地間總蓋度有細微差別而導(dǎo)致的（劉佳楠等，2018）。各處理間0—15 cm土壤水分差異顯著，NR和NI土壤含水量較高，一方面可能是因為兩個樣方是做的切根處理（挖壕溝法，放入塑料隔板隔離樣地外根系），由于塑料隔板及底部的透水性差，導(dǎo)致NR和NI土壤水分較高；另一方面，與樣地?zé)o活植物根系有關(guān)，因為活的植物根系與植物蒸騰作用密切相關(guān)（高麗等，2009），由于NR和NI兩個樣地?zé)o活的植物根系，因此其土壤水分較高。而DL的土壤水分也較高，其蓋度及處理方式與NR和NI兩個樣方有所不同，所以導(dǎo)致其土壤水分較高的原因與NR和NI兩個樣方的原因也就不同，由于DL的枯落物覆蓋比正常輸入多了一倍，且有研究表明土壤水分與總枯落物的積累量呈正相關(guān)（劉佳楠等，2018），也就是說，地表枯落物對土壤水分的截留和防止土壤水分的蒸發(fā)具有重要作用（Rey et al.，2002）。而O/A-Less和NL的土壤水分低可能是因為植物蒸騰、無地表枯落物截留及防止蒸發(fā)的作用。CK土壤水分介于NL和DL之間，可能因為枯落物厚度比DL的厚度少一倍，所以枯落物的截留和防止蒸發(fā)的作用會減弱。TN、TC和SOC在CK與NL間無顯著差異，并顯著高于其他處理，這可能是因為CK和NL的土壤腐殖層較厚，但比DL處理的碳氮消耗低造成的結(jié)果（王春陽等，2011）。而在NR和NI的TN、TC顯著低于其他處理，這可能是因為NR和NI兩處理樣地?zé)o活植物根系，相當(dāng)于一個微小且相對完整的碳循環(huán)過程被切斷了，在土壤中的碳氮隨土壤呼吸的消耗而減少，雖然NR處理樣方有枯落物的輸入，但其循環(huán)系統(tǒng)是不健康的，所以NR和NI處理樣方的TN和TC顯著少于其他處理；而DL林地的TN、TC和SOC比CK低，可能是因為DL樣方添加枯落物后，供微生物分解的可溶性有機碳上升，使土壤有機碳消耗較快（王春陽等，2011；王清奎等，2007），在此過程中，對氮的消耗也會增加（表5）。大概可以看出，各處理間TN、TC和SOC隨著地上枯落物和根輸入的增加（減少）而增加（減少），與Nadelhoffer et al.（2004）Harvard森林DIRT試驗得到的結(jié)果一致，然而這并不是絕對的，可以看到本研究各處理間TN、TC和SOC與Nadelhoffer研究結(jié)果的細微差異，這可能是因為植被類型，氣候等的不同導(dǎo)致的。而NO3-在無根系處理（NR和NI）中較高，其余樣地（有活植物根系）間NO3-無顯著差異，這與根系及根系微生物對N的吸收利用有關(guān)。有研究表明活體植物根系會吸收NO3-，而無根系就會使NO3-累積（樊衛(wèi)國等，2016），所以在無根系處理（NR和NI）中NO3-的含量較高?？偪紫抖纫訢L樣地最高，其余樣地間無顯著差異，這可能是因為DL樣地的土壤表面枯落物層較厚，形成的腐殖層較厚，形成了多孔結(jié)構(gòu)（丁奠元等，2016），所以孔隙度較高。NR、NL和DL處理0—10 cm層土壤pH值顯著小于對照，這可能是因為不同處理改變了土壤易溶物質(zhì)含量，間接通過影響孔隙度、土壤微生物、植物根系等影響pH的因素，進而導(dǎo)致pH值發(fā)生變化。

3.3 土壤理化性質(zhì)對土壤呼吸的影響

眾多學(xué)者的研究表明，土壤呼吸與土壤理化性質(zhì)存在相關(guān)性，其相關(guān)性對于探明環(huán)境變化下因子對土壤呼吸的影響機制具有重要意義，然而不同土壤理化性質(zhì)與土壤呼吸的相關(guān)性受不同植被類型、氣候、緯度等的影響而表現(xiàn)出不同（駱亦其等，2007；嚴俊霞等，2019；鄭鵬飛等，2019；何立平等，2019；劉寶等，2019；王倩等，2019）。本研究表明不同處理林地土壤溫度、全氮與林地土壤呼吸均呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），而與pH呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）。這是因為土壤呼吸過程包括多個化學(xué)、物理和生物過程，其中生物過程又受底物供應(yīng)、溫度、濕度、碳、氮、土壤質(zhì)地和土壤pH這一系列生物和非生物因子所影響（駱亦其等，2007）。據(jù)表4可以看出土壤溫度比土壤水分對林地土壤呼吸的影響程度大，這與王倩等（2019）、劉順等（2019）的研究結(jié)果一致，而與趙吉霞等（2014）在滇中高原磨盤山的土壤水分對土壤呼吸影響程度最大的實驗結(jié)果不同，這可能是不同年份氣候的不同，導(dǎo)致主控因子發(fā)生了改變。土壤含水量只有在極低和極高的情況下才會抑制林地土壤呼吸（Tóth et al.，2007；Liu et al.，2002），而本研究中不同枯落物處理土壤含水量與對應(yīng)土壤呼吸的R2范圍為0.02—0.34，表明土壤水分不是關(guān)鍵的影響因子。有研究表明土壤呼吸隨有機碳的增加而增加，例如Franzluebbers et al.（2001）研究發(fā)現(xiàn)土壤呼吸強烈地受土壤有機質(zhì)中碳底物的調(diào)控，且土壤基礎(chǔ)呼吸與土壤有機碳含量呈線性相關(guān)關(guān)系，但本研究中土壤呼吸與SOC無顯著相關(guān)性，這一結(jié)果與趙吉霞等（2014）的研究結(jié)果不一致，這主要是因為趙吉霞做的是時間動態(tài)上的相關(guān)性，而本研究則非動態(tài)關(guān)系；也可能因為不同處理對有機碳和土壤呼吸的影響程度不同，進而兩者間無明顯的相關(guān)性。即使土壤呼吸與土壤有機碳之間存在線性關(guān)系，但有機碳的可利用性也會隨物理環(huán)境的變化而變化，也同樣受N等其他土壤因子的影響（表5），且并不是全部的有機碳都貢獻給土壤呼吸，而是只有有機碳中的活性組分和中間組分對土壤呼吸有貢獻，分別占有機碳對土壤呼吸貢獻的80%和20%（Schimel et al.，1994）。C和N是土壤動物和微生物的重要生命組成物質(zhì)，也是影響根系生產(chǎn)力和枯落物分解的重要因素，C和N可通過影響根呼吸、地上枯落物分解、微生物呼吸從而影響林地土壤呼吸，還可以通過影響土壤生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力間接影響林地土壤呼吸（駱亦其等，2007），因此本研究中林地土壤呼吸與全氮呈顯著正相關(guān)系，且氮與全碳和有機碳存在顯著相關(guān)性（表5）。通常土壤pH＜7時，土壤呼吸隨pH的增加而增加（Dilustro et al.，2005）。結(jié)合表3本研究的土壤pH是小于7的，但本研究中土壤呼吸與pH值間呈極顯著負相關(guān)，這與馬莉（2017）的研究結(jié)果一致，可能是因為土壤樣取自0—10 cm表層，且由于表層松針在分解后形成土壤腐殖質(zhì)酸等酸性物質(zhì)，而DL處理云南松的枯落物是雙倍的，在分解過程中釋放更多的酸性物質(zhì)，造成表層土壤pH降低，這與呼吸速率是相悖的。據(jù)表5可以看出，土壤環(huán)境因子間存在相關(guān)性，這表明林地土壤呼吸受不同環(huán)境因子的綜合調(diào)控，若其中一個條件發(fā)生改變，土壤因子的影響程度也會隨之改變（駱亦其等，2007）。

4 結(jié)論

（1）不同枯落物處理和不同月份土壤呼吸差異極顯著（P＜0.01），不同枯落物處理年平均土壤呼吸速率大小順序為：Rs(DL)＞Rs(CK)＞Rs(NL)＞Rs(NR)＞Rs(O/A-Less)＞Rs(NI)，這表明不同處理樣地的土壤呼吸速率隨C源輸入變化或地表覆蓋變化而變化。

（2）不同處理對0—10 cm土層土壤溫度、土壤水分、全氮、全碳、硝態(tài)氮、有機碳、pH值和土壤總孔隙度影響顯著，這與枯落物輸入改變了土壤碳輸入和地面覆蓋有關(guān)。

（3）土壤理化性質(zhì)與林地土壤呼吸相關(guān)性分析表明，林地土壤呼吸（Rs）與土壤溫度、全氮顯著正相關(guān)，與pH呈極顯著負相關(guān)（P＜0.01）；全氮與全碳和有機碳間存在極顯著相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），這表明不同環(huán)境因子間存在相互作用，進而影響土壤呼吸。

綜上，添加和去除枯落物可以通過直接改變土壤有機碳和養(yǎng)分的有效性以及間接影響土壤微環(huán)境進而改變土壤呼吸。