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문제 정의
- 영급별 탄소흡수 및 저장능을 용이하게 평가할 지표를 마련한다면, 이 지표는 기존의 녹지자연도와 같이 개발 또는 보존과 관련된 토지이용 및 환경영향평가의 기준으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 본연구의 목적은 자연생태계 주요 수종의 생장 지역별 생장에 따른 탄소저장 및 흡수량의 평가지표를 도출한 후, 용인시 자연생태계에 적용하여 임상 유형영급별 탄소저장 및 흡수를 계량화하는 것이었다. 본 연구에서, 자연생태계 수목이란 도시생태계의 수목과는 달리, 부단한 인간간섭 없이 자연환경이 지배적인 조건하에서 생장하는 삼림수목을 지칭한다.
제안 방법
- 5를 곱하여 탄소저장량으로 전환되었다. 그리고, 측정 용이한 흉고직경을 독립변수로 반복적인 선형 및 비선형 접근을 시도하여, 생장지역별, 수종별 탄소저장량을 쉽게 추정할 수 있는 회귀식을 유도하였다.
- 선정한 각 생체량방정식을 활용하여 생장지역별, 수종별 수목의 생장에 따른 총생체량을 산정하고, 방정식들간 산정결과를 취합하여 직경별 평균 생체량을 구하였다. 수목의 목질부 및 엽의 평균 탄소함량은 건중량의 약 50%이므로(Reichle et al.
- )를 위주로, 기존의 다수 연구에서 유도된 생체량방정식들을 수집하였다. 수목의 생장지역을 중부와 남부로 대분류하고 해당지역의 방정식들간 생체량 산정결과의 차이를 비교 - 검토하였다. 방정식이 유도된 직경급 범위 내에서 산정결과가 타방정식들에 비해 현저히 높거나 낮아 이상치를 보이는 것을 제외한 총 20여 개의 방정식을 최종 선정하였다(Table 1).
- 회귀식의독립변수로서 흉고직경 외에 수고를 포함시킬 수도 있으나, 삼림수목의 정확한 수고실측의 난제, 변수적용의. 용이성 등을 감안하여 흉고직경만을 그 변수로 설정하였다.
- 조사자료의 통계적 편차가 큰 영급유형에 대해서는 표본추출수를 늘려 보강조사를 하였다. 유도한 탄소저장 및 흡수량회귀식(중부지역)을 적용하여 임상유형별 영급에따른 단위면적당 탄소저장 및 흡수량 변화를 평가하였다.
- 축척 1/25, 000의 임상도(1992)를 이용하여 용인시 행정구역 전체의 임상유형 및 영급별 면적비를파악하였다. 임상도상에 1cm 간격의 격자를 그린후, 영급별로 면적비의 대소에 준거하여 최소 7〜최대 39개, 총 85개의 격자점을 임의로 표본추출하였다. 표본추출수 결정은 현임상도 활용의 타당 여부를 검토하는 차원에서, 실사시간 및 비용의 유용성과 조사자료의 신뢰성이라는 대립적 측면을 상호보완한 것이다.
- 표본추출지점을 현지답사하여 방형구법(크기 : 10x 10m)에 의해, 수종, 직경, 밀도 등을포함하는 수목조사를 실시하였다. 조사자료의 통계적 편차가 큰 영급유형에 대해서는 표본추출수를 늘려 보강조사를 하였다. 유도한 탄소저장 및 흡수량회귀식(중부지역)을 적용하여 임상유형별 영급에따른 단위면적당 탄소저장 및 흡수량 변화를 평가하였다.
- 연간 생체량 산정식을 구할 수 없었던 수종의 경우는 연간 직경생장률을 적용하였다. 즉, 연간 직경생장률을 이용하여 전년도의 직경을 구하고 이 직경변수를 총생체량 산정식에 대입하여 전년도의 생체량을 산정하였다. 현년도의생체량에서 전년도의 생체량을 제감하여 연간 증가된 생체량을 구하였다.
- 연간 직경생장률은 Table 2에 수록한 활엽수 및 침엽수별 다수 연구의 평균치를 활용하였다. 탄소저장량의 경우처럼, 방정식들간 직경별 평균 생체량을 산정하고 이를 탄소량으로 전환한 후, 흉고직경을 독립변수로 하는 생장 지역별, 수종별 탄소흡수량 회귀식을 도출하였다.
- 표본추출수 결정은 현임상도 활용의 타당 여부를 검토하는 차원에서, 실사시간 및 비용의 유용성과 조사자료의 신뢰성이라는 대립적 측면을 상호보완한 것이다. 표본추출지점을 현지답사하여 방형구법(크기 : 10x 10m)에 의해, 수종, 직경, 밀도 등을포함하는 수목조사를 실시하였다. 조사자료의 통계적 편차가 큰 영급유형에 대해서는 표본추출수를 늘려 보강조사를 하였다.
- 즉, 연간 직경생장률을 이용하여 전년도의 직경을 구하고 이 직경변수를 총생체량 산정식에 대입하여 전년도의 생체량을 산정하였다. 현년도의생체량에서 전년도의 생체량을 제감하여 연간 증가된 생체량을 구하였다. 연간 직경생장률은 Table 2에 수록한 활엽수 및 침엽수별 다수 연구의 평균치를 활용하였다.
대상 데이터
- 개발도상의 중소도시로서 다양한 영급의 임상이분포하는 경기도 용인시를 사례연구지로 선정하였다. 축척 1/25, 000의 임상도(1992)를 이용하여 용인시 행정구역 전체의 임상유형 및 영급별 면적비를파악하였다.
- 국내 자연생태계에서 활엽수를 대표하는 참나무류(Quercus'spp.)와 침엽수를 대표하는 소나무류 (Pimis spp.)를 위주로, 기존의 다수 연구에서 유도된 생체량방정식들을 수집하였다. 수목의 생장지역을 중부와 남부로 대분류하고 해당지역의 방정식들간 생체량 산정결과의 차이를 비교 - 검토하였다.
- 99 로서 적합도가 상당히 높은 것들이었고, 흉고직경범위는 활엽수 2=42cm, 침엽수 4~43cm이었다. 방정식이 유도된 대상지는 중부지역의 경우 경기도화성 및 광주. 강원도 춘천 및 명주, 충북 충주, 충남 대덕 둥이었고, 남부지역의 경우 전북 남원 및완주, 전남 승주 및 광양 등이었다.
- 수목의 생장지역을 중부와 남부로 대분류하고 해당지역의 방정식들간 생체량 산정결과의 차이를 비교 - 검토하였다. 방정식이 유도된 직경급 범위 내에서 산정결과가 타방정식들에 비해 현저히 높거나 낮아 이상치를 보이는 것을 제외한 총 20여 개의 방정식을 최종 선정하였다(Table 1). 그들 방정식의 R2는 0.
이론/모형
- 축척 1/25, 000의 임상도(1992)를 이용하여 용인시 행정구역 전체의 임상유형 및 영급별 면적비를파악하였다. 임상도상에 1cm 간격의 격자를 그린후, 영급별로 면적비의 대소에 준거하여 최소 7〜최대 39개, 총 85개의 격자점을 임의로 표본추출하였다.
- 탄소흡수량은 Table 1에 제시한 자료 중 생체량의 연간 증가를 계량화하는 생체량방정식을 선정하여 산출되었다. 연간 생체량 산정식을 구할 수 없었던 수종의 경우는 연간 직경생장률을 적용하였다.
성능/효과
- 활엽수림의 경우 1 및 川영급까지 증가하다가 V 영급에서는 오히려 소폭으로 감소하는 경향을 나타냈다(Table 7). I 및 IV영급의 활엽수림은 그 영급의 침엽수림 및 혼효림보다 더 많은 탄소흡수량을 보였다.
- 관목(흉고직경 2cm 미만)의 탄소저장 및 흡수량을 생체량방정식과 연간 근원직경생장률(조현길. 1999)을 활용하여 산정한 결과, 관목은 탄소저장량의 경우 단위면적당 총량 중 임상유형 및 영급에 따라 1~3%를, 탄소흡수량의 경우 0.4〜0.8%를 차지하였다. 관목의 탄소저장 및 흡수량 점유비는 유령림에서 장령림보다 약간 높았으나 그 양은 미미한것으로 나타났다.
- 차지하였다(용인시, 1998). 삼림 총면적 의약 39%는 침엽수림이, 37%는 활엽수림이, 그리고 24%는 혼효림이 점유하는 것으로 나타났다. Table 5와 같이, 자연생태계 수목(흉고직경 2cm 이상) 의평균 밀도는 임상유형 모두에 걸쳐 영급이 높아질수록 감소하였는데, 특히 IV 및 V 영급에서 그러한 경향이 현저하였다.
- 8 배 많은 탄소흡수량을 보였다. 생장지역간 활엽수의탄소흡수량은 남부지역에서 중부지역보다 더욱 많았으며(p<0.01), 직경이 커질수록 그 차이는 약간씩증가하였다. 생장지역간 침엽수의 탄소흡수량은 탄소저장량의 경우처럼 유의한 차이가 없었다 (p>0.
- 한 탄소저장량 지표를 나타낸다. 수목 1주당 탄소저장량은 활엽수 및 침엽수 모두 직경생장과 더불어 증가하였으며, 직경급간 저장량 차이는 직경이 커질수록 더욱 뚜렷하였다(Figure 1 참조). 즉.
- 수목의 탄소흡수량은 제시한 직경범위 내에서 탄소저장량의 경우와 유사하게, 활엽수 및 침엽수 모두 직경 생장과 더불어 증가하였고, 직경급간 흡수량의 차이도 직경이 커질수록 증가하였다. 즉, 활엽수 1주당 탄소흡수량은 흉고직경 10cm로부터 5cm 생장함에 따라 2.
- 용인시 임상유형 및 영급별 단위면적당 평균 탄소저장량은 Table 6과 같이 영급이 높을수록 많았으며, 특히 활엽수림의 영급간 탄소저장량 차이는 침엽수림이나 혼효림보다 컸다. 동일 영급 내에서는 I 영급을 제외하면 침엽수림보다는 혼효림이 .
- Milne와 Brown(1997)은 영국 자연생태계의 삼림유형별 면적과 탄소저장량 자료에 기초하여 식생의 탄소저장량을 산정하고 등급화하였다. 이 연구에서 삼림의 탄소저장량은 수목밀도, 영급 및 생산성에 따라 다르나 탄소저장의 중요한 역할을 담당하며, 개발에 의한 토지이용의 변화는 탄소저장소를 탄소배출원으로 전환시킬 수 있음을 시사하였다. 임업연구원(1998)에서는 삼림생체량의 연간증가 및 상업적 벌채에 기인한 생체량의 연간 감소에 관한 자료를 활용하여, 국내 삼림 전체의 개략적인 탄소흡수량 및 방출량을 각각 산출하였다.
- 수목의 탄소흡수량은 제시한 직경범위 내에서 탄소저장량의 경우와 유사하게, 활엽수 및 침엽수 모두 직경 생장과 더불어 증가하였고, 직경급간 흡수량의 차이도 직경이 커질수록 증가하였다. 즉, 활엽수 1주당 탄소흡수량은 흉고직경 10cm로부터 5cm 생장함에 따라 2.3(중부)〜2.7(남부)kg 증가한 반면, 30cm 로부터 5cm 생장은 그보다 약 1.6배 많은 3.6(중부)〜4.2(남부)kg 증가하였다. 침엽수의 경우.
- 침엽수 1주당 탄소저장량은 제시한 직경범위 내에서 생장지역간 유의한 차이가 없었다(p>0.05). 그러나, 활엽수의 경우는 남부지역에서 중부지역보다 모든 직 경범위 에서 약 10% 더 많았다 (0.
- Table 5와 같이, 자연생태계 수목(흉고직경 2cm 이상) 의평균 밀도는 임상유형 모두에 걸쳐 영급이 높아질수록 감소하였는데, 특히 IV 및 V 영급에서 그러한 경향이 현저하였다. 침엽수림과 활엽수림간 밀도는 동일 영급 내에서 유사하였으나, I 영급의 혼효림은 그 영급의 침엽수림이나 활엽수림보다 높은 밀도를 보였다. 한편, 수목의 단위면적당 평균 기저 면적은 영급이 높을수록 증가하였으며, 동일 영급 내 기저 면적은 침엽수림이 활엽수림이나 혼효림보다 큰 경향이었다.
- 침엽수림과 활엽수림간 밀도는 동일 영급 내에서 유사하였으나, I 영급의 혼효림은 그 영급의 침엽수림이나 활엽수림보다 높은 밀도를 보였다. 한편, 수목의 단위면적당 평균 기저 면적은 영급이 높을수록 증가하였으며, 동일 영급 내 기저 면적은 침엽수림이 활엽수림이나 혼효림보다 큰 경향이었다.
- 즉. 활엽수 1 주당 탄소저장량은 흉고직경 10cm로부터 5cm 생장함에 따라 33(중부)〜37(남부)kg 증가한반면, 30cm로부터 5cm 생장은 그보다 약 4배 많은 131(중부)〜148(남부)kg 증가하였다. 침엽수의 경우, 흉고직경 10cm로부터 5cm 생장은 약 18kg의증가를 보인 반면, 30cm로부터 5cm 생장은 그보다약 3배 많은 56kg의 증가를 나타냈다.
- 05). 활엽수의 탄소저장량은 동일 직경의 침엽수보다 더욱 많았으며, 그 차이는 직경이 클수록 현저히 증가하는 경향을 보였다. 흉고직경 20cm일 경우, 활엽수 1주당 탄소저장량은 침엽수보다 생장지역에 따라 1.
후속연구
- 본 연구에서 제시한단 목 레블의 탄소저장 및 흡수 지표는 수종별 생장에 따른 대기탄소농도 저감 가치를 용이하게 추정하는 척도로 활용할 수 있다. 또한, 사례연구를 통한 군집 레블의 영급에 따른 단위면적당 탄소저장 및 흡수 평가는 개발사업으로 훼손될 수 있는 그 가치의 상대적 고저를 예측하고, 개발의 악영향을 최소화할 의사결정의 지침이 될 수 있을 것이다.
- 중부지역에서 생장하는 흉고직경 20cm의 활엽수 1주는 약 175리터의휘발유 소비에 해당하는 탄소량을 저장하고, lha의 IV영급 활엽수림은 시민 57명이 연간 배출하는 탄소량을 저장하는 가치를 지닌다. 본 연구에서 제시한단 목 레블의 탄소저장 및 흡수 지표는 수종별 생장에 따른 대기탄소농도 저감 가치를 용이하게 추정하는 척도로 활용할 수 있다. 또한, 사례연구를 통한 군집 레블의 영급에 따른 단위면적당 탄소저장 및 흡수 평가는 개발사업으로 훼손될 수 있는 그 가치의 상대적 고저를 예측하고, 개발의 악영향을 최소화할 의사결정의 지침이 될 수 있을 것이다.
- 영급별 탄소흡수 및 저장능을 용이하게 평가할 지표를 마련한다면, 이 지표는 기존의 녹지자연도와 같이 개발 또는 보존과 관련된 토지이용 및 환경영향평가의 기준으로 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 본연구의 목적은 자연생태계 주요 수종의 생장 지역별 생장에 따른 탄소저장 및 흡수량의 평가지표를 도출한 후, 용인시 자연생태계에 적용하여 임상 유형영급별 탄소저장 및 흡수를 계량화하는 것이었다.
- , 1997). 이산화탄소 농도의증가는 화석연료 사용과 무분별한 산림벌채에 기인하므로(Detwiler and Hall, 1987; Schneider. 1990), 기후변화의 지연은 화석연료 절약 및 대체에너지 개발뿐만 아니라 자연삼림 훼손의 적절한제어 및 재식재를 통해서 가능할 것이다.
- 비용을 요구한다. 향후, 다른 방법으로서 적외선 가스 분석기를 이용한 수목의 C02 흡수능 연구를 고려할 수 있으며 , 이를 통해 본 연구에서 마련한 흡수 지표의 비교 검토가 수반될 필요가 있다.
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