이 연구는 성숙활엽수림 개벌수확지에서 벌채로 인한 토양의 화학성분 및 계류수질에 미치는 영향을 구명할 목적으로 1993년부터 1998년까지 전남 광양 백운산 지역 천연활엽수림 벌채지(서울대학교 농업생명과학대학 부속 남부연습림내 제 26 임반)에서 수행하였다. 이 연구를 위하여 1993년에 벌채한 13ha의 벌채지와 이와 연접한 비벌채지를 조사?연구대상지로 선정하였다. 이 조사지 에서 1993년부터 1998 년까지 토양의 화학성분과 계류수질을 측정?분석한 결과, 벌채후 1년, 2년이 경과되는 동안 전질소, 치환성 이온인 K/sup ＋/, Na/sup ＋/, Ca/sup 2＋/, Mg/sup 2＋/은 벌채전 보다 양적으로는 감소하였으며, 벌채후 5년이 경과된 뒤에는 벌채 2년 경과후 보다 유의적으로 증가하였으나, 토양의 화학성분은 변화하지 않았다. 또한, 벌채 당해년도와 그 다음 해,그리고 벌채후 5년이 경과되었을 때 벌채지 계류수의 BOD, pH등은 하천수질환경기준에 의한 상수원수 1급 기준에 도달하였으며, Cd, Pb, Cu 둥 중금속과 유기인은 검출되지 않았다 계류수의 색도, 탁도, 냄새, 맛, NH/sub 4//sup ＋/-N, NO/sub 3//sup -/-N, 일반세균수, 대장균군 둥 8개 항목은 먹는 물 수질기준에 적합하여 벌채지 인근지역 주민들이 음용수로 이용하는 데에는 영향이 없는 것으로 해석되었다. 그러나 계류수질평가항목 중 BOD는 벌채후 1년, 2년이 경과되는 동안 하천수질환경기준에 의한 상수원수 1급 기준의 최고치인 1 ppm에 도달하는 둥 수질이 악화될 우려가 있기 때문에 대규모 산림 벌채계획은 계류수질보전 을 고려하여 시행하여 야 할 것으로 생각된다.
이 연구는 성숙활엽수림 개벌수확지에서 벌채로 인한 토양의 화학성분 및 계류수질에 미치는 영향을 구명할 목적으로 1993년부터 1998년까지 전남 광양 백운산 지역 천연활엽수림 벌채지(서울대학교 농업생명과학대학 부속 남부연습림내 제 26 임반)에서 수행하였다. 이 연구를 위하여 1993년에 벌채한 13ha의 벌채지와 이와 연접한 비벌채지를 조사?연구대상지로 선정하였다. 이 조사지 에서 1993년부터 1998 년까지 토양의 화학성분과 계류수질을 측정?분석한 결과, 벌채후 1년, 2년이 경과되는 동안 전질소, 치환성 이온인 K/sup ＋/, Na/sup ＋/, Ca/sup 2＋/, Mg/sup 2＋/은 벌채전 보다 양적으로는 감소하였으며, 벌채후 5년이 경과된 뒤에는 벌채 2년 경과후 보다 유의적으로 증가하였으나, 토양의 화학성분은 변화하지 않았다. 또한, 벌채 당해년도와 그 다음 해,그리고 벌채후 5년이 경과되었을 때 벌채지 계류수의 BOD, pH등은 하천수질환경기준에 의한 상수원수 1급 기준에 도달하였으며, Cd, Pb, Cu 둥 중금속과 유기인은 검출되지 않았다 계류수의 색도, 탁도, 냄새, 맛, NH/sub 4//sup ＋/-N, NO/sub 3//sup -/-N, 일반세균수, 대장균군 둥 8개 항목은 먹는 물 수질기준에 적합하여 벌채지 인근지역 주민들이 음용수로 이용하는 데에는 영향이 없는 것으로 해석되었다. 그러나 계류수질평가항목 중 BOD는 벌채후 1년, 2년이 경과되는 동안 하천수질환경기준에 의한 상수원수 1급 기준의 최고치인 1 ppm에 도달하는 둥 수질이 악화될 우려가 있기 때문에 대규모 산림 벌채계획은 계류수질보전 을 고려하여 시행하여 야 할 것으로 생각된다.
The effects of clearcutting on soil chemical ingredients and stream water quality have been investigated at a natural deciduous forest catchment within the Seoul National University Research Forest in Mt. Paekun, Chunnam province during the periods of 1993 to 1998. Soil chemical ingredients and str...
The effects of clearcutting on soil chemical ingredients and stream water quality have been investigated at a natural deciduous forest catchment within the Seoul National University Research Forest in Mt. Paekun, Chunnam province during the periods of 1993 to 1998. Soil chemical ingredients and stream water qualities were monitored at a 13 ha clearcutting site and a non-treatment site nearby. During the first and second years after harvesting, the levels of total-N, and exchangeable ions (K/sup ＋/, Na/sup ＋/, Ca/sup 2＋/, Mg/sup 2＋/) decreased compared to the values of before harvesting. During the fifth years after harvesting, these levels were significantly higher than those during the first and second years after harvesting. But the chemical characteristics of soil were not changed at all. pH of water in the harvesting area was 6.5 in stream water. Among the nutrients, Cd, Pb, Cu, and phosphate were not found, and the level of BOD reached at the level of the domestic use suitable for drinking. Turbidity, odor, taste, NH/sub 4//sup ＋/ -N, NO/sub 3//sup -/-N, standard plate count, and coliform were also low enough to be used as the domestic use for drinking by the near villagers. During the first and second years after harvesting, BOD increased to about 1 ppm. For that reason, the harvesting planning should be built in the harvesting area in consideration of the control of water quality in the stream.
The effects of clearcutting on soil chemical ingredients and stream water quality have been investigated at a natural deciduous forest catchment within the Seoul National University Research Forest in Mt. Paekun, Chunnam province during the periods of 1993 to 1998. Soil chemical ingredients and stream water qualities were monitored at a 13 ha clearcutting site and a non-treatment site nearby. During the first and second years after harvesting, the levels of total-N, and exchangeable ions (K/sup ＋/, Na/sup ＋/, Ca/sup 2＋/, Mg/sup 2＋/) decreased compared to the values of before harvesting. During the fifth years after harvesting, these levels were significantly higher than those during the first and second years after harvesting. But the chemical characteristics of soil were not changed at all. pH of water in the harvesting area was 6.5 in stream water. Among the nutrients, Cd, Pb, Cu, and phosphate were not found, and the level of BOD reached at the level of the domestic use suitable for drinking. Turbidity, odor, taste, NH/sub 4//sup ＋/ -N, NO/sub 3//sup -/-N, standard plate count, and coliform were also low enough to be used as the domestic use for drinking by the near villagers. During the first and second years after harvesting, BOD increased to about 1 ppm. For that reason, the harvesting planning should be built in the harvesting area in consideration of the control of water quality in the stream.
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문제 정의
벌채구획은 1993년 4월부터 5월초까지 산정부의 7~8부 능선(나비 10-80 m)과 계곡부(나비 10-20 m), 그리고 2~3부 능선(나비 150~200 m)에 수림대를 남기고 수령 30년에서 70년생(DBH 30-50 cm)의 성숙 임목을 개벌하였다. 계곡부의 수림대는 고로쇠나무의 보호를 목적으로 하였고, 능선 주위는 경관보존을 위하여, 그리고 2~3부 능선의 임도가 통과하는 상부지역의 수림대는 임도의 보호와 자연훼손면적을 최소화할 목적으로 남겨 놓았다. 운재로는 수확된 임목의 반출을 주목적으로 하여 개설되었으며, 평균노폭은 약 4.
있다. 따라서 이 연구는 대규모 벌채로 인한 환경변화가 토양의 화학성분 및 계류수질에 미치는 영향을 수량화함으로써 대규모 벌채사업에 대한 환경영향을 저감하기 위한 대책과 지속적 산림경영을 위한 성숙 임목 수확계획에 활용할 수 있는 과학적 기초자료를 제공하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
1993년에 성숙임목을 벌채수확한 벌채지와 비벌채지의계류수질에 대하여 제 26임반 벌채지와 이와 연접한 비 벌채지(천연림) 유역, 그리고 인근 농지나 마을(도장동, 중한 치)로부터 영향을 받지 않는 지역인 섬진강으로 유입되는 계류 수는 계절별로 1회 계류를 횡단하여 3지점에서 채수 혼합하여 41씩 한 개의 시료로 채수하고, 수질오염의 지표인 pH, BOD 둥 2개 항목과 여기에 기계톱 둥 벌채작업으로 유출될 수 있는 Cd, Pb, Cu 둥 3개 항목과 유기인을합한 6개 항목에 대하여 계류수의 화학성분을 분석하였다 (환경처 1983). 또한, 연구대상유역 계류수의 음용수 여부를 설명하는 자료로 이용하기 위하여 색도, 탁도, 냄새, 맛, NHJ-N, N0「-N, 일반세균수(1 cc 중), 대장균군(50 cc 중) 둥 8개 항목을 포함한 총 15개 항목에 대하여 수질 분석하였다 (성문기술 1995).
1983). 또한, 연구대상유역 계류수의 음용수 여부를 설명하는 자료로 이용하기 위하여 색도, 탁도, 냄새, 맛, NHJ-N, N0「-N, 일반세균수(1 cc 중), 대장균군(50 cc 중) 둥 8개 항목을 포함한 총 15개 항목에 대하여 수질 분석하였다 (성문기술 1995).
이 연구대상지에서 실행한 벌채작업방법은 2명이 1개 조로 인력작업하였으며, 1명은 기계톱(chain saw)을 이용하여 성숙 임목을 벌채하여 가지치기한 후 2 m 간격으로 작동하고, 1명은 벌목을 산지사면의 하부방향으로 굴려놓고 운재로에 집재하면서 가능하면 낙엽층 등 임지에 대한 피해가 적도록 하였다. 벌채구획은 1993년 4월부터 5월초까지 산정부의 7~8부 능선(나비 10-80 m)과 계곡부(나비 10-20 m), 그리고 2~3부 능선(나비 150~200 m)에 수림대를 남기고 수령 30년에서 70년생(DBH 30-50 cm)의 성숙 임목을 개벌하였다.
대상 데이터
배수가 양호한 식 . 사양질 토양으로 특히 연구대상지 조사구의 토성은 미사질양토이었다. 지질은 중생대 백악기의 퇴적물이 선캠브리아기에 화강암의 관입으로 변성된 지리산 변성복합체에 속하며, 반상변정 화강암질 편마암이 주류를 이루고 있고, 화강암은 부분적으로 분포한다.
성토사면 및 노면둥에 침식 및 토사유출 감소시설 등이 거의 설치되지 않았다. 수확된 임목의 반출은 8 톤 트럭을 이용하여 1994년 5 월에 완료하였고, 운재로의 노면에는 1995년 4월에 잣나무 묘목을 조림하였다. 연구대상지에서 토양의 화학성 조사 및 계류 수질 즉정위치는 Fig.
연구대상지는 해발 600-800 이에 위치하고 경사도는 북사면이 남사면보다 급하고, 연구대상지인 비벌채지가 27.5 (20.0~35.0)°, 벌채지가 27.5(25.0~30.0)°이었으며, 따리 봉을 최고봉으로 하여 주계류는 섬진강으로 향하고 있다. 벌채지의 유역면적은 약 30 ha이었고, 이 중 수림대의 면적은 약 17 ha, 개벌면적은 약 13 ha이었으며, 천연림의 유역면적은 약 13 ha이었다.
이 연구는 영림계획에 의하여 1989년부터 1994년까지 약 200 ha의 대면적 산림을 벌채한 서울대학교 농업생명과학대학 부속 남부연습림(광양군, 구례군) 백운산(해발 1, 217 m) 지역 중 1993년 4월에 벌채한 제 26임반의 벌채지(벌채면적 약 13 ha)와 이와 연접한 비벌채지에서 수행하였다.
토양의 화학성분 분석은 벌채전인 1993년 3월 조사지역 내에서 토양채취지점을 선정하고 그 지역에서 A층 토양을 3반복하여 500gram씩 채취하고 벌채후 3, 4년이 경과한 1996년, 1997년과 토양이 얼어 조사가 곤란한 동계기간을 제외하고 선정된 지점 인근에서 동일한 방법으로 계절별로 채취 . 분석하였다.
이론/모형
이때 Total-Ne Semi-Micro Kjeldahl 방식을 이용하여 측정하였다. 유기물의 측정은 Walkley-Bl-ack 과정법을 이용하였고, 유효인산은 Bray-I 용액으로, 치환성 이온인 K+, Na+, Ca2+, Mg2+ 등은 Atomic Absorption Spectrophotometer# 사용하여 측정하였다. 벌채 후에는 계절별로 동일하게 측정 .
분석하였다. 이때 Total-Ne Semi-Micro Kjeldahl 방식을 이용하여 측정하였다. 유기물의 측정은 Walkley-Bl-ack 과정법을 이용하였고, 유효인산은 Bray-I 용액으로, 치환성 이온인 K+, Na+, Ca2+, Mg2+ 등은 Atomic Absorption Spectrophotometer# 사용하여 측정하였다.
성능/효과
그러나 비벌채지 내 계류수에서는 전 조사기간 동안 평균 46 CFU/ml로 먹는 물 수질기준에 적합한 것으로 나타났다. 한편, 마을로부터 영향받지 않는 섬진강으로 유입되는 계류 수에서는 전 조사기간 동안 평균 약 72 CFU/ml로 비벌채지와 벌채지 내 계류수보다 높은 값을 나타내었는데, 이는 벌채로 인하여 발생되는 침식토사의 유입 등 세균이 서식하기에 좋은 환경조건이 이루어졌기 때문인 것으로 생각된다.
이들 13개 항목 중 산림내 계류수에서 검출되기 쉬운 일반 세균(박 1995)은 벌채지에서 벌채 다음해에는 평균 69 CFU/ml이었으며, 그 다음해인 1995년에는 57 CFU/ml로 벌채 다음해인 1994년보다 낮은 값을 나타내었으나, 벌채후 5년이 경과한 1998년에는 평균 50 CFU/ml로 벌채후 시간의 경과에 따라 일반세균수가 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 벌채지에서의 식생회복에 따른 유기물 이용 등 일반 세균의 먹이 공급원의 감소에 기인한 결과라 생각된다. 그러나 비벌채지 내 계류수에서는 전 조사기간 동안 평균 46 CFU/ml로 먹는 물 수질기준에 적합한 것으로 나타났다.
전 조사기간 동안 Cd, Pb, Cu 등 중금속과 유기인은 검출되지 않았으며, 대장균군도 전 조사계류에서 검출되지 않았다. 또한, 색도, 탁도, 맛, 냄새, NHJ-N, NO3--N 등은 먹는 물 수질기준에 적합하였다.
저지하여야 할 것으로 사료된다. 한편, 1995년 5월에 벌채지 유역 계류수의 BOD는 0.7 ppm으로서 전년도 5월보다 BOD는 0.2 ppm이 감소하여 수질이 회복되는 경향을 보였으며, 비벌채지 내 계류수의 경우, 전년도 5월에 비해 BOD는 0.3 ppm이 감소하여 두 유역간의 차이는 증가되었다. 그러나 벌채후 5년이 경과한 1998년 5월과 8월에 비 벌채지, 벌채지, 섬진강으로 유입되는 계류수 모두 BOD는 벌채 전과 유사한 값을 나타내었는데, 이는 계류수질에 대한 벌채작업의 영향이 해소되었음을 의미하는 것이다.
그러나 비벌채지 내 계류수에서는 전 조사기간 동안 평균 46 CFU/ml로 먹는 물 수질기준에 적합한 것으로 나타났다. 한편, 마을로부터 영향받지 않는 섬진강으로 유입되는 계류 수에서는 전 조사기간 동안 평균 약 72 CFU/ml로 비벌채지와 벌채지 내 계류수보다 높은 값을 나타내었는데, 이는 벌채로 인하여 발생되는 침식토사의 유입 등 세균이 서식하기에 좋은 환경조건이 이루어졌기 때문인 것으로 생각된다. 그러나 이들 값들은 모두 먹는 물 수질기준의 범위 내의 값이었다.
한편, 벌채 당해년도에 벌채지와 섬진강으로 유입되는 계류 수의 BOD는 벌채전 보다 높아졌으나 비벌채지, 벌채지 그리고 섬진강으로 유입되는 계류수질은 모두 하천 수질 환경기준에 의한 상수원수 1급 기준에 도달하여 조사지역의 계류 수는 자연환경보전을 위한 지역으로 수질등급의 의미상 인위적 오염이 거의 없는 물인 것으로 해석되었다. 즉, 자연환경 맟 수생태계 보호상태가 양호한 수질의 유지를 목표로 하는 수질을 나타내어 여과 등 간이정수처리후 사용이 가능하기 때문에 이 계류수를 음용수로 이용하는 벌채지 인근지역 주민들에게는 산림벌채에 따른 수질오염의 피해는 없는 것으로 판명되었다.
후속연구
NH『-N, N0「-N, 유효인산, 치환성이온 등 토양의 양료昇 강수에 의하여 쉽게 유출되어 계류애 유입되기 때문에 계류 수질을 변화시키는 요인으로 작용하는데 (Packer 1967, Brown and Binkley 1994), 이 연구에서는 양료유출에 대한 영향은 파악하지 못하였다. 따라서 양료의 유출로 인한 계류 수질 변화의 메커니즘은 벌채작업으로 인한 계류수질 변화의 파악에 중요한 영향을 미치므로 이에 관한 연구가 이루어져야 할 것으로 생각된다.
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