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문제 정의
- 본 연구의 목적은 국내 삼림의 주종을 이루고 있는 참나무림의 탄소순환에 관한 기초 조사의 일환으로, 상수리나무림의 토양호흡을 측정하여 연간 대기 중으로 방출되는 탄소량, 토양호흡에 대한 토양온도와 토양수분의 영향을 평가하고, 인위적인 교란 지역을 조성하여 환경 변화에 따른 토양호흡량의 변화를 파악하기 위한 것이다.
제안 방법
- 자연 상태의 상수리나무림을 대조 구(Con)로 설정하였으며, 인위적으로 교목을 베어내어 숲 틈(G叩)을 만든 지역과 지상부에서 유입되는 낙엽을 지속적으로 제거한 지역(Lr)을 처리 구로 설정하였다.
- 토양호흡은 1998년 8월부터 1999년 8월까지 매달 15일과 30일의 11:00〜13 : 00 사이에 Con, Gap, "의 3 지역에서 각각 5지소를 선정하여 토양호흡 측정용 chamber가 부착된 휴대용 Cl-301 CO2 Gas Analyzer로 측정하였다. Chamber에 달린 쎈서 로 지표면의 온도와 상대습도 그리고 광합성 유효 방사량(PAR, “mol • m'2 • L)이 동시에 측정된다.
- Chamber에 달린 쎈서 로 지표면의 온도와 상대습도 그리고 광합성 유효 방사량(PAR, “mol • m'2 • L)이 동시에 측정된다. 야외에서 측정된 자료를 memory card에 저장하여 실험실에서 처리하였다.
- 토양온도는 Con과 Gap 지역에서 Thermo Recorder (TR-72S)의 쎈서를 지표로부터 5cm 깊이에 묻어 조사 기간 동안 1시간 간격으로 측정하였다. 토양호흡 측정과 함께 0〜10 cm의 상층토양을 채취하였다.
- 낙엽층 제 거구(litter removed, Lr)는 목본 식생을 자연 상태로 둔 채 낙엽층과 초본층을 모두 제거하여 토양이 대기와 직접 접하도록 한 후 2mm2 망 목의 나일론 그물로 덮어두었다. 낙엽층 제 거구는 5개의 반복구 를 설정하였으며, 조사 기간 동안 한 달에 2번 정기적으로 나일론 그물에에 이입된 낙엽을 제거하였다.
대상 데이터
- 조사 지소인 상수리나무림(Q"ercws acutissima fbrest)은 충남 공주시 근교의 고도 150 m, 경사 5〜10°의 동사면에 위치하며, 일반인의 출입이 통제되어 삼림의 보존 상태가 양호하다. 이지 역의 식생은 Mun과 Joo(1994)에 의해 보고된 바 있다.
- 지표면에 입사되는 광량은 편차를 줄이기 위해 대부분 구름이 없는 맑은 날의 측정자료를 이용하였다. Con과 "의 광량은 계절에 따라 뚜렷한 변화를 보였으며, Gap 지역은 흐린 날을 제외하고는 Con과 "지역보다 유의한 수준으로 높았다 (P<0.
데이터처리
- 측정된 자료는 SPSS 통계 프로그램을 사용하여 Con, Gap, Lr의 지소 간 요인들의 평균 차이를 T-test를 실시하였고, 토양호흡에 영향을 주는 환경요인과의 관계는 상관분석과 회귀분석을 실시하였다.
성능/효과
- 지표면에 입사되는 광량은 편차를 줄이기 위해 대부분 구름이 없는 맑은 날의 측정자료를 이용하였다. Con과 "의 광량은 계절에 따라 뚜렷한 변화를 보였으며, Gap 지역은 흐린 날을 제외하고는 Con과 "지역보다 유의한 수준으로 높았다 (P<0.01, Fig. 2). Con과 Lr 지역은 수관에 의해서 광이 차단되기 시작하는 5월부터 10월까지는 G叩지역에 비해 입사광량이 적었으며, 낙엽이 떨어지는 11월부터 다음 해 4월까지는 G叩지역과 유사하게 나타났다.
- 1°C로 기록되었으며, 지소 간 유의한 차이는 없었다. Con, Gap, 山에서 조사기간 동안의 연평균 지표면 온도는 각각 14.0, 15.5, 15.2°C로 Gap지 역이 Con보다 유의하게 높았다 (P<0.001).그러나 Gap과 "간에는 유의한 차이가 없었다.
- 6). 그러나 조사 기간 동안 Con, Gap, 山의 평균 유기물함량은 각각 12.1 ±2.0, 11.4±1.9, 8.5± 0.8%로서 지속적으로 낙엽을 제거한 Lr의 유기물함량이 다른 두 지역에 비해 유의하게(PC0.001) 낮았으며, Gap과 Con 사이에는 유의한 차이가 없었다. 조사 기간 동안 지상부 탄소 원의 공급 차단 효과는 Lr 평균 유기물함량을 Con에 비해 29.
- 001) 낮았으며, Gap과 Con 사이에는 유의한 차이가 없었다. 조사 기간 동안 지상부 탄소 원의 공급 차단 효과는 Lr 평균 유기물함량을 Con에 비해 29.8% 감소시키는 것으로 나타났다
- 전반적으로 토양호흡량은 동절기(12〜2월)와 봄철(3〜5월)을 제외하고 Con이 다른 두 지역보다 많았다. 조사 기간 동안 Con, Gap, Lr의 연평균 토양호흡량은 각각 5.0±4.7, 4.3±3.5, 2.8±2.2 CO2 伽101・11「2.广로 지소 간 유의한 차이가 있었는데(P<0.01), Con에 비해 Gap과 Lr가 각각 24%, 44% 낮았다.
- 6 kg • m" • yr-'의 범위 내에 있다고 보고하였다. 이상의 결과들과 비교해 볼 때, 본 조사지의 연간 토양호흡량은 유 사한 기후대의 삼림에 비해 높았으나 장경초지와 저위도의 열 대 생태계보다는 낮은 값이었다. 이러한 차이는 토양호흡을 측정하는 방법, 식생형, 생육 계절의 기간, 낙엽생산량, 낙엽의 분해율 등의 차이에 의한 것으로 판단된다.
- 실제로 본 결과에서도 토양호흡과 토양온도 사이에 높은 상관관계를 나타내었다. 특히 Con의 토양 호흡률은 동절기에서 하절기로 갈수록 토양온도가 증가함에 따라 지수적으로 증가하였으며 (Figs 8과 9), 다른 두 지소도 교란의 정도와 상관없이 유사한 경향성을 보였다. Con, Gap 그리고 山의 지표면 온도와 토양 호흡률 사이의 상관관계는 각각 r=0.
- 특히 Con의 토양 호흡률은 동절기에서 하절기로 갈수록 토양온도가 증가함에 따라 지수적으로 증가하였으며 (Figs 8과 9), 다른 두 지소도 교란의 정도와 상관없이 유사한 경향성을 보였다. Con, Gap 그리고 山의 지표면 온도와 토양 호흡률 사이의 상관관계는 각각 r=0.87, 0.81, 0.89로 나타났으며, Con과 山의 토양 온도와 토양 호흡률 사이의 상관관계는『=0.93과 卩=0.88로 매우 높게 나타났다.
- 본 연구 결과에서도 토양수분과 토양 호흡률 간에는 직접적인 상관관계가 매우 낮은 것으로 나타났다. 그러나 토양호흡이 최대가 되는 7〜8월의 토양의 수분함량은 Con, Gap 그리고 Lr의 순서로 높게 나타났으며, 이것은 토양 호흡률의 높은 순서와 동일하였다.
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