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문제 정의
- 본 연구는 국내에 넓은 분포면적을 가지고 있는 유용 활엽수종으로 굴참나무(Quercus variabilis)와 신갈나무(0 mongolicdp} 주종을 이루는 우리나라 전역 (북부, 중부, 남부, 대도시)의 참나무 천연림을 대상으로 물질순환의 과정뿐 아니라 향후 산림환경 변화를 예측하기 위하여 강우의 이동에 따른 임내우(수 관통과 우와 수간류)의 수량변화 및 양분동태를 구명할 목적으로 수행하였다.
제안 방법
- , Z-8230), 그리고 음이온 농도는 Ion chromatography (SYKAM)를 이용하였다. 각 지역의 임외우와 수관 통과 우 및 수간류의 농도를 측정하여 각각 채수된 강우량을 이용하여 임분에 유입된 양분량을 계산하였다.
- 시료는 강우채취가 어려운 결빙기를 제외하고 2 주 간격으로 채취하였다. 채취한 시료는 부피를 측정하고 filter paper(Toyo Co., No. 5B)로 여과한 후 pH, 양이온(Ca2+, Mg2+, K+, Na+)및 음이온(NO3, SO42, Cl)의 농도를 측정하였다. pH 측정은 pH meter(Mettler-Toledo AG CH-8603), 양이온 농도는 Atomic absorption spectro-photometer(Hitachi CO.
대상 데이터
- 각 지역에 있어서 신갈나무와 굴참나무가 우점종인 참나무림에 400m2(20mX20m) 크기의 방형구를 설치하였다. 조사임분 내에 수관통과우, 수간류 채취장치를 3개씩 설치하였다.
- 수관통과우 채취장치는, 수간에 가까운 수관부, 수관중앙부 및 수관과 수관사이 하부의지 표면에 설치하였다. 그리고 수간류채취는 각 임분의 흉고직경 매목조사 결과 상, 중, 하에 해당하는 임목을 대상으로 하였다. 조사임분에 근접한 소개지에 임 외우 채취장치 1개를 설치하였다.
- 선정하였다. 북부지역의 산림은 강원도 춘천시, 중부지역은 경기도 광주시, 남부지역은 전라남도 광양시에 위치하는 참나무 천연림을 각각 선정하였으며, 도시지역의 산림으로는 서울 남산에 분포하고 있는 참나무 천연림을 그 대상지로 선정하였다. 조사지의 위치 및 임분개황은 각각 Fig.
- 11)모든 지역에서 동졀기를 포함하여 2년간이었다. 시료는 강우채취가 어려운 결빙기를 제외하고 2 주 간격으로 채취하였다. 채취한 시료는 부피를 측정하고 filter paper(Toyo Co.
- 조사기간은 북부(2000. 9-2002. 8), 중부(2001. 3 -2002. 11), 남부(2002. 3-2003. 11), 도시(2003. 3 -2004. 11)모든 지역에서 동졀기를 포함하여 2년간이었다. 시료는 강우채취가 어려운 결빙기를 제외하고 2 주 간격으로 채취하였다.
- 조사지는 우리나라 북북(강원), 중부(경기), 남부(전남) 그리고 도시(서울) 지역에 분포하는 신갈나무와 굴참나무가 주종을 이루는 참나무 천연림을 조사 대상지로 선정하였다. 북부지역의 산림은 강원도 춘천시, 중부지역은 경기도 광주시, 남부지역은 전라남도 광양시에 위치하는 참나무 천연림을 각각 선정하였으며, 도시지역의 산림으로는 서울 남산에 분포하고 있는 참나무 천연림을 그 대상지로 선정하였다.
이론/모형
- 5B)로 여과한 후 pH, 양이온(Ca2+, Mg2+, K+, Na+)및 음이온(NO3, SO42, Cl)의 농도를 측정하였다. pH 측정은 pH meter(Mettler-Toledo AG CH-8603), 양이온 농도는 Atomic absorption spectro-photometer(Hitachi CO., Z-8230), 그리고 음이온 농도는 Ion chromatography (SYKAM)를 이용하였다. 각 지역의 임외우와 수관 통과 우 및 수간류의 농도를 측정하여 각각 채수된 강우량을 이용하여 임분에 유입된 양분량을 계산하였다.
성능/효과
- 수관통과우는 임외우에 비하여 남부지역에서의 음이온을 제외하고는 대부분의 양분 유입량이 증가하였는데, 특히 양이온에서 K+, Ca2+ 및 Mg24가, 음이온에서 NOf가" 비교적 뚜렷한 경향을 보였다(Table 4). 조사지역에 따라 차이는 있으나, 임외*에 비하여 수 관통과 우의 K+에서 4~7배, Ca2+, Mg2+ 및 Na4에서 2~3배의 값을 나타내었다.
- 각 조사지별로 임외우량에 대한 수관통과우량 비율을 보면(Table 2), 북부지역이 82.5%(79, 1-85.4%), 중부지역이 92.2%(88.6~92.9%), 남부지역이 80.1% (75.7-82.6%), 그리고 도시지역이 71.9%(57.0~85.5%) 로 나타나 중부지역이 타지역에 비하여 높은 값을, 도시지역은 타 지역에 비하여 낮은 값을 나타내었다. 경기도 광주지역의 굴참나무와 갈참나무가 주종을 이루는 참나무림의 수관통과우량 비율이 72.
- , 1993). 각 조사지역 내 수종간 수간류량의 차이에 있어서는 북부지역의 굴참나무 임분이 신갈나무 임분에 비하여, 중부지역과 남부지역에서는 굴참나무+신갈나무 임분이 굴참나무임 분에 비하여 약간 높은 값을 나타내었다. 이와 같은 결과는 임분을 구성하는 수종의 특성으로 설명하기 어려우나, 수관통과우량에 비하여 수간류량은 수형, 직경, 수피구조, 지장각도, 강우량 등의 요인에 의해 큰 영향을 받은 것으로 보아(Hutchinson and Roberts, 1981; Min and Woo, 1995), 수목의 생장, 형태 및 기상 조건 등의 복합적인 요인에 의해 결정되는 것으로 판단된다.
- , 1977)와 비교하면 본 연구의 경우 중부지역을 제외하고는 임외우량에 대한 수 관통과 우량의 비율이 72~83%로 거의 비슷한 값을 보였다. 각 조사지역 내 수종구성이 다른 임분간에 있어서 수 관통과 우량의 비율은 강원지역의 굴참나무 임분이 신갈나무 임분에 비하여 4-6% 높은 값을 나타내는 것 이외에는 다른 지역에 있어서 임분간 차이는 뚜렷하지 않았다.
- Cl-의 순으로 나타났다. 도시지역은 다른 조사지역에 비하여 Ca2+에서 2배, NO3에서 1.5배 높은 값을 나타내어 도시 내에서 발생하는 분진과 자동차 배기가스 내 질소산화물에 의한 영향을 많이 받은 것으로 추측되었다.
- 임외우와 수관통과우의 양이온 중 Ca2+는 남부지역과 도시지역에서, Mg2+는 북부지역과 도시지역에서, K+와 Na* 남부지역에서, 그리고 음이온 중 NO3-는 도시와 중부지역에서, S02-는 도시지역에서, 그리고 C「은 남부지역에서 가장 많은 값을 나타내었다. 따라서, Ca2+, Mg2+ 및 K+는 수체로부터의 용탈, 황사의 이동에 따른 양이온 집적, Na4와 Cl-은 해염성 기원물질, NO3-와 SO42는 대기오염물질의 건성침착 등의 영향에 의한 지역적 특성에 크게 영향을 받는 용존원소라 추측할 수 있었다.
- 83) 에서인정되었을 뿐 그 외의 pH 및 용존원소 농도에 있어서 유의차는 인정되지 않았다. 북부지역의 조사 2차년도의 수간류 pH에 있어서 통계적 유의차는 인정되지 않았으나 신갈나무 임분(pH 5.90)이 굴참나무 임분(pH 5.60, 5.68)에 비하여 높은 값을 보여 북부지역에서의 수간류 pH의 수종간 차이를 알 수 있었다. 동일 수종간에 있어서 수관통과우의 pH는 임령, 양분 결핍 등에 의해 영향을 받는다는 보고(Miller, 1984) 가있는데, 본 연구에 있어서 동일지역 내 임령에서 큰 차이가 없는 것으로 보아 토양의 비옥도 및 임목의 양분흡수 특성과 관련된 연구가 필요하다고 생각된다.
- 수간통과우, 수간류의 용존원소 농도는 Na*를 제외한 모든 원소에서 증가 경향을 보이고 있었는데, 특히 이러한 경향은 임외우에 비하여 수관통과우와 수간류에서 현저하였다. 이러한 경향은 선행 연구 결과로부터 추측하면, 수관으로부터의 용탈은 우량이 적고 강우 강도가 약한 시기에 엽면과의 접촉시간이 길기 때문에 촉진된다(Parker, 1990)는 것과, 수관으로부터 용탈이 활발한 시기로서 개엽기와 낙엽기라는(Sanada et al.
- 수관통과우의 pH는 중부지역에 있어서 다른 시기에 비하여 4~5월에 가장 높은 값을 나타내었으며 , 도시지역에 있어서는 4~5월과 10~11월에 가장 높은 값을 나타내었다. 그러나 그 외의 지역에 있어서는 계절에 따른 뚜렷한 경향은 보이지 않았다.
- 수간류 pH는 중부지역에 있.어서 pH 4.5 전후의 가장 낮은 값을 나타내고 있는 4-5월과 북부지역의 일부 기간을 제외하고는 모든 지역에서 임외우, 수관통과우 pH와 유사한 계절적 변이를 보이고 있어 수간류 pH는 임 외우, 수관통과우 pH의 영향을 받고 있음을 알 수 있었다. 따라서, 북부지역의 수간류 pH는 다른 지역과 달리 임외우 pH의 영향은 작고, 수피로부터 발생되는 물질의 양적, 질적 차이에 의한 것이라 추측된다.
- 임외우량에 대한 수간류량 비율은 북부지역, 중부지역, 남부지역, 그리고 도시지역이 각각 3.4%, 4.2%, 10.1%, 11.5%로 나타내어, 북부지역과, 중부지역에서 낮은 값을 남부지역과 도시지역에서 높은 값을 나타냈다. 이 값을 경기도 광주지역의 참나무림의 수간류량비율인 2.
후속연구
- 68)에 비하여 높은 값을 보여 북부지역에서의 수간류 pH의 수종간 차이를 알 수 있었다. 동일 수종간에 있어서 수관통과우의 pH는 임령, 양분 결핍 등에 의해 영향을 받는다는 보고(Miller, 1984) 가있는데, 본 연구에 있어서 동일지역 내 임령에서 큰 차이가 없는 것으로 보아 토양의 비옥도 및 임목의 양분흡수 특성과 관련된 연구가 필요하다고 생각된다.
- , 1980)을 생각할 수 있다. 따라서, 같은 수종으로 구성되어 있는 참나무 천연림이라도 지역에 따라 다른 경향을 보이고 있으므로, 산성물질에 대한 완충능의 차이를 구명하기 위해서는 지속적인 연구가 필요하다고 생각된다.
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