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문제 정의
- 따라서 이 연구는 잣나무림에서 간벌과가지치기가 입목의 생장과 입지환경인자 중 조공극률 및 토양함수율에 미치는 영향을 파악하여 산림시업에 따른 임분상태 변화와 이용가능 저류량 변화를 산정하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 실시하였다.
- 본 연구는 잣나무림에서 간벌과가지치기 등 산림 시업이 토양 조공극률, 토양수분함 수율 등 입지환경에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실시하였다. 연구 대상지는 1976년에 조성된 잣나무인공림으로 1996년에 간벌과가지치기를 실시하고 시업림과 비시업림 방형구에 대해 1998년 9월과 2005년 4월에 수고, 흉고 직경, 지하고 등 임분 특성과, 2000년부터 2005년까지 각 임분에서 토양조공극률과 토양함수율을 조사한 결과는 다음과 같다.
- 시험림은 1976년에 조림하였으며 본 연구에서 추구하는 산림시업의 목적은 수자원함양의 변화를 구명하기 위한 것으로 이를 위해 침엽수 인공림의 높은 차단 손실률을 감소시키기 위해 간벌과 가지치기를 다음과 같이 실시하였다. 1996년 3월부터 5월까지 잣나무림4.
제안 방법
- 다음과 같이 실시하였다. 1996년 3월부터 5월까지 잣나무림4.0ha를 산림청에서 제시한 수원함 양림 관리기준에 준하여 상층울폐도 50%와 80% 강도로 간벌을 실시하였으며 고사지에 의한 수관저류를 줄이기 위해 역지 이하의 가지를 절단하였다. 그 결과 간벌량 400본/ha, 벌채 흉고단면적 3.
- 수관차단과 관련이 깊은 수관 울폐도는 간벌과 비간벌방형구에서 흉고 직경 5cm 이상의 입목을 대상으로 8방위의 수관 확장 폭을 실측한 후 실내에서 방안지에 작도하고 수관영 역과 개방영역을 구분하여 산정하였다.
- 시업에 따른 강수침투구조 변화를 파악하기 위해 시업지와 비시업지에서 유기물층을 걷어낸 표토를 100cc 캔으로 각 3개씩 채취하였다. 채취된 토양의 교란을 최대한 억제하여 실내로 운반하여 24시간 포화시킨 후 pF측정기 (DIK-3342, Daiki) 를 이용하여 PF2.
- 임분생장을 분석하기 위해 시업 전 그리고 시업 후 2년이 경과한 1998년과 9년이 경과한 2005년에 임분 특성(입목수, 흉고직경, 수고, 지하고)을조사하였다. 수관차단과 관련이 깊은 수관 울폐도는 간벌과 비간벌방형구에서 흉고 직경 5cm 이상의 입목을 대상으로 8방위의 수관 확장 폭을 실측한 후 실내에서 방안지에 작도하고 수관영 역과 개방영역을 구분하여 산정하였다.
- 채취된 토양의 교란을 최대한 억제하여 실내로 운반하여 24시간 포화시킨 후 pF측정기 (DIK-3342, Daiki) 를 이용하여 PF2.7에서의 조공극률을 측정하였다.
- 토양함수율은 TDR 센서(CS615, Campbell Scientific Inc.)를 시업림과 비시업림의 토심 10, 30, 50cm 깊이에 설치하고 30분 간격으로 측정하여 CR10X 데이터로거에 저장하였다. 두 시험지의 토심별 토양함수율에 대한 통계적 분석은 SAS version 8.
대상 데이터
- 시험지는 경기도 포천시 소흘읍 직동리에 위치한 국립산림과학원 산림수문유 역시험지 내의 잣나무로 이루어진 침엽수인공림이다 (그림 1). 조사지의 모암은 화강편마암이 고 토성은 사질양토 A층 토심은 20cm 그리고 B층 토심은 80cm 이다.
- 연구 대상지는 1976년에 조성된 잣나무인공림으로 1996년에 간벌과가지치기를 실시하고 시업림과 비시업림 방형구에 대해 1998년 9월과 2005년 4월에 수고, 흉고 직경, 지하고 등 임분 특성과, 2000년부터 2005년까지 각 임분에서 토양조공극률과 토양함수율을 조사한 결과는 다음과 같다.
- 5n?/ha를 벌채한 것으로 조사되었다. 조사구는 그림 1과 같이 간벌지와 비 간 벌지가 서로 인접한 곳에 10mx 10m 크기로 간벌과비간벌 방형구를 설치하였다.
- 1). 조사지의 모암은 화강편마암이 고 토성은 사질양토 A층 토심은 20cm 그리고 B층 토심은 80cm 이다. 해발고는 160~290m, 산지경사약 20º의 완경사지이며 연평균 강수량은 1, 433mm로 우리나라 연평균 강수량보다 많다
데이터처리
- )를 시업림과 비시업림의 토심 10, 30, 50cm 깊이에 설치하고 30분 간격으로 측정하여 CR10X 데이터로거에 저장하였다. 두 시험지의 토심별 토양함수율에 대한 통계적 분석은 SAS version 8.2를 이용하여 실시하였다.
- 시업지와 비시업지의 토심별 토양함수량 평균값과 표준편차를 나타내고 시업 유무별 차이에 대해 t-검정을 실시하였다 (표 2).분석기간 동안 시업지와 비시업지 토양의 평균 함수율은 23.
성능/효과
- 1.시업 후 2년이 경과된 1998년 9월의 시업림과 비시업림에서 평균 수고는 3.0m, 2.4m, 평균 흉고직경은 3.5cm, 2.1cm가 더 성장하였으며, 시업 후 9년이 경과한 2005년 4월에는 1차 조사 시보다 평균 수고가 2.3m, 2.5m, 평균 흉고직경은 5.2cm, 2.2cm 더 성장한 것으로 나타났다. 수관 울폐도는 시업지에서 81.
- 2cm 더 성장한 것으로 나타났다. 1차 조사 시에 비해 비시업지보다 시업지의 수고생 장은 감소하였으나 직경생장은 2배 이상이었으며, 지하고도 1차 조사 시에 비해서 시업지가 2.1m, 비시 업지 가 1.4m로 높아졌다.
- 2.시업지와 비시업지의 토양조공극률(pF2.7) 을 분석한 결고}, 표토의 평균 토양조공극률은 시업지가 40.1%로 비시업지의 37.3%보다 높게 나타났다. 시업지와 비시업지의 토양조공극률 경년변화를 고찰한 결과, 비시업지는 일정한 경향이 나타나지 않은 반면에 시업지는 증가하였다가 시업 효과가 사라짐에 따라 감소하는 경향이 나타났다.
- 등과 관련이 있다. 2000년부터 2005년까지 시업 지와 비시업지의 토양조공극률(pF2.7)을 분석한 결고 }, 표토의 평균 토양조공극률은 시업지가 40.1 %로 비시업지 37.3%보다 높게 나타났다. 이는 시업으로 폐쇄된 임관이 개방되어 임내환경이 밝아져 하층식생이 발달하게 되고 하층식 생의 발달은 토양공극의 형성과 보호로 이어져 나타나는 현상으로 판단된다.
- 3.시업지와 비시업지 토양의 평균함수율은 23.7%와 22.4%로 시업지가 높은 것으로 나타났다. 간벌과가지치기 등 시업의 수자원함양 효과는 차단 손실량을 줄여 임내로 유입되는 강수량이 증가하고 조공극률과 침투율이 높아짐으로써 토양함수율이 높아지는 것으로 판단된다.
- 1cm가 더 성장하여간벌 및 가지치기를 실시한시업지가 비시업지보다 더 생장한 것으로 나타났다(정용호 등, 1999). 그리고 시업 후 9년이 경과한 2005년 4월에는 1차 조사시보다 평균수 고가 시업지는 2.3m, 비시업지는 2.5m 성장하였으며, 평균흉고직경은 시업지가 5.2cm, 비시 업지가 2.2cm 더 성장한 것으로 나타났다. 1차 조사 시에 비해 비시업지보다 시업지의 수고생 장은 감소하였으나 직경생장은 2배 이상이었으며, 지하고도 1차 조사 시에 비해서 시업지가 2.
- t-검정을 실시하였다 (표 2).분석기간 동안 시업지와 비시업지 토양의 평균 함수율은 23.7%와 22.4%로 시업지가 높은 것으로 나타났는데 이는 간벌과 가지치기 등 산림시업이 수관에 의한 차단손실량을 줄여 임내로 유입되는 강수량을 증가시키고 임내환경이 밝아져 하층식생이 발달하게 되고 조공극률과 침투율이 높아짐으로써 토양함수율이 증가하는 것으로 판단된다. Aussenac and Granier(1987)와 Breda et 시(1995)도 간벌로 인해 차단 손실률이 낮아지고 임내우의 유입이 증가함에 따라 토양함수율이 높아진다고 하였다.
- 수관울 폐도를 비교한 결과, 시업지는 81.5%에서 95.0%로 증가하였으며 비시업지도 89.5%에서 95.0%로 증가한 것으로 나타나 비시업지가 5.5% 증가한 반면에 시업지는 비시업지에 비해 약 2.6배 높은 14.5%가 증가하였다. 이는 비시업지에 비해 시업지에서 소개된 공간으로 가지가 확장되고 입목간 양분 및 수분 경쟁이 완화되어 입목의 성장이 빨라져 울폐도가 급격하게 높아진 것으로 판단된다.
- 시업지와 비시업지간의 토양함수율을 비교해본 결과, 표층 토양조공극률의 경년변화가 확연하지 않음에 비해 시업지와 비시업지 토심 10cm 의 토양함수율 차이는 시간이 경과함에 따라 감소하여 2002년부터는 오히려 역전되는 경향을 보였으며 이에 대한 유의한 차이가 확인되었다. 이는 시 업지의 경우 시업이 실시된 초기에 임관이 개방되어 차단 손실 량이 감소되고 임내우가 증가하였으나 시간이 경과함에 따라 수관이 확장되어 그림2에서 나타나는 바와 같이 임관이 폐쇄되어 차단 손실량의 차이가 감소함에 따라 토양함수율의 차이도 감소하는 것으로 판단된다.
- 3%보다 높게 나타났다. 시업지와 비시업지의 토양조공극률 경년변화를 고찰한 결과, 비시업지는 일정한 경향이 나타나지 않은 반면에 시업지는 증가하였다가 시업 효과가 사라짐에 따라 감소하는 경향이 나타났다.
- Aussenac and Granier(1987)와 Breda et 시(1995)도 간벌로 인해 차단 손실률이 낮아지고 임내우의 유입이 증가함에 따라 토양함수율이 높아진다고 하였다. 토양함수율은 모든 토심에서 임령이 증가함에 따라 지속적으로 높아지는 경향을 보이고 있었으며 특히시업지와 비시업지 모두 30cm에서 가장 높았다.
- Aussenac and Granier(1987)와 Breda et 시(1995)도 간벌로 인해 차단 손실률이 낮아지고 임내우의 유입이 증가함에 따라 토양함수율이 높아진다고 하였다. 토양함수율은 모든 토심에서 임령이 증가함에 따라 지속적으로 높아지는 경향을 보이고 있었으며 특히시업지와 비시업지 모두 30cm에서 가장 높았다.
- 이는 시 업지의 경우 시업이 실시된 초기에 임관이 개방되어 차단 손실 량이 감소되고 임내우가 증가하였으나 시간이 경과함에 따라 수관이 확장되어 그림2에서 나타나는 바와 같이 임관이 폐쇄되어 차단 손실량의 차이가 감소함에 따라 토양함수율의 차이도 감소하는 것으로 판단된다. 하지만 토심 30cm의 경우는 시업 지 가 비 시 업 지 에 비해 전반적으로 평균 토양함수율은 높았으나 유의적 차이는 없는 것으로 나타났으며, 토심 50cm의 경우 관측 기간 동안 시업지가 비시업지에 비해 평균토양함수율도 높았으며 2001년도를 제외하고는 시업에 따른 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉, 토심 10cm의 경우, 차단 손실량 증가로 인 한 직접적 영향을 받음으로써 시업지와 비시업지간의 차이가 감소 또는 역전되었고, 토심 30cm와 50cni에서는 차단 손실량에 의한 영향 보다는 입목본수 감소로 인한 증산량의 감소가 토양함수율에 영향을 미치는 것으로 판단되며 이에 대한 장기적인 관측이 필요할 것으로 사료된다.
후속연구
- 간벌과가지치기 등 산림시업을 실시함으로써임 분 생장을 촉진시킬 뿐만 아니라 임내 수분환경과 토양 물리성 및 광조건이 개선되어 하층 식생이 발생하는 등 생태계의 다양성과 건전성을 증진시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 산림시업에 의한 토양 물리성과 토양 수분의 변화를 구명하기 위해서는 산림시업에 의해 나타나는 임분 특성과 입지, 토양 등 입지환경 인자에 대한 체계적이고 종합적인 연구가 시급하다. 따라서 이 연구는 잣나무림에서 간벌과가지치기가 입목의 생장과 입지환경인자 중 조공극률 및 토양함수율에 미치는 영향을 파악하여 산림시업에 따른 임분상태 변화와 이용가능 저류량 변화를 산정하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 실시하였다.
- 하지만 토심 30cm의 경우는 시업 지 가 비 시 업 지 에 비해 전반적으로 평균 토양함수율은 높았으나 유의적 차이는 없는 것으로 나타났으며, 토심 50cm의 경우 관측 기간 동안 시업지가 비시업지에 비해 평균토양함수율도 높았으며 2001년도를 제외하고는 시업에 따른 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉, 토심 10cm의 경우, 차단 손실량 증가로 인 한 직접적 영향을 받음으로써 시업지와 비시업지간의 차이가 감소 또는 역전되었고, 토심 30cm와 50cni에서는 차단 손실량에 의한 영향 보다는 입목본수 감소로 인한 증산량의 감소가 토양함수율에 영향을 미치는 것으로 판단되며 이에 대한 장기적인 관측이 필요할 것으로 사료된다. 김경하 등(2007)은 시업림의 평균토양함수율이 18.
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