아까시나무는 척박지에서 적응력이 뛰어나 과거 산림녹화와 사방조림 등에 많이 이용된 수종이다. 그러나 2000년 이후 황화현상이 국지적으로 빈번히 발생해 오다가 2006년에는 전국적으로 확산된 바 있다. 따라서 본 연구는 경기도 오산시 3개 지역에서 아까시나무의 황화현상 피해지와 미피해지 내에서 산림토양의 물리화학적 특성을 조사, 분석하여 그 관계성을 파악하고자 수행되었다. 조사지 일대 토양은 사방지토양, 갈색건조산림토양 및 갈색약건산림토양이 주를 이루었다. 피해지의 유효토심(16cm)과 전토심(25cm)은 미피해지(30cm, 56cm)에 비해 현저히 낮게 나타났다. 또한 미피해지에 비해 피해지 토양에서 고상률은 높은 반면 기상률은 낮고, 가비중도 높은 결과를 보여 근계부내 공기와 수분 이동성의 상대적 저하를 반영하였다. 또한 전체 조사지가 산성도가 매우 높은 강산성 토양이지만 피해지의 토양산도는 평균 pH 4.42로 미피해지의 pH 4.54보다 다소 낮았으며, 토양 내 유효인산, 칼슘, 마그네슘 함량과 염기포화율의 결과 역시 피해지에서 낮게 나타났다. 이러한 미피해지에 비해 열악한 황화현상 피해지의 토양 물리화학적 성질은 양분과 수분에 대한 보유 및 공급능력의 상대적 저하로 아까시나무 임분이 다른 환경 스트레스에 보다 민감하게 반응할 수 있음을 반영한다.
아까시나무는 척박지에서 적응력이 뛰어나 과거 산림녹화와 사방조림 등에 많이 이용된 수종이다. 그러나 2000년 이후 황화현상이 국지적으로 빈번히 발생해 오다가 2006년에는 전국적으로 확산된 바 있다. 따라서 본 연구는 경기도 오산시 3개 지역에서 아까시나무의 황화현상 피해지와 미피해지 내에서 산림토양의 물리화학적 특성을 조사, 분석하여 그 관계성을 파악하고자 수행되었다. 조사지 일대 토양은 사방지토양, 갈색건조산림토양 및 갈색약건산림토양이 주를 이루었다. 피해지의 유효토심(16cm)과 전토심(25cm)은 미피해지(30cm, 56cm)에 비해 현저히 낮게 나타났다. 또한 미피해지에 비해 피해지 토양에서 고상률은 높은 반면 기상률은 낮고, 가비중도 높은 결과를 보여 근계부내 공기와 수분 이동성의 상대적 저하를 반영하였다. 또한 전체 조사지가 산성도가 매우 높은 강산성 토양이지만 피해지의 토양산도는 평균 pH 4.42로 미피해지의 pH 4.54보다 다소 낮았으며, 토양 내 유효인산, 칼슘, 마그네슘 함량과 염기포화율의 결과 역시 피해지에서 낮게 나타났다. 이러한 미피해지에 비해 열악한 황화현상 피해지의 토양 물리화학적 성질은 양분과 수분에 대한 보유 및 공급능력의 상대적 저하로 아까시나무 임분이 다른 환경 스트레스에 보다 민감하게 반응할 수 있음을 반영한다.
In 1970's Black locust(Robinia pseudoacacia) had been widely planted Korea as an important forest greening species for erosion control afforestation. Since 2000, however, the tree's leaf-yellowing symptom has often been observed at a limited region and then spreaded out over the country in 2006. Thi...
In 1970's Black locust(Robinia pseudoacacia) had been widely planted Korea as an important forest greening species for erosion control afforestation. Since 2000, however, the tree's leaf-yellowing symptom has often been observed at a limited region and then spreaded out over the country in 2006. This study was conducted to study soil physiochemical properties of black locust stands with and without the leaf-yellowing symptom in Osan, Gyeonggi province. Most of soils in sampling sites were mostly slightly eroded, dry, and moderately dry. Available soil depth(16cm) and total soil depth(26cm) in leaf-yellowing (LY) site were significantly lower than in non leaf-yellowing (Non-LY) site's soil depths which were 30cm and 56cm, respectively. And solid phase proportion and bulk density in soils were lower in LY site than in non-LY site soils, while soil liquid phase proportion was also low. It could reflect that LY site soils might have a lower air and moisture movement in the rhizosphere of black locust stand compared with non-LY site soils. Soil acidity in both sites was very strong acid, soil pH (4.42) of LY site was slightly lower than non-LY site's (pH 4.54). Content of available phosphorous, exchangeable $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ and percent base saturation were less than LY site. These results indicated that soil physiochemical condition in LY site, more deteriorated than non-LY site, should adversely affect the retention and supply capacity of soil nutrients and moisture. Therefore the black locust may be more sensitive to other environmental stresses.
In 1970's Black locust(Robinia pseudoacacia) had been widely planted Korea as an important forest greening species for erosion control afforestation. Since 2000, however, the tree's leaf-yellowing symptom has often been observed at a limited region and then spreaded out over the country in 2006. This study was conducted to study soil physiochemical properties of black locust stands with and without the leaf-yellowing symptom in Osan, Gyeonggi province. Most of soils in sampling sites were mostly slightly eroded, dry, and moderately dry. Available soil depth(16cm) and total soil depth(26cm) in leaf-yellowing (LY) site were significantly lower than in non leaf-yellowing (Non-LY) site's soil depths which were 30cm and 56cm, respectively. And solid phase proportion and bulk density in soils were lower in LY site than in non-LY site soils, while soil liquid phase proportion was also low. It could reflect that LY site soils might have a lower air and moisture movement in the rhizosphere of black locust stand compared with non-LY site soils. Soil acidity in both sites was very strong acid, soil pH (4.42) of LY site was slightly lower than non-LY site's (pH 4.54). Content of available phosphorous, exchangeable $Ca^{2+}$ and $Mg^{2+}$ and percent base saturation were less than LY site. These results indicated that soil physiochemical condition in LY site, more deteriorated than non-LY site, should adversely affect the retention and supply capacity of soil nutrients and moisture. Therefore the black locust may be more sensitive to other environmental stresses.
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문제 정의
이러한 아까시나무 황화현상의 발생과 관련해서는 지구온난화에 따른 이상고온, 노령화, 병충해, 오존 등 다양한 요인이 제기되고는 있으나 아직까지 뚜렷한 해답을 얻지 못해 원인구명을 위한 다각적인 연구가 요구되고 있다. 따라서 본 연구는 2006년 아까시나무 황화현상이 전국적으로 심하게 발생하였던 시점에서 경기도 오산지역을 대상으로 황화현상 피해지와 미피해지의 토양환경을 조사하여 황화현상 발생 여부와 토양이 화학적 특성간의 관계를 밝히고자 수행되었다.
제안 방법
조사지 개황 조사지는 2006년 전국에서 황화현상 발생정도가 가장 심하였던 경기도 지역 중에서 오산시 3개 지역(금암동, 수청동, 외삼미동)의 아까시나무 임분을 대상으로 하였다. 각 임분에서 황화현상 피해 지(leaf yellowing site; LY)와 미피해지(non-leaf yellowing site; Non-LY)로 구분하여 조사하였으며, 이때 미피해지는 장소적 변이성을 최소화하기 위해 피해지와 가장 인접하면서 황화현상이 전혀 관찰되지 않은 임분을 대상으로 선정하였다. 조사지 위치는 Fig.
토양 깊이 아까시나무 황화현상 피해지와 미피해 임지에 대한 토양 양분 및 수분의 보유량에 직 . 간접적으로 영향하는 토양 깊이(이하 토심)를 측정하였다. 근계의 수직적 분포 정도를 파악할 수 있는 유효토심은 피해지와 미피해지에서 각각 16cm와 30cm로 조사 지간에 큰 차이를 보였다.
대상 데이터
시료채취 및 분석 각 조사지별로 표층와 심층으로 구분하여 채취한 토양을 공시재료로 이용하였다. 토양 물리적 특성은 토양의 깊이, 토성, 삼상 등을 측정하였으며, 토양화학성은 농촌진흥청 표준분석법(NIAST, 2000)에 준하여 토양 pH는 토양과 증류수를 1:5로 진탕한 혼탁액을 pH meter(HORIBA F-53) 로 측정하였고, 토양유기물 함량은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, Ca2+ 등 치환성양이온은 추출용액을 Atomic Absorption Spectrophotometer(Varian AA280FS)를 이용하여 분석하였다.
조사지 개황 조사지는 2006년 전국에서 황화현상 발생정도가 가장 심하였던 경기도 지역 중에서 오산시 3개 지역(금암동, 수청동, 외삼미동)의 아까시나무 임분을 대상으로 하였다. 각 임분에서 황화현상 피해 지(leaf yellowing site; LY)와 미피해지(non-leaf yellowing site; Non-LY)로 구분하여 조사하였으며, 이때 미피해지는 장소적 변이성을 최소화하기 위해 피해지와 가장 인접하면서 황화현상이 전혀 관찰되지 않은 임분을 대상으로 선정하였다.
조사지 일대의 토양은 화강암과 화강편마암으로부터 생성된 사방지토양(Er-C), 갈색건조 산림토양(B1) 및 갈색약건 산림토양(B2)이 주를 이루었다. 낙엽층과부식층이 얕게 발달하고는 있으나 광물질 토양층 10cm 이하로는 풍화정도가 매우 미약한 전형적인 침식지의 토양 특성을 갖고 있었다.
이론/모형
시료채취 및 분석 각 조사지별로 표층와 심층으로 구분하여 채취한 토양을 공시재료로 이용하였다. 토양 물리적 특성은 토양의 깊이, 토성, 삼상 등을 측정하였으며, 토양화학성은 농촌진흥청 표준분석법(NIAST, 2000)에 준하여 토양 pH는 토양과 증류수를 1:5로 진탕한 혼탁액을 pH meter(HORIBA F-53) 로 측정하였고, 토양유기물 함량은 Tyurin법, 유효인산은 Lancaster법, Ca2+ 등 치환성양이온은 추출용액을 Atomic Absorption Spectrophotometer(Varian AA280FS)를 이용하여 분석하였다.
성능/효과
간접적으로 영향하는 토양 깊이(이하 토심)를 측정하였다. 근계의 수직적 분포 정도를 파악할 수 있는 유효토심은 피해지와 미피해지에서 각각 16cm와 30cm로 조사 지간에 큰 차이를 보였다. 또한 전토심 역시 피해지의 25cm에 비해 미피해지는 56cm로 약 2배 정도 깊었다 (Fig.
24였다. 전체적으로 조사지가 산성도가 매우 높은 강산성 토양이지만 미피해지 표토의 평균 pH가 4.54인 것에 비해 피해지 표토의 평균 pH는 4.42로 산성도가 다소 높았다. 이와 관련하여 Johnson et al.
토양 화학적 특성 산림토양의 화학적 특성은 주로 임목의 생육에 영향하는 필수양분의 형태 및 유효도는 물론 토양생물의 분포 및 활동량에도 연관될 수 있다. 토양의 산중화능력을 가늠할 수 있는 토양 pH 의 경우 피해지의 표토와 심토에서 각각 pH 4.21- 4.56와 pH 4.57~4.65의 범위이었으며, 미피해지의 표토와 심토는 각각 pH 4.32~4.95와 pH 4.48~5.24였다. 전체적으로 조사지가 산성도가 매우 높은 강산성 토양이지만 미피해지 표토의 평균 pH가 4.
칼슘과 마그네슘 함량 및 염기포화율의 조사지간 차이 역시 토양 pH의 결과와 유사한 경향을 보였다. 화강암을 모재로 하는 일반 갈색산림토양이 평균적으로 pH가 5.1이고, Ca2++Mg2+ 함량 3.3cmolc kg-1, 그리고 염기포화율이 27% 이라는 연구결과(Jeong et al., 2003)와 비교하면, 전반적으로 모든 조사지에서 낮은 경향을 보였으며 특히 피해지에서 현저한 차이를 보였다.
후속연구
일반적인 산림토양에서 무기태 인산의 가용성이 토양산성화에 의해 제한된다는 연구결과(Compton and Cole, 1998)와 유효인산 함량이 사탕단풍나무의 직경 생장에 결정적인 인자로 작용하였다는 연구결과 (Gradowski and Thomas, 2006)를 볼 때, 산성화된 아까시나무 임분에서 인산의 가용성에 관한 연구가 추가로 필요할 것으로 사료된다. 한편 아까시나무의 뿌리에서 산성의 분비물에 의해 근계부 토양이 산성화됨에 따라 인산의 가용성이 높아질 수 있음이 보고된 바 있다(Gillespie and Pope, 1990).
참고문헌 (17)
Compton, J.E., and Cole, D.W., 1998. Fate and effects of phosphorus additions in soils under N2-fixing red alder. Biogeochemistry 53:225-257
Du $\breve{c}$ i $\breve{c}$ , T., D. Berthold, R. Langenfeld-Heyser, F. Beese, and A.Polle. 2009. Mycorrhizal communities in relation to biomass production and nutrient use efficiency in two varieties of Douglas fir (Pseudotsuga menziesii var. menziesii and var. glauca) in different forest soils. Soil Biology & Biochemistry 41:742-753
Jeong, J.H., C.S. Kim, K.S. Goo, C.H. Lee, H.G. Won, and J.G. Byun. 2003. Phsico-chemical properties of Korean forest soils by parent rocks. Jour. Korean For. Soc. 92(3):254-262
Johnson, D.W., J. Turner, and J.M. Kelly. 1982. The effects of acid rain on forest nutrient status. Water Resour. Res. 18:449-461
Jung, S.C., T.C. Huh, and S.H. Joo. 2003. Changes of soil properties in Black Locust(Robinia pseudoacacia L.) stand and adjacent stand. Agric. Res. Bull. Kyungpook Natl. Univ. 21:39-47
Liu, G., T. Deng. 1991. Mathematical model of the relationship between nitrogen-fixation by black locust and soil conditions. Soil Biology and Biochemistry 23(1):1-7
Maekawa, M. and N. Nakagoshi. 1997. Impact of biological invasion of Robinia pseudo-acacia on zonation and species diversity of dune vegetation in Central Japan. Japanese Journal of Ecology 47(2):131-143
Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press, London, 861pp
NIAST. 2000. Methods of soil and crop plant analysis, National Institute of Agricultural Science and Technology, Suwon, Korea
Schlegel, H., R.G. Amundson, A. Huttermann. 1992. Element distribution in red spruce(Picea rubens)fine roots; evidence for aluminium toxicity at Whiteface Mountain. Can. J. For. Res. 22:1132-1138
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