[논문]숲가꾸기 사업이 소나무림의 수관연료특성에 미치는 영향

김성용; 이병두; 서연옥; 장미나; 이영진

doi:10.14578/jkfs.2011.100.3.6

문제 정의

따라서 본 연구는 숲가꾸기 사업 이 실시된 영주지역 소나무림과 천연림 상태인 봉화지역 소나무림의 수관층 연료 특성을 비교 분석하여 숲가꾸기 사업이 수관화 확산에 미치는 영향에 대하여 수관연료적인 측면에서 분석하고자 하였다.
본 연구의 목적은 숲가꾸기 사업이 소나무림의 수관 연료 특성 에 미치는 영 향에 대하여 분석 하기 위하여 숲 가꾸기 사업지인 영주지역 소나무림과 천연림 상태인 봉화지역 소나무림을 대상으로 연구하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 영주지역 소나무림의 수분함량은 103.

가설 설정

Canopy volume(m3), CLz=Crown length(m) of zth individual trees, ZE7^.=Tree expansion factor corrected to a per hectare basis for the zth trees.
6 cm 이하 가지 65% 이상 연소되지만, 1 cm 이상의 가지는 거의 연소되지 않는다고 하였匸RCall and Albini, 1997). 따라서 본 연구에서는 수관층에서 분류된 잎과 1 cm 이하의 가지를 수관화 확산 시 연소되는 연료, 즉 이용가능한 연료(Available 血1)라고 가정하였으며, 모든 분석에서는 1 cm 이상 가지의 연료는 제외하고, 잎과 1 cm 이하 가지의 연료만을 분석에 사용하였다.

제안 방법

, 2003). 따라서 향후 국내에서 시행될 수관 층 연료특성 연구에 기초적인 토대를 마련하고, 수관 체적 산출 방법을 명확하게 하기위해서 단목 수관 체적과 임분 수관체적을 구분하여 수관연료밀도를 분석하였으며, Crown bulk density는 단목 수관연료밀도, Canopy bulk density는 임분 수관연료밀도라고 정의하였다(Figure 2). 단목 수관체적은 기존에 연구된 수관형태식(신 만용 등, 1999)을 적용하여 각 높이별 비율높이로 산출하였으며, 직경변화에 따른 수관체적을 추정하기 위해 연료량 추정 식과 같은 대수회귀식 (InWtry°+卽曲)을 이용하였다.
)로 적합도를 검정하였다. 또한 지하고와 층위별 수관연료 분포를 분석하기 위해 연료를 1 m 단위로 구분하여 이용하였다.
선정된 표본목은 0.2 m 높이에서 벌채한 후, Smalian식 구분구적법을 적용하여 수간과 수관을 1 m 단위로 절단하였으며, 기존 연구 방법에 따라 수관층을 잎과 가지로 분류하고, 가지를 다시 굵기 별(0~0.5 cm, 0.5-1 cm, 1~2 cm, 2~4 cm, 4 cm 이상)로 구분하여 무게를 측정한 후 시료를 채취하였다(구교상 등, 2010). 또한 각 부위별로 채취한 시료는 연료량을 산출하기 위하여 건조 작업을 통해 수분을 완전히 제거하였다.
소나무의 단목 수관연료밀도를 산출하기 위해 대수회귀식(In片Bo+Piln』刀을 적용하여 수관연료량과 수관 체적을 추정하였다(Table 2). 수관연료량 추정식에 대한 적합도 검정에서 영주지역의 경우 조정결정계수(R;dj)가 0.

대상 데이터

연구 대상지는 경상북도 영주시 장수면 갈산리(동경 128° 33' 46.9”, 북위 36° 46' 38.3”)와 경상북도 봉화군 재산면 성산 일대(동경 128° 56, 31.2”, 북위 36° 50, 22.2”)로 소나무림이 넓게 분포하는 지역을 선정하였다 (Figure 1). 영주지역 소나무림은 인근에 영주 변전소와 고속도로가 위치하고 있는 지역으로 산불 확산 방지를 위해 숲가꾸기 사업이 실시된 임분이었고, 봉화지역 소나무림은 지역 특산물인 송이 산지 내에 분포하고 있어 천연림 상태로 방치된 임분이었다.
표본목 선정을 위해 영주지역과 봉화지역에 표준지를 설치하였으며, 매목조사 자료를 바탕으로 흉고직경별로 고르게 분포하도록 지역마다 10본씩, 총 20본의 표본 목을 선정하였다. 선정된 표본목은 0.

데이터처리

표본목별로 산출된 수관층 연료는 직경변화에 따른 연료량을 분석하기 위해 흉고직경을 독립변수로 하는 대수회귀식(ln Wt =「o+Bil曲)을 이용하여 추정하였으며, 조정 결정계수(R;dj )로 적합도를 검정하였다. 또한 지하고와 층위별 수관연료 분포를 분석하기 위해 연료를 1 m 단위로 구분하여 이용하였다.

이론/모형

따라서 향후 국내에서 시행될 수관 층 연료특성 연구에 기초적인 토대를 마련하고, 수관 체적 산출 방법을 명확하게 하기위해서 단목 수관 체적과 임분 수관체적을 구분하여 수관연료밀도를 분석하였으며, Crown bulk density는 단목 수관연료밀도, Canopy bulk density는 임분 수관연료밀도라고 정의하였다(Figure 2). 단목 수관체적은 기존에 연구된 수관형태식(신 만용 등, 1999)을 적용하여 각 높이별 비율높이로 산출하였으며, 직경변화에 따른 수관체적을 추정하기 위해 연료량 추정 식과 같은 대수회귀식 (InWtry°+卽曲)을 이용하였다. 또한 임분 수관체적은 수관의 길이를 이용하여 ha 단위로 추정하였다(Cmz et al.
수분함량은 기존 연구 방법인 Oven drying method를 이용하여 산출하였으며(이필우와 한관석, 1968), 분석 방법의결과는 수분함량이 100%일 때 임목의 건중량과 수분의 중량이 1:1을 의미하는 것으로 해석할 수 있다.

성능/효과

3%로 제시하고 있匸}(Mi色opo니los and Dimitrakopoulos, 2007). 따라서 본 연구 결과와 비교했을 때, 국외 소나무림에 비해 우리나라 소나무림 이 잎과 잔가지가 많이 분포되 어 있는 것으로 사료된다.
그러나 수분함량 산출에 사용된 Oven drying method는 작은 수분함량 차이에도 백분율(%)이 큰 차이로 나타나는 특징이 있다(이필우와 한 관석, 1968). 따라서 본 연구에서 제시된 수분함량은 기존연구된 우리나라 소나무속의 수관층 수분함량과 매우 비슷한 것으로 판단된다. 또한 기존 연구에서는 천연림 상태의 임분에 비해 간벌이 시행된 임분에서 토양층 수분함량이 감소한다는 연구 결과가 있으나(이규진과 문형태, 2010), 간벌이 수관층 수분함량에 미치는 영향에 대한 연구 결과는 보고된 바 없다.
30 kg/n?에 비해 작게 나타난 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구의 결과는 숲가꾸기 사업 이 실시된 소나무림의 경우 지하고는 높아지고, 임분 내 수관연료량이 줄어들어 수관 연료 밀도가 낮아진다는 기존 연구와 유사한 결과를 보였다(Mutch et al., 1993). 또한 수관길이, 지하고, 수관 연료량의 분포 패턴을 비교한 결과, 천연림 상태인 봉화지 역 소나무림의 경우 수관길 이와 지 하고가 숲가꾸기 사업 이 실시 된 영주지역 에 비해 낮은 수치에 많이 분포하고 있는 것으로 나타났다(Figure 8).
그러나 간벌의 효과가 단목 단위의 수관연료밀도 변화에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 미미한 실정이다. 따라서 본 연구의 결과는 숲가꾸기 사업의 효과가 소나무 임분 단위의 수관 연료 밀도 변화와 더불어, 단목 단위의 수관 연료 밀도에도 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.
또한 기존 연구에서는 천연림 상태의 임분에 비해 간벌이 시행된 임분에서 토양층 수분함량이 감소한다는 연구 결과가 있으나(이규진과 문형태, 2010), 간벌이 수관층 수분함량에 미치는 영향에 대한 연구 결과는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구의 결과로 볼 때, 숲가꾸기 사업이 수관층의 수분함량에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 사료된다(Figure 3).
, 1993). 또한 수관길이, 지하고, 수관 연료량의 분포 패턴을 비교한 결과, 천연림 상태인 봉화지 역 소나무림의 경우 수관길 이와 지 하고가 숲가꾸기 사업 이 실시 된 영주지역 에 비해 낮은 수치에 많이 분포하고 있는 것으로 나타났다(Figure 8). 따라서 수관길이는 수관 체적에, 지하고는 수관화 전이 가능성에 큰 영향을 준다는 기존의 연구 결과와 같이(Mutch et al.
본 연구에서 제시된 소나무림의 연료량 추정식과 수관 체적 추정식을 이용하여 영주지역과 봉화지역의 단목 수관 연료 밀도를 산출한 결과, 봉화지역은 직경이 증가함에 따라 단목 수관연료밀도가 일정하게 유지되거나 점진적으로 증가하는 반면, 영주지역의 단목 수관연료밀도는 점차 줄어드는 패턴을 보였다(Figure 6). 이러한 원인은 봉화지역에 분포하는 천연림 상태의 소나무림 수관 체적이 특정 시점부터 증가폭이 둔화되는 패턴이 나타난 반면, 숲 가꾸기 사업이 실시된 영주지역 소나무림의 수관체적은계속적으로 증가하였기 때문인 것으로 판단된다(Figure 7).
소나무림을 대상으로 연구하였다. 본 연구의 결과에 의하면, 영주지역 소나무림의 수분함량은 103.6%, 봉화지 역소나무림은 104.4%로 나타났으며, 총 수관층 연료에서 이용 가능한 연료의 비율은 영주지역 50.3%, 봉화지역 62.0% 로 봉화지 역이 수관화 확산 시 가연될 연료량이 약 12% 더 많이 분포되어 있는 것으로 분석됨에 따라 수관화에매우 취 약한 것으로 사료되었다. 영주지역 소나무림의 수관 연료 밀도는 봉화지역 소나무림에 비해 평균 0.
9 m이었다. 봉화지역 소나무림의 임분밀도는 2, 400 본/ha, 평균흉고직경 11.3 cm, 평균수고는 8.3 m이었다 (Table 1).
2). 수관연료량 추정식에 대한 적합도 검정에서 영주지역의 경우 조정결정계수(R;dj)가 0.8076, 봉화지역의 경우 0.9169(R;dj)로 나타났으며, 수관체적 추정 식의 경우 영주지역 0.8308(R;dj), 봉화지역 0.7784(R;dj) 로 연료량 추정식과 수관체적 추정식 모두 높은 조정 결정계수를 보였다.
가지 )가 차지하는 비율은 Figure 4와 같다. 영주지 역은생엽 22.1%, 0.5 cm 이하 가지와 0.5~1 cm 가지는 각각 14.1%每 총 합계 50.3%가 이용가능한 연료로 산출되었으나, 봉화지역 은 생엽 24.8%, 0.5 cm 이하 가지 20.0%, 0.5-1 cm 가지 17.2%로 수관층 연료량에서 62.0%가 이용 가능한 연료로 산출되었다. 따라서 이용가능한 연료량이 높은 천연림 상태의 봉화지역 소나무림이 영주지역에 비해수관화 확산 시 , 많은 잎과 가지 가 연소될 것으로 사료된다.
0% 로 봉화지 역이 수관화 확산 시 가연될 연료량이 약 12% 더 많이 분포되어 있는 것으로 분석됨에 따라 수관화에매우 취 약한 것으로 사료되었다. 영주지역 소나무림의 수관 연료 밀도는 봉화지역 소나무림에 비해 평균 0.11 kg/m3 낮았으며, 지하고는 평균 1.3 m 높은 것으로 분석됨에 따라 숲가꾸기 사업지인 영주지역 소나무림이 천연림 상태의 봉화지역 소나무림에 비해 수관화로의 전이 가능성이 낮은 것으로 사료되었다. 현재 수관층 연료 특성에 관한 연구는 소나무림에 국한되어 진행되고 있지만 향후 수관화 행동예측과 평가를 위해 소나무림 오], 침엽수림에 대한 수관연료특성 연구가 요구되며, 수관화 발생지에서의 연소량 추정에 관한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
영주지역과 봉화지역의 수관층 연료를 수직적 분포로 비교 분석한 결과, 영주지역은 4 m 전후에서부터 수관 층 연료가 분포하고 있는 것으로 나타난 반면, 봉화지역은 이보다 낮은 2 m 전후에서 수관층 연료가 분포하고 있는 것으로 나타났다(Figure 5). 따라서 지하고가 높을수록 지표화에서 수관화로의 전이 가능성이 낮아진다는 기존 연구 결과와 관련하여 (Sando and Wick, 1972), 봉화지역의 수관 층 연료는 지표층으로부터 낮은 곳에 많이 형성하고 있으므로 영주지역에 비해 수관화 전이 가능성이 매우 높을 것으로 판단된다.

후속연구

3 m 높은 것으로 분석됨에 따라 숲가꾸기 사업지인 영주지역 소나무림이 천연림 상태의 봉화지역 소나무림에 비해 수관화로의 전이 가능성이 낮은 것으로 사료되었다. 현재 수관층 연료 특성에 관한 연구는 소나무림에 국한되어 진행되고 있지만 향후 수관화 행동예측과 평가를 위해 소나무림 오], 침엽수림에 대한 수관연료특성 연구가 요구되며, 수관화 발생지에서의 연소량 추정에 관한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.

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