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문제 정의
- 본 연구는 홍릉수목원 내에서 발생한 75그루의 풍도 목을 대상으로 조사하였으며 , 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무로 구분하여 그 특징을 분석 하였다. 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무의 수고, 수관폭(장축), DBH를 종합적으로 비교 분석한 결과, 바람에 쓰러진 나무와 수간이 부러 진 나무의 수고는 기울어진 나무에 비해 높았으며, 수관폭과 DBH는부러진 나무가 바람에 쓰러진 나무와 기울어진 나무보다 컸다.
- 본 연구의 목적은 풍도목의 특징, 풍도목과 풍속 및 풍향과의 관계, 풍도목 발생지점의 특징 , 풍도목의 발생원인을 구명하는 것이다. 하지만 자동기상관즉장비가 임내와임외에 각각 한 곳에만 설치되어 있어 전체를 대표하기 어려웠으며 풍속과 풍향, 임상과 경사 등 조사 인자가 단조롭다는 한계성이 있었다.
- 외 풍향 및 풍속의 특징, 임상 및 경사별 풍도목 분포에 대해 구명코자 한다. 또한 과거 강풍주의보가 발표된 날중 5일을 선정하여 곤파스 피해 당일인 2010년 9월 2일의 평균풍속, 분당 평균풍속간의 차이, 단위시간당 바람 파동 횟수와 비교하였으며, 이를 통해 풍도목의 발생원인을 구명하고자 한다.
제안 방법
- 기울어진 나무는 Figure 2(b)처럼 수간과 수관폭은 온전한 채 뿌리 부분이 들린 나무를 대상으로 수종, 수고, 수관폭, DBH, 위치(경도, 위도) 및 기울어진 방향, 경사를 측정하였으며, 뿌리가 들린 부분의 뿌리깊이와 뿌리 너비를 측정하였다. 부러진 나무는 Figure 2(c)처럼 뿌리 부분은 온전한 채 수간이 부러진 나무를 대상으로 수종, 수고, 수관폭, DBH와 위치(경도, 위도) 및 부러진 방향, 경사 외에 지표면에서 부러진 수간까지의 위치를 측정하였다.
- 부러진 나무는 Figure 2(c)처럼 뿌리 부분은 온전한 채 수간이 부러진 나무를 대상으로 수종, 수고, 수관폭, DBH와 위치(경도, 위도) 및 부러진 방향, 경사 외에 지표면에서 부러진 수간까지의 위치를 측정하였다.
- 각 풍도목의 좌표값을 이용하여 발생지점을 표시하였고, 홍릉수목원 내 임상분포도를 이용하여 어느 임상에서 풍도 목이 발생하였는지를 분석하였다. 동시에 발생지 점 별 경사를 분석하여 경사와 도복 방향과의 관계를 분석하였다.
- 또한 도복위치(경도, 위도) 및 도복방향, 경사를 조사하였다. 경사는 산림청이 정한 국유림 산림조사 기준에 따라 완경사지(경사 15° 미만), 경사지(경사 15。~20。), 급경사지(경사 21。~25。), 험준지(경사 26。~30。), 절 험지(경사 31° 이상)로 구분하여 조사하였다.
- 발생하였는지를 분석하였다. 동시에 발생지 점 별 경사를 분석하여 경사와 도복 방향과의 관계를 분석하였다.
- 외 풍향 및 풍속의 특징, 임상 및 경사별 풍도목 분포에 대해 구명코자 한다. 또한 과거 강풍주의보가 발표된 날중 5일을 선정하여 곤파스 피해 당일인 2010년 9월 2일의 평균풍속, 분당 평균풍속간의 차이, 단위시간당 바람 파동 횟수와 비교하였으며, 이를 통해 풍도목의 발생원인을 구명하고자 한다.
- 쓰러진 나무의 끊어진 뿌리의 전단면을 무작위로 3회 측정하였으며, 가장 긴 뿌리를 선택하여 나무 중심으로부터 뿌리 끝까지 길이를 측정하였다. 또한 도복위치(경도, 위도) 및 도복방향, 경사를 조사하였다. 경사는 산림청이 정한 국유림 산림조사 기준에 따라 완경사지(경사 15° 미만), 경사지(경사 15。~20。), 급경사지(경사 21。~25。), 험준지(경사 26。~30。), 절 험지(경사 31° 이상)로 구분하여 조사하였다.
- 바람에 쓰러진 나무는 수종, 수고, 수관폭(장축), DBH 외에 뿌리의 범위를 파악하기 위해 Figure 2(a)처럼 바람에 의해 뿌리가 완전히 뽑혀 쓰러진 나무를 대상으로 뿌리 너비 및 깊이를 측정하였다. 쓰러진 나무의 끊어진 뿌리의 전단면을 무작위로 3회 측정하였으며, 가장 긴 뿌리를 선택하여 나무 중심으로부터 뿌리 끝까지 길이를 측정하였다.
- 외에 설치된 자동기상관측장비(Aromatic Weather Station)로 측정된 지상 2 m 높이의 풍속 및 풍향을 10분 단위로 수집하여 분석하였다. 바람의 풍속과 풍향 패턴을 이해하기 위해 2009년 1년간의 풍속, 풍향을 월별과 계절별로 분석하였으며, 강풍의 영향을 받은 2010년 9월 2일 04시부터 12시까지의 풍속과 풍향을 분석하였다. 풍속과 풍향은 각각 평균풍속과 순간최대풍속, 평균풍향 (주풍향)과 순간최대풍향을 함께 분석하였다.
- 본 연구에서는 순간적으로 불어온 강한 바람 또는 단위시간당 바람의 파동횟수가 풍도목의 주요발생원인 이라는 가설 아래, 곤파스의 피해를 받은 2010년 9월 2일과 기상청에서 강풍주의보를 발표한 과거 5일(2009 년 2월 13일, 2월 20일, 4월 21일, 10월 16일, 2010년 3 월 20일)을 선정하여 풍속이 가장 강했던 5시간 동안의 평균풍속을 분석하였으며, 5시간 동안의 분당 평균풍속 데이 터를 이용하여 단위시간당 바람파동횟수를 비교하였다. 본 연구에서 바람의 파동은 평균풍속의 오르내림을 하나의 파동으로 계산하였으며, 진폭이 叱일 경우는 파동 횟수에 포함하지 않았다.
- 받아야 한다. 본 연구에서는 순간적으로 불어온 강한 바람 또는 단위시간당 바람의 파동횟수가 풍도목의 주요발생원인 이라는 가설 아래, 곤파스의 피해를 받은 2010년 9월 2일과 기상청에서 강풍주의보를 발표한 과거 5일(2009 년 2월 13일, 2월 20일, 4월 21일, 10월 16일, 2010년 3 월 20일)을 선정하여 풍속이 가장 강했던 5시간 동안의 평균풍속을 분석하였으며, 5시간 동안의 분당 평균풍속 데이 터를 이용하여 단위시간당 바람파동횟수를 비교하였다. 본 연구에서 바람의 파동은 평균풍속의 오르내림을 하나의 파동으로 계산하였으며, 진폭이 叱일 경우는 파동 횟수에 포함하지 않았다.
- 외에 설치된 자동기상관측장비(Aromatic Weather Station)로 측정된 데이터를 이용하였다. 본 연구에서는 풍도목을 피해유형에 따라 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무 등 크게 세 가지로 구분하여 조사하였다.
- 너비 및 깊이를 측정하였다. 쓰러진 나무의 끊어진 뿌리의 전단면을 무작위로 3회 측정하였으며, 가장 긴 뿌리를 선택하여 나무 중심으로부터 뿌리 끝까지 길이를 측정하였다. 또한 도복위치(경도, 위도) 및 도복방향, 경사를 조사하였다.
- 임내 . 외에 설치된 자동기상관측장비(Aromatic Weather Station)로 측정된 지상 2 m 높이의 풍속 및 풍향을 10분 단위로 수집하여 분석하였다. 바람의 풍속과 풍향 패턴을 이해하기 위해 2009년 1년간의 풍속, 풍향을 월별과 계절별로 분석하였으며, 강풍의 영향을 받은 2010년 9월 2일 04시부터 12시까지의 풍속과 풍향을 분석하였다.
- 바람의 풍속과 풍향 패턴을 이해하기 위해 2009년 1년간의 풍속, 풍향을 월별과 계절별로 분석하였으며, 강풍의 영향을 받은 2010년 9월 2일 04시부터 12시까지의 풍속과 풍향을 분석하였다. 풍속과 풍향은 각각 평균풍속과 순간최대풍속, 평균풍향 (주풍향)과 순간최대풍향을 함께 분석하였다. 평균 풍속과 평균 풍향은 각각 10분 동안의 풍속과 풍향의 평균값이며, 순간최대풍속은 10분 동안 바람이 순간적으로 가장 세게 불었던 때의 풍속을 말하며, 순간최대풍향은 10분 동안 바람이 순간적으로 가장 세게 불었던 때의 풍향을 뜻한다.
대상 데이터
- 2010년 8월 29일 발생하여 9월 2일 우리나라 중부 지방에 강한 바람으로 큰 피해를 입힌 제7호 태풍, 곤파스로 인해 직접적으로 피해를 입은 홍릉수목원 내 수림 전체를 대상으로 조사하였으며 , 총 75그루의 풍도목을 조사하였다. 본 연구에 사용된 풍향, 풍속 등의 기상 자료는 홍릉 수목원 임내 .
- 본 연구에 사용된 풍향, 풍속 등의 기상 자료는 홍릉 수목원 임내 . 외에 설치된 자동기상관측장비(Aromatic Weather Station)로 측정된 데이터를 이용하였다.
- 본 연구에서는 2010년 9월 2일 강한 바람으로 우리나라 중부 지방에 영향을 미친 태풍 곤파스의 피해를 입은 홍릉수목원 내 풍도목을 대상으로 풍도목의 특징, 임내 . 외 풍향 및 풍속의 특징, 임상 및 경사별 풍도목 분포에 대해 구명코자 한다.
- 본 연구에 사용된 풍향, 풍속 등의 기상 자료는 홍릉 수목원 임내 . 외에 설치된 자동기상관측장비(Aromatic Weather Station)로 측정된 데이터를 이용하였다. 본 연구에서는 풍도목을 피해유형에 따라 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무 등 크게 세 가지로 구분하여 조사하였다.
성능/효과
- 2009년 1 월부터 12월까지 임내 - 외 평균풍향과 순간 최대 풍향을 분석한 결과, 임내의 경우에 평균풍향과 순간 최대 풍향의 주풍향은 모두 N-NNE이었다. 임외 풍향의 경우에 평균풍향과 순간최대풍향은 주로 방위각 0。~22.
- 75그루의 풍도목 피해 위치에 대한 좌표를 지도에 표시하여 그 분포에 대해 분석한 결과, 풍도목 모두 홍릉수목원의 서쪽에서 남북방향으로 길게 분포하였다. 홍릉수목원 남서쪽에 분포한 풍도목은 주로 방위각 270o(W) 방향으로 넘어졌으며, 홍릉수목원 서쪽 중앙에 분포한 풍도 목은 주로 방위각 270°~22.
- 갈참나무 등 11개 수종 50그루였다. 그 중 갈참나무가 15그루, 소나무가 12그루, 벚나무가 10그루로 세 수종이 전체의 74%를 차지하였으며, 편백 5그루, 측백나무2그루였고, 귀룽나무, 느릅나무, 당느릅나무, 때죽나무, 참가시나무, 층층나무가 각각 1그루씩이었다(Table 1).
- 기울어진 나무는 느릅나무, 상수리나무, 소나무, 참가시나무, 측백나무, 편백 등 6개 수종 9그루였으며 전체 풍도 목의 12%를 차지했다. 그 중 편백 3그루, 소나무 2그루, 느릅나무, 상수리나무, 참가시나무, 측백나무가 각각 1그루씩이었으며, 9그루 모두 경사 30% 이하인 곳에서 발생하였다(Table 2).
- 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무의 수고, 수관폭(장축), DBH를 종합적으로 비교 분석한 결과, 바람에 쓰러진 나무와 수간이 부러 진 나무의 수고는 기울어진 나무에 비해 높았으며, 수관폭과 DBH는부러진 나무가 바람에 쓰러진 나무와 기울어진 나무보다 컸다. 바람에 쓰러진 나무와 기울어진 나무를 직접 비교하면 수관폭과 DBH는 큰 차이가 없었으나, 바람에 쓰러진 나무의 수고가 평균 1.
- 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무의 수고, 수관폭, DBH를 종합적으로 비교 분석한 결과 바람에 쓰러진 나무와 수간이 부러진 나무의 수고가 각각 12.5 m와 12.2 m로 기울어진 나무에 비해 약 2 m 가량 높았으며, 평균 수관폭은 바람에 쓰러진 나무와 수간이 부러진 나무가 각각 530 cm와 540.6 cm로 기울어진 나무에 비해 약 80~90 cm 가량 컸다. 평균 DBH의 경우, 수간이 부러진 나무가 32.
- 바람에 쓰러진 나무는 귀룽나무, 느릅나무, 당느릅나무, 때죽나무, 참가시나무, 층층나무, 측백나무, 편백, 벚나무, 소나무, 갈참나무 등 11개 수종 50그루였다. 그 중 갈참나무가 15그루, 소나무가 12그루, 벚나무가 10그루로 세 수종이 전체의 74%를 차지하였으며, 편백 5그루, 측백나무2그루였고, 귀룽나무, 느릅나무, 당느릅나무, 때죽나무, 참가시나무, 층층나무가 각각 1그루씩이었다(Table 1).
- 바람에 쓰러진 나무, 기울어진 나무, 수간이 부러진 나무의 수고, 수관폭(장축), DBH를 종합적으로 비교 분석한 결과, 바람에 쓰러진 나무와 수간이 부러 진 나무의 수고는 기울어진 나무에 비해 높았으며, 수관폭과 DBH는부러진 나무가 바람에 쓰러진 나무와 기울어진 나무보다 컸다. 바람에 쓰러진 나무와 기울어진 나무를 직접 비교하면 수관폭과 DBH는 큰 차이가 없었으나, 바람에 쓰러진 나무의 수고가 평균 1.2m 높았다. 수간이 부러진 나무의 경우에 수관폭과 DBH가 바람에 쓰러진 나무와 기울어진 나무보다 많이 컸다.
- 바람에 쓰러진 나무의 발생 지점의 경사를 분석한 결과, 50그루의 바람에 쓰러진 나무 중 38그루가 완경사지(경사 15° 미만)에서 발생했고, 10그루가 경사지(경사 15。~20。) 에서 발생했으며, 급경사지(경사 21。~25。)와 절험지(경사 30° 이상) 에서 각각 1그루씩 발생하였다. 기울어진 나무 9그루는 모두 경사 15。미만인 완경사지에서 발생했다.
- 7 m/s 로 최고치를 기록했다(Figure 5). 바람이 불기 시작한 9월 2일 04시부터 바람이 완전히 멎은 12시까지 총 8시간의 임내 평균풍속과 순간최대풍속은 각각 1.4 m/s와 3.5 m/s로 연간 임외 평균풍속 및 순간최대풍속과 맞먹을 정도로 강한 바람이 불었다는 것을 알 수 있다. 연간 임내평균풍속과 순간최대풍속이 1 m/s에도 미치지 못하는 것과 비교하면 당시 임내에 바람이 얼마나 강하게 불었는지 짐작할 수 있다.
- 3%를 차지했다(Table 3). 부러진 나무의 50%가 소나무였으며, 벚나무가 3그루, 갈참나무, 벚나무, 상수리나무, 음나무, 측백나무는 1그루씩이었다. 부러진 나무의 평균수고는 12.
- 이는 침 엽수와 활엽수 모두 조사지의 낮은 토심의 영향을 받은 것으로 사료된다. 뿌리 너비를 분석한 결과 활엽수의 경우에는 최장뿌리를 포함한 2~3개의 길고 굵은 뿌리가 경사 반대방향과 등고선 방향으로 비대성장하여 자랐으며 , 평균뿌리너비는 318.1 cm였다. 침엽수의 경우에는 굵은 뿌리가 경사방향에 집중되어 있었으며, 평균뿌리너비는 224.
- 9 cm였다. 뿌리 너비와 뿌리깊이를 분석한 결과 평균뿌리너비는 187 cm였으며, 활엽수와 침엽수의 평균뿌리너비가 각각 188.3 cm 와 186.3 cm로 큰 차이가 없었다. 뿌리깊이는 최고 55 cm, 최저 20 cm였고 평균뿌리깊이는 34.
- 수간이 부러진 나무 16그루를 수종별로 나누어 DBH, 수관폭, 수고의 평균값과 수간이 부러진 높이와의 관계를 분석한 결과 수간이 부러진 높이는 DBH, 수관폭과는 큰 상관관계를 보이지 않았지만, 수고가 높아질수록 부러진 높이가 낮아지는 특징을 보였다(Figure 3). 이는 수고가 높아질수록 바람을 견딜 수 있는 한계점이 점점 낮아지기 때문인 것으로 사료된다.
- 수간이 부러진 나무의 경우에 수관폭과 DBH가 바람에 쓰러진 나무와 기울어진 나무보다 많이 컸다. 수간이 부러진 위치와 수고의 관계를 분석한 결과 수고가 높을수록 수간이 부러진 위치는 낮아지는 특징이 있었다. 이는 수고가 높아질수록 바람을 견딜 수 있는 한계점이 점점 낮아지기 때문인 것으로 사료된다.
- 7%인 62그루가 완경사지에서 발생하였고, 147%인 11그루가 경사지에서 발생하였다. 이 결과로 홍릉수목원 내에서 곤파스로 인해 발생한 풍도 목의 발생 인자 중 경사는 큰 영향을 끼치지 않았다는 것을 알 수 있었다. 조사대상 75그루의 풍도목 중, 침엽수가 34그루로 45.
- 5~ 1배 많은 것으로 나타났다(Figure 8). 이러한 결과로 보아 풍도목의 발생 원인은 바람의 세기보다는 단위시간당 바람파동횟수와 관련이 깊은 것으로 사료된다.
- 임내 - 외 풍속을 봄(3~5월), 여름(6~8월), 가을(9~11월), 겨울(12월, 1~2월)의 사계절로 나누어 분석한 결과 봄철의 임내 평균풍속이 0.1 m/s, 순간최대풍속은 0.9 m/s로 상대적으로 가장 강한 풍속을 보였으며, 사계절 중 여름, 가을, 겨울철의 임내 평균풍속은 0.0 m/s로 바람이 거의 불지 않았고, 순간최대풍속은 1.0 m/s를 넘지 않았다. 봄철과 겨울철의 평균풍속이 여름철과 가을철 평균풍속보다 상대적으로 강했다.
- 9 cm 작았다. 전단면 크기 0.51~1.50 cm의 피해목수가 많았으며 , 전단면 크기가 커질수록 풍도 목 발생빈도는 줄어드는 경향을 보였다. 활엽수와 침엽수의 평균 전단면 크기는 각각 1.
- 이 결과로 홍릉수목원 내에서 곤파스로 인해 발생한 풍도 목의 발생 인자 중 경사는 큰 영향을 끼치지 않았다는 것을 알 수 있었다. 조사대상 75그루의 풍도목 중, 침엽수가 34그루로 45.3%를 차지했고, 활엽수가 41그루로 54.7%를 차지하였다(Figure 9(b)). 하지만 풍도목의 임상별 발생 위치를 살펴보면, 서쪽에 위치한 침엽수림과 혼효림에서 주로 발생하였다는 것을 알 수 있었다.
- 1 cm였다. 침엽수의 경우에는 굵은 뿌리가 경사방향에 집중되어 있었으며, 평균뿌리너비는 224.2 cm로 활엽수의 평균 뿌리 너비보다 93.9 cm 작았다. 전단면 크기 0.
- 풍도목의 도복 방향을 분석한 결과 조사 대상 75그루 풍도 목 중 84.0%인 63그루가 방위 각 270~22.5°(W-WNW-NW-NNW-N-NNE) 방향으로 쓰러졌匸RFigure 4). 바람에 쓰러진 나무의 주요 도복방향은 방위각 270~ 22.
- 88 cm로활엽수의 평균 전단면 크기가 침엽수보다 2배 정도 컸다. 피해목의 최장뿌리길이는 51-150 cm 범위에서 54% 가 집중되어 있었으며, 갈참나무의 경우 평균 최장 뿌리 길이는 362 cm로 다른 수종에 비해 넓은 뿌리 분포를 보였다. 활엽수의 평균 최장뿌리길이는 332 cm로 침엽수의 평균 최장뿌리길이 214 cm보다 118 cm 길었다 (Table 1).
- 50 cm의 피해목수가 많았으며 , 전단면 크기가 커질수록 풍도 목 발생빈도는 줄어드는 경향을 보였다. 활엽수와 침엽수의 평균 전단면 크기는 각각 1.78 cm와 0.88 cm로활엽수의 평균 전단면 크기가 침엽수보다 2배 정도 컸다. 피해목의 최장뿌리길이는 51-150 cm 범위에서 54% 가 집중되어 있었으며, 갈참나무의 경우 평균 최장 뿌리 길이는 362 cm로 다른 수종에 비해 넓은 뿌리 분포를 보였다.
- 피해목의 최장뿌리길이는 51-150 cm 범위에서 54% 가 집중되어 있었으며, 갈참나무의 경우 평균 최장 뿌리 길이는 362 cm로 다른 수종에 비해 넓은 뿌리 분포를 보였다. 활엽수의 평균 최장뿌리길이는 332 cm로 침엽수의 평균 최장뿌리길이 214 cm보다 118 cm 길었다 (Table 1). 이는 조사지역의 토심이 낮았기 때문에 수직 방향으로 발달하지 못한 뿌리가 수평방향으로 넓게 뻗치면서 발달한 것으로 사료된다.
후속연구
- 3%를 차지했고 활엽수가 41그루로 547%를 차지하였으나, 임상별 풍도목 발생 위치를 보면 침엽수림과 혼효림에서 주로 발생했다. 따라서 앞으로 강풍 피해가 발생하는 지역에 조림을 할 경우에는 바람이 불어오는 쪽의 토심이 비교적 깊은 곳에 활엽수림을 조성하고, 그 뒤로 침엽수림이나 혼효림을 조성하면 바람의 피해를 최소화할 수 있을 것으로 사료된다.
- 8 mm의 강우량을 기록하였다. 이처럼 곤파스 발생 전 장기간 연속적으로 내린 강우에 의해 토양의 응집력이 약해진 것도 풍도 목이 발생한 원인 중의 하나라고 사료되며, 추후 풍도목발생에 대한 강우와 토양 및 토질에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다.
- 하지만 자동기상관즉장비가 임내와임외에 각각 한 곳에만 설치되어 있어 전체를 대표하기 어려웠으며 풍속과 풍향, 임상과 경사 등 조사 인자가 단조롭다는 한계성이 있었다. 후속 연구에서는 풍도목의 주요 발생인자인 바람뿐만 아니라 강우, 지형, 경사, 토양, 수령, 임분 밀도, 근계 등이 종합적으로 고려되어 연구할 필요가 있다. 또한 아직 체계적인 풍도목 연구가 진행되지 않고 있지 않으므로, 연구대상지역을 홍릉수목원에 한정시키지 않고 풍도목 피해 다발지역에 광범위하게 적용할 필요가 있다.
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