본 연구는 영주지역 소나무림을 대상으로 수관층 연료특성을 분석하고, 각 부위별 연료량 추정을 위한 상대생장식을 개발하고자 하였다. 연구대상지는 영주시 장수면 일대 소나무림을 대상으로 표준지를 선정하였으며, 매목 조사를 실시한 후, 10본의 표본목을 벌채하였다. 벌채한 소나무는 수간, 잎, 가지 순으로 분류하였고, 가지는 다시 굵기 별로 분류하여 무게를 측정한 후 분석하였다. 본 연구 결과에 의하면, 생엽의 수분함량은 119%, 수관층 수분함량은 105.3%로 나타났다. 전체 연료량에 대한 수관층 연료량 비율은 30%로 나타났으며, 수관화 확산시 이용 가능한 연료량(잎-1 cm 가지) 비율은 50.3%로 나타났다. 본 연구에서 제시된 수관층 연료 추정식에 대한 조정결정계수($R^{2}_{adj}$)의 범위는 0.6846-0.9246으로 나타났으며, 수관층 체적 추정식에 대한 조정결정계수($R^{2}_{adj}$)는 0.8308로 나타났다.
본 연구는 영주지역 소나무림을 대상으로 수관층 연료특성을 분석하고, 각 부위별 연료량 추정을 위한 상대생장식을 개발하고자 하였다. 연구대상지는 영주시 장수면 일대 소나무림을 대상으로 표준지를 선정하였으며, 매목 조사를 실시한 후, 10본의 표본목을 벌채하였다. 벌채한 소나무는 수간, 잎, 가지 순으로 분류하였고, 가지는 다시 굵기 별로 분류하여 무게를 측정한 후 분석하였다. 본 연구 결과에 의하면, 생엽의 수분함량은 119%, 수관층 수분함량은 105.3%로 나타났다. 전체 연료량에 대한 수관층 연료량 비율은 30%로 나타났으며, 수관화 확산시 이용 가능한 연료량(잎-1 cm 가지) 비율은 50.3%로 나타났다. 본 연구에서 제시된 수관층 연료 추정식에 대한 조정결정계수($R^{2}_{adj}$)의 범위는 0.6846-0.9246으로 나타났으며, 수관층 체적 추정식에 대한 조정결정계수($R^{2}_{adj}$)는 0.8308로 나타났다.
This study was conducted to analyze the characteristics of crown fuel biomass and to develop allometric equations for the estimation of crown fuel biomass by subjectively categorized the crown component in Pinus densiflora stands. A total of ten representative trees were destructively sampled in You...
This study was conducted to analyze the characteristics of crown fuel biomass and to develop allometric equations for the estimation of crown fuel biomass by subjectively categorized the crown component in Pinus densiflora stands. A total of ten representative trees were destructively sampled in Youngju region. Crown fuel were weighed separately for each fuel category by size class. The results of this study showed that foliar moisture content was 119% while the average crown moisture content was 105.3%. The crown fuel/total fuel loading ratio was 30%, needles and twigs with less than 1 cm diameter accounted 50.3% for its fuel/crown fuel loading ratio. Adjusted multiple coefficient of determination of suggested allometric equations ranged from 0.6846 to 0.9246 for crown fuel biomass, 0.8308 for crown volume.
This study was conducted to analyze the characteristics of crown fuel biomass and to develop allometric equations for the estimation of crown fuel biomass by subjectively categorized the crown component in Pinus densiflora stands. A total of ten representative trees were destructively sampled in Youngju region. Crown fuel were weighed separately for each fuel category by size class. The results of this study showed that foliar moisture content was 119% while the average crown moisture content was 105.3%. The crown fuel/total fuel loading ratio was 30%, needles and twigs with less than 1 cm diameter accounted 50.3% for its fuel/crown fuel loading ratio. Adjusted multiple coefficient of determination of suggested allometric equations ranged from 0.6846 to 0.9246 for crown fuel biomass, 0.8308 for crown volume.
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문제 정의
그러나 수간, 잎, 가지 , 뿌리 등으로 단순하게 분류하여 추정 한 경우가 대부분이며, 수관층을 세밀하게 분류하여 바이오매스량을 추정한 경우는 대구 팔공산지역 소나무림의 상대생장식 추정 연구(이병두 등, 2010) 외에 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수관화 위험성 판단과 더 불어발전 예측 모델을 개발하기 위하여 수관화에 취약하다고 알려진 소나무림을 대상으로 수관층 연료특성을 분석하고, 수관층 연료량을 추정할 수 있는 상대생장식을 개발하고자 하였다.
본 연구는 영주지역 소나무림을 대상으로 수관층 연료 특성을 분석하고, 각 부위별 연료량 추정을 위한 상대생장식을 개발하였다. 본 연구 결과에 의하면, 수관증의 수분 함량은 105.
가설 설정
1 cm 이상의 가지는 수관화에 의해 거의 연소되지 않는 匸「(Call and Albini, 1997)는 연구결과를 바탕으로 수관 층을 잎과 가지로 분류하였고, 가지는 다시 굵기 별(0.5 cm 이하, 0.5-1 cm, 1~2 cm, 2~4 cm, 4 cm이상)로 세밀하게 분류하여 잎과 1 cm이하 가지를 수관화 확산시 이용 가능한 연료(잎~1 cm 가지)라고 가정하였다. 1 m 마다 절단한 수간은 5 cm 두께로 원판을 채취하였으며 , 수관 층은 각 부위별로 500 g 이상 시료를 채취하였다.
제안 방법
각 부위별 연료량은 산출된 수분함량을 이용하여 비례식에 의해 추정하였으며, 이를 토대로 임목 총 연료량에 대한 각 부위별 연료량 비율과 수관연료량에 대한 부위별 연료량 비율을 산출하였다. 수관연료의 층위별 분포를 살펴보기 위해 지표면에서 수고까지를 1 m 단위로 구분하여 표시하였고, 기존 연구된 수관형태식(신만용 등, 1999) 연구 결과를 기반으로 수관체적을 산출하였다.
본 연구 대상지는 3년 전 숲 가꾸기를 실시한 지역으로 벌도 된 그루터기가 매우 많았다. 따라서 벌도목에 대한 근원경을 측정하여 벌도되기 전 임분밀도와 현재 임분밀도를 조사하였다. 그 결과 숲가꾸기 전임분 밀도는 1,500본/ha, 숲가꾸기 후 임분밀도는 754본/ha 로 고강도 숲가꾸기를 실시한 것으로 나타났다.
비율을 산출하였다. 수관연료의 층위별 분포를 살펴보기 위해 지표면에서 수고까지를 1 m 단위로 구분하여 표시하였고, 기존 연구된 수관형태식(신만용 등, 1999) 연구 결과를 기반으로 수관체적을 산출하였다.
수관의 부위별 연료량을 추정하기 위하여 일반적으로 많이 쓰이는 흉고직경과 수고를 독립변수로 하고 연료량을 종속변수로 하는 대수회귀식 (lnWt=Po+BilnD, lnWt= Po+PenD2^, lnWt=P0+P1lnD+P2ln77)^ 이용하였으며 , 조정 결정 계수(R;dj)와 표준추정오차(S.E.E.)를 통해 적합도를 검정하였다. 수관층의 체적을 추정하기 위해 3가지 대수회귀식 중 lnCV=Bo邙ilnT)식을 이용하였으며, 수관 연료량 추정 모수값과 수관체적 추정 모수값을 이용하여 직경변화에 따른 수관연료밀도를 분석하였다.
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표본목은 수형과 수관이 바르고 수간이 썩지 않은 임목으로 선정하였으며, 수관이 비정상적으로 큰 임목이나 피압목 등은 표본목에서 제외하였다. 표본 목은 Smalian식 구분구적법을 이용하여 1 m 단위로 절단하였으며 , 가지가 있는 부위부터 수관폭을 장축과 단축으로 나누어 측정하였다.
표준지는 15 m><15 m 크기로 설치하였으며, 임목의 흉고직경, 수고, 지하고 등을 측정한 후, 직경급이 고르게 분포하도록 표본목 10본을 선정하여 지표면에서 가장 가깝게 (0.2 m) 벌채하였다. 표본목은 수형과 수관이 바르고 수간이 썩지 않은 임목으로 선정하였으며, 수관이 비정상적으로 큰 임목이나 피압목 등은 표본목에서 제외하였다.
대상 데이터
5-1 cm, 1~2 cm, 2~4 cm, 4 cm이상)로 세밀하게 분류하여 잎과 1 cm이하 가지를 수관화 확산시 이용 가능한 연료(잎~1 cm 가지)라고 가정하였다. 1 m 마다 절단한 수간은 5 cm 두께로 원판을 채취하였으며 , 수관 층은 각 부위별로 500 g 이상 시료를 채취하였다. 각 부위별로 채취한 시료는 건조 봉투에 옮겨 담아 95。(:로 설정된 건조기에 넣고 약 10일간 건조시 켰으며 , 시료가 항량 상태에 도달했을 때 무게를 측정하여 Oven Drying Method(이필우와 한관석, 1968)를 이용, 수분함량을 산출하였다.
2。。연평균강수량 1, 237 mm로 여름에 집중적으로 내리는 특징을 보였다. 또한, 연구 대상지는 3년 전 숲 가꾸기 사업이 실시된 지역으로 재해 저감사업의미 실시로 인하여 벌도목이 그대로 방치된 임분이었다.
연구 대상지는 경상북도 영주시 장수면 갈산리(동경 128° 33, 46.9”, 북위 36° 46, 38.3”) 일대로 소나무림이 넓게 분포하는 지역을 선정하였다(Figure 1). 영주지역은 대륙성 기후이며, 연평균기온 11.
이론/모형
1 m 마다 절단한 수간은 5 cm 두께로 원판을 채취하였으며 , 수관 층은 각 부위별로 500 g 이상 시료를 채취하였다. 각 부위별로 채취한 시료는 건조 봉투에 옮겨 담아 95。(:로 설정된 건조기에 넣고 약 10일간 건조시 켰으며 , 시료가 항량 상태에 도달했을 때 무게를 측정하여 Oven Drying Method(이필우와 한관석, 1968)를 이용, 수분함량을 산출하였다. 이분 석방법의 결과는 수분함량이 100%일 때 수분의 중량과 수분을 제외한 임목 자체의 중량이 1:1을 의미하는 것으로 해석할 수 있다.
성능/효과
8%로 나타났으며, 수관 층 연료에 대한 수관화 확산시 이용 가능한 연료량(잎-! cm 가지)은 50% 이상인 것으로 나타났다. 3가지 대수 회귀 식을 이용하여 연료량을 추정한 결과, 각 부위별 조정 결정계수(嗚)는 0.6846~0.9246으로 비슷한 수치로 나타났다 . 또한 수관체적 추정식의 조정결정계수(弋可 >는 0.
따라서 벌도목에 대한 근원경을 측정하여 벌도되기 전 임분밀도와 현재 임분밀도를 조사하였다. 그 결과 숲가꾸기 전임분 밀도는 1,500본/ha, 숲가꾸기 후 임분밀도는 754본/ha 로 고강도 숲가꾸기를 실시한 것으로 나타났다.
5%로 분석되었다. 기존 연구 결과와 비교해보면 강원도 춘천지역 소나무림 연료량 비율 수간 69.2%, 가지 20.0%, 잎 10.8%(김준호와 윤성모, 1972)와 매우 유사하나, 경남 서부지역 소나무림 연료량 비율 수간 82.6~86.0%, 가지 10.9~13.0%, 잎 3.1 ~4.4%(정재엽 등, 2010)에 비해 수관 층 연료량 비율이 높은 것으로 나타났다. 따라서 소나무 수형에 의해 부위별 연료량 비율이 영향을 받는다는 (박인협과 이석면, 1990) 기존 연구 결과로 볼 때, 영주지역 소나무림은 경남 서부지역 소나무림 보다는 강원도 춘천지역 소나무림과 비슷한 수형을 나타내는 것으로 사료된다.
대수회귀식에 의해 추정된 부위별 연료량과 수관 체적을 이용하여 수관연료밀도를 분석한 결과, 수관 총 연료 밀도는 흉고직경 이 커질수록 증가하는 패턴을 보였으나, 수관화 확산시 이용 가능한(잎~1 cm 가지) 연료밀도는 흉고직경이 커질수록 감소하는 패턴을 보였다(Figure 5). 기존의 연구 결과에 의하면, 간벌 초기에는 임목 자체의 생장이 둔화되고, 시간이 경과함에 따라 개방된 공간을 채우기 위해 수관체적이 급격히 증가한다고 보고한바
8308로 나타났으며, 직경급이 커질수록 수관 체적이 증가하는 것으로 나타났다. 대수회귀식으로 추정된 부위별 연료량과 수관 체적을 이용하여 수관연료밀도를 분석한 결과, 수관합계에 대한 수관연료밀도는 직경급이 커질수록 증가하였지만, 수관화 확산시 이용 가능한(잎-! cm 가지) 연료 밀도는 감소하는 패턴을 보였다. 향후 소나무림의 수관화확산 예측 모델 개발을 위해서는 부위별 연소량 추정과수관증 연료특성에 대한 지속적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
9246으로 비슷한 수치로 나타났다 . 또한 수관체적 추정식의 조정결정계수(弋可 >는 0.8308로 나타났으며, 직경급이 커질수록 수관 체적이 증가하는 것으로 나타났다. 대수회귀식으로 추정된 부위별 연료량과 수관 체적을 이용하여 수관연료밀도를 분석한 결과, 수관합계에 대한 수관연료밀도는 직경급이 커질수록 증가하였지만, 수관화 확산시 이용 가능한(잎-! cm 가지) 연료 밀도는 감소하는 패턴을 보였다.
개발하였다. 본 연구 결과에 의하면, 수관증의 수분 함량은 105.3%로 나타났으며, 생엽은 119.0%로 나타났다. 영주지역 소나무의 평균 부위별 연료량 비율은 수간 69.
한편 흉고직경이 커질수록 수간 연료량 비율이 낮아지고 수관이 차지하는 비율이 높았으며 , 특히 2 cm 이상 가지가 차지 하는 연료량 비율이 급격히 높아지는 패턴을 보였다. 수관 연료량에서 각 부위별 연료량 비율은 잎이 평균 22.1%, 0.5 cm이하 가지와 0.5~1 cm 가지는 모두 14.1%로 분석되어 수관화 확산시 이용 가능한 연료량(잎~1 cm 가지)은 50.3%인 것으로 나타났다(Table 2). 기존의 연구 결과와 비교해 보면, 그리스 Aleppo pinQ(Pinus halepensis Mill.
9130). 수관층 부위에 대한 연료량 추정은 잎과 0.5 cm 가지에서는 lnWt=Bo邙JUD식, 수관합계와 1~2 cm 가지에서는 lnWt=P0+P1lnD277^, 2~4 cm 가지에서는 lnWt=Po邙ilnD邙丿価의 상대생장식에서 각각 높은 설명력을 보였다. 전체적인 조정결정계수(R;dj) 범위는 0.
수관화 확산시 이용 가능한 연료(잎~1 cm 가지)에 대한 높이별 수직적 분포를 분석해 본 결과 연료는 약 4~5 m 높이부터 관측되 었으며 , 대부분 6~8 m 사이에 연료가 가장 많이 분포하는 것으로 나타났다. 또한 소나무의 흉고직경이 커질수록 각 높이별 연료량 변이의 폭이 커지는 패턴이 나타났다(Figure 4).
0%로 나타났다. 영주지역 소나무의 평균 부위별 연료량 비율은 수간 69.2%, 가지 20.0%, 잎 10.8%로 나타났으며, 수관 층 연료에 대한 수관화 확산시 이용 가능한 연료량(잎-! cm 가지)은 50% 이상인 것으로 나타났다. 3가지 대수 회귀 식을 이용하여 연료량을 추정한 결과, 각 부위별 조정 결정계수(嗚)는 0.
부위별 연료량을 추정한 결과이다. 임목 총연료량 추정과 수간에 대한 연료량 추정은 mwt= Bo+卽nT汁电価식에서 가장 높은 조정 결정계수(応摂로나타났다(応可 =0.9195, 0.9130). 수관층 부위에 대한 연료량 추정은 잎과 0.
한편 흉고직경(。)을 독립변수로 하는 ln CV=Bo邙11演식을 이용하여 수관체적을 추정한 결과, 조정결정계수(R;dj) 는 0.8308로 나타났으며 , 흉고직경 에 대한 추정 모수 값이 양의(+) 값을 보이므로 흉고직경이 커질수록 수관 체적이 증가하는 것으로 나타났다(Table 5).
따라서 소나무 수형에 의해 부위별 연료량 비율이 영향을 받는다는 (박인협과 이석면, 1990) 기존 연구 결과로 볼 때, 영주지역 소나무림은 경남 서부지역 소나무림 보다는 강원도 춘천지역 소나무림과 비슷한 수형을 나타내는 것으로 사료된다. 한편 흉고직경이 커질수록 수간 연료량 비율이 낮아지고 수관이 차지하는 비율이 높았으며 , 특히 2 cm 이상 가지가 차지 하는 연료량 비율이 급격히 높아지는 패턴을 보였다. 수관 연료량에서 각 부위별 연료량 비율은 잎이 평균 22.
후속연구
3%로 보고된 바 있다(Mitsopo니los and Dimitrako- poulos, 2007). 따라서 영주지역 소나무림은 그리스 Aleppo pine에 비해 수관화 확산시 많은 양의 수관연료가 연소될 것으로 사료된다.
대수회귀식으로 추정된 부위별 연료량과 수관 체적을 이용하여 수관연료밀도를 분석한 결과, 수관합계에 대한 수관연료밀도는 직경급이 커질수록 증가하였지만, 수관화 확산시 이용 가능한(잎-! cm 가지) 연료 밀도는 감소하는 패턴을 보였다. 향후 소나무림의 수관화확산 예측 모델 개발을 위해서는 부위별 연소량 추정과수관증 연료특성에 대한 지속적인 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다.
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