현재 사용하고 있는 임목 재적표는 전국 공용으로 제작되어 있기 때문에, 특정 지역에 적용할 경우 재적을 과소 또는 과대 추정하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 수간곡선식을 이용하여 지역의 재적생장을 잘 반영할 수 있도록 홍천과 영주지역의 지방별 임목 수간재적표를 개발하고자 수행하였으며, 우리나라에서 가장 많은 분포를 보이고 있는 소나무를 대상으로 개발하였다. 추정에 적합한 수간곡선식의 도출을 위해서 Max & Burkhart, Korzak 그리고 Parresol et al.의 세 가지 수간곡선 모델을 적용하였으며, 적합도, 편의, 잔차의 표준 오차 등의 통계량을 분석하여 각 모델의 적합성을 평가하였다. 그 결과 3개의 수간곡선 모델간에는 정확성에 대한 유의적인 차이가 없으나, 소나무의 수간생장을 표현하는 데에는 Kozak 모델이 가장 적합한 것으로 나타났다. 따라서 Kozak 모형을 이용하여 소나무의 지방별 수간재적표를 조제하였다. 새롭게 개발된 지방별 수간재적표와 전국단위의 소나무 수간재적표와 비교한 결과, 홍천과 영주 2지역 모두에서 현재 재적표보다 재적이 높은 것으로 나타났으며(0.000< ${\alpha}=0.05$), 또한 두 지역간 지방별 재적표의 재적에서도 통계적으로 유의한 차이를 보였고(p-value: 0.000< ${\alpha}=0.05$) 홍천이 영주에 비해 재적이 높게 나타났다.
현재 사용하고 있는 임목 재적표는 전국 공용으로 제작되어 있기 때문에, 특정 지역에 적용할 경우 재적을 과소 또는 과대 추정하는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 수간곡선식을 이용하여 지역의 재적생장을 잘 반영할 수 있도록 홍천과 영주지역의 지방별 임목 수간재적표를 개발하고자 수행하였으며, 우리나라에서 가장 많은 분포를 보이고 있는 소나무를 대상으로 개발하였다. 추정에 적합한 수간곡선식의 도출을 위해서 Max & Burkhart, Korzak 그리고 Parresol et al.의 세 가지 수간곡선 모델을 적용하였으며, 적합도, 편의, 잔차의 표준 오차 등의 통계량을 분석하여 각 모델의 적합성을 평가하였다. 그 결과 3개의 수간곡선 모델간에는 정확성에 대한 유의적인 차이가 없으나, 소나무의 수간생장을 표현하는 데에는 Kozak 모델이 가장 적합한 것으로 나타났다. 따라서 Kozak 모형을 이용하여 소나무의 지방별 수간재적표를 조제하였다. 새롭게 개발된 지방별 수간재적표와 전국단위의 소나무 수간재적표와 비교한 결과, 홍천과 영주 2지역 모두에서 현재 재적표보다 재적이 높은 것으로 나타났으며(0.000< ${\alpha}=0.05$), 또한 두 지역간 지방별 재적표의 재적에서도 통계적으로 유의한 차이를 보였고(p-value: 0.000< ${\alpha}=0.05$) 홍천이 영주에 비해 재적이 높게 나타났다.
Current volume tables might underestimate or overestimate the volumes of individual trees in a specific region because the tables were made using the data from broad regions within South Korea. Therefore, to solve this problem, this study was conducted to develop local stem volume tables reflecting ...
Current volume tables might underestimate or overestimate the volumes of individual trees in a specific region because the tables were made using the data from broad regions within South Korea. Therefore, to solve this problem, this study was conducted to develop local stem volume tables reflecting the local growth pattern and properties using stem taper equations in the regions of Hongcheon and Yeongju. We developed the local stem volume table for Pinus densiflora, which is the widely planted species in South Korea. To derive the most suitable taper equation for estimating the stem volume of region, three models of Max & Burkhart, Kozak and Parresol et al. were applied and their fitness were statistically analyzed by using the Fitness Index, Bias, and Standard Error of Bias. The result showed that there is a significant difference among the three models, and the Fitness Index of the Kozak model was highest compared to the other models. Therefore, the Kozak model was chosen for generating stem taper equation and stem volume tables for P. densiflora. The result from the developed stem volume tables of each region was compared to the current stem volume tables with driven by the data of tree growth obtained throughout the nation. The result showed that there is a significant difference (0.000< ${\alpha}=0.05$) in two regions, Hongcheon and Yeongju, and also there is a significant difference (0.000< ${\alpha}=0.05$) between the two regions.
Current volume tables might underestimate or overestimate the volumes of individual trees in a specific region because the tables were made using the data from broad regions within South Korea. Therefore, to solve this problem, this study was conducted to develop local stem volume tables reflecting the local growth pattern and properties using stem taper equations in the regions of Hongcheon and Yeongju. We developed the local stem volume table for Pinus densiflora, which is the widely planted species in South Korea. To derive the most suitable taper equation for estimating the stem volume of region, three models of Max & Burkhart, Kozak and Parresol et al. were applied and their fitness were statistically analyzed by using the Fitness Index, Bias, and Standard Error of Bias. The result showed that there is a significant difference among the three models, and the Fitness Index of the Kozak model was highest compared to the other models. Therefore, the Kozak model was chosen for generating stem taper equation and stem volume tables for P. densiflora. The result from the developed stem volume tables of each region was compared to the current stem volume tables with driven by the data of tree growth obtained throughout the nation. The result showed that there is a significant difference (0.000< ${\alpha}=0.05$) in two regions, Hongcheon and Yeongju, and also there is a significant difference (0.000< ${\alpha}=0.05$) between the two regions.
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문제 정의
본 연구는 최근 우리나라 산림의 영급, 경급 구조가 장령기에 접어들면서 지역간의 임목재적의 차이가 나타나고 있고, 기존의 임목재적표의 적용으로는 지역의 생장특성 및 현실재적을 반영하기에는 한계가 있어 지역의 특성을 반영한 지방별 재적표를 조제하고자 수행하였다. 대상수종은 현재 우리나라에서 가장 많은 면적을 차지하고 있는 소나무를 대상으로 하였으며, 강원도 홍천과 경북 영주 지역에 대한 지방별 재적표를 작성하기 위한 최적 수간곡선식을 도출하여 지방별 재적표를 작성 하고자 하였다.
본 연구는 최근 우리나라 산림의 영급, 경급 구조가 장령기에 접어들면서 지역간의 임목재적의 차이가 나타나고 있고, 기존의 임목재적표의 적용으로는 지역의 생장특성 및 현실재적을 반영하기에는 한계가 있어 지역의 특성을 반영한 지방별 재적표를 조제하고자 수행하였다. 대상수종은 현재 우리나라에서 가장 많은 면적을 차지하고 있는 소나무를 대상으로 하였으며, 강원도 홍천과 경북 영주 지역에 대한 지방별 재적표를 작성하기 위한 최적 수간곡선식을 도출하여 지방별 재적표를 작성 하고자 하였다.
제안 방법
Kozak 모델의 파라미터를 이용하여 각 지방별 소나무의 수간형을 상대수고(Relative height, RH)를 토대로 도식화하였다(Fig. 3). 정밀한 수간곡선형의 비교는 그림 상에서 식별하기 곤란하나, 홍천지역의 소나무 수간형의 수간고별 직경급이 영주지역보다 높은 것으로 나타났으며, 수간형 초살도는 영주지역이 다소 높은 것으로 나타났다.
Table 4에서 적합도지수, 편의(Bias) 등 기타 검정 통계량 값으로 모델의 적합성을 검토하였으며, 또한 잔차도를 그려 평균 범위를 벗어나는지를 검토하였다.
모델의 3가지 수간곡선 모델 중 분석을 통해 나타난 검정통계량을 이용하여 최적 모형을 판정하였다. 그리고 여기에서 도출된 최적 모델을 이용하여 수간곡선 모양을 구하고 이를 수간중심선 중심으로 회전시켜 수간재적을 산출하였다(Lee et al., 2003; Kozak, 1988; Max and Burkhart, 1976).
우리나라에 소나무를 대상으로 수간고별 직경측정 자료와 일반적으로 많이 이용되는 3가지 수간곡선 모델을 이용하여 지방별 수간재적표를 작성하고 적합성 검정을 실시한 결과는 다음과 같다.
대상 데이터
본 연구는 소나무 분포범위가 넓고, 지역을 대표하는 수종이 소나무인 강원 홍천과 경북 영주 지역의 소나무를 대상으로 각 지역별로 경급을 다양하게 하여 100여본의 개체목 생장 자료를 이용하였다. 분석에 이용된 개체목의 생장특성은 Table 1에서 보는 바와 같다.
데이터처리
각 수간곡선식의 수간높이별 수간직경 추정 이행능력을 평가하기 위해 ‘적합도지수(Fit index, FI)’, ‘편의(Bias)’, ‘추정치 표준오차(Standard error of estimate, SEE%)’, ‘평균절대편차(Mean absolute deviation, MAD)’ 등의 검정통계량을 이용하였다(Son et al., 2009; Lee et al., 1999).
모델의 3가지 수간곡선 모델 중 분석을 통해 나타난 검정통계량을 이용하여 최적 모형을 판정하였다.
이론/모형
각 표본목의 수피포함 수간재적 추정은 먼저 측정된 수간고와 직경에 의해 모델별 수간곡선식을 도출한 후, 이를 이용하여 수간고 10cm 간격으로 직경을 추정하고, Smalian식에 의한 구분구적법으로 산출하였다(Son et. al., 2012). 최적 수피포함 수간곡선식인 Kozak 모델을 이용하여 소나무의 지방별 수간재적표를 작성 한 결과 아래 Table 5와 같다.
성능/효과
Kozak 모델에서 이용자가 결정하는 변곡점은 홍천과 영주지역 모두가 20%(변곡점 0.2) 높이의 상대수고에서 결정됨을 알 수 있었다(Fig. 2). 한편, Kozak (1988)에 의한 연구 결과를 보면, 소나무류 0.
Kozak 모델의 수간곡선 모형 적합성을 좀 더 정밀하게 알아보기 위하여 잔차를 도식한 결과, 2지역 모두에서 잔차는 “0”을 중심으로 하여 고르게 분포하고 있었다(Fig. 1).
Kozak 수간곡선 추정모델을 이용하여 각 개체목의 수간고별 직경을 추정하고 이를 구분구적하여 수간재적 을 산출하였는데, 각 지방의 추정된 수간재적표와 전국단위의 기존 수간재적표와 비교·분석한 결과, 2지역 모두에서 기존 재적표보다 높은 값의 재적을 보였으며, 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
1). 따라서 Kozak 모델이 두 지역의 소나무 수간곡선을 설명하는데 우수함을 알 수 있어, 이 모델이 소나무의 수간곡선을 추정하는데 있어 가장 적합한 식 임을 알 수 있었다. 그러므로 본 수간곡선을 재적표 도출에 이용하여도 무방할 것으로 판단하였다.
Kozak 수간곡선 추정모델을 이용하여 각 개체목의 수간고별 직경을 추정하고 이를 구분구적하여 수간재적 을 산출하였는데, 각 지방의 추정된 수간재적표와 전국단위의 기존 수간재적표와 비교·분석한 결과, 2지역 모두에서 기존 재적표보다 높은 값의 재적을 보였으며, 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 추정된 두 지역의 지방별 수간재적표 간의 재적평균값에서도 지역간에 통계적으로 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이와 같이, 본 연구에서 기존의 재적표와 유의적인 차이를 보이고 있고 지역간에도 차이를 보이고 있어 지방별 재적표의 필요성에 대한 설득력을 얻을 수 있었다.
Max & Brukhart, Kozak, Parresol et al.의 3가지 수간곡선 모델 중 지방별 소나무의 수간곡선을 가장 잘 나타내는 식 선정을 위하여 적합도지수 및 기타 검정통계량을 비교 분석한 결과 Kozak 모형이 가장 우수함을 알 수 있어, 이 모형이 소나무의 지방별 수 간곡선을 추정하는데 있어 최적의 식으로 판단하였다. Kozak 수간곡선 추정모델을 이용하여 각 개체목의 수간고별 직경을 추정하고 이를 구분구적하여 수간재적 을 산출하였는데, 각 지방의 추정된 수간재적표와 전국단위의 기존 수간재적표와 비교·분석한 결과, 2지역 모두에서 기존 재적표보다 높은 값의 재적을 보였으며, 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다.
또한 추정된 두 지역의 지방별 수간재적표 간의 재적평균값에서도 지역간에 통계적으로 유의한 차이를 보이는 것으로 나타났다. 이와 같이, 본 연구에서 기존의 재적표와 유의적인 차이를 보이고 있고 지역간에도 차이를 보이고 있어 지방별 재적표의 필요성에 대한 설득력을 얻을 수 있었다. 수간재적표는 임목의 매매 시 경제적 가치를 판단하는 기준이 되며, 해당 임목의 축적 통계 등을 계산할 때도 필수적인 요소이다.
3). 정밀한 수간곡선형의 비교는 그림 상에서 식별하기 곤란하나, 홍천지역의 소나무 수간형의 수간고별 직경급이 영주지역보다 높은 것으로 나타났으며, 수간형 초살도는 영주지역이 다소 높은 것으로 나타났다. 초살도가 높다는 것은 임목의 부피, 즉 재적이 그 만큼 적게 나타날 수 있음을 의미한다.
후속연구
또한 지역별 입지환경 및 생육환경이 다르기 때문에 같은 수종이라도 재적생장 차이를 보이고 있다. 따라서 향후 지방별 수간재적표가 임목의 매매 또는 매각, 국가 또는 지자체 산림 통계 작성 시 가장 기본이 되는 경영제표로 수요가 많아질 것으로 기대되며, 목재 이용 측면과 정확한 탄소저장량 계산 등에서도 반드시 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
임목의 특징은?
임목은 지리적 환경에 따라 형태적, 해부학적, 생리적 형질 변이를 나타내는 지리적 변이를 갖는다. 우리나라의 대표적 수종인 소나무의 분포는 수직적으로 북위 43o 20'의 함북에서부터 북위 33o 20'의 제주 한라산에 이르고 있으며, 수직적으로는 표고 10m에서 최고 1,300m까지 분포하고 있다(Jung and Lee, 1965).
Kozak 모델이 두 지역의 소나무 수간곡선을 설명하는데 우수함을 알 수 있는 근거는?
Table 4에서 적합도지수, 편의(Bias) 등 기타 검정 통계량 값으로 모델의 적합성을 검토하였으며, 또한 잔차도를 그려 평균 범위를 벗어나는지를 검토하였다. Kozak 모델에 의해 추정된 수간곡선식의 적합성은 홍천 92%, 영주 97%였으며, 편의(Bias) 역시 Kozak 모델이 타 모델보다 적어 모델의 적합성을 입증해 주었다(Son et al., 2009, 2012; Chung et al., 2010). Kozak 모델의 수간곡선 모형 적합성을 좀 더 정밀하게 알아보기 위하여 잔차를 도식한 결과, 2지역 모두에서 잔차는 “0”을 중심으로 하여 고르게 분포하고 있었다(Fig. 1).
우리나라의 대표적 수종은?
임목은 지리적 환경에 따라 형태적, 해부학적, 생리적 형질 변이를 나타내는 지리적 변이를 갖는다. 우리나라의 대표적 수종인 소나무의 분포는 수직적으로 북위 43o 20'의 함북에서부터 북위 33o 20'의 제주 한라산에 이르고 있으며, 수직적으로는 표고 10m에서 최고 1,300m까지 분포하고 있다(Jung and Lee, 1965). Uyeki(1928)는 우리나라 소나무를 수형에 따라 6개군으로 분류한 바 있으며, 이러한 분류는 외부환경요인의 지리적·지역별 차이에 따른 임목생장차이도 같은 수종이라 할지라도 크게 나타날 수 있음을 증명해 주는 것이라 볼 수 있다.
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