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문제 정의
- 본 연구는 삼나무와 편백의 생장량과 기후인자 간의 분석을 통하여 기후변화에 따른 지역별 삼나무, 편백의 생장 변화를 확인하여 강원도 동해안 및 중부지역에 조림가능성에 대한 기초자료를 제공하고자 실시되었다.
- 본 연구는 용재 가치가 높은 삼나무와 편백의 연륜생장과 기후인자 간의 관계를 분석하기 위해서 수행되었다. 이를 위해 강릉, 보성, 양산, 울릉도 지역의 연륜 시료를 채취, 연륜생장량과 기후인자와의 관계를 분석하였다.
제안 방법
- 현장조사는 2013년 9-10월에 실시하였으며, 조사 임목은 각 지역의 식재림을 대상으로 피압되지 않고 생육 상태가 양호한 우세목을 5-10본씩 지정하였다. 지정된 임목은 생장추를 이용하여 한 개체당 한 개의 연륜을 채취하였으며, 흉고와 수고를 측정하였다.
- 현장조사는 2013년 9-10월에 실시하였으며, 조사 임목은 각 지역의 식재림을 대상으로 피압되지 않고 생육 상태가 양호한 우세목을 5-10본씩 지정하였다. 지정된 임목은 생장추를 이용하여 한 개체당 한 개의 연륜을 채취하였으며, 흉고와 수고를 측정하였다. 또한 토양은 채토기를 이용하여 채취하였으며, 삼나무는 식재지가 전석지이었기 때문에 토양을 채취할 수 없었다.
- 마지막으로 육안으로도 충분히 구분될 만큼 염색된 목편을 꺼내 물에 씻어서 말린 후 연륜이 충분히 보일만큼 건조시켰다. 연륜의 측정은 Nikon사의 SMZ1000현미경과 측정프로그램인 iworks2.0을 이용하여 1/100 mm 단위로 정확하게 측정하였다.
- 본 연구는 용재 가치가 높은 삼나무와 편백의 연륜생장과 기후인자 간의 관계를 분석하기 위해서 수행되었다. 이를 위해 강릉, 보성, 양산, 울릉도 지역의 연륜 시료를 채취, 연륜생장량과 기후인자와의 관계를 분석하였다.
- 각 조사지역 별 기후인자인 연평균 기온과 연평균 강수량을 연륜측정 자료와 기상자료가 확보된 연도부터 분석하였다. 강릉 지역은 1973년부터 2013년까지 41년간 평균기온 1.
대상 데이터
- 본 연구조사지는 강원도 강릉시, 전라남도 보성군, 경상남도 양산시, 경상북도 울릉도의 삼나무, 편백 식재림을 대상으로 조사하였다. 각 지역의 좌표는 강릉 지역 N 37º41′ 02.
- 채취한 목편은 명확한 구분을 위하여 플로로글루시놀(Phloroglucinol) 용액을 이용하여 염색을 하였다(Fig. 2). 수목의 리그닌 부분을 붉은색으로 염색하여 연륜의 구분을 더욱 더 쉽게 하였다.
- 삼나무와 편백의 연년생장량과 기후인자와의 관계를 통계적으로 분석하기 위하여 각 지역별 연평균기온과 연평균강수량을 기상청에서 제공하는 기후자료관리 시스템에서 매년 자료를 제공받아 이용하였다. 상관관계 분석은 IBM SPSS statistics 21.
이론/모형
- 토양의 이화학적 특성을 파악하기 위하여 토양 pH와 전기전도도는 pH-meter와 EC-meter로 측정하였으며, 유효인산(Available Phosphate)은 Lancaster법추출에 의한 비색법으로 측정하였다. 치환성양이온(Exchangeable cation; K⁺, Ca2⁺, Mg2⁺, Na⁺)은 Flame photometer법으로 정량분석하였으며, 토성은 피펫법(Pipet method)에 의한 미국 농무부분류기준을 따랐다.
- 토양의 이화학적 특성을 파악하기 위하여 토양 pH와 전기전도도는 pH-meter와 EC-meter로 측정하였으며, 유효인산(Available Phosphate)은 Lancaster법추출에 의한 비색법으로 측정하였다. 치환성양이온(Exchangeable cation; K⁺, Ca2⁺, Mg2⁺, Na⁺)은 Flame photometer법으로 정량분석하였으며, 토성은 피펫법(Pipet method)에 의한 미국 농무부분류기준을 따랐다.
성능/효과
- 각 조사 지역의 삼나무와 편백에 대한 현지조사와 연륜을 채취하여 연륜을 분석한 결과, 삼나무는 강릉과 보성 지역이 40-50년생 임분으로 나타났으며, 양산과 울릉도가 50-70년생 임분으로 확인되었다. 편백은 강릉, 보성, 양산 지역이 모두 40-50년생 임분으로 확인되었다.
- 각 조사 지역의 삼나무와 편백에 대한 현지조사와 연륜을 채취하여 연륜을 분석한 결과, 삼나무는 강릉과 보성 지역이 40-50년생 임분으로 나타났으며, 양산과 울릉도가 50-70년생 임분으로 확인되었다. 편백은 강릉, 보성, 양산 지역이 모두 40-50년생 임분으로 확인되었다.
- 편백은 강릉, 보성, 양산 지역이 모두 40-50년생 임분으로 확인되었다. 대부분의 임분이 식재된 후 관리가 이루어지지 않아 밀도가 높은 상태이므로 직경생장보다 수고생장이 양호한 것으로 나타났다(Table 2).
- 토양분석을 통한 지역별 토양의 특징으로는 강릉 지역의 유기물(OM)과 질소(TN) 함유량이 가장 높았으며 보성 양산 순으로 나타났다. 유효인산(P2O5)의 경우 강릉과 양산이 높은 함량을 보였고 보성이 비교적 낮은 함량을 나타냈다.
- 양이온치환용량(CEC)은 강릉 보성 양산 순으로 나타났다. 칼륨(K⁺), 칼슘(Ca⁺2), 마그네슘 (Mg⁺2), 나트륨(Na⁺)의 함유량은 다른 지역에 비해 강릉, 양산 지역이 비교적 높은 함량을 나타내었다. 강릉은 모래(S), 미사(SiL), 점토(C)가 균형적으로 함유된 양토(L)였으며, 양산은 모래의 함유량이 높은 사양토(SL), 보성은 사질식양토(SCL)로 나타났다(Table 3).
- 강릉 지역과 보성 지역의 삼나무는 다른 해와 비교하여 평균보다 기온이 낮고 강수가 적었던 1984년, 1986년의 삼나무 생장량은 2.00 mm 이하로 나타나 평균보다 기온이 높고 강수가 많았던 1998년 2.77 mm와 비교해보았을 때 더 적게 생장한 것을 확인할 수 있었다.
- 삼나무의 생장량은 생육초기인 식재 후 20년까지는 기온 및 강수의 영향을 많이 받는 것으로 확인되었으며, 이후 생장량은 수령, 종간경쟁, 생육환경 요인에 더 많은 영향을 받는 것으로 판단된다.
- 최근까지 삼나무의 생장량 변화를 보면 강릉 지역이 초기 생장량을 유지하면서 다른 지역에 비해 생장량 감소 추이가 작은 것으로 보아 강릉을 비롯한 중부 동해안 지역에 삼나무의 식재가 가능할 것으로 판단된다(Fig. 4).
- 편백 식재림에서 기후인자와 생장량의 변화를 분석해보면, 강릉 지역의 41년간 강수량은 12.36 mm, 온도는 1.03℃ 증가하였으며 편백의 생장량은 연도별로 차이는 보이지만 평균 0.05 mm 증가하였으며, 최근 5년간 높은 생장량 증가를 보였다. 강릉 지역의 편백에서 식재 후 7-8년생(1979년-1981년)된 개체들의 생장량은 약 2.
- 05 mm 증가하였으며, 최근 5년간 높은 생장량 증가를 보였다. 강릉 지역의 편백에서 식재 후 7-8년생(1979년-1981년)된 개체들의 생장량은 약 2.00 mm정도로 저조하게 나타났으며, 이 기간 평균온도와 강수량은 다른 해에 비해 낮은 것으로 확인되었다. 보성 지역의 38년간 강수량은 10.
- 05 mm 증가하였으며, 최근 5년간 높은 생장량 증가를 보였다. 강릉 지역의 편백에서 식재 후 7-8년생(1979년-1981년)된 개체들의 생장량은 약 2.00 mm정도로 저조하게 나타났으며, 이 기간 평균온도와 강수량은 다른 해에 비해 낮은 것으로 확인되었다. 보성 지역의 38년간 강수량은 10.
- 삼나무의 경우 울릉도 지역이 생장량과 평균온도, 평균강수량에서 강한 음의 상관관계를 나타냈으며 이는 연륜생장량이 기온과 강수에 큰 영향을 받은 것임을 알 수 있다. 보성과 양산 지역 삼나무의 연륜생장량과 평균 기온은 음의 상관관계를 나타냈으며, 강릉지역은 유의성을 확인하지 못하였다(Table 4).
- 편백은 양산 지역이 생장량과 평균온도에서 강한 음의 상관관계를 나타냈으며, 강릉과 보성 지역은 양의 상관관계를 나타냈다. 양산 지역 편백의 생장량 감소가 기후적인 요인의 영향인지, 혹은 생육환경, 토양환경 등의 환경적인 요인에 의한 영향인지는 조금 더 연구가 필요할 것으로 판단된다(Table 5).
- 삼나무의 경우 울릉도 지역이 생장량과 평균온도, 평균강수량에서 강한 음의 상관관계를 나타냈으며, 편백은 양산 지역이 생장량과 평균온도에서 강한 음의 상관 관계를 나타냈으며, 강릉과 보성 지역은 양의 상관관계를 나타냈다.
- 전체적으로 기후변화에 따라 현재 평균기온은 강릉 지역이 40-50년 전의 보성과 양산 지역의 평균기온과 비슷한 12-13℃로 확인되었으며, 삼나무의 생장량은 다른 지역에 비해 소폭 감소하는 경향을 보였으며, 편백은 생장량 증가를 보이고 있다.
- 기후인자와 토양, 지역별 연륜생장량을 종합적으로 분석한 결과 남부지방 주요 수종인 삼나무와 편백이 현재 중부 동해안 지역에서 식재가 가능할 것으로 보이며, 기후변화로 인한 식생대의 이동으로 미래에는 중부지방에 삼나무와 편백이 식재가능 할 것으로 판단된다. 하지만 연륜생장의 경우 산림 내 미기후나 입지적 조건 등에 따라서 임목 생장에 많은 영향을 미치고 있기 때문에 다양한 환경요인의 해석 수목의 생리, 생태 등 다각적인 관점에서의 분석이 병행되고 지속적인 모니터링이 이루어져야 할 것이다.
- 23℃씩 증가하는 추세이다. 조사지역의 기후는 한반도와 비슷한 수준에서 기온 및 강수가 증가하는 추세를 나타내고 있으나, 강릉, 보성, 양산 지역은 비교적 해안에 가깝고 울릉도는 섬 지역으로 년도별 변화의 편차가 심한 것으로 나타났다(Fig. 2).
- 삼나무의 초기 10년간의 생장량을 보면 울릉도 지역은 년간 4.15 mm 이상의 가장 좋은 생장량을 보이지만, 수령이 증가 할수록 생장량이 2.00 mm 이하까지 감소하는 것으로 나타났으며, 약 45년생 이후에는 급격한 감소 추세를 나타냈다. 강릉 지역의 경우 낮은 수령임을 고려하여 판단하였을 때 3.
후속연구
- 최근까지 생장량 변화를 보면 강릉 지역과 보성 지역이 비슷하게 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 양산 지역은 급격히 생장량이 감소하고 있다. 또한 강릉 지역에 서는 최근 3년간의 생장량이 급격하게 증가하고 있어 향후 중부 동해안 강릉 지역에 편백의 식재가 가능할 것으로 판단된다.
- 편백은 양산 지역이 생장량과 평균온도에서 강한 음의 상관관계를 나타냈으며, 강릉과 보성 지역은 양의 상관관계를 나타냈다. 양산 지역 편백의 생장량 감소가 기후적인 요인의 영향인지, 혹은 생육환경, 토양환경 등의 환경적인 요인에 의한 영향인지는 조금 더 연구가 필요할 것으로 판단된다(Table 5).
- 기후인자와 토양, 지역별 연륜생장량을 종합적으로 분석한 결과 남부지방 주요 수종인 삼나무와 편백이 현재 중부 동해안 지역에서 식재가 가능할 것으로 보이며, 기후변화로 인한 식생대의 이동으로 미래에는 중부지방에 삼나무와 편백이 식재가능 할 것으로 판단된다. 하지만 연륜생장의 경우 산림 내 미기후나 입지적 조건 등에 따라서 임목 생장에 많은 영향을 미치고 있기 때문에 다양한 환경요인의 해석 수목의 생리, 생태 등 다각적인 관점에서의 분석이 병행되고 지속적인 모니터링이 이루어져야 할 것이다.
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