[논문]전남 편백림에서의 입지환경요인과 연륜생장량의 상관성 분석

박석곤; 유한춘; 오찬진; 최우경

doi:10.13047/kjee.2015.29.5.777

[국내논문] 전남 편백림에서의 입지환경요인과 연륜생장량의 상관성 분석
Analysis of the Correlation between Site Environmental Factors and Tree Ring Growth in Chamaecyparis obtusa Stands in Jeonnam Province 원문보기

한국환경생태학회지 = Korean journal of environment and ecology, v.29 no.5, 2015년, pp.777 - 784

박석곤 (국립순천대학교 조경학과) , 유한춘 (전라남도 산림자원연구소) , 오찬진 (전라남도 산림자원연구소) , 최우경 (국립수목원)

초록
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본 연구는 전남지역에 조림된 편백림을 대상으로 출현종의 개체수 및 종다양성 등의 식생요인과 토양요인의 상관성을 밝히고, 편백의 연륜생장량에 영향을 미치는 입지환경요인을 분석하였다. 편백림의 식생요인과 토양요인의 상관관계분석에서 종다양성지수와 CEC 유효인산 치환성 $K^+$사이에서는 높은 정의 상관관계를 보였다(P<0.01). 또한, 출현종수와 CEC 유효인산 치환성 $K^+$ 치환성 $Mg^{2+}$ 사이에서도 높은 정의 상관관계를 보였다(P<0.01). 편백의 연륜생장량과 입지환경요인간 상관관계 분석에서 연륜생장량은 유효인산, CEC, 치환성 $K^+$, 전기전도도 등 토양의 보비력 및 비옥도와 높은 상관관계를 보였다(P<0.01). 편백 연륜생장량의 설명변수는 치환성 $K^+$과 유기물함량, 토양산도며, 회귀모형의 설명력($R^2$)은 74.4%로 높은 수준이었다. 이 모형에서 편백의 연륜생장량은 치환성 $K^+$과 유기물함량이 높을수록 늘어났지만, 토양산도는 낮을수록 줄어들었다. 따라서, 편백의 연륜생장량은 유효인산 CEC 치환성 $K^+$ 전기전도도 등의 토양지력이 유효한 영향을 미친 것으로 분석되었다. 또한, 편백림의 토양지력은 편백의 하층식생으로부터의 낙엽공급이 유익한 영향을 미치는 것으로 보인다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study verified the correlations between vegetation factors, such as the number of individual species and species diversity, and soil factors in Chamaecyparis obtusa (CO) stands in Jeollanam-do. Also, the site environmental factors that affect the annual growth of CO ring width were analyzed. Positive correlations were found between the species diversity index and Cation Exchange Capacity (CEC), available phosphate, and exchangeable $K^+$ (P<0.01). In addition, strong positive correlations were also found between the number of species that appeared in the study site and CEC, available phosphorus, exchangeable $K^+$ and exchangeable $Mg^{2+}$ (P<0.01). Tree ring growth showed strong correlations with the nutrient holding capacity and fertility of soil, including available phosphate, exchangeable $K^+$, CEC, and electrical conductivity (P<0.01). The explanatory variables of tree ring growth in CO were composed of exchangeable $K^+$, organic matter content, and soil pH. The regression model had a high level of explanatory power, 74.4%. In this model, the annual growth of CO ring width increased when exchangeable $K^+$ and organic matter content were higher but decreased when soil pH was lower. According to the analysis, it is found that the annual growth of CO ring width was significantly affected by soil fertility, including available phosphate, exchangeable $K^+$, CEC, and electrical conductivity. In addition, the soil fertility of CO stands seems to be significantly affected by the supply of fallen leaves from the understory vegetation of CO.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, 전남지역에 조림된 편백림을 대상으로 출현종의 개체수 및 종다양성, 종수 등의 식생요인과 토양요인사이의 상관관계를 밝히고, 편백의 연륜생장량에 영향을 미치는 입지환경요인을 파악하고자 하였다. 이를 통해 편백의 임목생산에 적합한 적지조건과 동시에 생태학적 관점에서 편백림의 관리방안을 논의하고자 한다.
따라서, 전남지역에 조림된 편백림을 대상으로 출현종의 개체수 및 종다양성, 종수 등의 식생요인과 토양요인사이의 상관관계를 밝히고, 편백의 연륜생장량에 영향을 미치는 입지환경요인을 파악하고자 하였다. 이를 통해 편백의 임목생산에 적합한 적지조건과 동시에 생태학적 관점에서 편백림의 관리방안을 논의하고자 한다.

제안 방법

토양시료 채취는 식생조사를 실시한 시기와 동일하며, 채취한 토양은 전처리한 후에 1개월 이내에 토양분석을 실시하였다. 토양분석 항목은 토양산도(soil pH), 전기전도도(EC), 유기물함량(organic matter), 총질소(Total-N), 치환성 양이온함량(K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺), 양이온치환용량(CEC) 등을 분석했다. 토양산도와 전기전도도는 토양시료와 증류수를 1：5의 비율로 진탕한 용액에 pH메타와 EC메타 센서로 측정했다.
편백림에서 식생조사를 실시한 후에 연륜생장량 측정을 위해 방형구내 편백 중에 흉고직경이 평균에 해당되는 편백대상목 1∼2개체를 선정하였다. 대상목의 지상 높이 1.

대상 데이터

편백림의 식생 및 입지환경요인(토양 및 입지요인)과 연륜생장량사이의 상관성을 분석하기 위해 전라남도청 편백조림 현황자료를 바탕으로 대규모로 조림되거나 생육상태가 양호한 편백림을 연구조사지로 선정하였다. 연구조사지로서 고흥군 팔영산(조사지 번호: 1∼6번), 광양시 느랭이골(7∼11번), 광주광역시 무등산국립공원 증심사지구(12 ∼14번), 순천시 낙안면(15~27번), 보성군(28~32번), 순천시 봉화산(33∼35번), 장성군 축령산 및 병풍산(36∼45), 장흥군 우드랜드 등 8곳이 선정되었다(Figure 1, Table 1). 장흥군 우드랜드의 식생조사 데이터는 방형구 크기가 달라 식생분석에서 제외했고, 보성군 지역의 연륜생장량 및 토양분석 데이터는 채취 및 측정상의 오류로 분석에서 제거했다.
편백림의 식생 및 입지환경요인(토양 및 입지요인)과 연륜생장량사이의 상관성을 분석하기 위해 전라남도청 편백조림 현황자료를 바탕으로 대규모로 조림되거나 생육상태가 양호한 편백림을 연구조사지로 선정하였다. 연구조사지로서 고흥군 팔영산(조사지 번호: 1∼6번), 광양시 느랭이골(7∼11번), 광주광역시 무등산국립공원 증심사지구(12 ∼14번), 순천시 낙안면(15~27번), 보성군(28~32번), 순천시 봉화산(33∼35번), 장성군 축령산 및 병풍산(36∼45), 장흥군 우드랜드 등 8곳이 선정되었다(Figure 1, Table 1).
장흥군 우드랜드의 식생조사 데이터는 방형구 크기가 달라 식생분석에서 제외했고, 보성군 지역의 연륜생장량 및 토양분석 데이터는 채취 및 측정상의 오류로 분석에서 제거했다. 현지조사는 2012년 5월부터 2014년 8월까지 실시하였다.

데이터처리

편백의 연륜생장량과 입지환경요인(토양 및 입지요인)의 변수간 상관관계도 분석했다. 또한, 연륜생장량에 영향력이 큰 입지환경요인을 찾고자 다중회귀분석을 실시하였고, 단계선택법으로 독립변수를 제거하여 회귀모형을 구하였다. 상기 통계분석은 SPSS ver.
편백림의 식생요인(종수 및 종다양성지수, 편백 및 활엽수종의 개체수)과 토양요인(토양산도, 유기물함량, 총질소, 유효인산, 치환성 양이온함량, 양이온치환용량, 전기전도도) 변수간 상관관계를 피어슨 상관계수(Pearson´s correlation coefficient)로 분석하였다. 편백의 연륜생장량과 입지환경요인(토양 및 입지요인)의 변수간 상관관계도 분석했다.
편백림의 식생요인(종수 및 종다양성지수, 편백 및 활엽수종의 개체수)과 토양요인(토양산도, 유기물함량, 총질소, 유효인산, 치환성 양이온함량, 양이온치환용량, 전기전도도) 변수간 상관관계를 피어슨 상관계수(Pearson´s correlation coefficient)로 분석하였다. 편백의 연륜생장량과 입지환경요인(토양 및 입지요인)의 변수간 상관관계도 분석했다. 또한, 연륜생장량에 영향력이 큰 입지환경요인을 찾고자 다중회귀분석을 실시하였고, 단계선택법으로 독립변수를 제거하여 회귀모형을 구하였다.

이론/모형

토양산도와 전기전도도는 토양시료와 증류수를 1：5의 비율로 진탕한 용액에 pH메타와 EC메타 센서로 측정했다. 토양의 유기물함량은 Walkley-Black법으로, 총질소함량은 Microkjeldahl법으로, CEC는 1N-NH₄OAc(pH 7.0) 침출에 의한 NH₄-N증류법으로 측정했다(Spark et al.,1996).

성능/효과

편백림에서의 종다양성지수(Shannon index)와 유효인산·치환성 K⁺·양이온치환용량(CEC) 사이에서는 높은 정의 상관관계(P<0.01)를 보였다(Table 2). 또한, 출현종수와는 유효인산·치환성 K⁺ ·치환성 Mg²⁺·양이온치환용량이 높은 정의 상관관계(P<0.
편백의 연륜생장량과 입지환경요인간의 상관분석 결과(Table 3), 유효인산(available phosphate), 치환성 K⁺, 양이온치환용량(CEC), 전기전도도(EC), 유기물함량(organic matter)은 연륜생장량과 높은 정의 상관관계(P<0.01)를 보였다. 반면, 토양산도(soil pH)와는 높은 부의 상관관계(P<0.
편백의 연륜생장량에 크게 영향을 미치는 독립변수는 치환성 K⁺, 토양산도, 유기물함량이었으며, 회귀모형의 설명력(R²)은 74.4%로 높은 수준이었다(Table 4). 이 모형에서는 치환성 K⁺과 유기물함량이 높을수록 편백의 연륜생장량이 늘어났지만, 토양산도는 낮을수록 줄어들었다.

후속연구

편백 조림이후 산림시업에 따른 임목밀도는 재적, 수고 등의 편백 생장에 영향을 미치는 요인 중 하나이다. 이 임목밀도 변화를 고려하지 못한 것은 본 연구의 한계며, 향후 이를 고려한 환경요인과 편백의 생장에 관한 연구가 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일본산 상록교목성 편백이 1904년 국내에 도입되어 어느 지역을 중심으로 조림되었는가?	일본산 상록교목성 편백은 1904년 국내에 도입되어 전북, 전남, 경남, 제주 등의 중부이남을 중심으로 조림되기 시작하여, 1970년대에는 산림녹화 사업으로 남부지역에 집중적으로 식재되었다(Son et al., 2014).
	산림생태계내의 양분축적량과 물질순환은 무엇에 의해 달라지는가?	한편, 산림생태계내의 양분축적량과 물질순환은 기후조건, 지형, 모암, 산림의 종조성 등에 의해 달라진다고 알려져 있다(Takahashi, 2000; 재인용). 특히, 산림토양의 지력은 임상으로 공급되는 낙엽 시기 및 공급량, 낙엽의 질, 낙엽의 분해속도, 집적양식 등에 따라 토양양분이 크게 달라진다(Hobbie et al.
	편백림의 토양이 지력감소로 이어지는 원인은 무엇인가?	, 2002). 편백림의 경우, 낙엽활엽수에 비교하여 침엽수로서 낙엽의 분해속도가 늦고, 하층식생 발달의 미흡으로 바이오매스가 적어 임상으로 공급되는 낙엽량이 적다(Kawahara et al., 1979).

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