[논문]종가시나무 조림지의 임분밀도에 따른 임목 바이오매스 및 양분축적량

최봉준; 백경원; 조창규; 박성완; 유병오; 정수영; 이광수; 김춘식

doi:10.14578/jkfs.2016.105.3.294

종가시나무 조림지의 임분밀도에 따른 임목 바이오매스 및 양분축적량
Biomass and Nutrient Stocks of Tree Components by Stand Density in a Quercus glauca Plantation 원문보기

韓國林學會誌 = Journal of Korean Forest Society, v.105 no.3, 2016년, pp.294 - 302

최봉준 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 백경원 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 조창규 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 박성완 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 유병오 (국립산림과학원 남부산림자원연구소) , 정수영 (국립산림과학원 남부산림자원연구소) , 이광수 (국립산림과학원 남부산림자원연구소) , 김춘식 (경남과학기술대학교 산림자원학과)

초록
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본 연구는 경상남도 고성군에 식재된 상록활엽수인 27년생 종가시나무 조림지를 대상으로 고밀도(1,933본/ha)와 저밀도(1,200본/ha)구분한 후 총12본(고밀도 임분 6본, 저밀도 임분 6본)의 표본목을 벌채하고 임목부위별 바이오 매스 추정을 위한 상대생장식과 양분(C, N, P, K, Ca, Mg)축적량을 조사하였다. 흉고직경(DBH)을 독립변수로 하는 임분밀도별 줄기 목질부, 줄기 수피, 가지, 잎, 지상부 총량 등의 바이오매스 추정을 위한 상대생장식의 유의성이 인정되었으며(P < 0.05), 상대생장계수(slope)는 유의적인 차이가 없어 일괄상대생장식의 적용이 가능한 것으로 나타났다. 종가시나무 조림지의 지상부 임목 바이오매스는 고밀도 임분이 177 Mg $ha^{-1}$로, 저밀도 임분 114 Mg $ha^{-1}$에 비해 유의적으로 높았다. 그러나 줄기 목질부, 줄기 수피, 가지, 잎 등의 임목부위별 양분 농도의 경우 임분밀도 따른 유의적인 차이는 없었다(P > 0.05). 임목부위별 양분축적량은 줄기 목질부의 질소 및 인축적량을 제외하고 고밀도 임분과 저밀도 임분 사이에 유의적인 차이는 없었다. 본 연구결과에 따르면 종가시나무 조림지의 임목부위별 양분농도의 경우 바이오매스 축적량에 비해 임분밀도의 영향이 크지 않는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study was conducted to evaluate aboveground tree biomass and nutrient (C, N, P, K, Ca, and Mg) response of tree components by high (1,933 trees $ha^{-1}$) and low (1,200 tree $ha^{-1}$) stand densities in a 27-year-old Quercus glauca plantation. The study site was located in Goseong county, Gyeongsangnam-do, southern Korea. Total 12 trees (6 high and 6 low stand densities) were cut to develop allometric equations and to measure nutrient concentration of tree components. Stand density-specific allometric equations in the high and low stand densities were significant (P < 0.05) in tree components with diameter at breast height (DBH). Also, generalized allometric equations could be applied to estimate tree biomass regardless of the difference of stand density because of no significant effect on slope of stand density-specific allometric equations. Aboveground tree biomass estimated by the allometric equations was significantly higher in the high stand density (177 Mg $ha^{-1}$) than in the low stand density (114 Mg $ha^{-1}$). However, nutrient concentration of tree components was not significantly affected by the difference of stand density. Nutrient stocks in tree components were not significantly between the high stand density and the low stand density, except for the N and P stocks of stem wood. These results indicate that aboveground tree biomass could be significantly affected by stand density, but nutrient concentration among the tree components was not affected by the difference of stand density in a Quercus glauca plantation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

, 2013). 따라서 본 연구는 종가시나무 조림지를 대상으로 임분밀도가 상대생장식의 회귀계수와 임목 각 부위별 양분농도 및 축적량에 미치는 영향을 조사하기 위한 목적으로 수행하였다.

제안 방법

9 ha에 종가시나무 2,250본 정도가 식재된 임분이다. 조사구는 숲가꾸기나 간벌이 아닌 자연 상태의 임목밀도가 차이가 나는 지역을 선정하여 고밀도 임분과 저밀도 임분 으로 구분하여(Figure 1) 조사하였으며, 저밀도 임분은 1,200 본/ha으로 고밀도 임분 1,933 본/ha에 비해 약 730본 정도가 적게 나타났다. 조림지의 입지현황은 고밀도 임분의 경우 남동향의 표고 256 m 산록부, 저밀도 임분의 경우 남동향의 표고 264 m 산복에 위치하고 있으며 두 조사구는 직선거리로 100 m 이내 위치하였다.
토양 입경분포의 경우 비중계법(Kalra and Maynard, 1991)을 이용하였으며, 토양 탄소 및 질소농도는 대용량 원소분석기(Vario Macro cube, Germany)로 측정하였다. 토양 내 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등은 2.5 g의 건조토양을 암모늄 아세테이트 용액 55 mL를 첨가한 후 16시간동안 진공추출하고 추출한 용액을 ICP(Perkin Elmer Optima 5300, USA)를 이용하여 분석하였다(Kalra and Maynard, 1991).

대상 데이터

조사구는 임분밀도를 고려하여 각 3개의 조사구 (10 × 10 m)를 선정하였다. 선정된 조사구는 2015년 5월 흉고직경 6 cm 이상의 임목을 대상으로 매목조사를 실시하고 매목조사 후 얻어진 자료로부터 상대생장식 개발을 위해 벌도 될 임목을 직경급이 고르게 분포하도록 각 처리 별 6본(총 12본)을 벌채하였다. 선정된 임목은 “산림바이오매스 및 토양탄소 조사·분석 표준 매뉴얼”(Korea Forest Research Institute, 2010)에 의거 지상부 20 cm 높이를 기계톱을 이용하여 벌채하였으며, 벌채된 임목의 경우 지상부 0.
조사지는 고성군 상리면 동산리 산131번지에 위치한 서부지방산림청 함양국유림관리소 소관 국유림으로 1987년 0.9 ha에 종가시나무 2,250본 정도가 식재된 임분이다. 조사구는 숲가꾸기나 간벌이 아닌 자연 상태의 임목밀도가 차이가 나는 지역을 선정하여 고밀도 임분과 저밀도 임분 으로 구분하여(Figure 1) 조사하였으며, 저밀도 임분은 1,200 본/ha으로 고밀도 임분 1,933 본/ha에 비해 약 730본 정도가 적게 나타났다.

데이터처리

생중량이 측정된 줄기, 가지, 잎 시료는 건중량 환산을 위해 1~2 kg 씩 현지에서 채취하고 비닐주머니에 밀봉하여 실험실로 운반한 후 80℃ 온풍건조기에 넣고 항량에 도달할 때까지 건조시킨 후 건중량을 측정하였다. 각 임목 부위별 건중량은 흉고직경(DBH)을 독립변수로 이용한 상대생장식 log₁₀Y=a+blog₁₀X [(Y=각 임목 부위 건중량(g); X: DBH(cm)] 을 개발하였으며, 상대생장식의 유의성이 인정되는 경우(P < 0.05) 개발된 상대생장식을 이용하여 각 부위별 단위면적당 바이오매스를 추정하였다.
임목 각 부위별 건중량 자료를 이용하여 바이오매스 추정을 위한 상대생장식을 개발하였으며, 상대생장식과 회귀계수(b)의 유의성 검정은 SAS의 Proc REG Procedure와 Analysis of Covariance를 이용하였다(SAS Inc, 2003). 또한 임분밀도 별 임목의 바이오매스와 양분함량 및 양분축 적량의 비교는 SAS의 t-test를 이용하여 P < 0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
임목 각 부위별 건중량 자료를 이용하여 바이오매스 추정을 위한 상대생장식을 개발하였으며, 상대생장식과 회귀계수(b)의 유의성 검정은 SAS의 Proc REG Procedure와 Analysis of Covariance를 이용하였다(SAS Inc, 2003). 또한 임분밀도 별 임목의 바이오매스와 양분함량 및 양분축 적량의 비교는 SAS의 t-test를 이용하여 P < 0.

이론/모형

선정된 조사구는 2015년 5월 흉고직경 6 cm 이상의 임목을 대상으로 매목조사를 실시하고 매목조사 후 얻어진 자료로부터 상대생장식 개발을 위해 벌도 될 임목을 직경급이 고르게 분포하도록 각 처리 별 6본(총 12본)을 벌채하였다. 선정된 임목은 “산림바이오매스 및 토양탄소 조사·분석 표준 매뉴얼”(Korea Forest Research Institute, 2010)에 의거 지상부 20 cm 높이를 기계톱을 이용하여 벌채하였으며, 벌채된 임목의 경우 지상부 0.2 m, 1.2 m, 3.2 m, 5.2 m, 7.2 m의 간격으로 절단하고 디지털 저울을 이용하여 줄기 생중량을 측정 하였다. 가지 생중량은 줄기로부터 분리하여 측정하였고, 가지에 부착된 잎의 경우도 전체를 분리하여 생중량을 측정하였다.
원통형 토양 채취기를 이용하여 0~10 cm, 10~20 cm, 20~30 cm의 깊이별로 토양 시료를 채취하여 실험실로 운반하고, 48시간 이상 풍건한 후 2 mm 체 및 40 mesh체를 이용하여 토양 물리, 화학적 성질 분석용 시료를 조제하였다. 토양 입경분포의 경우 비중계법(Kalra and Maynard, 1991)을 이용하였으며, 토양 탄소 및 질소농도는 대용량 원소분석기(Vario Macro cube, Germany)로 측정하였다. 토양 내 인, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등은 2.

성능/효과

임목부위 별 양분축적량은 일반적으로 고밀도 임분이 저밀도 임분에 비해 높은 축적량을 보이고 있으나 줄기목질부의 질소와 인축적량을 제외하고 임분밀도 간 유의 적인 차이는 없었다(Table 8). 두 임분밀도의 임목부위별 바이오매스의 유의적인 차이에도 불구하고 양분축적량에 차이가 없는 것은 임목부위의 양분농도가 임분밀도 간 뚜렷한 경향이 나타나지 않았기 때문으로 사료된다.
종가시나무에 축적된 양분함량(content)의 추정을 위하여 임목의 흉고직경(DBH)을 독립변수로 하고 임목 각 부위의 양분 함량을 종속변수로 단순회귀 모델을 개발한 결과 양분 함량 추정식의 유의성이 인정되었으며(P < 0.05) 결정계수(r²)의 값도 줄기 목질부, 인 축적량 0.35를 제외하고 대부분의 회귀식의 결정계수가 0.60~0.90으로 적합도가 높게 나타나 임목부위 별 양분함량 추정이 가능한 것으로 나타났다(Table 7).
또한 각 임분밀도 별 표본목의 줄기 목질부, 줄기 수피, 가지, 잎 건중량의 경우 흉고직경 증가에 따른 지수함수 관계를 보이고 있다(Figure 3). 표본목의 각 부위별 바이오매스(Y)와 흉고직경(DBH)을 독립변수(X)로 하여 계산된 종가시나 무의 재적, 줄기 목질부, 줄기 수피, 잎, 지상부 총량 등 임목부위 별 상대생장식(Table 4)은 고밀도와 저밀도 모두 상대생장식의 유의성이 인정되었으며(P < 0.05), 결정계수 (R²) 값도 줄기 목질부나 줄기 수피의 경우 0.894 이상으로 회귀식의 적합도가 높았다(Table 4). 그러나 잎건중량 추정 상대생장식의 결정계수는 고밀도 임분 0.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	종가시나무는 어떤 종인가?	우리나라 난대림에 분포하는 상록활엽수인 종가시나무 (Quercus glauca Thunberg)는 제주도를 비롯한 남해안 섬지역과 전남 도서지역의 표고 600 m 이하에서 자생하는 난대수종으로 건축재, 선박재, 악기재, 정원수, 공원수 등으로 그 용도가 다양한 경제수종으로 알려져 있다(Shin et al., 2006).
	종가시나무의 임목부위 별 양분축적량에서 임분밀도에 따라 바이오매스의 차이가 있었지만 양분축적량은 차이가 없는 이유는?	임목부위 별 양분축적량은 일반적으로 고밀도 임분이 저밀도 임분에 비해 높은 축적량을 보이고 있으나 줄기목질부의 질소와 인축적량을 제외하고 임분밀도 간 유의 적인 차이는 없었다(Table 8). 두 임분밀도의 임목부위별 바이오매스의 유의적인 차이에도 불구하고 양분축적량에 차이가 없는 것은 임목부위의 양분농도가 임분밀도 간 뚜렷한 경향이 나타나지 않았기 때문으로 사료된다. 예를 들면, 줄기 목질부, 줄기 수피, 가지부위의 칼륨과 칼슘 같은 양분의 경우 저밀도 임분에서 양분농도가 높으나, 가지나 잎의 경우 고밀도 임분이 저밀도 임분에 비해 높은 질소농도를 보였다(Table 5).
	상대생장식을 통한 산림 바이오매스 추정에 영향을 주는 요소에는 무엇이 있는가?	산림 바이오매스는 수종 별 상대생장식(allometric equations)을 개발하여 비교적 정확하게 추정이 가능한 것으로 알려져 있으나, 이들 상대생장식은 동일 수종의 경우도 지역, 임분연령, 지위 등의 요인에 의해 영향을 받는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 2011; Tomesgen et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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