[논문]임목생산방법에 따른 토양교란 영향 평가

이은재; 유송; 한상균; 임상준

doi:10.14578/jkfs.2017.106.2.204

[국내논문] 임목생산방법에 따른 토양교란 영향 평가
Influences of Timber Harvesting Methods on Soil Disturbance 원문보기

韓國林學會誌 = Journal of Korean Forest Society, v.106 no.2, 2017년, pp.204 - 212

이은재 (서울대학교 산림과학부) , (서울대학교 산림과학부) , 유송 (서울대학교 산림과학부) , 한상균 (한국농수산대학 산림조경학과) , 임상준 (서울대학교 산림과학부)

초록
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중장비를 이용한 임목생산작업은 산림 내 토양교란을 유발하며, 산림토양은 토양침식에 취약한 구조를 가지게 된다. 임목생산방법 및 장비에 따라 토양교란 유형 및 토성 변화 정도는 다르게 나타난다. 따라서 이 연구에서는 국내에서 이루어지고 있는 우드그랩을 이용한 단목생산방법과 스윙야더를 이용한 전목생산방법에 따른 토양교란 영향을 평가하였다. 이를 위하여 토양교란 유형은 시각적 평가방법을 이용하여 분류하였으며, 교란 유형에 따른 토양의 물리성 변화는 토양시료캔에 의한 샘플링 방법을 이용하였다. 단목과 전목생산작업지에서 관찰된 극심한 교란(deep disturbance)과 토양답압(compacted) 유형은 각각 48%와 23%로 나타났다. 또한, 임목생산작업에 따른 토양의 물리성 변화는 중장비 차량이 통행한 곳에서 차이가 발생하였다. 반면 차량 통행과 관련 없는 토양교란 유형에서는 임목수확작업 전 후의 토양의 용적밀도 및 공극률은 통계적으로 차이가 없었다. 이 연구를 통해 산림 내에서 중장비의 통행으로 인하여 주로 토양 교란 및 훼손이 발생함을 알 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Soil disturbance caused by timber harvesting is widely recognized as a potential threat to forest utilization. The degree and extent of soil disturbance is believed to vary with respect to harvesting methods and logging machines. This study has conducted to assess the degree of soil disturbance associated with ground-based cut-to-length (GC) and cable yarding with whole tree (CW) harvesting methods. Soil disturbance was classified using a visual assessment of harvest unit. The properties of soils in different disturbance levels were also evaluated to understand the influence of timber harvesting on soil structure with soil core sampling method. The deep disturbance and soil compaction were observed in sites by 48% and 23% through harvesting areas for GC and CW logging methods, respectively. The results showed that logging machine and number of machine passage had significant influences on soil bulk density and porosity. Soil disturbance types such as rutted, slash cover, and compact were influenced by equipment travel trends in a GC method.

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

특히 국내의 임목생산방법은 지형경사에 상관없이 우드그랩(굴삭기)을 이용한 단목생산이 95%를 차지하며, 부분적으로 벌채부산물 수집 및 처리 등의 문제를 해결하기 위하여 가선집재장비(스윙야더)를 이용한 전목수확방법이 도입되고 있다(Korea Forest Service, 2014a, 2014b). 이 연구에서는 국내에서 많이 이용하고 있는 우드그랩을 이용한 단목생산방법과 스윙야더를 이용한 전목생산방법을 대상으로, 임목생산작업에 따른 토양교란 정도를 현장조사하였다. McMahon(1995)이 제안한 시각적 평가 방법을 이용하여 임목생산작업 전·후의 토양교란 정도를 평가하였으며, 토양시료를 현장채취하여 작업 전·후의 토양용적밀도와 공극률의 변화를 분석하였다.

제안 방법

이 연구에서는 국내에서 많이 이용하고 있는 우드그랩을 이용한 단목생산방법과 스윙야더를 이용한 전목생산방법을 대상으로, 임목생산작업에 따른 토양교란 정도를 현장조사하였다. McMahon(1995)이 제안한 시각적 평가 방법을 이용하여 임목생산작업 전·후의 토양교란 정도를 평가하였으며, 토양시료를 현장채취하여 작업 전·후의 토양용적밀도와 공극률의 변화를 분석하였다.

대상 데이터

이 연구는 2015년 7월 1일부터 8월 31일까지 임목생산이 이루어진 경기도 이천시 호법면 매곡리 산 41번지에서 실시하였으며, 임목생산방법은 지상집재장비 우드그랩을 이용한 단목생산방법과 가선집재장비 스윙야더를 이용한 전목생산방법이 각각 이용되었다(Figure 1). Figure 1에서 단목생산작업 대상지의 면적은 2.

데이터처리

임목생산작업별(단목·전목생산)로 발생된 토양교란 유형에 대해 토양용적밀도 및 공극률이 집단간 서로 차이가 있는지 통계적으로 평가하기 위해 ANOVA 분석을 실시하였다. 통계분석은 SPSS 23.
임목생산작업별(단목·전목생산)로 발생된 토양교란 유형에 대해 토양용적밀도 및 공극률이 집단간 서로 차이가 있는지 통계적으로 평가하기 위해 ANOVA 분석을 실시하였다. 통계분석은 SPSS 23.0을 이용하였으며, Levene분석을 이용하여 사전에 자료의 등분산 여부를 평가한 후에 토양교란별 자료 수가 다르기 때문에 Scheffe 사후검정(α=0.05)을 실시하였다.

성능/효과

지상집재장비를 이용한 임목생산방법은 가선집재 작업방식보다 토양교란이 많이 발생하고 답압피해를 가져오며, 토양의 물리성을 악화시킨다. 이는 선행연구와 잘 일치하는 것으로, 임목생산을 위한 중장비는 토양교란을 유발하고, 임업기계의 통행으로 토양이 압밀되어 토양용적밀도는 증가하고 공극률은 감소하였다.
지상집재장비를 이용한 임목생산방법은 가선집재 작업방식보다 토양교란이 많이 발생하고 답압피해를 가져오며, 토양의 물리성을 악화시킨다. 이는 선행연구와 잘 일치하는 것으로, 임목생산을 위한 중장비는 토양교란을 유발하고, 임업기계의 통행으로 토양이 압밀되어 토양용적밀도는 증가하고 공극률은 감소하였다. 토양의 물리성 변화는 운재로와 작업로에서 다르게 나타났으며 이는 차량의 통행횟수가 다르기 때문이다.
가선집재 작업방식에서는 집재장에서 토양답압이 주로 관찰되었으며, 토양답압으로 인해 토양의 물리성이 크게 변화하였다. 그러나 임목수확작업 과정에서 토양답압 이외의 토양교란은 크게 발생하지 않았다.

후속연구

그러나 임목 생산작업에서 차량의 통행횟수, 경사조건, 토양의 종류 등에 따른 영향을 파악하기에는 한계가 있다. 앞으로 다양한 작업환경에 대한 조사를 추가하여 임목생산작업이 토양교란에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 필요가 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	방사선을 이용하는 토양샘플링 방법은 무엇인가?	, 1999). 방사선을 이용하는 방법은 방사선의 수분밀도(nuclear moisturedensity) 를 이용하여 지표면을 굴삭하지 않고 현장에서 쉽고 빠르게 토양의 물리적 성질을 조사하는 방법이다 (Blake and Hartge, 1986). 이 방법은 조사장비의 무게가 약 20 kg로 무거워 휴대성이 떨어지고, 조사시에는 반드시 자격을 취득한 사람이 필요하기 때문에 산림지에 적용하기에는 많은 한계가 있다(Flint and Childs, 1984).
	토양교란에 영향을 끼치는 요인은 무엇인가?	, 2004). 이 때의 토양교란은 임업 기계 및 타이어의 종류, 주행횟수, 작업시기, 지형, 토양 피복상태, 토성, 토양수분함량 등에 따라 다르게 발생된다(Froehlich et al., 1981; Laffan et al.
	방사선을 이용하는 토양샘플링 방법의 한계는 무엇인가?	방사선을 이용하는 방법은 방사선의 수분밀도(nuclear moisturedensity) 를 이용하여 지표면을 굴삭하지 않고 현장에서 쉽고 빠르게 토양의 물리적 성질을 조사하는 방법이다 (Blake and Hartge, 1986). 이 방법은 조사장비의 무게가 약 20 kg로 무거워 휴대성이 떨어지고, 조사시에는 반드시 자격을 취득한 사람이 필요하기 때문에 산림지에 적용하기에는 많은 한계가 있다(Flint and Childs, 1984). 토양시료캔을 이용하는 방법은 조사과정에서 토양용적밀도 및 공극률이 과다하게 추정되는 경향이 있지만, 현장에서 쉽고 간단하게 토양의 물리적 성질을 측정할 수 있기 때문에 많이 적용되고 있다(Page-Dumoroese et al.

참고문헌 (51)

Adams, P.W. and Froehlich, H.A. 1984. Compaction of forest soils. USDA Forest Service Pacific Northwest Research Station 217. pp. 16.
Allen, M.M. 1997. Soil compaction and disturbance following a thinning of second-growth Douglas-fir with a cut-tolength and a skyline system in Oregon cascade. Oregon State University. Master Degree thesis. pp. 105.
Ampoorter, E., Goris, R., Cornelis, W.M. and Verheyen, K. 2007. Impact of mechanized logging on compaction status of sandy forest soils. Forest Ecology Management 241: 162-174.

상세보기
Aust, W.M., Tippett, M.D., Burger, J.A. and Mckee, J.R. 1995. Compaction and rutting during harvesting affect better drained soils more than poorly drained soils on wet pine flats. Southern Journal of Application Forest 19: 72-77.
Armlovich, D. 1995. Soil compaction study on a cut-to-length mechanized harvesting system. Forest Engineering Department. Corvallis, Oregon State University. Master Degree thesis. pp. 46.
Blake, G.R. and Hartge, K.H. 1986. Bulk density. pp. 363-375. In : Klute, ed. Methods of soil analysis. Part 1. Agronomy 9. Madison, WI. U.S.A.
Botta, G.F., Jorajuria, D., Rosatto, H. and Ferrero, C. 2006. Light tractor traffic frequency on soil compaction in the Rolling Pampa region of Agenda. Soil and Tillage Research 86: 9-14.

상세보기
Braunack, M.V. 1986. Changes in physical properties of two dry soils during tracked vehicle passage. Journal of Terramechanics 30: 299-311.
Curran, M. Maynard, D., Heninger, R. Terry, T., Howes, S., Stone, D., Niemann, T. and Miller, R.E. 2007. Elements and rationale for a common approach to assess and report soil disturbance. The Forestry Chronicle 83(6): 852-866.

상세보기
Eliasson, L. and Wasteland, I. 2007. Effects of slash reinforcement of strip roads on rutting and soil compaction on a moist fine-grained soil. Forest Ecology Management 252: 118-123.

상세보기
Flint, A.L. and Childs, S. 1984. Development and calibration of an irregular hole bulk density sampler. Soil Science Society of America Journal 48: 374-378.

상세보기
Froehlich, H.A. 1979. Soil compaction from logging equipment: Effects on growth of young ponderosa pine. Journal of Soil and Water Conservation. pp. 276-278.
Froehlich, H.A., Aulerich, D.E. and Curtis, R. 1981. Designing systems to reduce soil impacts from tractive logging machines. Research Paper 44. Forestry Research Laboratory, Oregon State University. Corvallis OR. pp. 15.
Froese, K. 2004. Bulk density, Soil strength, and Soil disturbance Impacts from a Cut-To-Length Harvest Operation in North Central Idaho. University of Idaho. Master Degree thesis. pp. 81.
Gent, J.A. and Ballard, R. 1984. Impact of intensive forest management practices on the bulk density of lower Coastal Plain and Piedmont soils. South Journal Applied Forest 9: 44-48.
Gomez, G.A., Powers, R.F., Singer, M.J. and Horwath, W.R. 2002. Soil compaction effects on growth of young ponderosa pine following litter removal in California's Sierra Nevada. Soil Science Society of America Journal 66: 1334-1343.

상세보기
Grigal, D.F. 2000. Effects of extensive forest management on soil productivity. Forest Ecology and Management 138: 167-185.

상세보기
Han, H.S., Page-Dumroese, D., Han, S.K., and Tirocke, J. 2006. Effects of slash, machine passes, and soil moisture on penetration resistance in a cut-to-length harvesting. International Journal of Forest Engineering 6: 11-17.
Han, H.S. 2007. Economics of Soil Disturbance. USDA Forest Service Proceedings Rocky Mountain Research Station. pp. 44.
Han, S.K., Han, H.S., Page-Dumroese, D.S., and Johnson L.R. 2009. Soil compaction associated with cut-to-length and whole-tree harvesting of a coniferous forest. Canadian Journal of Forest Research 38: 976-989.
Hartsough, B.R., Drews, E.S., McNeel, J.F., Durston, T.A. and Stokes, B.J. 1997. Comparison of mechanized systems for thinning ponderosa pine and mixed conifer stands. Forest Products Journal 47(11/12): 59-68.
Helvey, J.D., Tiedemann, A.R. and Anderson, T.D. 1985. Plant nutrient losses by soil erosion and mass movement after wildfire. Journal of Soil Water Conservation 40: 168-173.
Jakobsen, B.F. and Moore, G.A. 1981. Effects of two types of skidders and of slash cover soil on compaction by logging of mountain ash. Australian Journal of Forest Research 11: 247-255.
Jensen, K. and Visser, R. 2004. Low impact forest harvesting at the urban interface. In Proc. 27th Council on Forest Engineering Annual Meeting; Hot Springs, Arkansas.
Jung, J.H. and Lee, J.S. 2008. Plan measures of soil erosion in mountain area. Journal of Korea Water Resources Association 41(11): 24-28. (in Korean)
Klepac, J.F., Reutebuch, S.E. and Rummer, R.B. 1999. An assessment of soil disturbance from five harvesting intensities. An ASAE Meeting Presentation Paper. No 99-5052. pp. 1-16.
Klepac, J.F. and Reutebuch, S.E. 2003. Preliminary soil disturbance assessment of a skyline logging operation performing five silvicultural prescriptions. An ASAE Meeting Presentation Paper. No 035014. pp. 1-11.
Korea Forest Service. 2014a. Development of low cost production and supply technology for increasing logging residue and non-commercial thinning log utilization. pp. 204. (in Korean)
Korea Forest Service. 2014b. Comprehensive Plans for sustainable timber utilization. pp. 44. (in Korean)
Laffan, M., Jourdan, G. and Duhig, N. 2001. Impacts on soils from cable-logging steep slopes in northeastern Tasmania, Australia. Forest Ecology and Mangement 144: 91-99.

상세보기
Makineci, E., Demir, M. and Yilmaz. E. 2007. Long-term Harvesting Effects on Skid Road in a Fir (Abies bornmulleriana Mattf.) Plantation Forest. Building and Environment 42: 1538-1543.

상세보기
McDonald, T.P. and Sexias, F. 1997. Effect of slash on forwarder soil compaction. Journal of Forest Engineering 8(2): 15-26
McDonald, T.P., Carter, E.A., and Taylor, S.E. 2002. Using the global positioning system to map disturbance patterns of forest harvesting machinery. Canadian Journal of Forest Resources 30: 310-319.
McMahon, S. 1995. Accuracy of Two Ground Survey Methods for Assessing Site Disturbance. Journal of Forest Engineering. pp. 27-33.
McMahon, S. and Evanson, T. 1994. The effects of slash cover in reducing soil compaction resulting from vehicle passage. LIRO Report. New Zealand 19(1): 1-8.
McNabb, D.H. 1994. Tillage of compacted haul roadsand landings in the boreal forests of Alberta,Canada. Forest Ecology and Management 66: 179-194.

상세보기
McNeel, J.F. and Ballard, T.M. 1992. Analysis of site stand impacts from thining with a harvester-forwarder system. International Journal of Engineering Science 4(1): 23-29.
Megahan, W. 1980. Nonpoint source pollution from forestry activities in the western United States: results of recent research and research needs. Proceedings of forestry and water quality. pp. 92-151.
Miller, R.E., Colbert, S.R. and Morris, L.A. 2004. Effects of heavy equipment on physical properties of soils and on long-term productivity: a review of literature and current research. NCASI Technical Bulletin 887. National Council for Air and Stream Improvement. pp. 76.
Miller, J.H. and Sirois, D.L. 1986. Soil disturbance by Skyline yarding vs. Skidding in a Loamy Hill forest. Soil Science of America Journal 50(6): 1579-1583.

상세보기
Murray, C.D. and Buttle, J.M. 2004. Infiltration and soilwater mixing on forested and harvested slopesduring spring snowmelt, Turkey Lakes Watershed,central Ontario. Journal of Hydrology 306: 1-20.
Najafi, A., Solgi, A. and Sadeghi, S.H. 2009. Soil disturbance following four wheel rubber skidder logging on the steep trail in the north mountainous forest of Iran. Soil and Tillage Research 103: 165-169.

상세보기
Page-Dumroese, D.S., Jurgensen, M.F., Brown, R.E. and Mora, G.D. 1999. Comparison of methods for determining bulk densities of Rocky forest soils. Soil Science Society of America Journal 63: 379-383.

상세보기
Page-Dumroese, D.S., Abbott, A.M. and Rice, T.M. 2009. Forest soil disturbance monitoring Protocol-Volume 1: Rapid assessment. USDA. pp. 31.
Powers, R.F., Tiarks, A.E. and Boyle, J.R. 1998. Assessing soil quality: practical standards for sustainable forest productivity in the United States. Soil Science Society of America 53: 53-80.
Quesnel, H. and Curran, M. 2000. Shelterwood harvesting in root-disease infected stands- post-harvest soil disturbance and compaction. Forest Ecology and Management 133: 89-113

상세보기
Solgi, A. and Najafi. A. 2014. The Impacts of Ground-based Logging Equipment on Forest Soil. Journal of Forest Science 60(1): 28-34.

상세보기
Tenyah, T.M. 2009. Environmental impact of different logging methods in the Bankhead National forest, Alabama: a comparative analysis. Alabama A&M University. Master Degree thesis. pp. 97.
Thompson, M.A., Mattson, J.A., Sturos, J.A., Dahlman, R. and Blinn, C.R. 1998. Case studies of cable yarding on sensitive sites in Minnesota. In Improving Forest Productivity for Timber, A Key to Sustainability, Conference Proceedings. pp. 118-124.
Williamson, J.R. and Neilsen, W.A. 2000. The influence of forest site on rate and extent of soil compaction and profile disturbance of skid trails during ground-based harvesting. Canadian Journal of Forest Research. 30: 1196-1205.

상세보기
Wronski, E.B. and Murphy, G. 1994. Responses of forest crops to soil compaction. In Soil compaction in crop production. Elsevier, Amsterdam. pp. 317-342.

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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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