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문제 정의
- , 2008), 지속적인 관리가 필요하다. 본 연구는 이화령, 육십령, 벌재 마루금 복원사업지에서 소나무 식재 5년 경과 후 토양특성과 소나무 생장을 모니터링 하고, 소나무 생장에 밀접한 영향을 주는 토양특성을 구명하고자 수행되었다.
대상 데이터
- 2018년 4월에 각 조사구 내에 1.6-5.0 m 소나무 조림목(복원 시 기준)을 대상으로 수고와 흉고직경(Diamater at Breast Height; DBH)을 측정하였다. 수고는 수고봉과 목측으로 측정하였고 흉고직경은 직경테이프를 이용하였다.
- 2018년 4월에 토양 화학적 특성(pH, 양이온치환용량, K, Na, Ca, Mg, 유효인산, 유기물함량 등)을 분석하기 위해 각 복원사업지의 3개의 조사구에서 임의의 한 지점에서 0-10 ㎝ 깊이의 토양을 채취하였다. 채취한 토양 샘플은 지퍼백에 봉인하여 실험실로 운반하여 풍건시켰다.
- 3개 지역의 연평균기온과 평균 연강수량은 기상청에서 제시한 한국기후표(KMA, 2011)에 제시된 주위에 가장 가까운 관측소 자료를 이용하여 제시하였다(이화령: 충주 관측소, 육십령: 장수 관측소, 벌재: 문경 관측소). 3개 지역의 토양수분과 온도는 토양 수분센서(Water Scout SM 100, Spectrum Technologies, Inc.
- 본 연구는 충청북도 괴산군 연풍면에 위치한 이화령, 전라북도 장수군 장계면에 위치한 육십령, 경상북도 문경시 동로면에 위치한 벌재 등 3개 지역의 백두대간 마루금 복원사업지를 대상으로 연구를 수행하였다. 이화령은 2012년 4월부터 11월에 걸쳐 수고 8.
- 0 m의 소나무 조림목과 굴참나무, 물푸레나무, 산벚나무, 산초나무, 청단풍나무 등을 식재하였다. 육십령은 2011년 12월부터 2013년 6월에 걸쳐 수고 8.0-10.0 m와 1.5-2.5 m 소나무 조림목과 덜꿩나무, 산초나무 등을, 벌재는 2012년 4월부터 2013년 7월에 걸쳐 수고 8.0-10.0 m와 2.0-3.0 m 소나무 조림목과 산벚나무, 생강나무, 청단풍나무 등을 이용하여 복원사업을 진행하였다. 초기 소나무 조림목의 식재밀도는 이화령이 1200 본 ha-1, 육십령이 1600 본 ha-1, 벌재가 2300 본 ha-1이다.
데이터처리
- 31) 을 각각 풍건토양 5 g에 가하여 H+ 이온과 총 양이온의 합으로 양이온치환용량을 산출하였다. 각각의 치환성 K, Na, Ca, Mg 과 유효인산은 풍건토양 3 g으로 MehlichⅡ방법으로 추출하여 유도결합플라즈마(ICP)가 장착된 ICP-OES (Varian, Vista PRO, Australia) 분석기를 이용하여 측정하였다. MehlichⅡ 추출액은 NH4F, NH4CL, CH3COOH, HCL 용액을 이용하여 제조하였다.
- 일원 분산분석(one-way ANOVA)를 이용하여 3개 지역간 토양 화학적 특성(pH, 양이온치환용량, K, Na, Ca, Mg, 유효 인산, 유기물함량 등)과 소나무의 수고생장률 및 H/D율의 차이를 분석하였으며, Duncan을 이용하여 사후검정하였다. 토양 화학적 특성과 수고생장률 및 H/D율간의 관계를 분석하기 위하여 상관분석(correlation analysis)을 실시하였고, 상관관계가 유의하게 나올 경우 인자간의 관계를 종합적으로 제시하기 위해 주성분요인분석(principal component analysis; PCA)을 실시하였다.
- 토양 화학적 특성과 수고생장률 및 H/D율간의 관계를 분석하기 위하여 상관분석(correlation analysis)을 실시하였고, 상관관계가 유의하게 나올 경우 인자간의 관계를 종합적으로 제시하기 위해 주성분요인분석(principal component analysis; PCA)을 실시하였다. 주성분요인분석은 R 3.5.3 software(R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)을 이용하였으며, 주성분요인분석을 제외한 모든 통계분석에는 SAS 9.4 software(SAS Institute Inc., USA)를 사용하였으며 유의수준은 0.05로 설정하였다.
- 일원 분산분석(one-way ANOVA)를 이용하여 3개 지역간 토양 화학적 특성(pH, 양이온치환용량, K, Na, Ca, Mg, 유효 인산, 유기물함량 등)과 소나무의 수고생장률 및 H/D율의 차이를 분석하였으며, Duncan을 이용하여 사후검정하였다. 토양 화학적 특성과 수고생장률 및 H/D율간의 관계를 분석하기 위하여 상관분석(correlation analysis)을 실시하였고, 상관관계가 유의하게 나올 경우 인자간의 관계를 종합적으로 제시하기 위해 주성분요인분석(principal component analysis; PCA)을 실시하였다. 주성분요인분석은 R 3.
이론/모형
- 유기물함량은 회분로를 이용하여 500℃에서 1시간 동안 강열하는 강열감량법으로 측정하였다. 모든 토양의 화학적 특성 분석법은 농촌진흥청에서 발간한 토양화학분석법을 참고하였다(NAS, 2010). 3개 지역에서의 2013년 토양환경자료는 Park et al.
- 토양 pH는 풍건 토양 5 g으로 1:5 증류수 방법과 pH 미터기를 이용하여 측정하였다. 총 양이온치환용량은 Brown 간이법에 따라 풍건토양 5 g을 1M NH4OAc(pH7.0) 용액과 1M Acetic acid(pH 2.31) 을 각각 풍건토양 5 g에 가하여 H+ 이온과 총 양이온의 합으로 양이온치환용량을 산출하였다. 각각의 치환성 K, Na, Ca, Mg 과 유효인산은 풍건토양 3 g으로 MehlichⅡ방법으로 추출하여 유도결합플라즈마(ICP)가 장착된 ICP-OES (Varian, Vista PRO, Australia) 분석기를 이용하여 측정하였다.
성능/효과
- 초기 소나무 조림목의 식재밀도는 이화령이 1200 본 ha-1, 육십령이 1600 본 ha-1, 벌재가 2300 본 ha-1이다. 복원사업지의 토성은 이화령, 육십령, 벌재 순으로 각각 사질식양토, 사양토, 사질식양토이며, 석력함량은 76.8%, 53.9%, 61.2%이다(Table 1). 복원사업지에 대한 구체적인 개황은 Park et al.
- 유기물함량은 조사지간 차이는 없었으나 복원 5년 경과 후 3개 지역 모두 1% 미만으로, 복원초기에 비해 70-80%가 감소하였다(Table 2). 일반 산림에서는 고사유기물(낙엽, 낙지 등)의 유입 및 분해를 통하여 양분이 토양에 축적되는 반면 생태복원지에서는 초기 고사유기물의 유입 및 분해가 제한됨에 따라 복원 초기에 유기물 함량이 감소하는 경우가 발생한다.
후속연구
- , 2002). 그러나 감소한 유효인산이 소나무 생장에 미친 영향을 직접적으로 분석하기 위해서는 향후 수목 내 양분함량 측정이 요구된다.
- , 2006). 벌재 지역도 복원초기에 비해 유효 인산이 증가하고 있으나 상대적으로 유효인산이 적은 지역이므로 지속적인 모니터링이 필요하다. 이화령 지역은 토양 pH가 7.
- 한편 마루금 복원사업지는 풍량과 풍속이 매우 높은 지대로서, 토양환경과 식생생장은 이들의 영향을 직간접적으로 받는다. 본 연구결과는 3개의 마루금 복원사업지에 국한되어 수행되었고 지역마다 적은 수의 샘플링이 이루어졌기 때문에 보다 명확한 기후환경, 토양환경, 식생생장간의 상호작용을 이해하기 위해서는 더 많은 마루금 복원사업지를 선정하고 면밀한 조사를 통한 전반적인 환경인자 영향 분석을 고려해야 한다.
- 7에 이르는 알칼리성 토양이므로 식물생육기반 조성을 위해서는 화학비료(황 비료)를 시비하여 토양 중화작업이 요구된다. 생태적 복원사업에 있어서 토양환경의 모니터링은 생태 안정화를 평가하는데 있어서 가장 중요한 요소로서, 본 연구의 결과는 생태적 복원사업방안을 개발하는데 있어서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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