[논문]삼나무와 편백 임분의 임목, 임상, 토양의 탄소량 비교

김춘식; 백경원; 최병길; 하지석; 배은지; 이광수; 손영모

doi:10.14578/jkfs.2020.109.2.169

삼나무와 편백 임분의 임목, 임상, 토양의 탄소량 비교
Carbon Stocks of Tree, Forest Floor, and Mineral Soil in Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa Stands 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.109 no.2, 2020년, pp.169 - 178

김춘식 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 백경원 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 최병길 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 하지석 (경남과학기술대학교 산림자원학과) , 배은지 (국립산림과학원 산림바이오소재연구소) , 이광수 (국립산림과학원 난대아열대산림연구소) , 손영모 (국립산림과학원 산림바이오소재연구소)

초록
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본 연구는 우리나라 남부지역의 주요 조림 수종으로 유사한 입지환경에 조성되는 삼나무와 편백 임분의 유기 탄소량을 비교하기 위해 수행하였다. 삼나무와 편백이 서로 인접한 지역에 조성된 대표적 조림지 13개 지역을 선정하고, 임목, 임상, 토양 10 cm 깊이의 탄소량을 조사하였다. 조사지의 평균 임분 연령은 삼나무 45년, 편백 43년이었으며, 임분밀도는 삼나무가 989본 ha^-1으로 편백 1,223본 ha^-1에 비해 유의적으로 낮았다. 평균 흉고직경과 우세목의 평균 수고는 삼나무가 27.4 cm와 20.4 m, 편백은 23.9 cm와 17.9 m로 삼나무가 유의적으로 큰 것으로 나타났다. 두 임분의 임목 바이오매스 탄소량은 흉고단면적과 유의적인 선형회귀 관계(삼나무: r² = 0.82; 편백: r² = 0.92; P < 0.05)가 있었으나, 임분밀도 및 지위지수와는 회귀식에 유의성이 없었다(P > 0.05). 지상부 임목 바이오매스 탄소량은 삼나무 95.5 Mg C ha^-1, 편백 117.7 Mg C ha^-1로 편백 임분이 유의적으로 크게 나타났으나(P < 0.05), 임상 및 토양층의 유기 탄소 농도 및 탄소량은 유의적인 차이가 없었다. 본 연구 결과에 따르면 유사한 입지환경에 조성된 두 수종의 임목 바이오매스 탄소량은 편백 임분이 삼나무 임분에 비해 큰 것으로 나타났으나, 임상이나 토양 탄소량은 수종의 영향이 크지 않았다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to compare the organic carbon stocks of Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa stands established under a similar-site environmental condition in South Korea. C. japonica and C. obtusa stands adjacent to each other from 13 representative regions were chosen to evaluate the carbon stocks of tree biomass, forest floor, and mineral soils. Mean stand ages were 45 years for C. japonica and 43 years for C. obtusa, respectively. Tree density was significantly lower in C. japonica (989 tree ha-1) than in C. obtusa (1,223 tree ha-1) stands, whereas diameter at breast height and dominant tree height values were significantly higher in C. japonica (27.4 cm and 20.4 m, respectively), compared with C. obtusa (23.9 cm and 17.9 m, respectively) stands. The total carbon stocks of tree biomass were linearly related with stand basal area (C. japonica: r2 = 0.82; C. obtusa: r2= 0.92; P 0.05). The carbon stocks of aboveground tree biomass were significantly higher in C. obtusa (117.7 Mg C ha-1), compared with C. japonica (95.5 Mg C ha-1) stands, whereas carbon concentration and stocks of the forest floor and mineral soil layers were insignificantly different between the C. japonica and C. obtusa stands. The results indicated that trees in C. obtusa stands sequestrated more carbon dioxide, compared with C. japonica stands, whereas carbon stocks in the forest floor and mineral soil layers were unaffected by stand development processes of the different tree species.

주제어

표/그림 (7)

표 Table 1. General characteristics of the study sites.
표 Table 2. General characteristics in Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa stands.
표 Table 3. Soil physico-chemical properties of Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa stands.
표 Table 4. Site index-specific and generic allometric regression equations (Log₁₀Y = a + bLog₁₀X) for aboveground, roots and total biomass of Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa.
그림 Figure 1. Relationships between carbon stocks in tree biomass and stand variables of Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa stands.
표 Table 5. Pearson correlation coefficient (r) between carbon concentration or carbon stocks of the forest floor and soils, and stand variables in Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa stands.
표 Table 6. Organic carbon concentration and stocks of the forest floor and soil depth at 0-10cm in Cryptomeria japonica and Chamaecyparis obtusa stands.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 유사한 입지환경의 서로 인접한 지역에조성된 삼나무와 편백 임분을 대상으로, 1) 임목, 임상,토양 탄소량과 임분 환경요인과의 관계를 구명하고, 2) 임목, 임상, 토양 탄소량의 정량적 평가를 통하여 수종간 탄소흡수 능력을 비교하기 위해 수행하였다.

제안 방법

유사한 입지환경에 조성된 삼나무와 편백 임분을 대상으로 임분 환경요인, 임목, 임상 및 토양 0∼10 cm 깊이의 탄소량을 조사하였다. 임분 환경요인 중 흉고직경과 우세목의 평균 수고는 삼나무가 편백에 비해 양호한 생장특성을 보였다.

대상 데이터

각 지역별 조사구는 최근에 숲 가꾸기나 병해충 피해 같은 산림 교란이 발생하지 않은 임분을 대상으로 2018년과 2019년 6월에서 7월에 지역별 각 3개소씩 총 78개 소(삼나무 39개소, 편백 39개소)를 대상으로 현장 조사를 실시하였다. 선정된 조사구의 방위는 북, 북동, 북서 방향이 대부분이나 남해나 진주의 경우 남향이나 동향에 조림지가 분포하였다.
각 지역별 조 사구는 국립산림과학원 자료 및 영상 지도를 활용하여 개략적인 위치를 선정한 후 현장을 답사하고, 서로 인접한 위치에 식재된 삼나무와 편백 임분을 대상으로 임분의 대표성 및 임목밀도를 고려하여 조사지를 선정하였다. 선정된 조사지는 2018년의 경우 전라남도 장성군 장성읍 덕진리 및 월성리 외 6지역, 2019년은 전라북도 완주군 소양면 신원리 외 5지역 등 총 13개 지역의 삼나무와 편백 조림지를 대상으로 하였다(Table 1). 조사지의 최근 30년(1981∼ 2010)동안(Korea Meteorological Administration, 2017) 연 평균 기온은 전라남도 장성군이 13.

데이터처리

삼나무와 편백 임분의 탄소량에 대한 유의성 검정은 SAS TTEST(P < 0.05), 임목 바이오매스와 임분 환경요 인과의 관계는 선형회귀식, 토양 탄소 농도 및 탄소량과 임분 환경요인과의 관계는 상관분석을 이용하였다(SAS Institute Inc, 2003). 임목 바이오매스 추정 상대생장식은 결정계수와(R²)와 평균제곱근 편차(RMSE)를 이용하여 적합도를 판정하였고, 로그변환 상대생장식의 편이 수정계수는(CF)는 추정표준오차(SEE)로부터 계산하였다(Garcia Villacorta et al.
05), 임목 바이오매스와 임분 환경요 인과의 관계는 선형회귀식, 토양 탄소 농도 및 탄소량과 임분 환경요인과의 관계는 상관분석을 이용하였다(SAS Institute Inc, 2003). 임목 바이오매스 추정 상대생장식은 결정계수와(R²)와 평균제곱근 편차(RMSE)를 이용하여 적합도를 판정하였고, 로그변환 상대생장식의 편이 수정계수는(CF)는 추정표준오차(SEE)로부터 계산하였다(Garcia Villacorta et al., 2015).

성능/효과

임분 환경요인 중 흉고직경과 우세목의 평균 수고는 삼나무가 편백에 비해 양호한 생장특성을 보였다. 그러나 두 임분 사이 흉고단면적에 유의적인 차이는 없었으나, 임목 바이오매스 탄소량은 편 백 임분이 삼나무 임분에 비해 유의적으로 크게 나타났다. 편백 임분의 임목 바이오매스 탄소량이 크게 나타난 것은 목재 기본 밀도와 바이오매스 확장계수 등과 같은 수종 간 고유의 특성에 의해 영향을 받고 있기 때문으로 사료된다.
편백 임분의 임목 바이오매스 탄소량이 크게 나타난 것은 목재 기본 밀도와 바이오매스 확장계수 등과 같은 수종 간 고유의 특성에 의해 영향을 받고 있기 때문으로 사료된다. 임목 바이오매스 탄소량과는 달리 임상 및 토양층의 탄소 농도와 탄소량은 두 수종 간 유의적 차가 없었다. 본 연구 결과에 따르면 인접한 지역의 유사한 입지 환경에 조성된 삼나무와 편백 임분의 임목 바이오매스 탄소량은 임분 발달 과정 동안 유의적인 차이가 발생하지만 임상이나 토양 탄소량은 수종의 영향이 크지 않는 것으로 나타났다.
임목 바이오매스에 저장된 지상부 및 총 탄소량은 삼나 무 95.5 Mg C ha^-1, 129.1 Mg C ha^-1, 편백 117.7 Mg C ha^-1, 157.0 Mg C ha^-1로 편백 임분이 유의적으로 높게 나 타났다(Table 6). 두 수종 사이 임분 흉고단면적은 유의적인 차가 없었기 때문에 임목 바이오매스 탄소량 차이는 임분 환경요인보다는 임목의 본질적인 성질에 의해 영향을 받고 있을 가능성이 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	대기 중 이산화탄소 농도 저감을 위한 가장 효과적인 수단은?	, 2018). 많은 연구들은 임목 식재를 대기 중 이산화탄소 농도 저감을 위한 가장 효과적인 수단 중의 하나로 인정하고 있으며(Shutouand Nakane, 2004; IPCC 2006; Lee et al., 2018), 조림지(forest plantation) 같은 산림경영림의 탄소축적 능력에 대한 정량적 평가의 중요성을 강조하고 있다(Vesterdal etal.
	유사한 입지환경에 조성된 삼나무와 편백 임분을 대상으로 흉고직경과 우세목의 평균 수고를 조사한 결과는?	유사한 입지환경에 조성된 삼나무와 편백 임분을 대상으로 임분 환경요인, 임목, 임상 및 토양 0∼10 cm 깊이의 탄소량을 조사하였다. 임분 환경요인 중 흉고직경과 우세목의 평균 수고는 삼나무가 편백에 비해 양호한 생장특성을 보였다. 그러나 두 임분 사이 흉고단면적에 유의적인 차이는 없었으나, 임목 바이오매스 탄소량은 편 백 임분이 삼나무 임분에 비해 유의적으로 크게 나타났다.
	삼나무와 편백의 조림면적과 임목 축적은?	삼나무와 편백은 우리나라 온대 남부나 난대(아열대) 산림대에 중요한 조림 수종으로 조림면적과 임목 축적은 삼나무 6,296 ha, 1,326,052 m3, 편백 32,580 ha, 6,341,457 m3가 분포하는 것으로 알려져 있다(Korea Forest Research Institute, 2014). 삼나무와 편백은 용재 생산을 위한 경제적인 면뿐만 아니라 산림 휴양 및 치유와 같은 다양한 생태계 서비스 기능을 발휘하는 산림자원으로서 관심이 증대되고 있다.

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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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