[논문]잣나무 인공림의 흉고직경 등급별 생장변화에 관한 연구

정성훈; 서영완; 이대성; 최정기

doi:10.14578/jkfs.2022.111.1.125

[국내논문] 잣나무 인공림의 흉고직경 등급별 생장변화에 관한 연구
A Study on the Growth Change by DBH Class in Korean White Pine Plantations 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.111 no.1, 2022년, pp.125 - 135

정성훈 (강원대학교 산림과학부) , 서영완 (강원대학교 산림과학연구소) , 이대성 (핀란드 자연자원연구원) , 최정기 (강원대학교 산림과학부)

초록
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본 연구는 장기 모니터링 자료를 이용하여 우리나라 잣나무 인공림의 흉고직경, 수고, 흉고단면적, 재적, 바이오매스 생장변화를 파악하기 위해 수행되었다. 또한, 인자별 입목의 상대적 크기에 따른 생장을 비교하여 향후 인공림의 경급별 생산·수확을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 이를 위해 흉고직경 기준 20%씩 총 5개의 등급인 I등급(1~20%, 상위 20%), II등급(21~40%), III등급(41~60%), IV등급(61~80%), V등급(81~100%, 하위 20%) 및 전체등급(0~100%)으로 구분하여 등급별 생장특성을 비교분석하였다. 본 연구에서는 39년간 9회 조사된 자료를 이용하여 총생장과 연평균생장량이 산출되었으며, 입목평균을 이용한 개체목 특성과 단위면적 ha당 산출값을 이용한 임분 특성이 분석되었다. 인자별 총생장 분석 결과, 흉고직경, 흉고단면적, 재적, 바이오매스는 시간이 경과할수록 등급 간 총생장의 차이가 증가하였으나, 수고생장의 차이는 지속적으로 증가하지 않았다. 연평균생장량 분석결과, 평균흉고직경의 I등급 최대값은 23년생 때 0.92 cm·yr^-1로 관측되었으며, 전체등급의 최대값은 17년생 때 0.69 cm·yr^-1로 파악되었다. 평균수고의 I등급 연평균생장량은 23년생 때 0.52 m·yr^-1로 최대였으며, 전체등급의 최대값은 20년생 때 0.49 m·yr^-1로 파악되었다. 개체목 및 임분 단위의 흉고단면적, 재적, 바이오매스의 경우, 본 조사기간인 46년생까지 I등급과 전체등급의 연평균생장량 최대값은 관측되지 않았다. 따라서 해당 인자들의 연평균생장량 최대값을 파악하기 위해서는 보다 장기간의 모니터링이 요구된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, growth changes of the diameter at breast height (DBH), height, basal area, volume, and biomass of Korean white pine (Pinus koraiensis Siebold & Zucc.) on a plantation were examined via long-term monitoring. In addition, this study was performed to provide the basic data for timber production in line with DBH class by comparing the growth of the relative DBH size. Growth characteristics according to DBH class were analyzed by categorizing trees into five classes based on sorted DBH rankings: class I (1%-20%; upper 20%), class II (21%-40%), class III (41%-60%), class IV (61%-80%), class V (81%-100%; lower 20%). A total class (0%-100%) was also used. Total increment and mean annual increment (MAI) were calculated using data from nine measurements taken over 39 years. Tree characteristics based on average values and stand characteristics based on unit area per hectare were examined. According to the total increments of variables, the differences in DBH, basal area, volume, and biomass among classes I-V increased over time, whereas the height difference did not continually increase. According to MAI, the maximum DBH value was 0.92 cm·yr-1 at age 23 in class I, whereas the maximum value in all trees was 0.69 cm·yr-1 at age 17. The maximum value of height MAI for class I was 0.52 m·yr-1 at age 23, whereas that for all trees was 0.49 m·yr-1 at age 20. In terms of basal area, volume, and biomass growth at tree-and stand-level, the maximum MAI of class I and all trees was not observed during the measurement period. Therefore, additional long-term monitoring data are required to determine the maximum MAI of the variables.

주제어

표/그림 (10)

표 Table 1. General description of the experimental sites in Korean white pine plantation.
표 Table 2. Summary statistics of the experimental plots for Korean white pine plantation.
그림 Figure 1. Total growth change and mean annual increment (MAI) of tree DBH. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order. Significant differences among the tree classes at the designated age are indicated by different letters based on Duncan's multiple range test (alpha=0.05).
그림 Figure 2. Total growth change and mean annual increment (MAI) of tree height. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order. Significant differences among the tree classes at the designated age are indicated by different letters based on Duncan's multiple range test (alpha=0.05).
그림 Figure 3. Total growth change and mean annual increment (MAI) of tree basal area. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order. Significant differences among the tree classes at the designated age are indicated by different letters based on Duncan's multiple range test (alpha=0.05).
그림 Figure 4. Total growth change and mean annual increment (MAI) of stand basal area. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order.
그림 Figure 5. Total growth change and mean annual increment (MAI) of tree volume. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order. Significant differences among the tree classes at the designated age are indicated by different letters based on Duncan's multiple range test (alpha=0.05).
그림 Figure 6. Total growth change and mean annual increment (MAI) of stand volume. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order.
그림 Figure 7. Total growth change and mean annual increment (MAI) of tree biomass. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order. Significant differences among the tree classes at the designated age are indicated by different letters based on Duncan's multiple range test (alpha=0.05).
그림 Figure 8. Total growth change and mean annual increment (MAI) for stand biomass. The classes were categorized based on sorted DBH in the descending order.

AI 본문요약
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제안 방법

본 연구는 강원대학교 학술림 내 잣나무 인공림을 대상으로 1981년부터 2020년까지 39년간 9회 조사된 자료를 이용하여 생장변화를 분석하였다. 최종 측정시기인 2020년 표준지 내 입목들의 흉고직경 크기를 기준으로 20%씩 5개 등급(Ⅰ~Ⅴ)으로 구분하여 임령에 따른 등급별 흉고직경, 수고, 흉고단면적, 재적, 바이오매스의 총생장과 연평균생장량을 비교분석하였다. 총생장 분석결과, 최종 측정 시기에 모든 인자에서 등급별 유의적인 차이가 확인되었다.

대상 데이터

본 연구는 강원대학교 학술림 내 잣나무 인공림을 대상으로 1981년부터 2020년까지 39년간 9회 조사된 자료를 이용하여 생장변화를 분석하였다. 최종 측정시기인 2020년 표준지 내 입목들의 흉고직경 크기를 기준으로 20%씩 5개 등급(Ⅰ~Ⅴ)으로 구분하여 임령에 따른 등급별 흉고직경, 수고, 흉고단면적, 재적, 바이오매스의 총생장과 연평균생장량을 비교분석하였다.

데이터처리

본 연구결과에 대한 통계적 분석으로써 인자별 개체목총생장과 연평균생장량 결과를 대상으로 입목 등급별 일원분산분석 및 Duncan의 다중비교검정(alpha=0.05)을 실시하였다. 특히, Duncan 다중비교에 대한 통계적 검정결과는 최종 측정시기의 임령에 대해 각 Figure 내 함께 제공되었으며, 연평균생장량의 최대값이 관측된 임령에 대해서도 추가적으로 분석되었다.

성능/효과

수고의 연평균생장량은 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ등급의 경우 20년생에서, Ⅰ등급은 23년생에서 최대값이 관측되었다. 개체목 및 임분 흉고단면적 연평균생장량은 Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ등급의 경우 23년생 때 최대값에 도달한 반면, Ⅰ, Ⅱ등급 및 전체입목의 생장량은 연구기간 내에 최대값에 도달하지 않았다. 또한, 개체목과 임분 재적의 연평균생장량은 모든 등급에서 연구기간 내 최대값에 도달하지 않았다.
개체목 바이오매스 총생장은 개체목 재적 총생장과 마찬가지로 Ⅰ등급의 생장이 나머지 등급에 비해 상대적으로 높았다. 등급별 46년생에서 개체목 바이오매스는 Ⅰ등급 524.
2 kg로 등급 간 차이가 분석되었다. 따라서 동일 잣나무 인공림 내에서도 흉고직경, 재적, 바이오매스와 같은 개체목 총생장은 등급별로 차이가 있음이 확인되었다. 임분 단위의 흉고단면적, 재적, 바이오매스 총생장은 지속적으로 증가하는 경향이었으나, 임령에 따른 증가량이 상이하였다.
또한, 개체목과 임분 재적의 연평균생장량은 모든 등급에서 연구기간 내 최대값에 도달하지 않았다. 바이오매스의 경우 입목당 그리고 단위면적당 평균생장량은 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ등급과 전체입목에서 최대값에 도달하지 않는 반면, Ⅳ, Ⅴ등급은 23년생에서 최대값이 나타났다. 본 연구는 재적수확 또는 바이오매스 최대 벌기령 연구를 위한 참고자료로 사용될 것으로 기대되며, 장기모니터링에 의한 지속적인 임분생장 연구가 요구된다.
연평균생장량 분석결과, 흉고직경과 수고는 특정 임령에서 생장량 최대값이 관측된 후 점차 감소하는 경향을 보였다. 즉, 평균흉고직경 연평균생장량은 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ등급의 경우 17년생에서 최대값을 보였고, Ⅰ등급은 23년생에서 최대값이 나타났다.
연평균생장량 분석결과, 흉고직경과 수고는 특정 임령에서 생장량 최대값이 관측된 후 점차 감소하는 경향을 보였다. 즉, 평균흉고직경 연평균생장량은 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ등급의 경우 17년생에서 최대값을 보였고, Ⅰ등급은 23년생에서 최대값이 나타났다. 수고의 연평균생장량은 Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ등급의 경우 20년생에서, Ⅰ등급은 23년생에서 최대값이 관측되었다.
최종 측정시기인 2020년 표준지 내 입목들의 흉고직경 크기를 기준으로 20%씩 5개 등급(Ⅰ~Ⅴ)으로 구분하여 임령에 따른 등급별 흉고직경, 수고, 흉고단면적, 재적, 바이오매스의 총생장과 연평균생장량을 비교분석하였다. 총생장 분석결과, 최종 측정 시기에 모든 인자에서 등급별 유의적인 차이가 확인되었다. 특히, 최종 측정시기인 46년생 때 흉고직경은 Ⅰ등급 32.
특히, 최종 측정시기인 46년생 때 흉고직경은 Ⅰ등급 32.8 cm, Ⅴ등급 15.2 cm이었으며, 재적은 Ⅰ등급 0.8300 m³, Ⅴ등급 0.1665 m³이었고, 바이오매스는 Ⅰ등급 524.0 kg, Ⅴ 등급 101.2 kg로 등급 간 차이가 분석되었다
흉고단면적, 재적, 바이오매스의 경우, 개체목 뿐만 아니라 임분의 생장변화도 파악하기 위해 표준지 내 결과를 이용하여 단위면적인 ha당 산출 값이 분석되었다. 각 생장인자에 대하여 조사시기별 총생장(Total increment)과 연평균생장량(Mean annual increment, MAI)이 산출되었으며, 연평균생장량은 식 8을 통해 산출되었다.

후속연구

임분 단위의 흉고단면적, 재적, 바이오매스 총생장은 지속적으로 증가하는 경향이었으나, 임령에 따른 증가량이 상이하였다. 또한, 본 연구대상지가 간벌이 이루어진 시험지임에 따라 향후 무간벌지의 장기 모니터링 자료를 비교하여 다양한 생장특성 파악이 필요하다고 사료된다.
바이오매스의 경우 입목당 그리고 단위면적당 평균생장량은 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ등급과 전체입목에서 최대값에 도달하지 않는 반면, Ⅳ, Ⅴ등급은 23년생에서 최대값이 나타났다. 본 연구는 재적수확 또는 바이오매스 최대 벌기령 연구를 위한 참고자료로 사용될 것으로 기대되며, 장기모니터링에 의한 지속적인 임분생장 연구가 요구된다.

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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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