[논문]상수리나무, 신갈나무, 졸참나무, 굴참나무 임분의 임목 바이오매스와 토양 탄소 저장량

이상태; 정상훈; 김춘식

doi:10.14578/jkfs.2022.111.3.365

상수리나무, 신갈나무, 졸참나무, 굴참나무 임분의 임목 바이오매스와 토양 탄소 저장량
Carbon Stocks in Tree Biomass and Soils of Quercus acutissima, Q. mongolica, Q. serrata, and Q. variabilis stands 원문보기

한국산림과학회지 = Journal of korean society of forest science, v.111 no.3, 2022년, pp.365 - 373

이상태 (국립산림과학원 산림기술경영연구소) , 정상훈 (국립산림과학원 산림기술경영연구소) , 김춘식 (경상국립대학교 환경산림과학부)

초록
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본 연구는 낙엽활엽수종인 참나무류 중 상수리나무, 굴참나무, 신갈나무, 졸참나무 4개 수종을 대상으로 임목 바이오매스 및 토양 탄소 저장량을 비교하였다. 2016년부터 2021년 사이 전국 경제림 단지에 분포하는 상수리나무 110개소, 신갈나무 177개소, 졸참나무 96개소, 굴참나무 148개소 등 총 531개소를 대상으로 임분 현황을 조사하고 토양 A층과 B층의 탄소 농도를 분석하였다. 임목 바이오매스의 탄소 저장량은 평균 임령 57년생인 신갈나무 임분이 144.9 Mg C ha^-1, 43년생인 굴참나무 임분 123.7 Mg C ha^-1, 43년생인 졸참나무 임분 120.1 Mg C ha^-1, 36년생인 상수리나무 임분 113.2 Mg C ha^-1 순이었다. 토양 탄소 농도는 신갈나무 임분의 A층이 43.1 mg C g-1로 졸참나무 임분 31.0 mg C g-1, 굴참나무 임분 25.3 mg C g-1, 상수리나무 임분 24.4 mg C g-1에 비해 유의적으로 크게 나타났다. 토양 탄소 저장량은 신갈나무 임분이 116.8 Mg C ha^-1로 타 참나무류 임분에 비해 가장 높고, 상수리나무 임분은 49.3 Mg C ha^-1로 가장 낮은 값을 보였다. 총 탄소 저장량은 신갈나무 임분 262 Mg C ha^-1, 졸참나무 임분 218 Mg C ha^-1, 굴참나무 임분 211 Mg C ha^-1, 상수리나무 임분 163 Mg C ha^-1 순이었으며 해발고, 임령, 평균 흉고직경, 평균 수고, 흉고단면적이 증가함에 따라 탄소 저장량도 증가하는 경향을 보였다. 조사된 4개 수종의 총 탄소 저장량은 흉고단면적과 해발고 같은 설명 변수를 이용한 다중 회귀모델에 의해 유의적인(P<0.05) 추정이 가능하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

We compared carbon stocks in tree biomass and soils of Quercus acutissima, Q. mongolica, Q. serrata, and Q. variabilis stands. A total of 531 plots (Q. acutissima: 110 plots, Q. mongolica: 177 plots, Q. serrata: 96 plots, Q. variabilis: 148 plots) were examined between 2016 and 2021 to determine the tree biomass and soil carbon stocks throughout the country. The carbon stocks of tree biomass were significantly higher in Q. mongolica (mean stand age, 57 years, 144.9 Mg C ha-1) than in Q. variabilis (mean stand age, 43 years, 123.7 Mg C ha-1), Q. serrata (mean stand age, 43 years, 120.1 Mg C ha-1), and Q. acutissima (mean stand age, 36 years, 113.2 Mg C ha-1) stands. The soil carbon concentration was significantly higher in Q. mongolica (A: 43.1 mg C g-1) than in Q. serrata (31.0 mg C g-1), Q. variabilis (25.31 mg C g-1), and Q. acutissima (24.4 mg C g-1) stands. The soil carbon stocks were significantly higher in Q. mongolica (116.8 Mg C ha-1) than in Q. acutissima (49.3 Mg C ha-1) stands. Total carbon stocks of tree biomass and soil were highest in Q. mongolica (262 Mg C ha-1), followed by Q. serrata (218 Mg C ha-1), Q. variabilis (211 Mg C ha-1), and Q. acutissima (163 Mg C ha-1) stands. Multiple linear regressions were performed to estimate the total carbon stocks of the four Quercus spp., and results showed that total carbon stocks increased with increasing elevation, mean diameter at breast height, and basal areas. Basal area and elevation of Quercus spp. stands were important explanatory variables based on multiple linear regressions for estimating carbon stocks.

주제어

표/그림 (8)

표 Table 1. Carbon emission factors of four different oak species reported in Greenhouse Gas Inventory and Research Center in Korea (Greenhouse Gas Inventory and Research Center of Korea, 2016).
표 Table 2. General stand attributes in four different oak stands.
그림 Figure 1. Organic carbon stocks of aboveground and root biomass in four oak stands (QA: Q. acutissima, QM: Q. mongolica, QS: Q. serrata, QV: Q. variabilis). The box represents the median and the 25^th and 75^th percentiles, × represents the arithmetic mean, the solid lines extend to 1.5 of the interquartile range and the values outside this range are indicated by circles. Different small and capital letters on the bar represent a significant difference in aboveground and root biomass, respectively, among f our different o ak s tands a t P < 0.05.
그림 Figure 2. Soil organic carbon concentration and stocks of A and B horizons in four different oak stands (QA: Q. acutissima, QM: Q. mongolica, QS: Q. serrata, QV: Q. variabilis). The box represents the median and the 25^th and 75^th percentiles, × represents the arithmetic mean, the solid lines extend to 1.5 of the interquartile range and the values outside this range are indicated by circles. Different small and capital letters on the bar represent a significant difference in A and B horizons, respectively, among four different oak stands at P < 0.05.
$Table 3. Soil depth, bulk density, coarse fraction, sand content, and soil organic matter of A and B horizons in four different oak stands.$ 표 Table 3. Soil depth, bulk density, coarse fraction, sand content, and soil organic matter of A and B horizons in four different oak stands.
그림 Figure 3. Total organic carbon stocks of stand biomass and soils at A and B horizons in four different oak stands (QA: Q. acutissima, QM: Q. mongolica, QS: Q. serrata, QV: Q. variabilis). The box represents the median and the 25^th and 75^th percentiles, × represents the arithmetic mean, the solid lines extend to 1.5 of the interquartile range and the values outside this range are indicated by circles. Different small and capital letters on the bar represent a significant difference in stand biomass and soil, respectively, among four different oak stands at P < 0.05.
그림 Figure 4. Relationships between total organic carbon stocks and stand parameters in four different oak stands (QA: Q. acutissima, QM: Q. mongolica, QS: Q. serrata, QV: Q. variabilis). ***: P<0.001, ns: non-significant.
표 Table 4. Multiple regression equations to estimate total organic carbon stocks (tree biomass and soil carbon stocks) of four different oak stands.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 우리나라 대표적 낙엽활엽수종인 상수리나무, 굴참나무, 신갈나무, 졸참나무 임분을 대상으로 임목 바이오매스 및 토양에 저장된 탄소 저장량을 비교하고, 해발고, 임령, 평균 흉고직경, 흉고단면적 같은 입지 및 임분속성을 이용한 탄소 저장량 추정 모델의 제시를 목적으로 하고 있다.

성능/효과

05), 유의적인 총 탄소 저장량 추정이 가능한 것으로 나타났다(Figure 4). 다중회귀식의 설명력은 상수리나무가 0.58로 가장 높게 나타났으며, 굴참나무는 0.13으로 가장 낮았다. 조사한 4개 수종 전체를 포함하는 총 탄소 저장량 추정식의 설명력은 0.
상수리나무, 신갈나무, 졸참나무, 굴참나무 임분을 대상으로 임목 바이오매스와 토양에 저장된 탄소 저장량은 수종별 차이가 있었다. 주로 높은 해발고와 임령이 높았던 신갈나무 임분의 탄소 저장량이 크게 나타났으며, 낮은 해발고에 위치하여 유기물의 분해나 인위적인 교란이 심하였을 것으로 사료되는 상수리나무 임분은 탄소 저장량이 낮았다.
주로 높은 해발고와 임령이 높았던 신갈나무 임분의 탄소 저장량이 크게 나타났으며, 낮은 해발고에 위치하여 유기물의 분해나 인위적인 교란이 심하였을 것으로 사료되는 상수리나무 임분은 탄소 저장량이 낮았다. 임목 바이오매스와 토양에 저장된 총 탄소 저장량 증가는 해발고와 같은 입지 속성이나 흉고단면적, 흉고직경, 임령 등과 같은 생장 속성과 유의적인 관계를 보였으나 임분 밀도와는 뚜렷한 관계가 없었다. 본 연구에서 제시된 다중회귀식은 해발고, 흉고단면적, 임령, 평균 수고 등과 같은 입지 및 임분속성을 이용하여 수종별 총 탄소저장량 추정에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.
조사된 4개 수종의 흉고단면적, 해발고, 평균 흉고직경 등의 설명변수를 이용하여 다중회귀 분석 결과 회귀식의 유의성이 인정되었으며(P<0.05), 유의적인 총 탄소 저장량 추정이 가능한 것으로 나타났다(Figure 4)
13으로 가장 낮았다. 조사한 4개 수종 전체를 포함하는 총 탄소 저장량 추정식의 설명력은 0.45로서 졸참나무 임분이나 굴참나무 임분의 수종별 추정식의 설명력보다 높았다(Table 4). 조사한 4개 수종의 임목 바이오매스와 토양의 총 탄소 저장량과 해발고, 임령, 임분 밀도, 평균 흉고직경, 평균 수고, 임분 흉고단면적의 관계를 조사한 결과, 흉고단면적, 해발고, 임령 등의 증가에 따라 총 탄소 저장량도 선형 증가 경향을 보였다(Figure 4).
45로서 졸참나무 임분이나 굴참나무 임분의 수종별 추정식의 설명력보다 높았다(Table 4). 조사한 4개 수종의 임목 바이오매스와 토양의 총 탄소 저장량과 해발고, 임령, 임분 밀도, 평균 흉고직경, 평균 수고, 임분 흉고단면적의 관계를 조사한 결과, 흉고단면적, 해발고, 임령 등의 증가에 따라 총 탄소 저장량도 선형 증가 경향을 보였다(Figure 4).
상수리나무, 신갈나무, 졸참나무, 굴참나무 임분을 대상으로 임목 바이오매스와 토양에 저장된 탄소 저장량은 수종별 차이가 있었다. 주로 높은 해발고와 임령이 높았던 신갈나무 임분의 탄소 저장량이 크게 나타났으며, 낮은 해발고에 위치하여 유기물의 분해나 인위적인 교란이 심하였을 것으로 사료되는 상수리나무 임분은 탄소 저장량이 낮았다. 임목 바이오매스와 토양에 저장된 총 탄소 저장량 증가는 해발고와 같은 입지 속성이나 흉고단면적, 흉고직경, 임령 등과 같은 생장 속성과 유의적인 관계를 보였으나 임분 밀도와는 뚜렷한 관계가 없었다.
전 토심은 상수리나무 임분이 51cm로 타 참나무류에 비해 얕게 나타났다. 토양 용적밀도는 신갈나무 임분, 석력함량은 졸참나무나 굴참나무 임분이 상수리나무 임분에 비해 높았다(Table 3).
토양단면 조사 결과 A층의 토심은 졸참나무 임분이 20 cm로 가장 깊게 나타난 반면, B층은 졸참나무 임분이 41 cm로 가장 얕았다. 전 토심은 상수리나무 임분이 51cm로 타 참나무류에 비해 얕게 나타났다.

후속연구

임목 바이오매스와 토양에 저장된 총 탄소 저장량 증가는 해발고와 같은 입지 속성이나 흉고단면적, 흉고직경, 임령 등과 같은 생장 속성과 유의적인 관계를 보였으나 임분 밀도와는 뚜렷한 관계가 없었다. 본 연구에서 제시된 다중회귀식은 해발고, 흉고단면적, 임령, 평균 수고 등과 같은 입지 및 임분속성을 이용하여 수종별 총 탄소저장량 추정에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

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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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