초록 ▼

□ 연구개요
기후변화로 인해 빈번히 발생될 것으로 예측되는 극한 가뭄이 산림생태계 내 토양의 이·화학적 특성과 토양 CO₂ 방출에 미치는 영향 및 조절인자를 규명하는 연구가 절실히 요구된다. 해외에서는 다양한 기후, 산림, 처리구의 규모 등을 통해 산림 내 강수를 차단하여 산림토양의 CO₂ 반응을 모니터링 하여 왔으나, 이에 대한 결과를 우리나라 산림생태계 및 산림토양에 직접 적용하는 것은 무리가 있을 것으로 보인다. 또한, 우리나라의 기후조건, 특히 가뭄의 특성, 산림토양, 식생 조건에서 도출되어진 산림토양의 CO₂ 방출량

□ 연구개요
기후변화로 인해 빈번히 발생될 것으로 예측되는 극한 가뭄이 산림생태계 내 토양의 이·화학적 특성과 토양 CO₂ 방출에 미치는 영향 및 조절인자를 규명하는 연구가 절실히 요구된다. 해외에서는 다양한 기후, 산림, 처리구의 규모 등을 통해 산림 내 강수를 차단하여 산림토양의 CO₂ 반응을 모니터링 하여 왔으나, 이에 대한 결과를 우리나라 산림생태계 및 산림토양에 직접 적용하는 것은 무리가 있을 것으로 보인다. 또한, 우리나라의 기후조건, 특히 가뭄의 특성, 산림토양, 식생 조건에서 도출되어진 산림토양의 CO₂ 방출량 변화를 평가하는 것은 도전해 볼 만한 가치가 있다. 따라서, 본 연구는 산림 내에서 실험적인 현장 가뭄실험을 통해 향후 기후변화로 인해 빈번히 발생될 것으로 예측되는 극한 가뭄이 산림생태계 내 토양의 이·화학적 특성과 토양 CO₂ 방출에 미치는 영향을 규명하기 위함이다.

□ 연구 목표대비 연구결과
○ 연구대상지 선정, 가뭄처리구(강수차단지붕) 및 계측시스템 구축
선정된 연구대상지는 연구수행기관과 약 30분 거리에 위치하고 있어, 정기적이고 반복적인 데이터 수집이 용이하고, 강수차단 지붕의 유지보수 및 각종 계측장비의 정기적인 점검을 원활하게 수행하는데 효과적이었다. 구축된 시스템은 토양수분 및 토양온도 모니터링 결과 설치된 가뭄처리구의 강수차단막으로 인한 그린하우스 영향이 미치지 않았음을 의미하며, 가뭄처리 시뮬레이션을 위한 강수차단의 목적이 토양수분에만 국한되었다는 것을 의미하는 것으로 산림 내 현장 가뭄처리 시뮬레이션의 영향을 파악하는데 중요한 판단 근거가 된다.
○ 가뭄처리 후 토양의 이화학적 특성 변화
극한 가뭄은 시험의 가설과는 다르게 토양의 이화학적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났고, 이는 실험기간의 한계 때문인 것으로 사료되며 장기적인 모니터링의 필요성을 의미한다.
○ 가뭄처리가 토양 CO₂ 방출에 미치는 영향
토양의 평균 CO₂ 방출량은 대조구에 비해 가뭄처리구에서 약 2.2배 적게 방출되는 것으로 나타났고, 이는 가뭄처리가 토양의 CO₂ 방출량에 유의적인 영향을 미쳤다는 것을 의미한다. 특히 가뭄처리 후 미생물의 호흡량은 대조구에 비해 약 65% 감소된 것으로 분석되어, 가뭄처리 후 토양의 CO₂ 방출량의 감소는 가뭄처리의 영향에 따른 미생물의 호흡량 감소와 직접적인 원인이 있는 것으로 파악되었다.
○ 가뭄처리가 토양 미생물 군집에 미치는 영향
전체적으로 가뭄처리 후 미생물군집의 종풍부도는 감소한 것으로 나타났다. 세부적으로 Acidobacterias는 대조구와 가뭄처리구 모두에서 공통적으로 증가하는 경향을 나타냈고, 특정 phulum인 Planctomycetes는 가뭄처리구에서 증가율이 높게 나타난 것으로 분석되었다. 특히, Furmicutes는 가뭄처리구에서 대조구에 비해 5배 이상 증가한 것으로 분석되었다. 또한, Chloroflexi, AD3, and Chlamydiae는 대조구에서만 증가하는 경향을 보였다. Actinobacteria 는 대조구와 가뭄처리구 모두에서 공통적으로 현저히 감소한 것으로 분석 되었고, Proteobacteria는 대조구에서만 현저히 감소한 것으로 나타났고, Chloroflexi and AD3는 가뭄처리구에서만 감소한 것으로 분석되었다.
○ 가뭄처리가 수목생장에 미치는 영향
낙엽송 임분의 간벌 후 조림된 잣나무를 대상으로 수목생장에 미치는 가뭄처리의 영향을 분석한 결과, 가뭄처리 14개월 후 대조구의 직경은 4cm, 가뭄처리구의 직경은 3.1cm 나타나 두 처리구 사이에 유의적인 차이가 있는 것으로 분석되었다. 따라서, 가뭄처리는 수목의 직경생장에 영향을 준 것으로 보이며, 이러한 원인은 가뭄처리로 인한 수분 스트레스 및 토양미생물군집의 감소에 기인한 것으로 판단된다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구는 산림 내에서 실험적인 현장 가뭄실험을 통해 향후 기후변화로 인해 빈번히 발생될 것으로 예측되는 극한 가뭄이 산림생태계 내 토양의 이·화학적 특성과 토양 CO₂ 방출에 미치는 영향을 규명하기 위해 수행되었다. 또한, 우리나라의 기후조건, 특히 가뭄의 특성, 산림토양, 식생 조건에서 도출되어진 산림토양의 CO₂ 방출량 변화 및 영향인자를 도출했다는 점에서 의미 그 창의성 및 독창성이 있다. 극한 가뭄은 시험의 가설과는 다르게 토양의 이화학적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나, 토양의 CO₂ 방출량에 유의적인 영향을 미쳤다. 가뭄처리 후 미생물군집의 종풍부도는 감소한 것으로 나타났고, 이는 가뭄처리 후 토양미생물의 호흡량 감소와 직접적인 원인이 있는 것으로 파악되었다. 이러한 결과는 수목의 생장량 감소의 결과를 초래하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 3
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 14
• 끝페이지 ... 20