국가산림자원조사 고정표본점 자료를 활용한 고사목의 탄소저장량 추정

문가현,임종수,강진택 한국기후변화학회 2022 한국기후변화학회지 Vol.13 No.1

The greenhouse gas reduction function of forests is crucial globally in ameliorating climate change. Varying research attempts to assess dead organic matter and carbon stock volume in soil have been conducted. The purpose of this study was to analyze changes in the occurrence of coarse woody debris (CWD) and related carbon stocks using data from the National Forest Inventory (NFI). To monitor changes in forest resources over time, this study used NFI data (2006-2020) that were collected from permanent sample plots every five years; 1,903 sample plots in which CWD occurred were analyzed at each time point and CWD volume was calculated based on tree stem volume. Carbon stocks of CWD were estimated by applying basic woody density and carbon fraction to CWD by tree type and tree decay level. The average volume of CWD decreased from 23.04 to 14.83 m3 ha-1 and carbon stocks of CWD were also reduced from 3.36 to 1.86 ton C ha-1. This analysis estimated carbon stocks of CWD in forests nationwide and the results can be utilized to build a greenhouse gas inventory. Long-term monitoring and research are needed to identify the changing characteristics of CWD carbon storage. As carbon storage in forests is interconnected, monitoring and model development should include trees, CWD, forest floor litter, and soil carbon cycles. Furthermore, an analysis of the effect of anthropogenic activities on carbon cycles in future research would be useful.

학술연구논문 포스터발표 : 3분과: 산림공학, 사방, 토목, 벌채 ; 산림복원지 현황과 개선 방안

문가현,문나현,김기원 한국임학회 2012 한국임학회 학술발표논문집 Vol.2012 No.-

국가산림자원조사 자료를 이용한 소나무의 진계생장 추정식 개발

문가현,임종수,신만용 한국산림과학회 2018 한국산림과학회지 Vol.107 No.4

This study was conducted to develop ingrowth estimation equations on Pinus densiflora found in Gangwon Province and in the center of Korean Peninsula, based on the National Forest Inventory (NFI)’s permanent sampling plot data. For this study, identical sampling plots in 5th and 6th NFI data were collected in order to identify ingrowth amounts for the last 5 years. Following two-stage approaches in developing the ingrowth estimation equations, the logistic regression model was used in the first stage to estimate the ingrowth probability. In the second stage, regression analysis on sampling plots with ingrowth occurrence was used to estimate the ingrowth amount. A candidate model was finally selected as an optimal model after a verification based on three evaluation statistics which include mean difference (MD), standard deviation of difference (SDD) and standard error of difference (SED). In results, a logistic regression model based on the number of sampling plot which did not result in ingrowth (model Ⅵ), was selected for an ingrowth probability estimation equation and exponential function including the species composition (SC) variable was optimal for an ingrowth estimation equation (model Ⅶ). The ingrowth estimation equations developed in this study also evaluated the estimation ability in various forest stand conditions, and no particular issue in fitness or applicability was observed. 본 연구는 국가산림자원조사(NFI) 고정표본점 자료를 기반으로 우리나라에 분포하는 강원지방소나무와 중부지방 소나무의 진계생장 추정식을 개발하기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위해 5년 동안의 진계생장량을 파악할 수 있는 정 보를 제공하는 제5차 및 제6차 NFI의 동일 표본점 자료를 활용하였다. 진계생장 추정식 개발을 위한 2단계 접근법에 따라 첫 번째 단계에서는 진계생장 발생확률을 추정하기 위해 로지스틱 회귀모형을 이용하여 분석을 수행하였으며, 두 번째 단 계에서는 진계생장이 발생한 표본점만을 대상으로 회귀식을 이용하여 진계생장량을 추정하였다. 또한 최적 모형의 선정은 회귀계수가 추정된 후보모형에 대해 모형의 평균편의(MD), 모형의 정도(SDD), 그리고 모형의 표준오차(SED)의 3가지 평 가통계량을 분석한 결과에 근거하여 도출하였다. 그 결과 진계확률 추정식은 진계가 발생하지 않은 표본점 수에 기반한 로 지스틱 회귀모형(모형 Ⅵ)이 선정되었고, 진계생장량 추정식에는 수종구성(SC) 변수를 포함한 지수함수식(모형 Ⅶ)이 최적 모형으로 분석되었다. 이상과 같이 개발된 진계생장 추정식은 다양한 임분조건에 대해 추정능력을 평가하였으며, 적합도나 활용적인 측면에서 문제가 없는 것으로 평가되었다.

Development of ingrowth models for forest types in South Korea

문가현,임종수,문나현,신만용 한국산림과학회 2019 Forest Science And Technology Vol.15 No.4

Understanding of stand growth information is necessary for establishing forest management plans, but accurate models for estimating ingrowth are currently lacking in Korea. This research aims to develop an ingrowth estimation equation according to various forest types using nationwide forest monitoring data by the National Forest Inventory (NFI). A two-stage approach was developed based on the ingrowth database using permanent sample plots from the 5th (2006–2010) and 6th (2011–2015) NFI. In the first stage, the ingrowth probability was estimated using a logistic function. In the second stage, the ingrowth amount was estimated using a conditional function by regression analysis. In results, a logistic regression model based on the number of sampling plot which did not result in ingrowth (Model VI), was selected for an ingrowth probability estimation equation. After performing three types of statistical test to evaluate the ingrowth estimation equation suitability, three optimal models were selected based on their respective estimation ability: Coniferous Forest (Model IV), Broad-leaved Forest (Model VII), and Mixed Forest (Model VI). The estimation ability of the proposed estimation equation was statistically verified and showed no problems of suitability or applicability. If high-quality data are continuously accumulated for comparison and contrast with the present sampling plot data through the ongoing NFI system, this research can present a new direction in ingrowth modeling for Korean forests.

국가산림자원조사 자료를 활용한 고사목의 탄소저장량 변화: 강원도를 대상으로

문가현 ( Ga Hyun Moon ),임종수 ( Jong Su Yim ) 한국산림과학회(구 한국임학회) 2021 한국산림과학회지 Vol.110 No.2

기후변화 영향의 심각성을 인지한 국제사회의 움직임에 발맞춰 우리 정부는 2050 탄소중립 선언을 통해 지속가능한 탄소중립 사회를 지향하고 있으며, 국가 온실가스 감축 목표의 이행을 위해 산림부문을 적극적으로 활용한 전략을 수행중이다. 특히 산림 내 고사목은 탄소저장고로서의 역할을 담당하므로 고정표본점에 대하여 모니터링이 이루어지는 국가산림자원조사(National Forest Inventory; NFI)에서 수집되는 고사목 자료를 활용하여 고사목 축적량과 고사목의 탄소저장량 변화 특성을 구명하는 것은 의의가 크다. 따라서 본 연구는 각 차수별(제5차∼제7차 NFI) 고사목 자료를 활용하여 동일표본점 내 고사목의 발생 현황 및 탄소저장량을 산출하고 시간에 따른 변화 특성을 분석하였다. 강원도 산림에서 각 차수별로 모니터링이 가능한 동일 표본점 2,021개를 분석한 결과 조사차수별 고사목 축적량(m³ ha^-1)은 제5차 및 제6차 NFI에서 각각 4.71과 4.09로 나타났으나, 제7차 NFI에서는 3.09로 감소하는 결과를 보였다. 연도별 고사목의 탄소저장량(ton C ha^-1)은 2009년 0.67, 2014년 0.64, 그리고 2019년 0.41로 분석되어, 시간의 흐름에 따른 감소추세를 나타냈다. 본 연구 결과를 기초자료로 활용하여 향후 전국 산림에 대한 고사목의 탄소저장량 추정 및 시계열적 변화 특성에 대한 지속적인 모니터링 연구가 수행될 필요가 있다. Considering worldwide efforts to mitigate repercussions of climate change, the South Korean government has declared to reach net zero by 2050 to achieve a carbon-neutral sustainable society. For full implementation of NDCs, the government has actively reflected its forestry sector into these strategies. Since coarse woody debris (CWD) in forests represents an enduring carbon storage, it is of particular significance to determine characteristics of changes in carbon stocks of CWD by utilizing data on dead trees monitored in permanent sample plots within national forest inventories (NFIs). In this study, therefore, both occurrence and carbon stocks of CWD were estimated in such plots using data on CWD from the 5^th, 6^th, and 7^th NFIs. Subsequently, characteristics of changes in carbon stocks over time were analyzed. Based on the analysis of 2,021 plots available for monitoring in each NFI of Gangwon Province, the volume of CWD (m³ ha^-1) was found to be 4.71 in the 5^th NFI and 4.09 in the 6^th NFI. However, the volume of CWD declined to 3.09 in the 7^th NFI. Moreover, the annual carbon stocks of CWD (ton C ha^-1) were estimated to be 0.67 in 2009, 0.64 in 2014, and 0.41 in 2019, showing a downward trend over time. This study provides a basis for future research to investigate long-term changes and estimate carbon stocks of CWD in South Korea forests.

환경요인을 이용한 남원시의 적지적수도 제작

문가현 ( Ga Hyun Moon ),김용석 ( Yong Suk Kim ),임주훈 ( Joo Hoon Lim ),신만용 ( Man Yong Shin ) 한국농림기상학회 2015 한국농림기상학회지 Vol.17 No.2

본 연구는 전라북도 남원시의 맞춤형 조림지도인 적지적수도를 제작하기 위해 수행하였다. 이를 위해 남원시에 분포하는 주요 수종별 지위지수 추정식을 개발하고, 수종별로 적지에 적합한 입지조건을 반영한 생육범위를 고려하여 각 수종의 적지분포를 공간적으로 평가하였다. 남원시에 분포하는 주요 8개 수종별 지위지수 추정식은 각각 4-5개의 환경인자 조합이 관여하는 것으로 분석되었으며, 전체 27개의 환경인자 중에서 15개가 수종별지위지수 추정에 사용되었다. 특히 사면위치(X7)와 경사형태(X8), B층 건습도(X11), 연최저 기온(X15), 온량지수(X16) 비생장기간 5개월 동안의 총강수량(X23), 월평균상대습도(X24), 그리고 생장기간 초기 3개월 동안의 월평균 상대습도(X25)가 수종별 지위지수 추정식에 많이 포함되는 것으로 판명되었다. 이상과 같은 방법으로 남원시의 적지적수도를 제작한 후, 적합성 검증을 위해 현지 확인 조사를 수행하였다. 현지 확인 결과 본 연구에서 제작한 적지적수도는 사용 가능한 자료의 한계에도 불구하고 수종별 적지분포를 비교적 무난하게 표현하고 있는 것으로 평가되었다. 하지만 부적지로 평가된 일부 지역의 경우 수정 및 보완이 필요한 것으로 나타났다. This study was conducted to develop a large scale map of species-specific plantation sites based on selected environmental variables such as topography, soil, and climatic factors in Namwon city. Site index equations by tree species were first regressed to 27 environmental variables that could influence the productivity of forest sites using digital forest site maps, digital climate maps, and the 5th National Forest Inventory data. Site index equations by tree species were all evaluated to estimate site productivity using 4-5 environmental variables, and the models’ reliability was confirmed based on evaluation statistics. The determination coefficients of site index equations by species ranged from 0.42 to 0.76. With the site index equations, the site conditions appropriate for productive sites by species were considered to assess spatial distribution of productive areas for each species. The final map for optimal plantation in Namwon city was produced based on both site index equations and site conditions appropriate for productive sites by each species using GIS technique. Field survey was conducted to evaluate the suitability of selected species on the map of species-specific plantation sites. Results showed that the plantation map provides relatively reasonable spatial distribution of productive areas for selected species. It was revealed, however, that the sites evaluated as ‘not suitable’ for any tree species should be revised and complemented with additional information, especially with the site conditions appropriate for productive sites by species of interest. The outcomes of this study are expected to provide information for making customized species-specific plantation maps.

우리나라 입목의 초기 생장 특성에 따른 유령림의 임목축적 산출방안 고찰

문가현 ( Ga Hyun Moon ),문나현 ( Na Hyun Moon ),임종수 ( Jong Su Yim ),강진택 ( Jin Taek Kang ) 한국산림과학회(구 한국임학회) 2020 한국산림과학회지 Vol.109 No.3

우리나라의 산림자원 중 유령림에 포함되는 I 영급(10년생 이하)은 입목이 존재함에도 불구하고 임목축적을 ‘0’으로 가정하여 국가통계를 산출하고 있으며, 온실가스 배출 및 흡수량 산정을 위한 탄소흡수량에서도 누락되고 있다. 지속가능한 산림경영의 이행 및 산림부문 탄소저장량을 산출하기 위해서는 유령림의 산림자원에 대한 정확한 통계정보의 수집이 필요하다. 본 연구는 유령림의 초기 생장 특성을 파악하고 국가산림자원조사에서 수집된 자료를 활용하여 유령림의 임목축적을 추정할 수 있는 방법을 개발하기 위하여 수행하였다. 유령림의 초기 생장 특성을 분석하기 위하여 유령림의 초기 생장에 관한 문헌조사, 수종별 수간석해 분석 및 현실림 임분수확표에 의한 지위지수별 유령림의 생장 특성 등을 분석하였다. 결과적으로 유령림에서 대부분의 입목은 흉고직경 6 cm 미만으로 나타났으며, 흉고직경 6 cm에 도달하는데 평균 12년이 소요되는 것으로 분석되었다. 국가산림자원조사 자료를 활용하여 유령림의 임목축적을 산출하기 위해서는 치수조사구에서 근원경의 경급별 평균묘고가 조사되어야 하며, 교목을 비롯한 다양한 관목이 조사되고 있으므로 교목 수종을 구분할 수 있도록 분석시스템의 개선이 필요한 것으로 나타났다. The growing stocks of young forests that are less than10 years of age have been excluded from the Korean forest resource statistics, despite the existence of standing trees; however, sustainable forest management and carbon removals in the forestry section require complete information regarding forest resources. This study developed a method to estimate the growing stocks for young forests from National Forest Inventory (NFI) data. After reviewing previous research on growth characteristics for young forests, we conducted stem analysis of major species, and examined stand characteristics by site index, based on real yield tables. Our statistical analysis results showed that there were few standing trees with diameters at breast height (DBH) above 6 cm in young stands, and that it would have taken 12 years, on average, to reach 6 cm DBH. This suggests that mean tree height by diameter should be assessed at the root, in order to assess growing stocks for young stands through the NFI. Moreover, the database system should be improved to differentiate tree species, since diverse shrubs, including trees, have been surveyed.

국립 백두대간 테라피단지의 사회적 기업 육성방안

문나현,문가현,김은경,이경민,김기원,박범진,우종민 한국산림휴양복지학회 2012 한국산림휴양학회 학술발표회 자료집 Vol.2012 No.10

수간재적모델에 따른 일본잎갈나무의 수간재적 추정 및 비교

고치웅,문가현,임종수,이선정,김동근,강진택 한국산림과학회 2019 한국산림과학회지 Vol.108 No.4

This study aimed to develop an equation for estimating stem volume for Larix kaempferiin South Korea using independent variables, diameter at breast height (DBH), and height as being closely associated with stem volume. Analysis was conducted on the growth performance of 2,840 Larix kaempferi samples across South Korea after felling them and gleaning diameter data according to both stem height and stem analyses. In order to test the fitness of six different stem taper equations, empirical assessment was conducted for fitness index (FI), bias, mean, and absolute deviation (MAD), and coefficient variation (%CV). The two selectedmodels found to be optimal were the following: model one (     ), established by employing DBH only; and model four (     ) , established by utilizing DBH and height, respectively. The findings of non-linear regression indicated statistical significance (p < 0.05) in a and b, which were the coefficients for the intercepts and slopes of the models. The FI of the models ranged between 94% and 99%, and the bias was close to zero, while MAD ranged from 0.01 to 0.05, and %CV from 5.97 to 14.43, indicating a high level of fitness. Thus, using the suggested models, the basic information necessary for forest management was obtained, and an estimation of the stem volume was effected without delay soon after effecting DBH and height measurements. 본 연구는 수간재적과 상관관계가 높은 흉고직경과 수고를 독립변수로 하여 우리나라 일본잎갈나무의 수간재적 추정식을 개발하고자 하였다. 전국의 분포하고 있는 일본잎갈나무를 총 2,840본의 표준목을 벌채하여 수간고별 직경과 수간석해 자료를 수집하여 생장특성을 조사하였다. 6개의 수간재적모델의 적합도 검정을 위하여 적합도지수, 편차, 평균절대편차, 변이계수를 이용하여 모델의 적합성을 판단하였다. 최종 선정된 모델은 흉고직경만을 이용한 Model 1(     ), 흉고직경과 수고를 이용한 Model 4(     )가 최적의 모델로 선정되었다. 비선형회귀분석을 통한 모델의 절편과기울기계수인 a, b는 0.05수준에서 통계적으로 유의한 값을 보였다. 적합도지수는 94%∼99%로 나타났고, 편차는 두 모델이 0에 근접하였으며, 평균절대편차는 0.01∼0.05, 변이계수는 5.97∼14.43으로 높은 적합도를 보였다. 본 연구에서 제시된 수간재적모델을 이용하여 현장에서 흉고직경 또는 흉고직경과 수고를 측정한 후 바로 재적을 추정할 수 있으며, 산림경영에 필요한 기초 정보를 제공해 줄 것이다.

임상조건 및 지형정보를 이용한 산음자연휴양림의 산림치유지수 개발에 관한 연구

이범,문가현,문나현,고동욱,신만용,김기원 한국산림휴양복지학회 2017 한국산림휴양학회지 Vol.21 No.4

본 연구는 산음자연휴양림을 대상으로 임상조건과 지형정보로 표현되는 물리적 조건의 차이가 산림휴양 또는 치유에 얼마나 영향을 미치는지 정량적으로 파악하기 위해 수행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 문헌조사를 통해 산림치유에 영향을 미치는 인자 10개를 선정하였으며, 선정된 치유인자를 바탕으로 전문가 설문조사를 실시하여 산림치유인자를 최종 확정하였다. 선정된 치유인자는 전문가 설문조사를 바탕으로 인자별 우선인자를 선정하여 가중치를 부여하였다. 인자별 중요도 순위를 바탕으로 100점 만점으로 가중치를 부여한 결과임상조건은 임상, 영급, 경급, 밀도, 그리고 생장상태의 5개 항목에 총 60점, 해발고도 15점, 경사 10점, 그리고음이온(물) 15점을 부여하였다. 이상과 같이 부여된 산림치유인자의 가중치를 연구 대상지인 산음휴양림 임상도의 폴리곤별로 적용하여 산림치유지수를 산출하였으며, 이를 통해 연구 대상지의 산림치유효과를 공간적으로평가하였다. 본 연구에서 얻은 결과는 전국에 산재한 산림휴양시설의 산림치유잠재력에 대한 정확한 정보 제공과 늘어나는 산림자연휴양림 이용객의 정보 욕구 충족에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. This study was conducted to investigate the effect of difference of physical condition expressed by forest conditions and geoinformation on forest healing effect. Through literature review, 10 types of forest healing factors were selected. Based on the selected forest healing facotrs, we conducted an expert survey to finalize the forest healing factors. The selected healing factors were weighted based on the expert questionnaire. Based on importance ranking, we assigned weights with 100 points. As a result, the forest(forest type, age-class, diameter-class, density, and growth conditions) was given 60 points, 15 points for elevation above sea level, 15 points for anions(water), and 10 points for slope. The forest healing index calculated by the weights of the forest healing factors applying the polygons of Saneum recreation forest. Through this study, the forest healing effect of the study site was spatially evaluated. Results from the study are expected to provide accurate information on the effects of forest healing on forest recreation facilities scattered throughout the country and to meet the information needs of growing forest healing people.