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전남 편백림에서의 입지환경요인과 연륜생장량의 상관성 분석
박석곤 ( Seok Gon Park ),유한춘 ( Han Choon You ),오찬진 ( Chan Jin Oh ),최우경 ( Woo Kyong Choi ) 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회지 Vol.29 No.5
본 연구는 전남지역에 조림된 편백림을 대상으로 출현종의 개체수 및 종다양성 등의 식생요인과 토양요인의 상관성을 밝히고, 편백의 연륜생장량에 영향을 미치는 입지환경요인을 분석하였다. 편백림의 식생요인과 토양요인의 상관관 계분석에서 종다양성지수와 CEC·유효인산·치환성 K+사이에서는 높은 정의 상관관계를 보였다(P<0.01). 또한, 출현종수와 CEC·유효인산·치환성 K+· 치환성 Mg2+사이에서도 높은 정의 상관관계를 보였다(P<0.01). 편백의 연륜생장량과 입지환경요인간 상관관계 분석에서 연륜생장량은 유효인산, CEC, 치환성 K+, 전기전도도 등 토양의 보비력 및 비옥도와 높은 상관관계를 보였다(P<0.01). 편백 연륜생장량의 설명변수는 치환성 K+과 유기물함량, 토양산도며, 회귀모형의 설명력(R2)은 74.4%로 높은 수준이었다. 이 모형에서 편백의 연륜생장량은 치환성 K+과 유기물함량이 높을수록 늘어났지만, 토양산도는 낮을수록 줄어들었다. 따라서, 편백의 연륜생장량은 유효인산·CEC·치환성 K+·전기전도도 등의 토양지력이 유효한 영향을 미친 것으로 분석되었다. 또한, 편백림의 토양지력은 편백의 하층식생으로부터의 낙엽공급이 유익한 영향을 미치는 것으로 보인다. This study verified the correlations between vegetation factors, such as the number of individual species and species diversity, and soil factors in Chamaecyparis obtusa (CO) stands in Jeollanam-do. Also, the site environmental factors that affect the annual growth of CO ring width were analyzed. Positive correlations were found between the species diversity index and Cation Exchange Capacity (CEC), available phosphate, and exchangeable K+ (P<0.01). In addition, strong positive correlations were also found between the number of species that appeared in the study site and CEC, available phosphorus, exchangeable K+ and exchangeable Mg2+ (P<0.01). Tree ring growth showed strong correlations with the nutrient holding capacity and fertility of soil, including available phosphate, exchangeable K+, CEC, and electrical conductivity (P<0.01). The explanatory variables of tree ring growth in CO were composed of exchangeable K+, organic matter content, and soil pH. The regression model had a high level of explanatory power, 74.4%. In this model, the annual growth of CO ring width increased when exchangeable K+ and organic matter content were higher but decreased when soil pH was lower. According to the analysis, it is found that the annual growth of CO ring width was significantly affected by soil fertility, including available phosphate, exchangeable K+, CEC, and electrical conductivity. In addition, the soil fertility of CO stands seems to be significantly affected by the supply of fallen leaves from the understory vegetation of CO.
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전남 편백림에서의 입지환경요인과 연륜생장량의 상관성 분석
박석곤 ( Seok Gon Park ),유한춘 ( Han Choon You ),오찬진 ( Chan Jin Oh ),최우경 ( Woo Kyong Choi ) 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2015 No.2
인공림은 단일종으로 구성된 단순식생구조로서 편백림은 임목밀도가 높아 임상으로의 광투과율이 낮으며, 타감작용으로 인해 종다양성이 낮아 생물종다양성 및 바이오매스감소가 문제시 되고 있으며, 오랜 기간 생태적 천이가 중단되어 자연생태계 교란요인이 된다. 특히, 편백순림은 임상이 어두워 하층식생의 발달이 미약하여 낙엽공급량이 적고, 편백의 낙엽 분해속도가 늦어 토양양분으로의 환원을 감소시킨다. 또한, 편백의 낙엽은 비늘잎(麟葉) 파편으로 강우충격에 쉽게 유실되어 유기물 집적이 어려워 강우에 의한토양침식으로 이어져 산림환경이 심각하게 훼손될 수 있음을 많은 연구에서 지적해 왔다. 한편, 산림생태계내의 양분축적량과 양분순환량은 기후조건, 지형, 모암, 산림의 구성종 등에 의해 달라진다고 알려져 있다. 특히, 산림토양의 지력은 임상으로 공급되는 낙엽시기 및 공급량, 낙엽의 질, 낙엽 분해속도, 집적양식 등에따라 토양양분이 크게 달라진다. 산림토양내 이화학적 성질차이는 임목생장과 밀접하게 관련된다. 이 때문에 과거부터식생 변화가 토양양분 특성에 어떤 영향을 미치는지가 관심사였고, 복수의 수종간 비교 연구가 진행되어 왔다. 편백림의 경우 낙엽수에 비교해, 침엽수로서 낙엽의 분해속도가 늦고, 하층식생 발달 미흡으로 바이오매스가 적어 임상으로공급되는 낙엽량이 적다. 이로 인해 편백림의 토양은 지력감소로 이어져 편백의 생장에 악영향을 미칠 수 있을 것이다. 따라서, 본 연구는 전남지역에 조림된 편백림을 대상으로 출현종의 개체수 및 종다양성, 종수 등의 식생요인과 토양요인의 상관관계를 밝히고, 편백의 입지환경이 연륜생장량에 영향을 미치는 요인을 파악하여, 편백의 임목생산에 적합한 적지조건과 동시에 생태적으로 안정적 편백림의 관리방안을 제시하고자 한다. 편백림의 식생 및 입지환경 요인과 연륜생장량의 상관성을 분석하기 위해 대규모로 조림되거나 생육상태가 양호한편백림을 8곳을 연구대상지로 선정하여 2012년 5월부터2014년 8월까지 현지조사를 실시하였다. 이곳에서 식생조사, 입지환경, 편백의 연륜생장량은 조사하였다. 편백림의식생요인(종수 및 종다양성지수, 편백 및 활엽수종의 개체수)과 토양요인(토양산도, 유기물함량, 총질소, 유효인산, 치환성 양이온함량, 양이온치환용량, 전기전도도) 변수간상관관계는 피어슨 상관계수로 분석되었다. 편백의 연륜생장량과 입지환경요인(임목밀도, 해발고, 사면방위, 사면경사, 연간강수량, 연평균온도)의 변수간 상관관계도 분석했다. 또한, 연륜생장량에 영향력이 큰 입지환경요인을 찾고자 다중회귀분석을 실시하였고, 단계선택법으로 독립변수를 제거하여 회귀모형을 구하였다. 편백림에서의 종다양성지수(Shannon index)와 유효인산, 치환성 K+, 양이온치환용량(CEC) 사이에서는 강한 정의 상관관계(P<0.01)를 보였다. 또한, 종수와는 유효인산, 치환성 K+, 치환성 Mg2+, 양이온치환용량이 강한 정의 상관관계(P<0.01)를 보였다. 한편, 개체수와 토양요인의 상관관계의경우, 편백 개체수와 양이온치환용량 사이에서는 결정계수가 0.402로 낮았으나 유의한 부의 상관관계를 보였다. 활엽수의 개체수와 치환성 Ca2+ 사이에는 강한 유의적 정의 상관관계(P<0.01)를 나타났다. 편백의 연륜생장량과 입지환경 요인간의 상관분석 결과(Table 3), 유효인산, 양이온치환용량(CEC), 전기전도도(EC), 유기물함량은 연륜생장량과 강한 정의 상관관계(P<0.001)로 보였다. 반면, 토양산도와는 강한 부의 상관관계(P<0.001)를 보였다. 그 외 입지환경및 토양요인과는 유의적인 상관관계를 보이지 않았다. 본연구에서는 토양의 보비력 및 비옥도의 척도가 되는 양이온치환용량과 전기전도도, 유기물함량이 정의 상관관계라는 결과는 편백이 비옥한 토양에서 생장량이 높다고 볼 수 있다. 편백의 연륜생장량에 크게 영향을 미치는 독립변수는 치환성 K+, 토양산도, 유기물함량이었으며, 회귀모형의 설명력(R2)은 74.4%로 높은 수준이었다. 이 모형에서는 치환성K+과 유기물함량이 높을수록 편백의 연륜생장량이 많았지만, 토양산도는 낮을수록 증가하였다. 다시 말해, 편백의 연륜생장량은 유기물함량, 치환성 K+ 등의 토양지력이 유효한 영향을 미친 것으로 분석되었다. 또한, 편백림의 토양지력은 편백의 하층식생으로부터의 낙엽공급이 유익한 영향을 미쳤다고 할 수 있다. 본 연구조사지가 주로 전남지역으로 한정되어 있기 때문에 입지환경보다 토양요인이 편백의연륜생장에 더 크게 영향을 미친 것으로 판단된다. 편백림의 문제점으로서는 토양지력 저하 및 토양침식 등에 의한 산림환경 훼손 및 임목생산력 저하 등을 들 수 있다. 따라서, 편백 조림적지로서는 인근에 낙엽활엽수림이 위치해 있어 편백림으로의 낙엽공급이 예상되는 곳이나, 토양양분 축적량이 높은 계곡부나 강우에 의해 토양침식이 잘 일어나지 않는 완만한 지역이 유리할 것이다. 더불어, 유령림단계에서 간벌 등으로 적절하게 임목밀도를 조절하여 다양한 자생수종이 유입되어 하층식생이 발달하면, 다양한 낙엽활엽수로부터 낙엽공급이 늘어나 토양지력이 상승하여 편백의 임목생장 측면에서 유효할 것으로 판단된다.
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