In this study, the biogeochemistry management (BGC-MAN) model was applied to North and South Korea pine and oak forest stands to evaluate the Net Primary Productivity (NPP), an indicator of forest ecosystem productivity. For meteorological information, historical records and East Asian climate scenario data of Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) were used. For vegetation information, pine (Pinus densiflora) and oak (Quercus spp.) forest stands were selected at the Gwangneung and Seolmacheon in South Korea and Sariwon, Sohung, Haeju, Jongju, and Wonsan, which are known to have tree nurseries in North Korea. Among the biophysical information, we used the elevation model for topographic data such as longitude, altitude, and slope direction, and the global soil database for soil data. For management factors, we considered the destruction of forests in North and South Korea due to the Korean War in 1950 and the subsequent reforestation process. The overall mean value of simulated NPP from 1991 to 2100 was 5.17 Mg C ha-1, with a range of 3.30-8.19 Mg C ha-1. In addition, increased variability in climate scenarios resulted in variations in forest productivity, with a notable decline in the growth of pine forests. The applicability of the BGC-MAN model to the Korean Peninsula was examined at a time when the ecosystem process-based models were becoming increasingly important due to climate change. In this study, the data on the effects of climate change disturbances on forest ecosystems that was analyzed was limited; therefore, future modeling methods should be improved to simulate more precise ecosystem changes across the Korean Peninsula through processbased models.
본 연구에서는 경북 지역에 분포하는 소나무림을 대상으로 수관연료의 수직적 구조, 수관연료밀도를 파악하고, 여러 가지 변수를 이용한 수관층 각 부위별 연료량 추정식을 개발하고자 하였다. 본 연구 결과에 의하면, 수관층 연료의 수직적 분포 형태는 방추형으로 상대적 높이 비율 0.6~0.8 구간에 가장 많은 연료가 분포하였으며, 0.4 이하의 수관 하단부에는 주로 고사된 가지가 분포하고 0.8 이상부터 상단부로 갈수록 연료가 적어지는 형태를 보였다. 전체 수관에 대한 연료밀도는 평균 0.38kg/㎥이었으며, 이 중 산불 발생 시 쉽게 탈 수 있는 연소가능한 연료의 밀도는 0.21kg/㎥이었 다. 수관 특성 중 수관길이와 수관폭을 이용하여 수관층 연료량 추정식을 개발한 결과 조정결정계수(R2adj)의 범위는 0.56~0.79이었으며, 수관길이와 수관폭을 변수로 함께 사용하였을 경우 조정결정계수(R2adj)가 더 높은 값을 보였다. 본 연구의 결과는 임목에 대한 산불 연료적 관점에서의 다양한 정보를 제공할 뿐만 아니라, 영상자료를 활용하여 수관층 연료량을 추정하는데 활용될 수 있다.
본 연구의 목적은 전국에 분포하는 일본잎갈나무 임분에 대해 산림시업 수행이 직경분포변화에 미치 는 영향에 대해 분석하였다. 본 연구에 사용한 자료는 국가산림자원조사 중 시업지 232plots, 비시업지 47plots의 고정표본점 자료를 활용하였다. 직경분포모델은 Weibull 누적분포함수를 사용하였으며, 분석 방법에는 백분위(Percentile)에 근거한 직경모형추정, 백분위(Percentile)에 대한 모수복구 방법을 사용 하였다. 개발한 모델을 이용하여 산림시업의 수행여부에 따른 시나리오(임령, 지위지수, 임분밀도) 별 임분생장량을 예측한 결과, 시업지 임분의 최대임목본수를 차지하는 평균 흉고직경의 이동이 비시업지 임분에 비해 이동량과 생장량이 더 높게 나타났으며, 대경목이 차지하는 비율 또한 시업지 임분이 높게 예측되었다. 본 연구의 결과는 직경급에 따른 목재생산량의 장기적인 예측과 동적인 임분구조 해석에 기초적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료되어진다.
본 연구는 한국의 내륙지역과 제주도를 포함하는 산림식생을 대상으로 수종 및 임분특성에 맞는 관리방안을 마련하고 지속가능한 산림경영을 위한 산림정책의 기초자료를 구축하기 위함이다. 식생자료는 한반도 전역에 균일하게 분포하고 있는 고정표본점(3,934지점)에서 5년간(2011∼2015년) 수행되어진 제6차 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI)의 수목자료를 활용하였으며, 각 고정표본 점에서 조사되어진 수목의 상대밀도와 상대우점도를 계산하여 중요치(IV)를 산출하였다. 이를 통해 군집분석인 TWINSPAN을 활용하여 대표 임분유형을 분류하였으며, CCA 분석을 통해 임분유형과 환경요인과의 상관관계를 분석하였다.
내륙지역의 TWINSPAN 분석 결과 총 8개의 임분유형으로 그룹화되었다; 1) 편백군락, 2) 곰솔-졸참나무군락, 3) 소나무-리기다소나무군락, 4) 소나무-굴참나무군락, 5) 소나무-신갈나무군락, 6) 일본잎갈나무-잣나무군락, 7) 신갈나무-소나무군락 그리고 8) 신갈나무-피나무군락으로 분류되었다. CCA 분석에 따라 내륙지역의 임분유형은 고도, 임도 및 도로로부터의 거리, 연평균기온, 생장기간 초기 3개월(4∼6월)의 강수량 그리고 비생장기(11∼3월) 동안의 강수량의 변화에 강한 상관관계가 있었다. 제주도는 TWINSPAN 분석 결과 총 7개의 임분유형으로 그룹화되었다; 1) 삼나무-곰솔군락, 2) 곰솔-삼나무군락, 3) 곰솔-종가시나무군락, 4) 곰솔-때죽나무군락, 5) 서어나무-졸참나무군락, 6) 당단풍-개서어나무군락 그리고 7) 구상나무-마가목군락으로 분류되었다. CCA 분석에 따라 제주지역의 임분유형은 고도, 임도 및 도로로부터의 거리, 평균수고, 연평균기온, 생장기(4∼10월) 동안의 강수량, 생장기 초기 3개월의 강수량 그리고 수관밀도의 변화에 강한 상관관계가 있었다.
산림천이는 몇 단계의 산림생태계 변화과정을 거쳐 최종단계인 극상림에 도달하는 것으로 우리나라 온대림의 극상림 을 이루는 대표 수종이 서어나무라고 하는 많은 연구결과가 제시되어 왔다. 특정지역 또는 국지적으로 나타나는 서어나무의 상관 군락을 대상으로 식생구조와 천이과정의 연구가 주를 이루고 있고 우리나라 온대림의 극상림으로서 서어나 무림을 제시한다는 것은 논란이 있을 수 있다. 따라서 본 연구는 2014년부터 2017년까지 17개산 75개소의 서어나무림을 대상으로 식생유형과 층위구조를 파악하고 이에 따른 생태적 천이경향을 구명하고자 수행되었다. 유형분류는 식물 사회학적 방법에 따라 수행하였으며 층위구조는 중요치를 분석하여 파악하였다. 종조성에 따른 유형분류결과, 총 6개의 식생단위와 9개의 종군 유형으로 분류되었다. 서어나무군락군은 난티나무군락, 개암나무군락(갈참나무군, 개암나무전 형군), 철쭉군락(물들메나무군, 개서어나무군, 철쭉전형군)으로 분류되었다. 각 층위별로 중요치를 분석하여 서어나무 림의 천이경향을 예측해 본 결과, 서어나무림은 ① 당분간 서어나무림으로 유지되는 유형(식생단위 2, 3, 6), ② 까치박 달림으로 천이가 진행되는 유형(식생단위 1, 4), ③ 붉가시나무림으로 천이가 진행되는 유형(식생단위 5)의 총 3가지 천이유형으로 나타났다.
이 연구는 강원지역 산지에 자연적으로 성립하여 잔존하고 있는 산림유존목(가슴높이 줄기둘레 300㎝이상)의 체계 적 보전 및 관리를 위한 기초자료(분포실태와 생장특성 그리고 생육임분의 구성적 특성 등)를 제공하는데 그 목적이 있다. 금번 조사에서는 강원지역 산지에서 모두 19종 434개체(침엽수 4종 228개체, 활엽수 15종 206개체)의 산림유존목이 분포하고 있음을 확인하였고, 주목이 전체의 약 46.7%인 203개체로 가장 많은 것으로 나타났다. 줄기둘레는 평균 404㎝(침엽수 373㎝, 활엽수 421㎝)이었고, 설악산 피나무 복간목이 1,113㎝로 가장 크게 났다. 수고와 수관폭은 각각 평균 15.4m, 10.0m이었다. 입지특성은 수종별로 다소 차이가 있지만 해발고도는 대개 1,000m이상, 사면경사도는 25°이상, 사면방위는 북향, 미세지형은 사면상부 등에서 상대적 출현빈도가 높은 경향이었다. 산림유존목 생육임분의 단위면적당(/100㎡) 구성적 특성을 보면, 총피도는 평균 294%(최대 475%), 출현종수는 평균 36종(최대 60종), 종다양 성 지수(H‵) 평균 2.560(최대 3.593), 그리고 수관울폐도는 평균 84.8%(최대 94.6%), 그리고 흉고단면적(/ha)은 평균 52.7㎡(최대 116.4㎡; 산림유존목 개체 30.0㎡, 기타 교목성 개체 22.7㎡)로 나타났다. 한편, 강원지역 산림유존목 개체의 동태 유형을 추정한 결과, 생육환경과 교란강도에 따라 다소 차이는 있으나 “후계수가 낮은 밀도이지만 지속적 으로 공급되는 유형(신갈나무, 전나무, 피나무, 산돌배)”, “후계수가 완전히 단절된 유형(소나무)”, “후계수가 최근 또는 상당기간 단절된 유형(분비나무, 굴참나무, 박달나무)”, 그리고 “후계수가 주기적으로 단절과 공급이 반복되는 유형(호랑버들, 졸참나무)”등 크게 4가지 유형으로 구분되었다.
In the present study, we analyzed ecological functional groups of diverse hymenopteran families from five different vegetation stands in the Gwangneung forest. Hymenopterans were collected using three different traps from March to October 2015. Pollinators were a dominant group from March to May and declined significantly after that period. Parasitic group made major peaks from April to May and made another small peak in August. Predatory group reached to a peak in April and July respectively but appeared to be active even in October when all the other groups mostly disappeared. The vegetative communities were ordinated with the hymenopteran family assemblages using the Nonmetric multidimensional scaling (NMDS). The result of NMDS analysis showed that the community structure of the hymenopteran functional groups from the Quercus rubra stand is different from those of the other stands.
상록성 참나무인 붉가시나무는 난대성 상록활엽수종 중 분포 면적이 가장 넓으며, 난대성 상록활엽수종 중에서는 내한성이 강한 수종으로서 기후 온난화로 인한 난대림의 북상시 가장 높은 위도까지 분포할 수 있는 수종으로 알려 져 있다. 이 연구는 전남지역 완도, 진도, 해남 등 3개지역 붉가시나무 임분을 대상으로 산림구조를 비교분석하는데 목적이 있다. 붉가시나무림의 분포에 대한 문헌 및 연구자의 기존 정보 에 의하여 붉가시나무 성숙목의 밀도가 비교적 높은 임분으 로 완도, 진도, 해남지역에서 각각 1개 임분씩 총 3개 임분 을 선정하였다. 완도지역 임분은 완도수목원내 백운로에 위 치하고 있으며, 진도지역 임분은 의신면 사천리의 양천허씨 문중산에 위치하고, 해남지역 임분은 두륜산도립공원에 위 치하고 있었다. 임분별 조사구의 크기는 20m×25m(500㎡) 로 하였으며, 교목층, 아교목층, 관목층으로 구분하여 식생 조사를 한 후 임분개황, 상대중요치(importance percentage), 종다양성, 유사도지수 등의 산림구조를 분석하였다. 상대중 요치는 임분별 단일조사구인 점을 고려하여 상대밀도와 상 대피도의 합을 2로 나눈 값으로 하였다. 임분개황 조사 결과 교목층의 밀도는 완도 1,020본/ha, 진도 1,600본/ha, 해남 620본/ha이었으며, 교목층의 평균흉 고직경은 완도 20.5cm, 진도 18.2cm, 해남 24.0cm이었다. 이것은 해남지역 임분이 완도와 진도 지역 임분에 비하여 개체목의 크기가 크고 밀도가 낮음을 시사하고 있다. 밀도 와 흉고직경의 종합적인 표현이라고 할 수 있는 교목층의 흉고단면적은 완도 37.2㎡/ha, 진도 47.4㎡/ha, 해남 33.2㎡ /ha이었다. 완도지역 임분은 교목층에서 붉가시나무 상대중요치가 60.1%이었으며 소나무가 19.5%로 준우점종을 이루고 있 었다. 진도지역 임분의 교목층에서는 붉가시나무 상대중요 치가 57.8%이었으며, 구실잣밤나무가 41.5%로 혼생하고 있었다. 해남지역 임분의 교목층에서는 붉가시나무 상대중 요치가 53.0%이었으며, 서어나무가 20.0%로 준우점종을 이루고 있었다. 아교목층에서는 3개 임분 모두 동백나무가 우점종이었다. 관목층의 경우 완도지역 임분은 붉가시나무, 구실잣밤나무, 마삭줄 등이 혼생하고 있었고, 진도지역 임 분은 동백나무, 광나무, 사스레피나무 등이 분포하고 있었 으며, 해남지역 임분은 조릿대, 동백나무, 보리장나무 등이 혼생하고 있었다. 종다양성을 분석한 결과 교목층에서의 출현종수는 완도 지역 임분 8종, 진도지역 임분 3종, 해남지역 임분 8종이었 으며, 종다양도(H')는 각각 0.558, 0.380, 0.666이었다. 관목 층을 포함한 수관층 전체의 출현종수, 종다양도, 균재도(J') 는 완도지역 임분에서 각각 19종, 0.676, 0.528이었고, 진도 지역 임분에서 각각 6종, 0.555, 0.714, 해남지역 임분에서 각각 19종, 0.576, 0.450이었다. 본 조사지의 종다양도가 비교적 낮은 것은 붉가시나무 등 상록활엽수종의 경우 내음 성이 비교적 강하여 임목밀도와 임관층의 울폐도가 높아서 출현종이 제한되기 때문으로 판단된다. 유사도지수를 분석한 결과 교목층의 임분간 유사도지수 는 완도와 진도 57.8%, 완도와 해남 61.2%, 진도와 해남 53.0%이었다. 아교목층의 임분간 유사도지수는 완도와 진 도 85.9%, 완도와 해남 78.2%, 진도와 해남 74.5%이었다. 관목층의 경우 완도와 진도 15.8%, 완도와 해남 9.5%, 진도 와 해남 12.0%이었다. 아교목층의 유사도지수가 높은 것은 동백나무가 3개 임분 모두 상대중요치가 비교적 높은 우점 종이기 때문이었다. 관목층의 경우 임분간 유사도지수가 9.5~15.8%로 낮은 것은 동일한 붉가시나무림일지라도 지 역에 따라 관목층의 종구성이 이질적임을 시사하고 있다.
본 연구는 상록활엽수림의 합리적인 관리를 위한 기초정보를 제공하기 위하여 동백나무림 주변 산림군 집에 대한 상록활엽수종의 치수발생량과 종자산포량을 분석하였다. 치수밀도와 비율의 경우, 동백나무림 과 동백나무림 가장자리, 동백나무림내 해송아래, 편백림에서 발생하는 전체치수의 약 90%이상이 동백나 무를 포함한 참식나무와 후박나무, 광나무, 생달나무, 까마귀쪽나무, 돈나무 등의 상록활엽수류가 차지하고 있었으며, 특히 참식나무, 후박나무, 광나무는 동백나무림에서 200 m 정도 떨어진 해송림과 낙엽활엽수림에까지 밀도는 낮지만 치수발생이 이루어지고 있어 상록활엽수림으로 천이가 시작되고 있었다. 흉고 직경급 분포에서 동백나무는 역J자형의 분포를 나타내고 있었고 후박나무, 참식나무, 광나무는 뚜렷한 경향을 나타내지 않았다. 동백나무 종자는 동백나무림 주변 50 m 이내에 주로 산포되고 있는 것으로 조사 되었다.
2005년에 발생한 강원도 양양산불피해지의 소나무림을 대상으로 산불피해도를 「심」, 「중」, 「경」 단계로 구분하여 산불연소량을 분석하였다. 산불 후 바이오매스는 지표층, 관목층, 수관층으로 나누어 조사하였으며, 산불이 발생하기 전의 바이오매스는 산불 인근 지역의 동일한 재적을 갖는 미피해지 임분과 동일하다고 가정하였다. 지표층과 관목층의 바이오매스는 직접 측정에 의해, 수관층의 바이오매스는 흉고직경과 수고를 이용한 건중량 추정식과 엽면적지수를 이용하여 추정하였다. 피해도가 「심」으로 분류된 plot에서는 약 l7,451kg/ha이, 피해도 「중」 plot에서는 8,724kg/ha, 마지막으로 피해가 경미했던 plot에서는 3,693kg/ha이 산불로 인해 연소된 것으로 분석되었다.
The objective of this study was to develop a management strategy for the recovery of carbon storage capacity of abandoned coal mine forest rehabilitation area. For the purpose, the biomass and stand carbon storage over time after the forest rehabilitation by tree type for Betula platyphylla, Pinus densiflora, and Alnus hirsuta trees which are major tree species widely planted for the forest rehabilitation in the abandoned coal mine were calculated, and compared them with general forest. The carbon storage in abandoned coal mine forest rehabilitation areas was lower than that in general forests, and based on tree species, Pinus densiflora stored 48.9%, Alnus hirsuta 41.1%, and Betula platyphylla 27.0%. This low carbon storage is thought to be caused by poor growth because soil chemical properties, such as low TOC and total nitrogen content, in the soil of abandoned coal mine forest rehabilitation areas, were adverse to vegetation growth compared to those in general forests. DBH, stand biomass, and stand carbon storage tended to increase after forest rehabilitation over time, whereas stand density decreased. Stand' biomass and carbon storage increased as DBH and stand density increased, but there was a negative correlation between stand density and DBH. Therefore, after forest rehabilitation, growth status should be monitored, an appropriate growth space for trees should be maintained by thinning and pruning, and the soil chemical properties such as fertilization must be managed. It is expected that the carbon storage capacity the forest rehabilitation area could be restored to a level similar to that of general forests.
We measured the amount of precipitation, stemflow, and throughfall and concentrations of nine major inorganic nutrients (H+, NH4 +, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cl-, NO3 -, and SO4 2-) to investigate the nutrient inputs into soil from precipitation in Pinus densiflora and Quercus mongolica stands from September 2015 to August 2016. The precipitation inputs of H+, NH4 +, Ca2+, Mg2+, K+, Na+, Cl-, NO3 -, and SO4 2- into soil were 0.170, 15.124, 42.227, 19.218, 14.050, 15.887, 22.391, 5.431, and 129.440 kg·ha-1·yr-1, respectively. The P. densiflora stemflow inputs were 0.008, 0.784, 1.652, 1.044, 0.476, 0.651, 1.509, 0.278, and 9.098 kg·ha-1·yr-1, and those for Q. mongolica were 0.008, 0.684, 2.429, 2.417, 2.941, 1.398, 2.407, 0.436, and 13.504 kg·ha-1·yr-1, respectively. The P. densiflora throughfall inputs were 0.042, 21.518, 52.207 27.694, 20.060, 24.049, 37.229, 10.241, and 153.790 kg·ha-1·yr-1, and those for Q. mongolica were 0.032, 15.068, 42.834, 21.219, 20.294, 20.237, 24.288, 5.647, and 119.134 kg·ha-1·yr-1, respectively. Of the total throughfall flux (i.e., stemflow + throughfall flux) of the nine ions for the two species, SO4 2- had the greatest total throughfall flux and H+ had the lowest. The net throughfall fluxes of the ions for the two species had various correlations with the precedent dry period, rainfall intensity, rainfall amount, and pH of precipitation. The soil pH under the Q. mongolica canopy (4.88) was higher than that under the P. densiflora canopy (4.34). The difference in the soil pH between the two stands was significant (P < 0.01), but the difference in soil pH by the distance from the stems of the two species was not (P > 0.01). This study shows the enrichments of inorganic nutrients by two representative urban forests in temperate regions and the roles of urban forests during rainfall events in a year.
We described the associated variation in site index of Pinus densiflora for. erecta in responses to site variables of soil properties. Additionally, this study was conducted to estimate site index in unstocked land by the physico-chemical properties derived from stocked forest soil and to investigate the effects of the physico-chemical properties by soil layers on site index of surveyed area, totally 77 sites in central Korea. At each site, there were surveyed 14 items of the physico-chemical properties, namely, content of sand, silt and clay, soil pH, organic matter, total nitrogen, available P2O5, cation exchange capacity, exchangeable K+, Na+, Ca++, Mg++, and base saturation. The multiple regression equations using stepwise regression method were applied to this study. In the degree of contribution of the variables to site index by soil horizons, the highly effective variables were Base Sat., Exch. Ca++, T.N., Exch. Mg++, and C.E.C. in A horizon and Base Sat., Exch. Mg++, C.E.C., Soil pH, and O.M. in B horizon of P. densiflora for. erecta stands. As a result, it was concluded that the regressive prediction induced by significant soil site factors by forest soil horizons had useful guidance for finding out the best suitable area especially in unstocked land and further more for establishing successful stands of this species.
This study was carried out in order to estimate site indices and to investigate productivity of Pinus koraiensis in unstocked land by the relationship between site index and physico-chemical properties of forest soil in stocked land. In Pinus koraiensis stand 83 nationwide sites were selected and site index model were estimated with 14 items of physico-chemical properties respectively obtained from A and B horizon of forest soil in each site. According to the relationship between soil properties and site index, it was found that the regressed models by soil properties fitted well in both site production prediction of soil A and B horizons. As a result of these two regressions, significant correlation was found between site index and Exch. Ca++, O.M., Clay, T.N., and Sand in A horizon, while Avail. P2O5, Base Sat., C.E.C., Exch. Mg++, and T.N. and site index have grater correlation in B horizon. In conclusion, these results will provide not only the important criteria for establishment of management forest plan in unstocked land, but also the useful guidance for selecting the suitable sites and trees.
Height-growth analysis was used to examine forest structure and compare Pterocarya rhoifolia and Fraxinus spaethiana growth characteristics within and between each species in two P. rhoifolia-dominant and two F. spaethiana established contemporaneously in the sere, species vertical stratification 25 years after stand initiation was such that P. rhoifolia dominated the overstory but F. spaethiana the understory, including that P. rhoifolia grew about 4 times more rapidly. Similarly, F. spaethiana dominated the overstory but not the understory, in a stand where it established mainly by itself, 25 years after initiation. However, comparing the two different stands, P. rhoifolia overstory heights were about two times greater than F. spaethiana. This suggests that in a disturbance regime, forest regeneration is affected by height-growth patterns such that P. rhoifolia's ability to achieverapid height growth allows it to dominate where lights growth allows it to dominate where light resources are continuously abundant.