계절별 PM2.5가 산림 생산성에 미치는 영향의 정량화

-겨울철 부정적 vs. 여름철 긍정적-

이호진1,2*, 전지현1, 이민수1, 김현석1,2,3,4

(1서울대학교 산림과학부, 2서울대학교 협동과정 농림기상학전공, 3국가농림기상센터,

4서울대학교 농업생명과학연구원)

Quantifying the Effect of Seasonal PM2.5 on Forest Productivity

- Negative in winter vs. positive in summer -

Hojin Lee1,2*, Jihyeon Jeon1, Minsu Lee1, Hyun Seok Kim1,2,3,4

(1Department of Forest Sciences, Seoul National University, 2Interdisciplinary Program in Agricultural and Forest Meteorology, Seoul National University, 3National Center for AgroMeteorology, 4Research Institute for Agriculture and Life Sciences, Seoul National University)

요약: 최근 미세먼지가 심각한 사회문제로 대두되면서 산림이 미세먼지 저감을 위한 해결 방안으로 제시되고 있다. 산림은 잎의 미세먼지 흡수 및 흡착 기능을 통해 대기 중 미세먼지 농도를 저감시키므로 미세먼지 차단숲 및 바람길숲 조성을 통한 대기 정화에 큰 역할을 할 수 있다. 그러나 미세먼지가 산림에 미치는 영향에 대한 연구는 아직까지 미흡한 실정이므로 본 연구에서는 계절별 미세먼지 농도가 산림의 생산성에 미치는 영향을 분석하였다. 연구대상지는 경기도 광주시 서울대학교 태화산학술림 내 잣나무 조림지와 참나무 임분으로 2018년부터 2019년까지 광산란법 기반의 미세먼지 입자수 측정기를 이용하여 PM2.5 농도를 측정하였고, 에디 공분산 시스템을 이용하여 산림의 순생태계생산성(net ecosystem productivity, NEP)을 측정하였다. 여름철 PM2.5 농도의 증가는 산란광을 증가시켜 두 임분의 NEP가 증가하였으나, 봄, 가을, 겨울철에는 산란광과 NEP 모두 감소하였다. 이는 여름철에 산림의 BVOCs 배출이 증가하여 빛을 산란시키는 특성이 높은 OC(organic carbon)의 비율이 높아지고, 겨울철은 화석연료 사용의 증가로 빛을 흡수하는 BC(black carbon) 또는 EC(elemental carbon)의 비율이 높아지기 때문으로 생각된다. 본 연구는 미세먼지의 발생원인에 따라 산림 생산성이 받는 영향이 달라질 수 있음을 시사한다.

Abstract: Forests are a solution for fine dust reduction because of foliar dust absorption and adsorption. However, the study on the fine dust impact on forests is still insufficient. This study analyzed the effect of seasonal fine dust concentration on forest productivity. The measurements of PM2.5 concentrations and net ecosystem productivity (NEP) were conducted using laser particle counters and eddy covariance system at Korean pine and oak stands on Taehwa Research Forest of Seoul National University from 2018 to 2019. In summer, increase in PM2.5 concentrations enhanced NEP at both stands by increase in diffuse light, but in spring, autumn, and winter, it decreased both diffuse light and NEP. It is thought that increased BVOCs emissions from forests in summer raised the proportion of organic carbon (OC) that typically scatters light, while use of fossil fuels in winter for heating raised the proportion of light-absorbing black carbon (BC) or elemental carbon (EC). This study suggests that the impact of PM2.5 on forest productivity may vary depending on the source of fine dust.

사사: 본 연구는 산림청 미세먼지 대응 도시숲 연구 사업(2019156A00-2021-0101)의 지원에 의해 이루어진 것임.