국내 주요 수종의 가지 분해

차상섭1*, 구남인1

(1국립산림과학원 산림육성·복원연구과)

Decomposition of branch wood in major tree species in Korea

Sangsub Cha1*, Namin Koo1

(1Forest Resource Management and Restoration Division, National Institute of Forest Science)

요약: 분해는 에너지 흐름과 영양 순환을 통해 산림 생태계를 유지하는 중요한 기능이다. 임상의 나뭇가지는 산림 생태계의 필수 구성 요소이며 많은 생태적인 과정의 조절에 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 임상에 많은 나뭇가지의 분포를 보이는 9 종의 수종을 선정하여 나무의 분해율과 나무의 물리, 화학적 특성이 분해에 미치는 영향을 조사하였다. 나뭇가지 샘플을 막대 모양으로 잘라 일정한 모양으로 만든 뒤, 리터백 방법을 사용하여 시간에 따른 질량 손실을 측정했다. 실험은 40 개월 동안 진행되었으며 약 5~7 개월 간격으로 7번 회수되었다. 분해에 영향을 미치는 주요 요인은 각 분해 단계에서 변화하는 것으로 나타났다. 나무 샘플의 초기 분해 단계는 필수 영양소인 P 농도와 강한 상관관계가 있었고, 이후의 분해단계는 셀룰로오스 및 리그닌 함량과 강한 상관관계가 있었다. 셀룰로오스는 분해의 초기 단계부터 분해율에 영향을 미치기 시작했으며 분해단계가 진행될수록 그 영향은 점차 증가하는 것으로 나타났다. 이것은 셀룰로오스가 나무 분해에 가장 중요한 요소이며, 셀룰로오스의 함량을 나무 분해율의 예측 지표로 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 이를 통해 우리는 나무의 분해 과정이 (1) 나무가 가지고 있던 양분이 분해를 조절하는 초기 분해와 (2) 셀룰로오스가 나무 분해를 조절하는 후기 분해의 두 단계로 구성되어 있고, 셀룰로오스에 의해 조절되는 후기 단계의 분해는 나무 분해가 가지고 있는 독특한 특징을 가진다는 것을 확인하였다.

Abstract: Decomposition helps maintain forest ecosystems through energy flow and nutrient cycles. Branch wood on the forest floor is an essential component of forest ecosystems and plays a key role in the regulation of many local ecological processes. In this study, we selected nine tree species from the Republic of Korea and investigated the wood decomposition rate and effects of wood physico-chemical properties on decomposition. Branch wood samples were cut into sticks, and mass loss was measured over time using the litterbag method. Litterbags were incubated in a deciduous temperate forest for 40 months and retrieved seven times in approximately seven-month intervals. The mass loss was found to be different for each decomposition duration. In our results, the main factor affecting decomposition was found to change at each decomposition stage. The branch wood samples’ early decomposition stage was strongly correlated with the P concentration, which is an essential plant nutrient, and subsequent decomposition stages were strongly correlated with cellulose and lignin contents. Cellulose began to affect the decomposition rate at an early stage, and its effects were found to gradually increase. This indicates that cellulose is an important factor in wood decomposition. Cellulose from branch wood could be used as a predictive index of wood decomposition rate. We hypothesize that the wood decomposition process consists of two phases: (1) when the nutrient level regulates wood decomposition in early decomposition, and (2) when cellulose regulates wood decomposition in late decomposition. These two phases occur in order, and the phase in which cellulose regulates wood decomposition is a representative feature of wood decomposition.

Key words: branch wood, wood decomposition, cellulose