잣나무림 간벌지 내 임업기계 주행으로 인한 토양 CO2 농도 및 방출량 변화

김익현1*, 한상균2, 오재헌3, 최병구2

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2강원대학교 산림과학부, 3국립산림과학원 산림기술경영연구소)

Soil CO2 Efflux and Concentration as Affected by Heavy Machine Traffic in a Pinus koraiensis Thinning Stand

Ik-Hyun Kim1*, Sang-Kyun Han2, Jae-Heun Oh3, Byoung-Koo Choi2

(1Department of Forestry and Environmental Systems, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea,

2Division of Forest Science, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Korea,

3Forest Technology and Management Research Center, National Institute of Forest Science, Pocheon 11187, Korea)

요약: 본 연구는 임목수확작업 시 임업기계의 주행으로 인한 토양 교란 영향을 평가하기 위하여 2018년 9월부터 2020년 9월까지 매월 1회, 총 17회에 걸쳐 강원 화천군 잣나무림 간벌지 내에서 토양 이산화탄소 방출량 (Fc) 및 농도 ([CO2])를 측정하였다. 조사지 내 간벌작업시 사용된 임업기계(그래플쏘, 스키더)의 주행차로 4개를 처리구로 선정하고, 각 처리구 별 대조구를 선정하였다. 임업기계주행 이후 토양 용적밀도 (BD; 0-30 cm)는 대조구 대비 처리구에서 높았으며, 0-10 cm 토양에서 가장 많이 증가하였다. 또한 대조구에 비해 처리구에서 Fc는 높았고 [CO2]는 낮았다. 처리구의 BD와 [CO2]는 주행횟수가 많거나 경사도가 높을 때 많이 증가하였다. 또한 처리구의 BD 증가율이 높을수록 [CO2]의 증가율도 높았으나, BD가 40% 이상 증가하였을 때 [CO2]는 감소하였다. 처리구에서 Fc와 [CO2]간의 R2는 대조구에 비해 낮았으며, 분산의 변동이 큰 것으로 나타났다. 처리구의 온도민감도계수(Q10)는 Fc의 경우 감소하고, [CO2]는 증가하여 답압 이후의 토양 CO2 반응은 여름철에 상대적으로 뚜렷한 것으로 보인다. 답압 이후 3년간의 모니터링 기간 동안 BD와 Fc 및 [CO2]의 연차별 변동은 있었지만 뚜렷한 회복은 확인되지 않았다.

Abstract: Soil CO2 efflux (Fc) and concentration ([CO2]) were measured from September 2018 to September 2020 once a month (total of 17 sampling days) in the four control (C) plots and four trafficked (T) plots. to assess the effects of soil disturbance due to the forestry machine traffic. After machine traffic, the soil bulk density (BD; 0-30 cm soil depth) was high in the T plot relative to the C plot, and the largest increase in 0-10 cm soil depth. In addition, [CO2] was lower and Fc was higher in the T plot compared to the C plot. The BD and [CO2] of T plots increased significantly when the number of machine traffic was high or the gradient was high. [CO2] increased with increasing the BD in the T plot, while [CO2] decreased when the BD increased over 40%. The correlation between Fc and [CO2] was less obvious and more complex in the T plots than the C plots. The temperature sensitivity coefficient (Q10) of Fc was low in the T plot than the C plot while that of [CO2] was high in the T plot than the C plot.  Though the BD, Fc, and [CO2] varied during 3-yr, recovery from compaction was not evident.

Keywords: Forest soil, Heavy machine traffic, Soil compaction, Soil CO2 efflux, Soil CO2 concentration

사사: 본 연구는 국립산림과학원 연구과제(FM0101-2009-1)의 위탁과제지원과 2018년도 정부(미래창조과학부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(NRF-2018R1D1A1B07041766)을 받아 수행되었음.