산림토양의 토양수분 보유곡선식 추정 및 특성 분석

임홍근*, 최형태, 김재훈, 양현제

(국립산림과학원 산림육성·복원연구과)

Estimation and Characteristics Analysis

of Forest soil water retention curve

Honggeun Lim*, Hyung Tae Choi, Jae-Hoon Kim, Hyunje Yang

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

요약: 이 연구는 산림토양의 최적 토양수분 보유곡선식을 추정하고, 특성을 분석하기 위해 수행되었다. 전국 1,160개 산림지를 대상으로 토양 코어 샘플을 채취하였고, 토양의 물리적 특성과 산림의 입지·환경 인자를 바탕으로 추정 모델식을 개발하였다. 산림토양의 토양수분 보유곡선의 작성을 위해서는 van Genuchten 식을 기반으로 한 Fredlund and Xing 식을 이용하여 작성하였다. 측정지점별 토양수분 보유곡선식의 최적 파라미터 결정을 위하여 분석된 최대용수량, 포장용수량, 수분당량을 기준으로 Monte Carlo simulation을 적용하였다. 측정지점별로 최적화된 토양수분 보유곡선식의 주요 파라미터 분포를 보면 파라미터 SSW, a, m은 각각 평균 0.5899, 4.3946, 0.3754로 나타났다. 각 측정지점별 최적 파라미터는 파라미터 a를 제외하고는 층위별로 유의미한 차이를 보였으며, 파라미터 SSW는 표토와 심토에서 모암, 임상, 고도, 경사별로 각각 유의미한 차이를 보였다. 파라미터 a는 표토에서 모암별로 유의미한 차이를 보였으며, 표토와 심토에서 고도와 경사별로 각각 유의미한 차이를 보였다. 파라미터 m은 표토와 심토에서 모암, 고도 간에 유의미한 차이를 보였으며, 심토에서 경사 간에 유의미한 차이를 보였다.

Abstract: This study was conducted to analyze the estimate and characteristics of forest soil water retention curve. Soil core samples were collected from 1,160 forest sites, and estimation model was developed with soil physical features and forest environment and site characteristics. The Fredlund Xing equation based on the van Genuchten equation was used to create a soil water retention curve for forest soil. In addition, Monte Carlo simulation was applied based on the analyzed maximum water holding capacity, field capacity, and moisture equivalent to determine the optimal parameter of the soil water retention curve for each measurement point. The main parameters of the soil water retention curve for each measurement point were optimized. The average values of the parameters SSW, a, and m were 0.5899, 4.3946, and 0.3754, respectively. The optimum parameters for each measurement point showed significant differences for each soil layer except for parameter a. For parameter SSW, there were significant differences in parent rock, forest type, elevation, and slope between top soil and sub soil. Parameter a significantly differ among the parent rock at the top soil. Also, parameter a showed significant difference in elevation and parent rock between top soil and sub soil. Between top and sub soil, parameter m showed significant difference in parent rock and elevation and also, there was significant differences in slope showed significant differences at the sub soil.

Key words: Forest Soil, Soil water retention curve, Monte Carlo Simulation, Fredlund and Xing equation