지표화 피해목의 진단을 위한 전기저항단층촬영 기술 적용

송영근1*, 김경준2, 김형주2, 강원석3, 정유경4, 안수정4, 이영근4, 이경철2

(1전북대학교 임학과, 2한국농수산대학교 작물산림학부,

3국립목포대학교 원예산림학부, 4산림과학원 산불연구과)

Applying Electrical Resistance Tomograph to Diagnose Tree Damaged from Surface Fire

Yeonggeun Song1*, Kyungjun Kim2, Hyungjoo Kim2, Won-Seok Kang3, Yugyeong Jung4, Sujung Ahn4, Young Geun Lee4, Kyeong Cheol Lee2

(1Department of Forestry, Jeonbuk National University,

2Department of Crops and Forestry, Korea National University of Agriculture and Fisheries,

3Department of Horticulture and Forestry, Mokpo National University,

4Division of Forest fire, National Institute of Forest Science)

요약: 최근 몇 년간 산불 피해면적이 급격히 증가하면서 대규모 산불 발생 경향이 두드러졌다. 본 연구에서는 전기저항단층촬영기법(ERT)을 활용하여, 2023년도 봄에 발생하였던 강릉 산불 피해지 내 소나무(Pinus densiflora) 지표화 피해목에 대해 1년간의 내부 결함 모니터링을 진행하였다. 연구 대상목 30본 중 2023년 화재 후 5본이 고사하였고, 2024년까지 추가로 6본이 고사하였다. 고사한 나무들은 생존한 나무들에 비해 수간부 그을음지수(BSI)가 41% 높았고, 흉고직경(DBH) 및 둘레가 10-15% 감소하였다. ERT 분석 결과, 고사한 나무에서는 높은 저항(ERTR) 및 중간 저항(ERTY) 영역이 크게 증가하여 심각한 내부 손상을 나타냈으며, 이러한 현상은 2023년 7월부터 두드러지게 나타났다. 2023년 9월에는 고사목들의 ERTR과 ERTY 수준이 각각 생존한 나무들에 비해 2.2배, 1.9배 높았다. 고사한 나무들의 최대 저항값(Rsmax)은 2023년 4월 수준보다 6.1배 증가한 3,724 Ωm에 도달하였다. 화재 발생 1년 후, 고사한 나무의 건전한 영역(ERTB)은 단면적의 18% 미만을 차지하였으며, 이미 이전 가을에 상당한 결함률을 보였다. 본 연구 결과는 산불 피해 나무들의 내부 손상이 시간 경과에 따라 진행되고 특히 여름과 겨울과 같은 높은 스트레스 시기에 저항성이 증가함을 강조하며, 초기 및 지속적인 모니터링의 중요성을 시사한다. 이러한 결과는 산불 피해 나무들의 생존 가능성에 대한 중요한 통찰을 제공하여 기후 변화로 인해 악화되는 산불 위협 속에서 보다 효과적인 산림 관리 및 복원 전략 수립에 기여할 것으로 생각된다.

Abstract: Alarmingly the area damaged by wildfires surged dramatically in recent years, underscoring a trend toward larger-scale fires. This study used electrical resistance tomograph (ERT) to evaluate internal defects of Pinus densiflora, the predominant tree species in South Korean forests, for a year following surface fires in spring 2023. In our study, of the 30 trees monitored, five trees died post-fire in 2023, and six more died by 2024. Dead trees exhibited a 41% higher Bark Scorch Index (BSI) and a 10-15% reduction in diameter at breast height (DBH) and circumference compared to surviving trees. ERT revealed a significant increase in high resistance (ERTR) and medium resistance (ERTY) areas, indicating severe internal damage, which began to manifest notably in July 2023. By September 2023, ERTR and ERTY levels in dead trees were 2.2 times and 1.9 times higher, respectively, compared to surviving trees. The maximum resistivity (Rsmax) in dead trees reached 3,724 Ωm, a 6.1-fold increase from April 2023. One year post-fire, the discrepancies were even more obvious, with healthy regions (ERTB) accounting for less than 18% of the cross-sectional area in dead trees, which had already demonstrated significant defect rates the previous fall. The study's findings highlight the progressive internal damage and increasing resistivity over time in wildfire-affected trees, particularly during high-stress periods like summer and winter, and underscore the importance of early and continuous monitoring.

사사: 본 연구는 국립산림과학원의 연구과제(FE0100-2022-02-2024)의 지원에 의해 이루어진 것임.