강원지역 산불 피해지의 산불 연대순에 따른

토양 생물지구화학적 특성 변화

장지원1*, 박민우1, 송규홍1, 임승원1, 이세희1, 정양수1,2, 노남진3

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2㈜미래생태공간, 3강원대학교 산림과학부)

Changes in Soil Biogeochemical Properties along a Forest Fire Chronosequence in Gangwon Area

Ji Won Jang1*, Min Woo Park1, Kyuhong Song1, Seung Won Lim1, Se Hee Lee1,

Yang Su Jeong1,2, Nam Jin Noh3

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

2Future Ecology Space, 3Division of Forest Science, Kangwon National University)

요약: 본 연구는 강원지역 산불 피해지를 대상으로 산불 발생 이후 시간 경과에 따른 토양 생물·물리·화학적 특성의 장기적인 변화를 연대학적 방법으로 분석하고자 수행되었다. 연구대상지는 산불 발생 후 2년부터 28년이 경과한 인공조림지 또는 자연복원지를 대상으로 17개 지역을 선정하였으며, 각 대상지 내 4개 조사구, 총 68개 조사구를 설치하였다. 토양과 낙엽층의 물리적 특성(토성, 석력함량, 용적밀도, 함수율, 투수계수), 화학적 특성(pH, 전기전도도, 총탄소, 전질소, 유효태인산 농도, 양이온치환용량, 양이온 농도)과 생물적 특성(뿌리 함량, 뿌리 길이, 유기물량 등) 분석을 위해 토양(100cc, 400cc)과 낙엽층(30cm×30cm) 시료를 채취하였다. 연구 결과, 토양 투수계수는 산불 발생 이후 시간 경과에 따라 증가하는 경향을 보였으며(R=0.27), 토양 pH(R=-0.69), 유효태인산 농도(R=-0.44)와 C/N율(R=-0.29)은 감소하는 경향을 보였다. 낙엽층의 두께는 증가했으며(R=0.56), C/N율은 감소하는 경향을 나타냈다(R=-0.37). 한편, 세근(<2mm)의 바이오매스는 산불 발생 이후 5-10년 사이에 빠르게 증가하는 경향을 나타냈다(R=0.27). 향후 주요 인자들 간의 상호작용 분석을 통해 토양 생태계 회복의 메커니즘을 분석하고 산불 후 생태계 복구 및 복원 시 토양의 회복탄력성 평가를 위한 종합적 지표를 제시하고자 한다.

Abstract: This study was conducted to comprehensively analyze the long-term changes in soil biological and physiochemical properties over time after the forest fire in Gangwon area using the chronosequence method. The study sites were located in 17 artificial plantations or natural restoration forests selected from 2 to 28 years after the forest fire occurred. At each site, four experimental plots were established. For analysis of soil and forest floor properties (e.g. soil texture, coarse rock, bulk density, soil water contents, permeability, pH, electrical conductivity, total soil carbon and nitrogen, available phosphorous concentration, cation exchangeable capacity, cation concentration, organic matter amount, root biomass, root length, etc.), soil (100cc, 400cc) and forest floor (30cm×30cm) samples were collected. We found that soil permeability increased over time after the forest fire (R=0.27). The pH (R=-0.69), available phosphorous concentration (R=-0.44), and C/N ratio (R=-0.29) of the soils decreased significantly. The thickness of the forest floor (R=0.56) increased, while its C/N ratio decreased (R=-0.37). The fine root (<2mm) biomass tended to increase rapidly between 5 and 10 years after a forest fire (R=0.27). Our further study will analyze the mechanisms of soil ecosystem recovery through the interaction of key factors and present a comprehensive indicator for assessing soil resilience during post-fire recovery and restoration.

Keyword: belowground, carbon cycle, litter, resilience, restoration, wildfire

사사: 본 연구는 한국연구재단 우수신진연구사업(RS-2023-00213945)의 지원으로 수행되었음.