개체목 조사 자료를 활용한 우리나라 산림의 수종구성 및 분포 변화 분석

김문일1*, 박고은2, 이지상3, 손지원4, 송철호5

(1평택대학교 ICT환경융합과, 2국립산림과학원 산림생태연구과, 3EasyDev, 4고려대학교 환경생태공학과, 5고려대학교 오정리질리언스연구원)

Analysis of species composition and distribution changes in South Korean forests using the individual tree data

Moonil Kim1*, Go Eun Park2, Jisang Lee3, Jiwon Son4, Cholho Song5

(1Department of ICT-Integrated Environment, Pyeongtaek University,

2Division of Forest Ecology, National Institute of Forest Science, National Institute of Forest Science,

3AI Research and Development Center, EasyDev Company,

4Department of Environmental Science and Ecological Engineering, Korea University,

5OJEong Resilience Institute, Korea University)

요약: 산림 내 수종의 분포와 구성은 산림생태, 경영, 탄소와 밀접한 연관이 있는 중요한 요인이다. 본 연구는 우리나라 산림에서 관측되고 있는 수종구성 및 분포 변화의 패턴을 해석하고 예측하기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위해 제5-7차 국가산림자원조사 자료 중, 임목조사 자료를 활용하여 각 조사구 내 모든 수종에 대해 흉고단면적(Basal Area, BA) 자료를 구축하고, 수종별 변화 경향을 분석하였다. 또한, 기상청에서 제공하고 있는 기상자료를 기반으로 수종분포와 연관이 높은 기후환경 지수를 산출하고, Generalized Additive Model(GAM) 알고리즘을 적용하여 수종별 BA 변화와 기후인자와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과 흉고단면적을 기준으로, 우리나라 산림에서 분포 비율이 높은 수종은 소나무(36.2%), 신갈나무(14.6%), 굴참나무(11.0%), 졸참나무(4.3%), 리기다소나무(3.6%), 일본잎갈나무(3.2%), 상수리나무(2.8%), 잣나무(2.4%)로 확인되었다. 이 중, 소나무, 신갈나무, 리기다소나무는 흉고단면적 비율이 지속적으로 감소하고 있는 것으로 확인되었다. GAM 분석 결과 주요 수종의 흉고단면적 변화는 기후지수들과 유의미한 관계가 있는 것으로 확인되었다. 본 연구의 결과는 자연천이와 기후변화에 따른 미래 수종 분포 변화를 추정하는데 유용하게 활용될 수 있으며, 실제 조사된 전국 규모의 개체목 단위의 자료를 활용했다는 것에 중요한 의미가 있다.

Abstract: The distribution and composition of tree species in forests are critical factors closely related to forest ecology, management and carbon sequestration. This study aims to interpret and predict patterns of changes in species composition and distribution observed in South Korean forests. To achieve this, we used individual tree data from the 5th to 7th National Forest Inventory (NFI) to compile basal area (BA) data for all species within each survey plot and analysed trends for each species. In addition, using meteorological data provided by the Korea Meteorological Administration, we calculated climate indices closely related to species distribution and applied the Generalized Additive Model (GAM) algorithm to analyse the correlation between species-specific BA changes and climatic factors. The analysis showed that, based on basal area, the most common species in South Korean forests are Pinus densiflora (36.2%), Quercus mongolica (14.6%), Quercus variabilis (11.0%), Quercus serrata (4.3%), Pinus rigida (3.6%), Larix kaempferi (3.2%), Quercus acutissima (2.8%), and Pinus koraiensis (2.4%). Among these, Pinus densiflora, Quercus mongolica and Pinus rigida showed a continuous decrease in BA. The GAM analysis confirmed that the BA changes of the main species are significantly related to the climate indices. The results of this study can be effectively used to estimate future changes in species distribution due to natural succession and climate change, highlighting the importance of using nationwide individual tree data.

사사: 본 연구는 국립산림과학원의 “FE0100-2023-02-2024(임업·산림분야 기후변화 영향·취약성 평가 및 적응 연구 II)”의 지원으로 수행되었습니다.