주요 수종별 뿌리의 토양보강 효과 분석

김기대1*, 이인영1, 한미래1, 김석우2

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2강원대학교 산림과학부)

Analyzing the Effects of Roots on Soil Reinforcement
for Major Tree Species

Kidae Kim1*, Inyoung Lee1, Mirae Han1, Sukwoo Kim2

(¹Department of Forestry and Environmental Systems, Kangwon National University,
2Division of Forest Science, Kangwon National University)

요약: 수목의 뿌리는 토양의 점착력을 증가시켜 산사태 발생을 억제한다. 이에 생태계 기반 재난위험저감 기법의 일환으로 산림생태계에서는 수목의 산사태 방지 효과에 대한 연구가 수행되고 있다. 이 연구는 주요 조림수종인 소나무, 잣나무, 낙엽송, 신갈나무를 대상으로 뿌리의 공간적 분포 및 직경-인장강도 관계를 조사하고, Wu의 토양보강 모형을 이용하여 수종별 뿌리의 점착력을 분석하였다. 일반적으로 뿌리의 개수와 단면적비의 수직적 분포는 토심이 깊어질수록 감소하지만, 수종에 따라서 현저한 차이를 보였다. 모든 수종의 뿌리 직경-인장강도 관계는 거듭제곱 형태를 나타내었고, 신갈나무와 낙엽송 뿌리의 평균 인장강도가 소나무, 잣나무 뿌리에 비해 높게 나타났다. Wu 모형에 의해 추정된 수종별 뿌리의 점착력은 뿌리의 단면적비와 인장강도가 높은 신갈나무가 가장 크게 나타났고, 잣나무, 소나무, 낙엽송 순이었다. 이 연구의 결과는 수목 뿌리의 산사태 방지 효과를 정량화함으로써 향후 산림재해관리 체계 정립 및 기술 마련을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

Abstract: Tree roots can increase soil cohesion, which prevents the landslides. Accordingly, research on Ecosystem-Based Disaster Risk Reduction (Eco-DRR) in forest ecosystems focuses on understanding the role of trees in preventing landslides. We investigated the spatial distribution of tree roots and analyzed the relationship between root diameter and tensile strength in major plantation species, such as Pinus densiflora (P.d), Pinus koraiensis (P.s), Larix kaempferi (L.k), and Quercus mongolica (Q.m), in South Korea. Furthermore, the root cohesion of each tree species was estimated using the Wu model. In general, the vertical distribution of root numbers and root area ratios decreased with increasing soil depth, though these patterns varied among tree species. The relationship between root diameter and tensile strength for all tree species followed a power-law regression model, with the average root tensile strength of Q.m and L.k being higher than that of P.d and P.k. Root cohesion, estimated using the Wu model, was highest for Q.m, which had the largest root area ratio and tensile strength, followed by P.k, P.d, and L.k. Our results can provide reference information for quantifying the role of tree roots in preventing landslides and contribute to establishing forest disaster management techniques.

사사: 이 연구는 2024년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(No. RS-2023-00278340)을 받아 수행되었음.