태화산 잣나무조림지와 천연참나무림에서 산림 생산성의 식물 계절학적 특성

홍정현1*, 이호진2,3, 김수경1, 이민수1, 김현석1,3,4

(1서울대학교 농림생물자원학부, 2프라이부르크 대학교,

3서울대학교 협동과정 농림기상학전공, 4서울대학교 농업생명과학연구원)

Phenological characteristics of forest productivity between a Korean pine plantation and natural oak forest in Mt. Taehwa

Jeonghyun Hong1*, Hojin Lee2,3, Sukyung Kim1, Minsu Lee1, Hyun Seok Kim1,3,4

(1Department of Agriculture, Forestry and Bioresources, Seoul National University,

2Faculty of Environment and Natural Resources, University of Freiburg,

3Interdisciplinary Program in Agricultural and Forest Meteorology, Seoul National University,

4Research Institute of Agriculture and Life Sciences, Seoul National University)

요약: 기후변화로 인해 온대 산림에서 생장 계절의 길이가 확장되었고, 앞으로도 이러한 경향은 지속될 것으로 예상된다. 숲의 생리적 현상에 대한 변화는 산림의 탄소흡수와 식물계절에 대한 이해를 돕지만, 서로 다른 산림 유형 간 산림 생산성의 계절적 변동에 대한 원인을 명확히 파악하는 것은 여전히 불분명하다. 본 연구는 온대지역 산림생태계, 태화산 상록침엽수림(잣나무조림지; TCK)과 낙엽활엽수림(천연참나무림; TBK)에서 에디공분산 플럭스 타워관측을 통해 산림생산성의 서로 다른 계절적 반응을 정량화하였다. 연구대상지 내 GPP(gross primary production; 총광합성량)와 NEP(net ecosystem production; 순 탄소흡수량)의 SOS와 EOS(start and end of the growing season; 생장시작시점, 생장종료시점)를 분석하여 연간 변동성을 비교하였다. 또한, GDD(growing degree days, 생육 적산 온도)와 CDD(chilling degree days, 냉각 온도) 기반의 모델을 통해 연도별 SOS와 EOS의 차이가 봄, 가을철의 온도 누적 및 냉각 효과와 밀접한 관련이 있음을 확인하였다. 본 연구는 기후변화가 산림생태계 탄소순환의 계절적 변동에 미치는 영향을 이해하는 데 중요한 기초자료가 될 것으로 기대된다.

Abstract: Climate change has extended the length of the growing season in temperate forests, a trend that is expected to continue in the future. While changes in the physiological processes of forests contribute to understanding carbon uptake and phenology, the causes of seasonal variations in forest productivity across different forest types remain unclear. This study quantified the contrasting seasonal responses of forest productivity in temperate forest ecosystems, specifically in a Korean pine plantation (evergreen coniferous forest; TCK) and a natural oak forest (deciduous broad-leaved forest; TBK) located at Mt. Taehwa, using Eddy Covariance system. We analyzed the seasonal dynamics of GPP (gross primary production) and NEP (net ecosystem production) by determining SOS and EOS (start and end of the growing season, respectively), and compared their inter-annual variability. In addition, GDD (growing degree days) and CDD (chilling degree days) models based on the temperature revealed that differences in SOS and EOS across years were closely associated with cumulative temperature and chilling effects during spring and autumn. This study is expected to provide critical foundational data for understanding the impacts of climate change on the seasonal variability of the carbon cycle in forest ecosystems.

사사: 본 연구는 환경부 관측기반 온실가스 공간정보지도 플랫폼 기술 개발사업(RS-2023-00232066), 산림청 산림탄소 흡수·저장 기능 증진을 위한 임분과 경관 수준의 산림 관리 기술 개발사업(RS-2024-00400603)의 지원에 의해 이루어진 것임.