활엽수림 벌채 후 비산된 체인톱 윤활유가 토양 환경 및 맹아 발생에

미치는 영향

김익현1*, 서재원1, 최병구2

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2강원대학교 산림과학부)

Effects of Dispersed Lubricants on Soil Environment and Coppice Shoot Initiation Following Chainsaw Harvesting in Deciduous Forests

Ikhyun Kim1*, Jaewon Seo1, Byoungkoo Choi2

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

2Division of Forest Sciences, Kangwon National University)

요약: 체인톱을 이용한 벌목 작업 시 톱날 및 가이드바의 윤활유가 토양으로 배출될 수 있다. 본 연구는 윤활유 종류(생분해성, B; 광물성, M; 재활용, R)에 따라 체인톱 벌채 작업의 토양 환경 영향을 비교·평가하였다. 연구는 강원대학교 학술림의 활엽수림(0..6ha)에서 2023년 4월 벌채 작업 후 수행되었다. 조사 결과, 모든 윤활유 처리구에서 16종의 다환 방향족 탄화수소(PAH)에 의한 토양 오염은 관찰되지 않았으나, 총 석유계 탄화수소(TPH) 농도는 증가하였다. 이후 B-처리구에서만 TPH 농도가 1년 내 대조구 수준으로 회복되었다. 토양 세균 군집 기능 예측(PICRUSt2) 분석 결과, B-처리구에서 벌채 후 1개월 시점에서 톨루엔 분해 경로, 6개월 시점에서 스테로이드 분해 경로의 상대적 풍부도가 유의하게 높았다. 반면, R-처리구는 12개월 시점에서 PAH 분해 경로가 유의하게 높게 나타났으며, M-처리구에서는 오염물질 분해와 관련된 대사 경로의 유의한 증가가 확인되지 않았다. 벌채 후 모든 처리구의 토양에서 CH₄흡수량이 증가하였으나, 메탄 대사 경로의 상대적 풍부도는 유의하게 증가하지 않았다. 이는 TPH 분해 과정에서 생성된 중간 대사산물이 메탄 산화 활성을 촉진했을 가능성을 시사한다. 벌채 후 잔존 그루터기의 맹아 발생률 및 건중량은 윤활유 종류에 따른 유의한 차이를 보이지 않았다. 토양 CO₂방출량은 2023년 모든 처리구에서 증가하였으며, 2024년 B-처리구에서는 대조구 수준으로 회복되었다. B-윤활유는 토양 오염과 생태적 영향을 최소화하는 데 효과적이지만, 윤활유 종류가 맹아 발생에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타난 본 연구 결과를 바탕으로, 산림 관리에서는 환경적 지속 가능성을 고려한 적절한 대책과 윤활유 선택 기준을 마련할 필요가 있다.

Abstract: This study assessed the impact of chainsaw lubricant types (biodegradable, B; mineral-based, M; recycled, R) on soil contamination after harvesting in a 0.6 ha deciduous forest at Kangwon National University in April 2023. No contamination by 16 PAHs was detected, but TPH levels increased across all treatments. Only the B returned to control levels within a year. PICRUSt2 analysis showed higher toluene degradation (1 month) and steroid degradation (6 months) pathways in the B. The R exhibited higher PAH degradation pathways after 12 months, while the M showed no significant increases in degradation pathways. All treatments had increased CH4 uptake, though methane metabolism pathways remained unchanged, suggesting TPH degradation intermediates may enhance methane oxidation. Stump sprouting rates and biomass showed no significant differences, and CO2 efflux rose in 2023 but returned to control levels in the B by 2024. Biodegradable lubricants effectively reduce soil contamination and ecological impacts, though lubricant type has limited effects on soil productivity. Strategies prioritizing sustainable lubricant use are needed for environmentally responsible forest management.

Keywords: Forest soil, Polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH), Total petroleum hydrocarbon (TPH), Soil bacteria, Coppice shoot initiation, Soil CO2 efflux, Soil CH4 uptake

사사: 본 연구는 정부의 재원으로 한국연구재단 중견연구사업의 지원을 받아 수행된 연구임(NRF-2021R1A2C2008002).