온대 활엽수림에서 낙엽량 증가 및 감소에 따른 토양호흡 동태

공예진1*, 박병배1, 김형원1, 박상현1, 안지영2

(1충남대학교 산림환경자원학과, 2경상국립대학교 환경산림과학부)

Soil respiration dynamics of litterfall addition and removal

in temperate deciduous forest

Ye Jin Kong1*, Byung Bae Park1, Hyung Won Kim1, Sang Hyun Park1, Ji Young An2

(1Department of Environment and Forest Resources, Chungnam National University,

2 Division of Environmental Forest Science, Gyeongsang National University)

요약: 산림 생태계에서 낙엽은 토양의 주요 탄소 공급원으로 토양호흡에 중요한 역할을 한다. 기후변화와 인간 활동에 따라 낙엽 투입량이 변할 수 있지만, 그 증감이 뚜렷하지 않아 토양호흡의 변동을 예측하는 것은 어렵다. 따라서 본 연구는 충남대학교 교내 시험림에서 낙엽량 변화에 따른 토양호흡의 변화를 측정·비교하고, 그에 영향을 미치는 주요 요인을 규명하고자 하였다. 연구 결과, Double(Litterfall addition)에서의 토양호흡이 Removal(Litterfall removal)보다 높은 경향을 보였다. 이는 낙엽량 증가로 인해 형성된 두꺼운 유기물층이 토양수분 증발을 줄여 토양수분을 증가시키고, 그 결과 미생물 활동과 유기물 분해가 촉진되어 토양호흡이 증가한 것으로 판단된다. 반면, Removal에서는 유기물층의 부재로 인해 양분 공급이 부족해지고, 직사광선에 의한 토양온도 상승과 수분 감소가 발생하여 미생물 활동이 억제되면서 토양호흡이 낮아진 것으로 해석된다. 이러한 결과는 낙엽량의 변화가 토양수분과 미생물 활동과 다양성에 큰 영향을 미치며, 이는 토양호흡의 주요 결정 요인으로 작용할 수 있음을 시사한다.

Abstract: Litterfall is a major carbon source in soils, and the litter layer regulates soil-atmosphere interactions, influencing soil respiration. However, predicting changes in soil respiration is challenging due to fluctuations in litter input caused by climate change and human activities. This study examined the effects of litterfall variation on soil respiration in the on-campus experimental forest of Chungnam National University and its main influencing factors. Results showed that soil respiration was higher in the Double (litterfall addition) treatment than in the Removal (litterfall removal) treatment. The thicker organic layer in the Double treatment reduced soil moisture loss, retained soil moisture, and promoted microbial activity, increasing soil respiration. In contrast, the Removal treatment showed lower soil respiration due to nutrient depletion, increased soil temperature from direct sunlight, and reduced soil moisture, which suppressed microbial activity. These findings highlight that litterfall influences soil moisture and microbial activity and diversity, both critical factors in soil respiration.

Keyword: Seasonal variation, Carbon cycling, Carbon management, Soil moisture, CO2 efflux

사사: 본 연구는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구입니다(No. 2021R1A2C201017812).