가리왕산 낙엽송, 소나무, 잣나무 조림지와 활엽수림의 순생산력(NPP), 낙엽·잔뿌리 분해 및 토양호흡 비교 연구

박병배1, 공예진1, 조민선1,2, Julia Inacio Carvalho1, 김형원1, 윤우빈1, 박상현1, 여종찬1, 이현주1, Wencelito Palis Hintural1, 이유선1, Carayugan Anog Mark Bryan1, 안지영3

(1충남대학교 산림환경자원학과, 2계룡산 국립공원관리공단, 3경상국립대학교 환경산림과학부)

Study of Net Primary Production (NPP), Litter and Fine Root Decomposition, and Soil Respiration in Larix kaempferi, Pinus densiflora, Pinus koraiensis Plantations and Broadleaf Forests in Mt. Gariwang

Byung Bae Park1*, Ye Jin Kong1, Min Seon Jo1,2, Julia Inacio Carvalho1, Hyung Won Kim1, Woo Bin Youn1, Sang Hyun Park1, Jong Chan Yeo1, Hyun Ju Lee1, Wencelito Palis Hintural1, Yu Seon Lee1,
Carayugan Anog Mark Bryan1, Ji Young An3

(1Department of Environment and Forest Resources, Chungnam National University, 2Gyeryongsan National Park Office, Korea National Park Service,

3Division of Environmental Forest Science, Gyeongsang National University)

요약: 산림의 순생산력(NPP), 낙엽 및 잔뿌리 분해, 그리고 토양호흡은 산림 탄소 순환의 핵심 과정이다. 조림수종별로 탄소 동태에 미치는 영향이 다르기 때문에, 이에 대한 비교 연구는 지속가능한 산림 관리 및 기후변화 대응 전략 수립에 필수적이다. 본 연구는 가리왕산 내 유사한 입지환경에 위치한 낙엽송(Larix kaempferi, LK), 소나무(Pinus densiflora, PD), 잣나무(Pinus koraiensis, PK) 조림지와 신갈나무(Quercus mongolica, QM) 우점의 활엽수림을 대상으로 수행되었다. 지상부·지하부 바이오매스, 낙엽·낙지 및 잔뿌리 생산량, 낙엽과 잔뿌리 분해율, 그리고 토양호흡량을 측정하고 그에 영향을 미치는 요인에 대해 분석하였다. 바이오매스는 LK(320.0 t ha⁻¹) > QM > PD > PK(160.0 t ha⁻¹), 낙엽·낙지량은 QM(736.5 g m² yr⁻¹) > PK > PD > LK(498.0 g m² yr⁻¹), 잔뿌리 바이오매스는 PD(33.2 g m⁻²) > QM > PK > LK(11.8 g m⁻²), 생산량은 QM(45 kg ha⁻¹ yr⁻¹) > PD > LK > PK(17.5 kg ha⁻¹ yr⁻¹)이다. 낙엽과 잔뿌리 분해율을 나타내는 k-값은 0.38 ∼ 0.46 yr⁻¹와 0.38 ∼ 0.62 yr⁻¹ 범위이다. 순생태계생산량(NEP)은 LK (807.8 g C m² yr⁻¹) > QM > PD > PK(511.2 g C m² yr⁻¹)로 보였다. 본 연구는 수종별 탄소 동태 및 지하부 탄소 배분 전략이 다름을 시사하며, 조림 전략과 관리 방식에 따라 탄소 순환 과정이 달라질 수 있음을 보여주고 있다.

Abstract: Net primary productivity (NPP), litter and fine root decomposition, and soil respiration are fundamental processes in the forest carbon cycle. Since different tree species exhibit varying effects on carbon dynamics, comparative studies are essential for establishing sustainable forest management strategies and addressing climate change. This study was conducted in Mt. Gariwang, plantations of Larix kaempferi (LK), Pinus densiflora (PD), Pinus koraiensis (PK), and broadleaf forests dominated by Quercus mongolica (QM), all located in similar site conditions. To evaluate carbon storage and flux, we measured above- and belowground biomass, litterfall and fine root production, litter and fine root decomposition rates, and soil respiration, along with their influencing factors. The total biomass was highest in LK (320.0 t ha⁻¹), followed by QM, PD, and PK (160.0 t ha⁻¹). Litterfall production was highest in QM (7,365 g m² yr⁻¹) and lowest in LK (4,980 g m² yr⁻¹). Fine root biomass was greatest in PD (33.2 g m⁻²) and lowest in LK (11.8 g m⁻²), while fine root production followed the order QM (45 kg ha⁻¹ yr⁻¹) > PD > LK > PK (17.5 kg ha⁻¹ yr⁻¹). The decomposition rate (k-value) ranged from 0.38 to 0.46 yr⁻¹ for litter and 0.38 to 0.62 yr⁻¹ for fine roots. Net ecosystem production (NEP) was highest in LK (807.8 g C m² yr⁻¹), followed by QM, PD, and PK (511.2 g C m² yr⁻¹). These results suggest that carbon dynamics and belowground carbon allocation strategies differ among tree species. Furthermore, they highlight that afforestation strategies and forest management practices can significantly influence the carbon cycling process.

Keywords:  Biomass, Fine Root decomposition, Litterfall production, Soil respiration

사사: 이 연구는 산림청(한국임업진흥원) 산림과학기술 연구개발사업(2022461B10-2424-0201)과 과학기술정보통신부(한국연구재단) 이공분야기초연구사업(No. 2021R1A2C201017812)의 지원을 받아 수행된 연구입니다.