공간-시간 대체법을 활용한 소나무 집단 고사 이후

지상부-지하부 임분 동태

이승재1*, 신동빈1, 이아림1, 김영은1, 왕위치1, 조아란1,, 이성록1,

박우진1, 임우빈1, 김희수1, 판페이위1, 차수나1, 오승환2

(1경북대학교 임학과, 2경북대학교 산림과학·조경학부)

Aboveground–belowground stand dynamics following Pinus densiflora mass mortality: A space-for-time substitution approach

Seung-Jae-Lee1*, Dong-Bin Shin1, Ah-Rim Lee1, Yeong-Eun Kim1, Wang Yuqi1, Ah-Ran Jo1, Seong-Rok Lee1, Woo-Jin Park1, Woo-Bin Lim1, Hui-Su Kim1, Fan Peiyu1, Cha Suna1, Seung-Hwan Oh2

(1Department of Forestry, Kyungpook National University,

2School of Forest Sciences and Landscape Architecture, Kyungpook National University)

요약: 기후변화로 인한 수목 고사는 산림생태계에 큰 영향을 미치지만, 지상부-지하부 과정을 통합적으로 다룬 연구는 부족하다. 그 결과 고사 이후 근권 미생물 군집의 시간적 변화와 식생 변화 간의 연계는 명확하지 않다. 본 연구는 울진 왕피천 유역 생태·경관보전지역 내 소나무 집단 고사지를 대상으로 공간-시간 대체법을 활용하여, 시간 경과에 따른 지상부와 지하부의 시간적 역학을 규명하는 것을 목적으로 한다. 소나무 집단 고사지별 고사 시기를 파악하고 (1) 고사 시기별 지상부의 종조성과 소나무 치수 재생 정도 분석 (2) 건강한 소나무에서 쇠퇴, 고사목으로 이어지는 지하부 미생물 군집의 전이와 (3) 건강-쇠퇴-고사 시기에 따른 네트워크 변화를 분석하였다. 연구 결과 (1) 고사 시기 경과에 따라 숲 틈이 확대되면서 임분 내 빛 가용성은 증가하였으나, 하층식생의 종 구성 변화는 뚜렷하지 않았고, 고사 이후 15년이 지난 시점에서 소나무 치수가 활발히 재생하였다. (2) 건강한 소나무와 쇠퇴 및 고사 개체군의 근권 토양 미생물 군집 분석 결과 α-diversity는 쇠퇴 및 고사 개체군에 비해 낮거나 유사하였다. (3) 건강한 소나무의 미생물 네트워크 구조는 쇠퇴 및 고사 이후 초기 부후 단계에서 복잡도가 높아지다가 고사 이후 15년이 지난 시점에서 건강한 소나무와 유사한 특성을 보였다. 종합하면, 소나무 집단 고사 발생 15년 경과 시점에서 지상부-지하부 군집은 다시 건강한 소나무림으로 회귀하는 양상을 발견하였다. 본 연구는 지상부와 지하부의 시간적 변화를 통합적으로 분석함으로써 산림 갱신 과정에 대한 이해를 확장하였으며, 지상부–지하부 간 상호작용의 동태적 중요성을 강조한다.

Abstract: Climate-driven tree mortality can reshape forests, but integrated above–belowground evidence is limited, leaving post-mortality links between vegetation and rhizosphere microbes unclear. Using a space-for-time design across pine mass-mortality sites in the Uljin Wangpicheon area, we dated mortality and analyzed (1) plant composition and pine regeneration, (2) microbiome shifts from healthy to declining to dead trees, and (3) microbial network change. Light availability increased as gaps expanded, yet understory composition changed little; pine regeneration became strong ~15 years after mortality. Rhizosphere α-diversity in healthy trees was lower or similar to that in declining/dead trees. Network complexity rose during early decay but returned to healthy-like structure ~15 years post-mortality. Together, above- and belowground communities showed recovery toward a healthy pine forest after ~15 years, underscoring dynamic above–belowground coupling during forest renewal.

사사: 본 연구는 대구지방환경청, 정인욱학술재단(산림 Pioneer 육성 장학사업), 그리고 산림청(한국임업진흥원) 산림과학기술 연구개발사업(RS-2024-00404388)의 지원에 의하여 이루어진 것입니다.