산불 강도에 따른 소나무 임분의 유기물층 및 토양 특성 변화 (Change in Properties of Organic Horizon and Surface Mineral Soils Induced by Fire Severity in a Pinus densiflora Forest)

서지정보

· 발행기관 : 한국산림과학회
· 수록지 정보 : 한국산림과학회지 / 114권 / 2호 / 237 ~ 247페이지
· 저자명 : 백경원, 최병길, 이상훈, 김춘식

초록

본 연구는 산불 강도에 따른 소나무 임분의 유기물층 및 광물질 토양층의 양분 농도와 저장량을 비교하기 위하여수행하였다. 경상남도 합천군의 소나무 임분을 산불피해 강도에 따라 강산화지, 약산화지, 비산화지로 구분하고 산불 발생한 달 후 유기물층 및 토양 10cm 깊이의 양분 농도를 측정하였다. 유기물층의 pH는 약산화지 pH 6.66, 강산화지 pH 7.42 로 비산화지 pH 4.57에 비해 pH 2.0~2.8 단위 증가하였으나, 토양층의 pH는 유의적인 차이가 없었다. 유기물층의 유기탄소 농도는 비산화지가 48%로 약산화지 25%, 강산화지 14%에 비해 유의적으로 낮은 값을 보였으나, 토양층은 산화지가1.31%와 1.71%로 비산화지 1.51%와는 유의적인 차이가 없었다. 유기물층의 전질소는 강산화지가 0.65%로 비산화지1.12%, 약산화지 1.18%에 비해 가장 낮은 값을 보여 높은 열에 의한 휘산 손실의 발생과 낮은 유기탄소 농도가 원인이나, 약산화지는 산불 발생 한달 정도 기간이 경과하여 수관으로부터 열에 의해 손상된 갈색 침엽의 유입에 따라 비산화지와차이가 없었다. 그러나 토양층은 산불 강도에 따른 전질소 농도에 차이가 없었다. 유기물층의 인은 산화지와 비산화지 사이에 유의적인 차이가 없었으나 토양층은 산화지에서 증가하는 경향을 보였다. 유기물층의 칼륨과 마그네슘, 토양층의 마그네슘 농도는 산화지가 비산화지에 비해 증가하였으나 칼슘은 유의적인 차이가 없었다. 유기물층의 유기탄소와 전질소저장량은 산화지가 비산화지에 비해 감소하였으나 토양층의 마그네슘 저장량은 비산화지에 비해 강산화지에서 증가하였다. 한편, 강산화지와 약산화지는 비산화지에 비해 토양호흡량이 약 50% 정도 감소하였다. 총 유기탄소 저장량(유기물층+ 토양)은 강산화지가 비산화지에 비해 25%, 약산화지는 33% 낮은 값을 보였으나 마그네슘 저장량은 강산화지가 비산화지에 비해 74% 증가하여 상층 수관으로부터 탄화된 잎 등의 유입에 의한 증가가 원인으로 사료되었다. 소나무 산불 발생지는 산불 강도 및 양분의 종류에 따라 농도나 저장량이 감소하거나 증가하는 경향을 보였으며 유기물층은 산불 강도의 영향이 토양층과는 다른 것으로 나타났다.

영어초록

A fire recently broke out in a Pinus densiflora forest in Hapcheon-gun, Gyeongsangnam-do, South Korea.
In this study, organic horizon and mineral soil samples at a 10 cm depth were collected 1 month after the forest fire to measure the nutrient concentrations and stocks in high fire severity, low fire severity, and unburned areas. The organic horizon had a significantly higher pH in the high fire severity (pH 7.42) and low fire severity (pH 6.66) areas than in the unburned area (pH 4.57). In contrast, the mineral soil did not differ significantly in pH regardless of the fire severity. The organic horizon had a significantly lower organic carbon concentration in the low fire severity (25%) and high fire severity (14%) areas than in the unburned area (48%). However, the mineral soil did not differ significantly in the organic carbon concentration regardless of the fire severity (1.31%-1.71%). The organic horizon had the highest total nitrogen concentration in the high fire severity area (0.65%) followed by the unburned area (1.12%) and low fire severity area (1.18%). However, the mineral soil did not differ significantly in the total nitrogen concentration regardless of the fire severity. The phosphorous concentration in the organic horizon was not affected by the fire severity. The potassium and magnesium concentrations in the organic horizon and the magnesium concentration in the mineral soils were higher in areas affected by fire while the calcium concentration did not differ significantly. The organic carbon and nitrogen stocks in the organic horizon decreased in fire-affected areas, whereas the magnesium stocks in the mineral soils increased. Soil respiration was reduced by approximately 50% in the fire-affected areas compared with the unburned area. The total carbon stock (organic horizon + mineral soil) was 25% lower in the high fire severity area and 33% lower in the low fire severity area compared with the unburned area (20.4 Mg C ha-1). However, the magnesium stock was 74% higher in the high fire severity area than in the unburned area. These results demonstrate how nutrient concentrations and stocks are influenced by the fire severity and the differences in nutrient responses of the organic horizon and mineral soil.

참고자료

· 없음