The Effects of Climate Factors on the Tree Ring Growth

기후인자가 임목의 연륜생장에 미치는 영향

The Effects of Climate Factors on the Tree Ring Growth

윤미해ㆍ이우균^†ㆍ김문일

Yoon, Mihae, Lee, Woo-Kyun^† and Kim, Moonil 고려대학교 환경생태공학과

Division of Environment Science and Ecological Engineering, Korea University, Seoul, Korea

요 지

본 연구는 경기도 남양주 조안면 시우리 주변 임목의 연륜 생장과 주요 기후인자인 월별 온도와 강수량간의 관계를 알아보기 위하여 수행되었다. 측정된 연륜생장량은 표준화를 거쳐 크로스데이팅 을 실시한 후 기후인자 간의 상관관계를 분석하였으며, 주요 기후인자는 전년도 8월부터 당해 연도 9월까지의 월별 평균 온도와 최저 온도, 최고 온도 그리고 강수량을 이용하였다. 모든 임목들이 평 균 온도와 최저 온도, 최고 온도의 상관관계에서 전년도 9, 10월과 부의 상관이 나타났으며, 신갈나 무의 경우 전년도 12월과 당해 연도 1, 2월에 부의 상관을 나타냈다. 소나무는 당해 연도 8, 9월의 최고 온도와 부의 상관을 나타냈다. 이러한 부의 상관은 해당 월의 기후인자가 임목의 성장을 저해 하는 것을 의미한다. 이러한 결과는 고온에 따른 토양수분의 감소와 이로 인한 수분스트레스가 임 목의 생장을 저해하는 요소로 작용하기 때문인 것으로 사료된다. 반면, 당해 연도 3월의 온도와는 정의 상관을 보였는데, 이는 온도상승이 생장이 시작되는 시기를 앞당겨 주어 생장기간을 늘려주기 때문으로 판단된다. 대부분의 임목들이 추재 생장이 시작되는 시기인 5∼9월과 전년도 10∼12월의 강수량과 정의 관계로 나타났다. 이러한 결과는 강수로 인한 원활한 수분공급이 임목의 성장을 촉 진시키는 요인으로 작용할 수 있음을 보여준다.

키워드 : 표준화, 비교 연대 측정(Cross-Dating), 기후인자, 연륜생장

ABSTRACT

This study aims to reveal the relationship between major climatic factors and radial growth in Siu-ri, NamYangJuSi, Kyeonggido. To identify tree growth responses to climatic variation, we used correlation analysis after standardization and cross-dating of tree ring growth. We use the climatic data(monthly mean, minimum, maximum temperature and precipitation) from September of previous year to August of current year. In terms of relationship between mean, minimum, maximum tem-

†Corresponding author : E-mail: [email protected]

접수일자: 2013. 5. 24 / 수정일자: 2013. 5. 26 / 채택일자: 2013. 6. 26

perature and tree ring growth, negative correlations were observed in September and October of the previous year. In case of Quercus mongolica, negative relationship were appeared in December of the previous year, January and February of present year. When it comes monthly maximum tem- perature, August and September of present year was negatively correlated with radial growth in the case of Pinus densiflora. We can conclude that reduced soil moisture due to high temperatures cau- ses a water stress that stunts tree growth. In contrast, there are positive correlations in March of present year. These results suggest that high temperatures in March appear to prolong the growing season. Growth was positively correlated with precipitation from October to December of previous year and from May to September of present year. The results suggest that the smooth water supply from precipitation can promote the tree growth.

Key words : Standardization, Cross-dating, Climate Factors, Tree Ring Growth

1. 서론

연륜연대학은 임목의 연륜 생장을 이용하여 기 후 및 환경변화에 따른 영향을 분석하는 학문으 로서, 연류기후학, 연륜생태학 등 다양한 분야에 서 널리 이용되고 있다(Houghes et al., 1982). 임 목의 생장은 같은 수종이라 할지라도 입지, 환경 및 유전적 요인에 따라 다르게 나타난다. 따라서 임목의 직경 내부에서 매년 자라고 있는 연륜 (Tree ring)은 해당 임목의 수령뿐만 아니라, 생육 지 주변의 입지환경 및 기후변화의 지표로서도 중요한 가치를 가지고 있다. 이는 임목의 기후조 건에 대한 민감도 반응과 고기후 복원을 위한 많 은 연륜기후학자들의 연구를 통해서 입증되었다 (Fritts, 1976; Glock, 1995; Cook et al., 1990).

이러한 연구들은 기후의 조건이 임목의 생장에 많은 영향을 미치고 있으며, 단목 또는 임분의 생장을 예측할 경우 기후적 조건을 고려해야 됨 을 제언하고 있다(Yeh and Wensel, 2000).

국내에서도 기후 복원, 연륜생태학적 분석 등 다양한 분야에서 연륜을 이용한 연구가 수행되고 있다. 최종남 등(1992)은 아한대 침엽수림의 연륜 을 이용하여 중부산간지역의 고기후 복원을 실시 하였으며, Kim(1997)은 한라산 구상나무와 가뭄 과의 관계를 연륜생태학적 접근 방법을 통해 분

석하였다. 또한, 서정욱 등(2010)은 지형적 특성 에 따른 월악산 신갈나무의 연륜생장과 기후와의 관계에 대한 연구를 수행한 바 있다.

임목의 생장에 관여하는 주요 인자는 기상인자, 생물인자, 토양인자 등으로 크게 나눌 수 있으며, 이들의 유기적인 관계에 의하여 임목의 형체가 이루어진다(이상태 등, 2005). 이러한 임목의 연 륜생장과 관련된 주요 인자들 중 기상인자는 제 한요인의 한 지표로써 중요한 역할을 하고 있으 며, 기상인자 중 강수와 온도 조건은 산림 생태 계에 있어서 가장 중요한 제한 인자로 작용한다 고 보고되고 있다(박원규, 1993; Fritts, 1976; La- Marche et al., 1984). 임목의 생장에 있어서 온도 는 식물에 필요한 광합성 반응을 수행하는 효소 에 활성을 부여하며, 줄기의 생장과 굵기, 눈의 휴면과 휴면타파, 개화, 낙엽 시기, 증산작용 등 생리적 작용에 관여한다(이경준, 1993). Gostev

et al.(1996)은 해발고가 높은 지역에서 여름철

다른 제한인자인 수분은 임목의 생장에 관여하 는 형성층의 활동에 직접적인 영향을 주며, 수목 의 생장에 관여하는 대부분의 생리적 작용에 영

향을 주기 때문에 수목의 생장에 주요한 제한인 자로 여겨지고 있다(Currie et al., 1987; 이상태 등, 2008). 이러한 연구 결과의 예로 Rigling et

al.(2001)은 건조지역에서의 높은 강수량이 연륜

최근 대두되고 있는 지구온난화의 영향은 온도 와 강수량의 증감에 관한 문제뿐 아니라, 임목 생육지의 전반적인 환경변화를 야기한다. 이러한 기후변화로 인한 생육지의 환경변화는 산림생태 계에 큰 교란을 가져올 것으로 예상되고 있다(이 상태 등, 2008). 또한, 산림 탄소상쇄 프로그램을 이용하여 탄소 배출권을 생산하려는 해외의 노력 이 계속되면서 산림의 중요성이 대두되고 있는 시점이다(이승은, 2010). 따라서 임목의 생장이 생육환경에 영향을 받는다는 것을 고려해 볼 때 (Schweingruber, 1988), 임목 생장과 기후와의 관

Fig. 1. The map (a) and forest distribution (b) of study area.

Note) CA: Castanea crenata forest, H : Decideous forest, C: Coniferous forests, PH: Artificiality coniferous forests PK: Pinus koraiensis, PL: Larix kaempferi, PR: Pinus densiflora.

계를 정확히 이해하는 것은 기후변화에 따른 산 림자원의 변동을 예측하는데 있어서 필수적인 것 으로 사료된다.

따라서 본 연구는 우리나라 경기도 지역에 생 육하고 있는 대표적인 2 수종(신갈나무, 소나무) 의 연륜생장에 기상인자가 미치는 영향을 연륜생 태학적 측면에서 해석하여, 수종별 연륜생장에 중요한 제한인자로 영향을 미치는 기상인자와 조 건을 알아보고자 하였다.

2. 재료 및 방법

2.1 조사지 개황

본 조사대상지는 경기도 남양주 조안면 시우리 지역의 임목들을 대상으로 조사를 실시하였다 (Fig. 1). 시우리 지역의 표고 범위는 107∼530 m이며, 남쪽과 동쪽 지역의 지대가 낮고, 북쪽과 서쪽 지역의 지대가 높은 것이 특징이다.

4차 임상도 자료를 기반으로 시우리 지역의 임 상을 조사해 본 결과, 산림면적은 약 616 ha이며, 밤나무림, 잣나무림, 소나무림, 인공 활엽수림, 낙 엽송림, 활엽수림, 침엽수림으로 이루어져 있는 것으로 나타났다. 산림면적 중 밤나무림이 49 ha 를 차지하고 있으며, 잣나무림이 36 ha, 소나무림 이 37 ha, 인공 활엽수림이 47 ha, 낙엽송림이 93

ha, 활엽수림이 247 ha를 차지하고 있다(Fig. 1).

시우리 지역의 과거 기상자료 구축은 기상청 홈페이지에서 확보한 지상관측자료를 기반으로 고도에 따른 기온감률을 적용하여 구축하였다.

또한, 기상청관측소로부터 확보한 자료는 점 형 태의 자료이므로, 보간법(Interpolation)의 하나인 Kriging 기법을 사용하여 면 자료 형태로 재구축 하여 적용하였다. 이를 통해 구축된 기후자료에 따르면, 시우리 지역의 과거 30년(1979∼2010) 동안의 연평균 온도는 10.1℃, 연평균 강수량은 1,210 mm로 강수량의 대부분은 여름철인 7∼8

Fig. 2. Monthly mean temperature and precipi- tation in the study area. The climate data was co- llected from the meteorological station of nearby surveyed areas (1979∼2009).

Fig. 3. Monthly minimum and maximum tempe- rature in the study area. The climate data was co- llected from the meteorological station of nearby surveyed areas (1979∼2009).

월에 집중되어 있다(Fig. 2, 3). 이는 같은 기간의 경기도 연평균기온 및 강수량과 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 연평균 최저 온도와 최고 온도 의 차이는 겨울철이 여름철에 비하여 큰 것으로 나타났다.

2.2 연륜측정 및 분석방법 2.2.1 단편채취 및 연륜측정

조사지역에서 선정된 표준목은 총 10본으로써, 일반적인 경기도 산림구성을 반영할 수 있는 두 가지 수종을 대상으로 선정하였다. 선택된 표본 임목은 신갈나무(6본), 소나무(4본)이며, 각 임목 을 수간석해를 한 뒤, 흉고단판(지상부 1.2 m)을 채취하였다. 채취한 단판의 수피를 제외한 연륜 생장량을 mm 단위로 측정하여 연년반경생장량을 (Annul radial growth) 구축하고, 구축된 자료를 기반으로 각 임목의 수령을 파악하였다.

2.2.2 크로스데이팅(Crossdating)

각 개체목의 정확한 생장 연도를 부여하기 위 하여 크로스데이팅(Crossdating)을 실시하였다(Ke- nnel and Schweingruber, 1995). 이는 임목들의 개체목에서 측정된 연륜시료에 대하여 정확한 생 육연도를 측정하기 위한 것으로서, 연륜의 폭이 좁고 넓은 양상을 인접 수목들 간 또는 고목재들 간에 비교함으로써 위연륜(False ring: 연중생장기 간 중 생장조건이 급변하여 나이테가 1년에 2개 이상 생기는 것)과 실연륜(Missing ring: 생장조 건이 열악하여 연륜이 생성되지 않는 해의 것)을 찾아낸 후, 알고 있는 기준연대(현생목의 채취연 도)를 이용하여 정확한 생육연대를 각 연륜에 부 여하는 것을 말한다(Schwingruber, 1998).

2.2.3 표준화

임목은 유령기에 생장률이 높으며, 장령기에

도달할수록 생장률은 감소한다. 이러한 현상은 줄기의 직경 생장에 필요한 광합성 물질이 수관에 비해 충분하지 못하기 때문이다(Graumlich, 1991).

따라서 각 개체목간 수령의 차이 및 생물학적 추 세와 경쟁 그리고 교란에 의해 발생되는 비기후 적 요인과 생육간의 편차를 제거하기 위하여 표 준화를 실시하였다(Murphy et al., 1992). 표준화 된 생장 값은 연륜반경생장량에 대한 생물학적 생육추세선에서 도출하여 예측한 값으로 실측된 값을 나누어서 산출하였다(식 (1))(이상태 등, 2009).

It = Rt/Yt (1) It = Standardzation of index value for each

year

Rt = Measured value of radial growth for each year

Yt = Predicted value of radial growth for each year

본 연구에서는 실측된 각 지역별 임목의 연륜 반경생장량에 대한 생육추세 값을 음지수 성장곡 선(negative exponential growth curve)과 로그함 수를 이용하여 표준화를 실시하였다(이상태 등, 1999; 2005).

2.3 연륜생장과 기후인자 분석

본 연구에서는 경기도 남양주 조안면 시우리 지역의 기상자료를 토대로 임목들의 연륜생장에 관여할 것으로 예상되는 월별 평균 온도, 월별 최저 온도의 평균 온도, 월별 최고 온도의 평균 온도, 월별 강수량을 이용하였다. 일반적으로 임 목의 연륜은 기후의 영향을 받아 오랜 기간에 걸 친 과정으로 생겨나게 된다. 이러한 임목의 특성 을 고려하여 연륜생장과 기후인자와의 관계를 분 석하기 위한 기상자료는 임목의 직경생장에 관여 되는 전년도 8월에서 임목생장 당해 연도 9월까 지의 자료를 이용하였다(Cook and Briffa, 1990).

측정된 연륜반경생장량을 이용하여 연년반경생 장량을 파악하였으며, 이를 표준화하여 얻은 지 표연대기와 월별 평균 온도, 최저 온도, 최고 온 도, 월별 강수량과의 관계를 Pearson 상관분석을 이용하여 분석하였다. 분석에는 SAS 9.2 pro- gram을 이용하였다(SAS, 2010).

3. 결과 및 고찰

3.1 크로스데이팅

표본목 10그루의 연륜폭 그래프의 상호 비교 를 통해 크로스데이팅을 실시하였다(Fig. 4, 5).

좁은 연륜이 생성된 연도, 즉 기준년도(Key-year) 를 조사한 결과, 수종에 상관없이 전반적으로 1988

Fig. 4. The standardization value of Quercus mo-

ngolica 1∼6 from 1979 to 2009.

Fig. 5. The standardization value of Pinus den-

siflora 1∼4 from 1979 to 2009.

Table 1. Summary table for showing the statistically significant relation between radial growth of tree and mean monthly temperature in total clusters

Tree No.

Mean temperature

Previous year Current year

8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Quercus mongolica

1

+

2

3

4

5

6

Pinus densiflora

1 2

3

4 ++

Note) +,

: p<0.1, ++,

: p<0.05.

년, 1989년, 1999년에 연륜생장이 저조했음이 관 찰되었다.

3.2 연륜생장과 기후인자와의 상관관계 3.2.1 월별평균 온도

월별평균 온도와 연륜생장간의 상관관계를 분 석한 결과는 Table 1과 같다.

신갈나무와 소나무3이 전년도 9, 10월의 평균 온도와 연륜생장 간의 상관관계에서 부의 관계를 나타냈다. 우리나라의 경우 가을철에 가뭄의 발 생 빈도가 높으며, 가뭄은 토양 중의 수분 부족을 야기한다. 이는 임목에게 스트레스 요인으로 작 용하며, 광합성 능력을 감소시켜 연륜생장을 저 해하는 것으로 알려져 있다(이경준, 1993). 따라 서 이 시기의 고온은 토양 수분을 감소시켜 임목 의 생장에 있어 스트레스 요인으로 작용하는 것 으로 사료된다. 특히 온대기후에서의 토양의 수

분부족 현상은 임목의 당해 연도 생장 및 다음해 의 생장에도 영향을 미치는 것으로 보고된 바 있 다(Jones et al., 1993; Yeh and Wensel, 2000).

신갈나무는 전년도 12월과 당해 연도 1, 2월의 평균 온도와 부의 상관을 나타내는데, 이러한 결 과는 겨울철 높은 온도가 토양의 수분손실을 야 기하여 토양속의 수분 저장능력을 감소시키며, 이로 인해 다음해 임목의 연륜 생장에 저해가 된 다는 Makinen et al.(2000)의 연구 결과와도 일치 한다.

또한, 신갈나무는 4, 6, 8월과 부의 상관을 나 타냈다. 식물은 높은 온도에서 잎의 온도를 낮추 기 위해 증산작용을 하는데, 이로 인해 수목이 토 양에서 흡수하는 양보다 많은 수분을 잃어버림으 로써 체내 수분량이 줄고, 생장량이 감소하게 된 다(이경준, 1993). 이러한 증산작용은 여름철 낮 에 주로 일어나기 때문에 6∼8월의 높은 온도가 임목의 생장을 저해한 것으로 사료된다.

두 수종을 비교해 보면, 신갈나무는 생장 전 기간에 걸쳐 월 평균 온도와 상관관계를 나타내 는데, 이는 신갈나무의 생장에 온도가 지속적으 로 영향을 주는 것을 의미한다. 반면, 소나무의 경우, 소나무3만이 전년도 9, 10월의 평균 온도와 부의 상관을 나타냈으며 나머지는 유의한 결과를 나타내지 않는 것으로 보아, 경기도 지역의 평균 온도가 소나무의 성장에 미치는 영향은 미미한 것으로 사료되어진다.

3.2.2 월별최저 온도의 평균

임목의 연년 생장량과 월별 최저 온도의 평균 과의 상관관계를 분석한 결과는 Table 2와 같다.

신갈나무와 소나무의 생장이 전년도 9, 10월의 최저 온도와 부의 상관을 나타내고 있다. 신갈나 무와 소나무의 경우 당년에 자랄 모든 줄기의 원 기가 전년도 가을에 동아 속에 미리 만들어지는 고정생장을 하는데, 이때 고온으로 인한 토양의

Table 2. Summary table for showing the statistically significant relation between radial growth of tree and mean of minimum monthly temperature in total clusters

Tree No.

Mean of daily minimum temperature

Previous year Current year

8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Quercus mongolica

1 —

++

2

3 +

4

5

6

Pinus densiflora

1

2 —

3

4

++

Note) +, — : p<0.1, ++,

: p<0.05.

수분부족으로 광합성이 저조하면 작은 눈이 만들 어지면서 이로 인해 당년에 줄기생장이 적어진 다. 따라서 전년도 가을의 온도가 임목의 생장에 영향을 미친 것으로 사료된다(이경준, 1993). 평 균 온도와의 상관관계에서는 미미한 영향을 받는 것으로 나타났던 소나무가 최저 온도와의 상관관 계에서는 유의한 결과가 나온 것으로 보아, 소나 무의 생장은 현재 경기도의 기후조건에서 평균 온도보다 최저 온도에 더 크게 영향을 받는 것으 로 사료된다.

신갈나무의 경우 Table 1과 마찬가지로 전년도 12월, 당해 연도 1, 2월의 최저 온도와 부의 상관 을 나타내고 있다. 이는 겨울동안 상승기온에 노 출된 임목이 높은 기공전도도에 의한 많은 증산 으로 수분이용 효율이 감소했기 때문으로 사료된 다. 수분이용 효율의 감소는 수분스트레스로 이 어져 광반응 및 광합성 능력을 저하시키며, 이로 인해 봄철 신초 및 엽 생장이 감소하거나 고사되 어 생장 저하를 초래하게 된다(김선희 등, 2011).

Table 3. Summary table for showing the statistically significant relation between radial growth of tree and mean of maximum monthly temperature in total clusters

Tree No.

Mean of daily maximum temperature

Previous year Current year

8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Quercus mongolica

1

2

3

4

5

6

Pinus densiflora

1

2

3

++

4

+ ++

Note) +,

: p<0.1, ++,

: p<0.05.

두 수종을 비교해 보면, 신갈나무는 가을철과 겨울철의 최저 온도에 부의 영향을 받는 반면, 소나무는 가을철의 최저 온도만이 생장에 영향을 미치는 것으로 사료된다.

3.2.3 월별최고 온도의 평균

임목의 연년 생장량과 월별 최고 온도의 평균 과의 상관관계를 분석한 결과는 Table 3과 같다.

신갈나무와 소나무는 연년 생장량과 최저 온도 와의 상관관계를 분석한 결과와 마찬가지로 전년 도 9, 10월에 강한 부의 상관을 나타내고 있다.

이는 고온으로 인한 토양의 수분부족이 생장 부 의 영향을 미치며, 이는 당해 연도뿐 아니라 다 음해의 생장에도 저해요인으로 작용하기 때문으 로 사료된다(Barnes, 1963).

또한, 소나무의 경우 당해 연도 8, 9월, 신갈나 무의 경우 당해 연도 6∼8월의 최고 온도와 임목 의 생장간의 상관관계가 부의 관계를 나타내었

다. 이는 월별 생장량과 평균 온도, 최저 온도와 의 상관분석에서는 나타나지 않은 뚜렷한 결과로 여름철의 최고 온도가 평균 온도와 최저 온도보 다 임목의 생장에 더 큰 제한요인으로 작용한다 는 것을 의미한다. 이러한 결과는 온도가 높은 여름철 낮에 일어나는 과도한 증산 작용으로 인 해 세포가 팽압을 잃어버리고 기공이 닫히며, 광 합성이 중단됨으로써 탄수화물 대사와 질소대사 가 비정상적으로 되어 임목의 생장이 둔화되기 때문으로 사료된다(이경준, 1993).

반면, 소나무는 당해 연도 3월과 정의 상관을 나타냈다. 이는 생장이 시작되는 봄철의 온도 상 승이 생장에 정의 영향을 주는 것을 의미한다.

일반적으로 침엽수의 경우 생장 초기의 따뜻한 온도는 춘재도관의 크기생장에 영향을 주어 직경 생장을 왕성하게 한다. 따라서 생장이 시작되는 3월의 온도가 정의 영향을 미친 것으로 판단된다 (Zimmerman and Brown, 1971; Ginter-Whitehou-

Table 4. Summary table for showing the statistically significant relation between radial growth of tree and mean monthly precipitation in total clusters

Tree No.

Mean precipitation

Previous year Current year

8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Quercus mongolica

1 ++

2 ++ + ++

3 ++

4 5 6

Pinus densiflora

1 ++

2 ++

+ ++

3 ++ + ++

4 + ++ ++ ++

Note) +,

: p<0.1, ++,

: p<0.05.

se et al., 1983; Graumlich, 1993).

3.2.4 월별평균 강수량

임목의 월별 생장량과 월별평균 강수량과 평균 과의 상관관계를 분석한 결과는 Table 4와 같다.

강수량과의 상관분석에서 소나무는 추재 생장 이 시작되는 시기인 5∼8월에 뚜렷한 정의 관계 가 나타났다. 세부적으로 보면, 초여름에 내리는 강수는 토양수분의 저장능력에 관여하기 때문에 이 시기의 강수량이 임목의 생장에 유효한 영향 을 미치는 것으로 사료된다. 이러한 결과는 Szei- cz and Macdonald(1994)가 임목의 수령에 따른 월별강수량과 연륜생장량 간의 관계를 분석한 결 과와도 일치한다. 이러한 결과로 미루어 볼 때 우리나라의 봄철은 비교적 건조하여 이들 시기에 형성된 강수는 임목의 생장을 촉진시킬 수 있음 을 보여준다. Table 1∼3과 비교해 보면, 월별 평 균 온도, 최저 온도, 최고 온도와의 상관관계에

서 5∼8월은 부의 상관이 나타났다. 이러한 차이 는 최저 온도, 평균 온도와 강수량을 비교했을 때보다 최고 온도와 비교했을 때 더 분명하게 나 타난다. 이는 호흡과 광합성을 포함한 신진대사 에 영향을 주는 증발산량의 작용을 극명히 보여 준다(Tessier et al.,. 1994).

소나무와 신갈나무2가 정의 관계를 보이고 있 는 2월은 생장이 시작되는 시기와 휴면이 끝나는 시기로서, 임목의 생장기에 필요한 수분공급이 이들의 연륜 생장에 도움을 주는 것으로 판단된 다(Kienast et al., 1987).

또한, 소나무와 신갈나무 모두 전년도 11, 12 월의 강수량과 정의 상관을 나타내고 있다. 일반 적으로 토양의 온도가 생장을 하지 못할 정도로 낮아지지 않는다면, 충분한 수분과 영양의 공급 으로 뿌리는 생장을 지속하게 된다. 따라서 이 기간 동안의 강수는 뿌리의 성장을 촉진시켜 다 음해에 일어나는 새로운 생장순환(Growth cycle)

이 시작될 때 임목은 더 큰 뿌리구조를 형성하게 된다. 따라서 11, 12월의 강수가 뿌리생장을 지속 시키며, 이 결과로 임목은 더 크게 성장할 수 있 는 기반을 갖추게 되어 성장을 촉진하는 것으로 판단된다(Lebourgeois et al., 2003).

평균 온도, 최저 온도, 최고 온도와 강수량의 결과를 비교해 보면 소나무의 경우, 가을철과 여 름철의 온도에 부의 상관을 나타냈으며, 강수량 과의 상관관계에서는 모든 계절에 정의 상관을 나타냈다. 이로 보아 소나무와 신갈나무의 생장 에 있어 높은 온도는 임목의 생장을 저해하며, 강수는 임목의 생장을 촉진하는 요인으로 작용한 다고 사료된다. 또한, 유의한 결과가 나타난 빈도 수로 보아 현재 경기도 지역의 기상조건에서 소 나무의 생장에는 온도보다 강수량이 미치는 영향 이 더 큰 것으로 사료되며, 반면 신갈나무의 경 우 온도가 강수량보다 생장에 더 큰 영향을 주는 것으로 사료된다.

3.3 연평균 강수량 및 온도와 임목 생장량과 의 관계

연평균 강수량 및 온도와 임목의 생장량과의 관계를 비교하기 위해 표준화한 임목의 연년 생 장과 연평균 강수량 그리고 연평균 온도의 그래 프를 나타내었다(Fig. 6).

상관관계분석을 실시한 시기와 동일하게 하기

Fig. 6. Annual mean temperature, precipitation and standardization value.

위하여 각 년도의 평균은 전년도 8월부터 당해 연도 9월까지의 온도와 강수량의 평균을 이용하 였다. 이 결과, 1979년부터 2009년까지의 평균 온도는 11.7℃이며, 평균 강수량은 1,591 mm이 다. 위의 Table 1∼4의 결과로 미루어 보아 생장 연도의 여름철과 전년도 겨울철의 강수량과의 상 관관계가 강한 정의 관계가 나타났으므로, 강수 량의 변화가 임목의 생장에 큰 영향을 미칠 것으 로 예상된다. 반면, 온도는 전반적으로 임목의 생 장과 부의 관계를 나타냈으므로 임목의 생장을 저해할 것으로 예상된다.

임목의 연륜 생장이 가장 저조하게 나타났던 1989년의 경우, 평균 온도는 11.99℃, 평균 강수 량은 1,202.38 mm로 과거 30년(1971∼2010) 동 안의 평균 온도(11.7℃)보다 높은 기록과 강수량 (1,591 mm)보다 낮은 기록을 나타내고 있다. 이 는 위의 결과와 일치하는 결과로 수분의 손실을 야기하는 높은 온도와 낮은 강수량은 임목의 성 장을 저해한다는 것을 나타낸다. 그러나 마찬가 지로 임목의 성장이 저조했던 1988년의 경우 평 균 온도는 11.4℃, 강수량은 1,275 mm로 과거 30년 동안의 평균 강수량과 온도보다 모두 낮은 기록을 나타내고 있다. 반면, 1999년의 경우 평균 온도는 12.68℃, 강수량은 1,275.28 mm로 과거 30년 동안의 평균 강수량과 온도보다 모두 높은 기록을 나타내고 있다. 이러한 결과는 1988년의 경우 온도와는 낮은 유의한 관계를 보이며, 강수 량에 높은 상관관계를 보이는 소나무의 생장이 특히 저조하기 때문으로 사료된다.

한편, 임목의 생장이 왕성하게 나타났던 1986 년의 경우 평균 온도는 10.76℃, 평균 강수량은 1,627.75 mm로 과거의 평균 온도보다는 낮게, 강 수량보다는 높게 나타났다. 이는 본 연구의 결과 와 일치하는 결과로 강수가 임목의 성장을 촉진 한다는 것을 나타낸다. 반면, 1990년의 경우 평균 온도는 11.8℃, 평균 강수량은 2,397.17 mm를, 2004년의 경우 평균 온도는 12.13℃, 평균 강수

량은 1,881.74 m로 조사 기간의 평균 온도와 강 수량보다 높게 나타났지만, 임목의 연륜 생장은 높게 나타났다. 이는 강수량보다 온도에 영향을 더 많이 받는 소나무의 생장이 특히 높기 때문으 로 사료된다.

4. 결론

본 연구에서는 경기도 남양주 조안면 시우리 지역 임목들의 연륜생장에 대하여 연륜생태학적 해석을 통하여 기후인자(월별 평균 온도, 최저 온 도, 최고 온도, 월별 강수량)간의 관계를 상관분 석을 실시하였다.

연륜 생장과 기후인자 간의 관계에서 전년도 9, 10월과 당해 연도 1, 2월, 6∼8월의 월별평균 온 도, 최저 온도, 최고 온도가 부의 상관으로 영향 을 미치고 있으며, 이는 고온에 의한 토양수분 손실이 임목의 생장에 저해가 되는 요인으로 작 용하기 때문인 것으로 판단된다. 또한, 소나무, 신갈나무, 밤나무, 낙엽송의 경우 당해 연도 3월 에 나타나는 정의 상관은 생장시작 시기를 앞당 겨 생장기간을 연장시킴으로써 생장에 정의 영향 을 주는 것으로 사료된다. 또한, 휴면기가 끝나고 생장이 시작되는 시점의 따뜻한 온도가 춘재도관 의 크기 생장에 영향을 주어 임목의 연륜 생장을 촉진시켜 주기 때문으로 사료된다.

강수량의 경우, 전년도 10, 11월의 강수가 연 륜생장에 정의 상관을 미치는 것으로 나타났다.

또한, 대부분의 임목의 생장이 5∼8월의 강수량 과 정의 상관이 나타났는데, 이는 초여름에 내리 는 강수가 토양수분의 저장능력에 관여하여 임목 의 생장에 유효한 영향을 주는 것으로 사료된다.

본 연구는 연륜생태학적 접근 방식을 통해 수 종별 임목생장에 영향을 미치는 기상인자를 정밀 하게 분석하였으나, 분석에 이용된 임목자료의 수와 공간적인 범위가 제한되어 있다는 한계가 있다. 따라서 추후 더 넓은 공간 범위의 다양한 자료를 분석함으로 본 연구의 한계를 보완한다

면, 기후변화를 고려한 산림관리 및 산림계획 수 립⋅지원에 도움이 될 수 있을 것이라고 사료된 다.

사사

본 논문은 본 논문은 산림과학원 ‘기후변화 적 응을 위한 산림관리 의사결정지원시스템 개발’

(과제번호: 0100-2009-01)과 농림축산식품부 생명 산업기술개발사업에 의해 이루어진 연구 결과의 일부임.

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