Timber Harvesting Impacts on Soil Respiration Rate and Microbial Population of Populus tremuloides Michx. Stands on Two Contrasting Soils

두 가지 서로 다른 토양에 형성된 Populus tremuloides Michx. 임분의 수확이 토양호흡률 및 토양미생물상에 미치는 영향

Timber harvesting impacts on soil microbial populations and respiration rates were examined in naturally regenerating trembling aspen(Populus tremuloides Michx.) stands on two contrasting soils, an Omega loamy sand (sandy mixed, frigid Typic Udipsamment) and an Ontonagon clay loam (very fine, mixed Glossic Eutroboralf). Five timber harvesting disturbances were simulated during winter of 1990 and spring of 1991, including commercial whole-tree harvesting(CWH), winter logging trail+CWH, logging slash removal+CWH(LSR), forest floor removal+LSR(FFR), and spring compaction+FFR. Regardless of soil types, total soil respiration rates of each stand decreased slightly or remained the same after harvesting while microbial population increased progressively during the first two years following harvesting. Microbial populations increased more rapidly and constantly at the sandy site than at the clayey site, which may indicate that the soil physical and chemical conditions changed more drastically for microbial activity following timber harvesting at the sandy site than at the clayey site. However, two kinds of treatment applications-three levels of organic matter removal and two levels of compaction-did not result in significant differences in microbial population or total soil respiration rate at each site during the first two post-harvest years. Total soil respiration of the aspen stands, sum of root respiration and microbial respiration, was a poor index for the microbial activity in this study because aspen kept an active root system for the successive root-sprouts even after harvesting, which resulted in a large portion of root respiration in total respiration.

본 연구는 서로 다른 두가지 토양에서 천연갱신되어 자라고 있는 trembling aspen(Populus tremuloides Michx.) 임분의 수확이 토양미생물상 및 토양호흡률에 미치는 영향을 조사하며 토양호흡률이 토양미생물상 변이의 지표로 활용될 수 있는지에 대한 연구 결과이다. 다섯 가지의 수확처리(지상부 전체 임목수확, 겨울철 수확통로, 수확 잔재목 제거, 수확 잔재목 및 낙엽류 제거, 춘계 답압)를 1990년과 1991년 사이의 겨울 및 봄 사이에 시행하였고, 1991년 및 1992년의 2년간에 걸쳐 수확후 산림토양의 동태를 조사하였다. 각 임분의 토양형에 관계없이 토양호흡률은 수확후 약간 감소하거나 변동이 없었으나 미생물수는 수확후 2년동안 점차 증가하였다. 미생물수는 식질토양에서 보다 사질토양에서 보다 급속하고 지속적인 증가양상을 나타내었는데, 이것은 수확 결과 미생물 활성에 영향하는 토양의 이화학적 특성이 식질토양보다는 사질토양에서 큰 변화가 있었음을 시사한다. 그러나, 두가지 종류의 처리(세 수준의 유기물 제거 및 두 수준의 답압 처리)는, 두 지역 모두, 수확후 2년간의 미생물상이나 토양호흡률에 유의차를 나타내지 않았다. 본 연구의 대상임분이었던 trembling aspen은 수확후에도 뿌리의 활력이 떨어지지 않고 맹아발생을 위한 대사를 진행하여, 뿌리의 호흡과 미생물의 호흡을 포함하는 전체 토양 호흡에서 뿌리의 호흡이 차지하는 비율이 높은 결과를 낳아, 전체 토양호흡을 미생물의 활력도 변이의 지표로 활용하기 어려웠다.