Analysis of Heterogeneous Tree-Ring Growths of Pinus densiflora with Various Topographical Characteristics in Mt. Worak Using GIS

GIS 기법을 이용한 지형적 특성에 따른 월악산 소나무 연륜생장의 이질성 규명

To analyze the relationship between climatic factors (monthly temperatures and precipitations) and the radial growths or Pinus densiflora with different topographical settings in Worak National Park, Korea, 20 stands were chosen and 10 trees were selected from each stand. After crossdating, each ring-width series was double detrended (standardized) by fitting first a negative exponential or straight regression line and secondly a 60-year cubic spline. The growth patterns coud be categorized by four groups using cluster analysis. Cluster Ⅰ stand has north aspect, but others have south or southwest aspects. Cluster Ⅰ (one), cluster Ⅱ (ten), and cluster Ⅲ (two) stands are located in lower. elevation (305∼580 m), however, cluster Ⅳ (seven) stands are located in higher elevation, mostly in 560～870 m. Cluster Ⅱ and Ⅲ stands are located at similar elevation with the same aspect, however, cluster Ⅱ stands are located on more rocky and stiff slope with shallow soil depth. The response functions were used to examine the difference in the relationships between climatic factors and tree growths among the 4 cluster chronologies. The climatic factors are not limiting the growth in the cluster Ⅰ stand as highly as in other cluster plots because of rather mesic conditions in the north slope. The precipitation in the spring appears to be the main limiting factor in the cluster Ⅱ stands. The topographical characteristics of the sites of cluster Ⅱ, shallow soil depths on the rocky slope in the south aspect at lower elevation, may enhance the sensitivity of growth to moisture stress. In cluster Ⅲ and cluster Ⅳ, winter and spring temperature prior to the growth become more important than for cluster Ⅱ. This pattern is com-mon for Pinus densiflora trees growing in higher. elevation (equation omitted 800 m) in South Korea. It nay be re-lated with preconditioning effects of temperature as the temperature decreases with increasing elevation (cluster Ⅳ) or in the valley (cluster Ⅲ). The results obtained by tree-ring analysis were digitalized by GIS and spatio-temporal information on tree-ring data and topographic setting were analyzed and displayed simultaneously. The results of this study can be used to predict the future change of Pinus densiflora ecosystem to climate change expected in central Korea.

소나무 직경생장과 기후인자(월 평균기온과 총강수량)와의 관계를 지형적 특성에 따라 분석하기 위하여 월악산국립공원에서 선정한 20개의 임분에서 각각 10여 본의 임목에 대한 연륜을 측정하였다. 각 연륜계열들은 크로스데이팅 한 후, 임령과 임분동태에 따른 임목생장 추세를 제거하기 위하여 표준화함으로써 임분별 연륜연대기를 작성하였다. 연륜의 생장경향을 이용한 집락분석의 결과 20개 임분을 4개의 집락으로 분류할 수 있었다. 집락 Ⅰ 의 사면 방향은 북쪽이었으나, 다른 집락들은 대부분 남족과 남서쪽이었다. 고도는 집락Ⅰ(1개 임분), 집락Ⅱ(10개 임분), 집락Ⅲ(2개 임분)이 305∼580 m이었으나, 집락Ⅳ(7개 임분)는 다른 집락들보다 높은 450～870 m이었다 이중 집락Ⅱ는 다른 집락보다 토심이 얕은 급경사의 암석지에 위치하였다. 지형에 따른 기후인자들과 연륜생장과의 관계를 분석하기 위해 반응함수를 집락별로 실시하였다. 집락Ⅰ은 북사면의 다소 중습한 지역에 위치하여 다른 집락보다 기후인자의 영향을 많이 받지 않았다. 집락 Ⅱ는 강수가 임목생장을 제한하는 주요인으로 나타났는데, 이는 집락 Ⅱ가 낮은 고도에 위치하면서 토심이 얕은 급경사의 암석지에 위치하여 수분에 대한 임목생장의 민감도가 증가한 것이라 생각된다. 집락Ⅲ과 집락Ⅳ는 집락Ⅱ에 비하여 임목생장 개시 이전의 겨울과 이른봄의 기온이 보다 중요한 인자로 나타났다. 이런 결과는 고도 상승에 따른 기온 감소(집락Ⅳ)나 계곡부의 미소지형적 특성에 따른 온도 저하(집락Ⅲ)로 발생되는 결과라 생각된다. 이상의 결과는 GIS를 이용하여 수치화 하여 연륜과 지형이 갖는 시-공간적 정보들을 동시에 분석한 결과이다.