Dendrochronological Analysis of Abies koreana W. at Mt. Halla, Korea: Effects of Climate Change on the Growths

한라산 구상나무(Abies koreana W.)의 연륜연대학적 연구 - 기후변화에 따른 생장변동 분석 -

  • Koo, Kyung-Ah (School of Forest Resources, Chungbuk National University) ;
  • Park, Won-Kyu (School of Forest Resources, Chungbuk National University) ;
  • Kong, Woo-Seok (Department of Geography, Kyunghee University)
  • Published : 2001.10.01

Abstract

The relationships between the growths of Abies koreana W. and climatic factors were analyzed by the use of tree-ring analysis at the subalpine belt of Mt. Halla National Park. The four cores were extracted from each 21 trees at north-facing slope (1,900m a.s.1.). The site chronology was established on the periods from 1912 to 1999. The growth of A. koreana was very poor, in particular in the years of 1982, 1988 and 1996. Simple correlation was employed to analyze the relationship between the growth of A. koreana and climatic factors. The result of simple correlation indicates that the growth of A. koreana represent positive correlations both with the mean temperatures of April and previous November, and the precipitation of previous December and January. The presence of large number of frost-damaged scars in the individual trees of A. koreana implies that local freezing temperature conditions at Mt. Halla have occurred in 1964, 1965 and 1966. The correlations between the fir chronology SOI(Southern Oscillation Index) of previous January, February and November were significantly positive. The growth ratio of A. koreana demonstrates that this species is sensitive to seasonal variations. As the winter temperature rises, the growth ratio of A. koreana decreases, on the other hand, the increase of autumn temperature accelerates the growth ratio of A. koreana. The growth decline of A. koreana was observed from 51 cores out of the 54 cores, and the overall growth declines have initiated at 1978, 1982 and 1988. Distinct growth decline of A. koreana in the range of 70% is noticed at 34 cores out of the 51 cores. The decline of, A. koreana growth appears to be related to the winter temperature which has increased since mid-1970s.

한라산 구상나무의 연륜생장에 영향을 미치는 환경요인 및 지구온난화에 따른 생장변화를 밝히고, 생장쇠퇴 현상을 조사하기 위하여 구상나무의 연륜분석을 실시하였다. 구상나무의 연륜을 분석한 결과 마스터 연대기의 연대 구간은 1912년부터 1999년으로 조사되었으며, 각 시료들마다 공통적으로 생장이 가장 저조한 해는 1982년, 1988년, 1996년이었다. 연륜연대기(연륜폭 곡선)지수와 기후요소와의 상관관계를 살펴본 결과 구상나무의 생장은 4월 및 전년 11월의 기온과 양의 상관관계를 나타냈으며, 전년 12월 및 1월 강수량과 유의한 양의 상관관계를 나타내었다. 구상나무의 생장과 강수량은 전반적으로 양의 상관관계를 나타내어 구상나무가 수분스트레스에 민감한 수종임을 보여주었다. 구상나무의 생장과 엘리뇨-남방진동과 상관관계를 분석한 결과 구상나무의 생장은 전년도 1월, 2월, 3월 및 11월 남방진동지수(SOI)와 양의 상관관계를 가졌다. 구상나무의 연륜 시료에서는 동해(frost damage)로 추정되는 상흔이 많이 관찰되었으며, 다수의 시료에서 공통적으로 상흔이 나타나는 연도는 1964년, 1965년, 1966년이었다. 이 시기에 시료를 채취한 한라산 정상부근에 기상관측 자료가 없어 확인이 불가능하지만 국지적인 저온 현상이 나타났던 것으로 추정된다. 기온의 온난화에 따른 생장변화를 조사한 결과 계절별로는 겨울 기온이 상승하였을 경우 생장이 감소하는 것으로 나타났으며, 반면에 가을철 기온이 상승하였을 경우에는 생장이 증가하는 것으로 나타났다. 연간 기온상승에 따른 임목 생장의 변화는 적은 양이지만 증가하는 것으로 나타났는데, 이것은 연간 기온상승이 균등하게 증가할 경우 가을의 생장 증가량이 겨울의 생장 감소량보다 크기 때문이다. 그러므로 앞으로 온난화가 진행될 경우 구상나무의 생장변화는 계절에 따른 기온변화의 차이에 따라 다르게 나타날 것으로 예측된다. 채취한 한라산 구상나무시료 중 생장쇠퇴현상이 나타난 시료는 54개의 시료 중 51개의 시료로 거의 모든 구상나무 임목에서 생장쇠퇴현상이 나타났다. 51개의 시료 중 44개의 시료에서 최근까지 지속적으로 생장쇠퇴현상이 나타났으며, 이들 44개의 시료 중 31개의 시료에서 평년대비 70% 이상의 극심한 생장쇠퇴현상이 나타났다. 이러한 생장쇠퇴의 원인은 지속적인 기온상승으로 추정되며, 특히 겨울기온의 상승이 영향을 미친 것으로 추정된다. 겨울기온이 상승하는 경우 상록수는 광합성을 할 수 있는 조건이 충족되나 광합성에 필요한 수분공급이 부족하여 수분수지의 불균형이 발생하게 되며, 이것은 생장에 악영향을 미치게 되는 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 한국생태학회지 v.7 no.4 지리산 아고산대 침엽수림의 갱신 강상준
  2. 대한지리학회지 v.34 no.4 한라산의 수직적 기온 분표와 고산식물의 온도적 범위 공우석
  3. 경희대학교 석사학위논문 한반도 상록활엽수의 지리적 분포와 기후요소와의 관계-내장산 굴거리나무를 중심으로- 구경아
  4. 한국임학회지 v.86 no.2 지리산 천왕봉-덕평봉 지역의 삼림군집구조에 관한연구-구상나무림- 김갑태;추갑철;업태원
  5. 응용생태연구 v.5 no.1 반야봉지역 삼림군집구조에 관한 연구-구상나무림- 김갑태;김준선;추갑철
  6. 한국과학재단 연구보고서 KOSEF 921-1500-018-2 환경변화와 고산지대 수목생장 쇠퇴현상과 상관성 해석 김은식
  7. 경상대학교 부속연습림 연구보고 v.4 덕유산 구상나무 임분의 식생구조에 관한 연구 문현식;이강령
  8. 제4기학회지 v.13 no.1 지리산 천왕복지역 구상나무의 연륜기후학적 해석 박원규;서정욱
  9. 한국임학회지 v.82 no.1 대기중 이산화탄소 증가와 한국산 아고산 침엽수류의 생장동향;연류연대학적 분석 박원규
  10. 나무나이테를 이용한 고기후와 고환경 복원 박원규
  11. 충북대학교 대학원 석사학위논문 월악산 소나무(Pinus densiflora)연륜 변동에 관한시-공간적 분석 서정욱
  12. 한국식물학회지 v.5 no.2 송백류의 분포를 중심으로 하는 한라산의 수직분포대 엄규백
  13. 기후와 산림군집. 한라산 및 홍도 오계철
  14. 한국생태학회지 v.16 no.1 가야산 구상나무 군락의 구조 및 동태 이창석;조현제
  15. 경상대학교 부속연습림 연구보고 v.2 지리산 구상나무 임분의 직경분포와 군락구조 이강령
  16. 경북대학교 박사학위논문 구상나무림의 군락분류와 임분구조에 관한 연구 이윤원
  17. 조림학원론 임경빈
  18. 한국식물학회지 v.12 no.4 한라산 식물의 수직분포 차종환
  19. 공주사범대학논문집 v.20 한라산 백록담 주변의 식생연구 최두문
  20. Studies in Plant Survival : Ecological case stories of plant adaptation to adversity Crawford, R.M.M.
  21. Tree Rings and Climate Fritts, H. C.
  22. Tree Rings: Basics and Application of Dendrochronology Schwiengruber, F. H.
  23. An Introduction to Tree-Ring Dating Stokes, M. A.;T. L. Smiley