Estimating Radial Growth Response of Major Tree Species using Climatic and Topographic Condition in South Korea

기후와 지형 조건을 반영한 우리나라 주요 수종의 반경 생장 반응 예측

The main purpose of this study is to estimate tradial growth response and to predict the potential spatial distribution of major tree species(Pinus densiflora, Quercus mongolica, Quercus spp., Castanea crenata and Larix kaempferi) in South Korea, considering climate and topographic factors. To estimate radial growth response, $5^{th}$ National Forest Inventory data, Topographic Wetness Index (TWI) and climatic data such as temperature and precipitation were used. Also, to predict the potential spatial distribution of major tree species, RCP 8.5 Scenario was applied. By our analysis, it was found that the rising temperature would have negative impacts on radial growth of Pinus densiflora, Castanea crenata and Larix kaempferi, and positive impacts on that of Quercus mongolica, Quercus spp.. Incremental precipitation would have positive effects on radial growth of Pinus densiflora and Quercus mongolica. When radial growth response considered by RCP 8.5 scenario, it was found that the radial growth of Pinus densiflora, Castanea crenata and Larix kaempferi would be more vulnerable than that of Quercus mongolica and Quercus spp. to temperature. According to the climate change scenario, Quercus spp. including Quercus mongolica would be expected to have greater abundance than its present status in South Korea. The result of this study would be helpful for understanding the impact of climatic factors on tree growth and for predicting the distribution of major tree species by climate change in South Korea.

본 연구는 우리나라 산림의 주요 수종을 대상으로 기후와 지형 조건에 따른 반경 생장 반응 및 잠재 분포를 예측하기 위해 수행되었다. 기후와 지형 인자에 따른 반경 생장 반응을 분석하기 위해 제5차 국가산림자원조사 표본점의 임목조사 및 연륜 정보, 지형습윤지수, 기온, 강수량자료를 반영한 생장모형을 적용하였으며, 잠재 분포를 예측하기 위해 RCP8.5 시나리오를 활용하였다. 생장 반응을 분석한 결과, 기온 상승은 소나무, 일본잎갈나무, 밤나무 생장에 부(-)의 영향을 주는 반면, 신갈나무를 포함한 참나무류 생장에는 정(+)의 영향을 주며, 강수량의 증가는 소나무와 신갈나무 생장에 정(+)의 영향을 주는 것으로 나타났다. 이처럼, 기후인자에 의한 수종별 생장 반응이 다르게 나타나는 것은 온도 및 강수량이 임목의 수분스트레스, 생장기간 등에 영향을 주기 때문인 것으로 보인다. 모형에 기후변화 시나리오를 적용한 결과, 소나무, 일본잎갈나무, 밤나무의 생장이 참나무류에 비해 기후변화에 취약한 것을 알 수 있었으며, 특히, 소나무의 경우 내륙보다 해안지역을 중심으로 생장이 저조해질 것으로 나타났다. 반면, 참나무류는 기후변화의 영향으로 그 분포가 크게 넓어질 것으로 예측되었다. 본 연구 결과를 통해 기후변화에 따른 우리나라 주요 수종의 생장 변화를 예측할 수 있었으며, 이는 기후변화에 대응한 지속가능한 산림관리 방안을 수립하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다.