Early Effect of Environment-friendly Harvesting on the Dynamics of Organic Matter in a Japanese Larch (Larix leptolepis) Forest in Central Korea

Environment-friendly harvesting is practiced to maintain ecosystem, landscape, and forest protection functions. The present study was conducted at Simgok-ri, Sinbuk-myeon, Pocheon, Gyeonngi-do, where a 41-50-year-old Japanese larch forest was harvested in an environment-friendly manner from 2017 to 2019. The dynamics of organic matter in this forest were investigated at three years after the harvest. Specifically, organic matter content was measured on the forest floor and in overstory biomass, litterfall, and soil up to 30 cm in depth from June 2020 to January 2021. Owing to the harvest, the amount of overstory biomass of the Japanese larch stands decreased from 142.22 to 44.20 t ha^-1. On the forest floor, the amount of organic matter was 32.87 t ha^-1 in the control plots and 23.34 t ha^-1 in the harvest plots. Annual litterfall was 4.43 t ha^-1 yr^-1 in the control plots and 1.16 t ha^-1 yr^-1 in the harvest plots. Soil bulk density in the B horizon was 0.97 g cm^-3 in the control plots and 1.06 g cm^-3 i n the harvest plots. Soil organic matter content was 11.5% in the control plots and 12.8% in the harvest plots. The total amount of soil organic matter did not differ significantly between the control plots (245.21 t ha^-1) and harvest plots (263.92 t ha^-1), although the amount of soil organic matter tended to be higher in the harvest plots. The total amount of organic matter in the forest was estimated to be 406.48 t ha^-1 in the control plots and 338.21 t ha^-1 in the harvest plots. In the harvest plots, the ratio of aboveground organic matter decreased to 13.1% and soil organic matter increased to 78.0%, indicating that the distribution of organic matter changed significantly in these plots. Overall, the carbon accumulated in aboveground biomass was substantially reduced by environment-friendly harvesting, whereas the soil carbon level increased, which played a role in mitigating the reduction of system carbon in the forest. These results highlight one possible resolution for forest management in terms of coping with climate change. However, given that only three years of environment-friendly harvesting data were analyzed, further research on the dynamics of organic matter and tree growth is needed.

중부지역 일본잎갈나무림의 친환경벌채가 산림 내 유기물 변화에 미치는 초기 영향

우리나라의 친환경벌채는 생태계, 경관 및 산림재해 방지 기능을 유지하도록 실행되고 있으며, 벌채 시 임목 중 일부를 남겨 임지가 일시에 드러나는 것을 방지하고 있다. 경기도 포천시 신북면 심곡리에 위치하고 있는 연구대상지에서 벌기령에 이른 41~50년생 일본잎갈나무림이 2017~2019년에 걸쳐 2 년간 벌채되었다. 벌채 3 년 후 산림 내 유기물 분포 및 변화를 측정하여 벌채에 따른 산림 내 유기물의 동태를 규명하는 것을 목적으로 하였다. 2020년 6월부터 2021년 1월까지 지상부 바이오매스, 낙엽층, 낙엽생산량 및 토양(0-30m 깊이)의 유기물 함량을 측정하였다. 친환경벌채가 이루어진 일본잎갈나무림의 지상부 바이오매스는 142.22 t ha^-1에서 44.20 t ha^-1로 감소하였다. 낙엽층의 유기물 함량은 미벌채구에서 32.87 t ha^-1였으며, 친환경벌채구에서 23.34 t ha^-1로 감소하였다. 연간 낙엽생산량은 미벌채구에서 4.43t ha^-1yr^-1였으며, 친환경벌채구에서 1.16t ha^-1 yr^-1로 감소하였다. 토양용적밀도는 미벌채구 토양 B층이 0.97 g cm^-3였으며 친환경벌채 후 1.06 g cm^-3로 증가하였다. 토양유기물 함량은 미벌채구 토양 A층에서 11.5%였으며 벌채 후 12.8%로 증가하였다. 토양유기물 총량은 대조구와 친환경벌채구에서 각각 245.21 t ha^-1과 263.92 t ha^-1로 유의성 있는 변화를 보이지 않았으나, 전체적으로 벌채 후 증가하는 경향을 보였다. 일본잎갈나무림 내 유기물 총량은 406.48 t ha^-1였으며 친환경벌채로 인하여 338.21 t ha^-1로 감소하였다. 벌채 후 산림 내 지상부 유기물 비율은 13.1%로 감소하였으며, 토양유기물은 78.0%로 증가하여 산림 내 유기물 분포가 변화한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과 친환경벌채는 지상부에 축적된 탄소가 크게 소실된 반면 토양내에 저장된 탄소량의 증가로 전체적으로 산림 내 탄소 저징량의 감소 규모가 완화된 것을 보여주고 있다. 이 결과는 기후변화에 대응할 수 있는 산림 관리 방안의 마련을 위한 기초가 될 것으로 생각된다. 본 연구는 친환경벌채 후 3 년이 지난 시점에서 얻은 결과를 보여 주었으며, 이후의 산림 변화를 파악하기 위하여 산림 유기물의 변화와 수목 생장에 대한 추가연구가 필요한 것으로 보인다.