Carbon Storage and Uptake by Deciduous Tree Species for Urban Landscape

This study generated regression models to estimate the carbon storage and uptake from the urban deciduous landscape trees through a direct harvesting method, and established essential information to quantify carbon reduction from urban greenspace. Tree species for the study included Acer palmatum, Zelkova serrata, Prunus yedoensis, and Ginkgo biloba, which are usually planted as urban landscape trees. Tree individuals for each species were sampled reflecting various diameter sizes at a given interval. The study measured biomass for each part including the roots of sample trees to compute the total carbon storage per tree. Annual carbon uptake per tree was quantified by analyzing radial growth rates of stem samples at breast height. The study then derived a regression model easily applicable in estimating carbon storage and uptake per tree for the 4 species by using diameter at breast height(dbh) as an independent variable. All the regression models showed high fitness with $r^2$ values of 0.94~0.99. Carbon storage and uptake per tree and their differences between diameter classes increased as the diameter sizes got larger. The carbon storage and uptake tended to be greatest with Zelkova serrata in the same diameter sizes, followed by Prunus yedoensis and Ginkgo biloba in order. A Zelkova serrata tree with 15cm in dbh stored about 54kg of carbon and annually sequestered 7 kg, based on a regression model for the species. The study has broken new grounds to overcome limitations of the past studies which substituted, due to a difficulty in direct cutting and root digging of urban landscape trees, coefficients from the forest trees such as biomass expansion factors, ratios of below ground/above ground biomass, and diameter growth rates. Study results can be useful as a tool or skill to evaluate carbon reduction by landscape trees in urban greenspace projects of the government.

도시 낙엽성 조경수종의 탄소저장 및 흡수

본 연구는 직접수확법을 통해 도시 낙엽성 조경수의 탄소저장 및 흡수를 용이하게 추정하는 회귀모델을 제시하고 도시녹지의 탄소저감 계량화에 필요한 기반정보를 구축하였다. 연구대상 수종은 도시조경수로 흔히 식재되는 단풍나무, 느티나무, 왕벚나무 및 은행나무이었다. 수종별로 유목에서 성목에 이르는 일정 간격의 흉고직경 크기를 고려한 수목을 구입하여, 근굴취를 포함하는 직접수확법에 의해 개체당 부위별 및 전체 생체량을 산정하고 탄소저장량을 산출하였다. 또한, 흉고 부위의 수간 원판을 채취하여 직경생장을 분석하고 탄소흡수량을 산정하였다. 흉고직경을 독립변수로 4개 수종별 생장에 따른 단목의 탄소저장 및 흡수를 계량화하는 활용 용이한 회귀모델을 유도하였다. 이들 회귀식의 $r^2$는 0.94~0.99로서 적합도가 상당히 높았다. 단목의 탄소저장량과 탄소흡수량은 모두 직경생장과 더불어 증가하였고, 직경급간 그 차이도 대개 직경이 커질수록 증가하는 경향이었다. 동일 직경에서는 느티나무가 가장 높은 경향이었고, 다음으로 왕벚나무, 은행나무 등의 순이었다. 유도한 회귀식을 적용하면, 흉고직경 15cm인 느티나무 단목은 약 54kg의 탄소를 저장하고 있으며, 연간 7kg의 탄소를 흡수하는 것으로 나타났다. 본 연구는 도시 조경수목의 직접 벌목과 근굴취의 난이성에 기인하여 생체량 확장계수, 지하부/지상부 비율, 직경생장 등 산림수목의 계수를 대용한 기존 연구의 한계성을 극복할 새로운 초석을 마련하였다. 연구결과는 정부나 지자체의 도시녹지 사업과 관련하여 조경수목의 탄소저감을 평가하는 공공기반기술로서 유용하게 활용될 수 있다.