소나무과(Pinaceae) 가문비나무속(Picea)에는 40여종의 나무들이 있으며 대부분이 지구의 북반구의 온대와 한대지방에 분포하고 있다. 우리나라에는 자생종으로 가문비나무, 풍산가문비나무, 종비나무 등이 있으며 가문비나무중에 구과(毬果)가 자갈색(마르면 암갈색)인 것을 붉은가문비, 풍산가문 비나무중에 가지에 털이 있는 것을 털종비나무로 분류하고 있다.(중략)
지리산국립공원 천왕봉지역을 중심으로 분포하고 있는 가문비나무의 생육현황과 가문비나무림의 구조를 정확하게 파악하고자, 가문비나무가 주로 생육하고 있는 지역에 33개의 방형구($20{\times}20$ m)를 설치하여 식생을 조사하였다. 고사한 가문비나무는 주로 상층수관의 나무에서 발견되었으며, 개체수의 비율로는 15.6%이었고, 유묘의 개체수도 매우 적게 나타났다. Cluster 분석한 결과 두개의 집단으로 분류되었다. 개회나무와 당단풍, 미역줄나무, 졸참나무; 좀고채목과 괴불나무; 나래회나무와 시닥나무; 당단풍과 미역줄나무 등의 수종들 간에는 높은 정의상관이 인정되었고, 가문비나무와 구상나무; 좀고채목과 시닥나무; 미역줄나무와 시닥나무 등의 수종들 간에는 약한 부의상관이 인정되었다. 조사지의 군락별 종다양성지수는 1.0000~1.3010범위로 나타났다.
본 연구는 가문비나무 집단 내 치수형성이 잘 이루어지지 않는 이유를 찾고자 실시하였다. 가문비나무 집단 내 치수형성을 방해하는 타감물질의 존재여부를 확인하고, 타감작용을 일으키는 수종을 확인하기 위해서 타감물질을 추출하여 종자발아 및 유묘생장에 미치는 영향을 조사하였다. 수용성 추출액은 GC/MS를 사용하여 수용성 페놀화합물의 유무를 확인하였다. 가문비나무 집단에서 채취한 주변 경쟁수종 잎의 수용성 추출물은 가문비나무 종자의 발아를 감소시켰으며, 유묘의 생장을 저해하였다. 추출액의 수용성 페놀화합물을 분석한 결과, borneol, Camphor, Longifolen, Longifolenaldehyde, Norbornene, Ketobornane, 1,8-Cineole, ${\alpha}$-Cadinol이 검출되었는데, 이들은 monoterpenoids 화합물로서, 타감물질로 잘 알려진 화합물들이다. 결론적으로, 가문비나무 집단 내 치수형성에 영향을 미치는 인자중의 하나가 주변 경쟁식생들의 타감효과에 의한 것으로 판단된다.
우리나라 계방산, 덕유산, 지리산에 분포하고 있는 가문비나무 집단의 보존과 복원 전략 개발에 요구되는 생육 환경을 구명하기 위하여, 가문비나무 침엽의 수명, 침엽 내 엽록소 및 질소 배분 양상을 조사하였다. 가문비나무의 평균 침엽 생존율은 계방산(87.%)이 가장 높았고, 지리산(71.6%)이 가장 낮았으며, 침엽의 생존율은 침엽 연령 증가와 함께 감소하였다. 덕유산과 지리산 가문비나무의 침엽은 연령이 증가함에 따라 엽록소 a, b 모두 증가하였으나, 계방산 가문비나무의 엽록소 함량은 2년생 침엽에서 가장 높았다. 카로테노이드 함량은 계방산 가문비나무 침엽에서 가장 높았으며, 침엽의 연령이 증가함에 따라 카로테노이드 함량은 증가하였다. 엽록소 a와 b의 비는 지리산에서 가장 높았고, 계방산에서 가장 낮게 나타났다. 세 집단의 침엽 연령이 증가함에 따라 엽록소와 카로테노이드 함량의 비는 점차 감소하였다. 가문비나무 침엽 내 질소 함량은 덕유산이 1.51%로 가장 높게 나타났으며, 계방산이 1.40% 으로 가장 낮았고, 질소 함량은 침엽 연령이 증가하면서 감소하였다. 엽록소와 질소 함량의 비는 침엽의 연령이 증가함에 따라 증가하였다.
지리산국립공원 동부지역의 해발고와 사면에 따른 식물군집구조를 파악하기 위하여 1999년 7월에 49개의 조사구(20m$\times$15m)를 설치하여 조사하였다 해발고가 올라감에 따라 북사면에 위치한 조사구에서는 구상나무와 신갈나무의 평균상대우점치가 증가하였고 천왕봉 해발 1,700m이상 지역에서는 가문비나무가 우점종이었으며 해발고가 올라갈수록 상대우점치는 증가하였다 반면 남사면에 위치한 조사구에서는 해발고가 올라감에 따라 신갈나무의 평균상대우점치는 감소하였고 구상나무의 평균상대우점치는 증가하였다 해발고에 따른 북사면과 남사면의 종수와 개체수는 북사면에서보다 남사면에서 많았고 입지환경과 종간상관관계에서는 가문비나무 신갈나무, 잣나무가 해발고와 정의 상관관계를 나타냈으며 서어나무는 부의 상관관계를 나타내었다 동일 해발고에서도 사면상 위치에 따라 식물군집구조 및 종구성의 차이를 나타내었다.
본 연구는 계방산 가문비나무 임분을 대상으로 2012년 3월부터 10월까지 36개의 영구조사구를 설치하여 개체군 구조와 동태를 분석하였다. 가문비나무의 흉고직경급별 개체 분포는 직경 10 cm 미만이 32본(50.0%), 직경 10 cm~30 cm 미만이 20본(31.2%), 직경 30 cm 이상이 11본(18.8%)으로 직경이 커질수록 개체수가 감소하는 역 J자형의 분포 유형을 나타내었다. 가문비나무 유묘 및 치수는 상층임관이 열려있거나 햇볕이 잘 들어오는 곳, 그루터기(stump)와 같이 유기물 및 수분경쟁이 유리한 장소를 선호하는 경향이었다. 연륜생장을 분석하여 가문비나무 임분 내 교란시점을 추정한 결과 1854년, 1915년, 1918년, 1993년, 2002년 전후로 하여 발생하였으며, 숲 틈 형성목(gap-maker)의 유형은 서서 죽는 경우(standing dead)가 23본(45.1%)으로 가장 많았다.
본 연구는 건자재용 목재의 연기 유해성평가에 대하여 연기성능지수-II (SPI-II), 연기성장지수-II (SGI-II)를 중심으로 조사하였다. 시험편은 삼나무, 가문비나무, 나왕, 적송을 사용하였다. 연기 특성은 시험편 목재에 대하여 콘칼로리미터(ISO 5660-1) 장비를 이용하여 조사하였다. 연소반응 후 측정된 연기성능지수-II는 적송을 기준으로 1.31~2.15배 증가하였다. 연기성능지수-II에 의한 화재위험성은 가문비나무, 나왕, 삼나무, 적송의 순서로 증가하였다. 연기성장지수-II는 삼나무를 기준으로 1.18~2.55배 증가하였다. 연기성장지수-II에 의한 화재위험성은 삼나무, 가문비나무, 나왕, 적송의 순서로 높아졌다. CO 평균농도는 59~133 ppm이었으며 이 결과는 미국직업안전위생관리국(occupational safety and health administration, OSHA)의 허용기준(permissible exposure limits, PEL)인 50 ppm 보다 높게 나타났다. 결론적으로 적송과 같이 휘발성 유기물질을 다랑 함유한 목재는 연기성능지수-II가 낮고, 연기성장지수-II가 높으므로 화재로 인한 연기유해성이 높은 것으로 이해된다.
본 연구는 건축용 목재의 화재위험성에대하여 열방출 특성을 중심으로 조사하였다. 열방출 성질은 cone calorimeter (ISO 5660-1)를 이용하여 측정하였으며 4종의 목재를 사용하였다. 외부 열유속 $25kW/m^2$에서 연소시킨 후 측정된 착화시간은 35 s부터 55 s까지였다. 나왕(lauan)과 적송의 착화 시간은 각각 54 s, 55 s로 가장 지연된 값으로 얻어졌다. 최대열방출율은 $156.87{\sim}235.1kW/m^2$ 였고 화재초기의 위험성은 가문비나무가 가장 높았다. 삼나무의 평균유효연소열은 19.1 MJ/kg였고 시료들 중에서 가장 높게 나타났다. 화재성능지수(FPI)에 의한 목재의 화재위험성은 나왕($0.2468s{\cdot}m^2/kW$) < 적송($0.2339s{\cdot}m^2/kW$) < 가문비나무($0.2308s{\cdot}m^2/kW$) < 삼나무($0.2231s{\cdot}m^2/kW$) 순으로 높았고 화재성장지수(FGI)에 의한 목재의 화재위험성은 나왕($0.5088kW/m^2{\cdot}s$) < 적송($0.511kW/m^2{\cdot}s$) < 삼나무 ($2.8522kW/m^2{\cdot}s$) < 가문비나무($3.0662kW/m^2{\cdot}s$) 순으로 높았다. 그러므로 목재의 열방출 특성에 대한 화재위험성은 가문비나무와 삼나무가 높은 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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