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산림에서의 젖은 군락 증발 관측: 고찰 (Measurements of Wet Canopy Evaporation in Forests: A Review)

  • 권효정
    • 한국농림기상학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.56-68
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    • 2011
  • 산림에서의 차단강수증발(EWC)은 증발산과 강수에 중요한 기여를 한다. 따라서, 산림에서의 수문순환을 이해하기 위해서는 정확한 $E_{WC}$를 산정하는 것이 중요하다. 본 고찰에서는 $E_{WC}$의 측정방법을 소개하고, 선행 연구에서 보고된 산림형태(예를 들면, 활엽수림, 침엽수림, 혼효림, 열대림)에 따른 $E_{WC}$ 값과 측정시 고려해야 할 사항에 대하여 논의하였다. 전형적인 $E_{WC}$ 측정에는 물 수지, 에너지 수지 및 Penman-Monteith 방법이 있다. 전반적으로, $E_{WC}$는 강수량의 5~54%를 차지하였으며, 같은 산림형태내에서도 $E_{WC}$의 강수량에 대한 기여도는 큰 변동을 보였다. 이러한 변동에는 강수강도, 기상조건, 군락 구조 특성이 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 특정 산림형태에서의 $E_{WC}$의 강수량에 대한 기여도를 정량화하는 것은 어려울 것으로 판단된다. 관측시 발생하는 오차는 $E_{WC}$ 정량화의 불확실성을 증대 시킨다. 물수지 방법의 경우, 풍속의 영향을 받는 강수 관측과 군락 구조의 공간적 비균질성의 영향을 받는 수관통과우 등의 관측 오차를 들 수 있다. 에너지 수지 방법의 경우에는 현열 플럭스와 열저류항의 관측이 주요 오차의 원인이 되며, Penman-Monteith 방법은 공기전도도와 현열의 이류 추정에서 발생하는 오차에 주의를 기울여야 한다. 각 측정방법의 오차를 최소화하고 신뢰할 수 있는 $E_{WC}$를 얻기위해서는 수문학적 방법과 미기상학적 방법, 즉 물 수지와 에너지 수지 방법을 함께 사용하는 것이 바람직하다.

Frequency Driver를 이용한 냉온수관의 스케일 방지억제효과 (The Effects of Scale Growth Inhibition on Water Pipe using Frequency Driver)

  • 장미정;성일화
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.258-266
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    • 2011
  • 수중 경도물질에 의해 유발된 스케일은 수질 저해는 물론 배관의 기능에 막대한 손실을 초래할 수 있어 관리가 필요하다. 특히 온수시스템의 경우, 온도에 의해 스케일화작용이 가속화되므로 관리가 필요한 시설 중 하나이다. 현재까지는 화학약품이나 에너지가 소모되는 화학적, 물리적, 전자기적 방법과는 다른 무전원방식의 Frequency Driver (FD)를 이용하여 스케일 생성 방지 효과를 확인하고자 하였다. 500 mg/L의 경수에 33일간 3종류의 관 시편을 침지시켜 관 재질별 스케일 형성도를 비교하기 위해 XRD와 SEM을 이용하여 표면을 분석하였다. 주철관에서는 경도에서 유발된 스케일인 calcite ($CaCO_3$)가 형성되었고, 구리나 스테인리스관에 비해 부식율이 높았다. 온수순환장치를 제작하여 경도 300 mg/L로 $50^{\circ}C$의 조건에서 FD 설치 유무에 따른 주철관의 스케일 형성도와 수질 변화를 비교하였다. XRD 결과에서 FD를 설치하였을 경우 calcite의 생성은 비교적 적은 반면, 좋은 부식생성물인 magnetite ($Fe_3O_4$)의 생성을 확인할 수 있었으며, SEM 사진에서도 FD의 스케일 저감 효과를 확인할 수 있었다. 관 내부의 스케일 양의 경우, FD를 설치하지 않은 경우에 비해 FD를 설치하였을 경우 관 연결부분에서는 16%, 관 전체길이에서는 14%, 열교환기에서는 42%의 적은 스케일이 형성되어 FD의 스케일 저감효과를 확인할 수 있었다. 또한 FD 설치 유무에 따른 수질분석 결과를 토대로 FD가 수질의 화학적 변화 없이 경도물질의 결정화를 방지하는 것으로 나타나 환경적으로도 안전함을 확인하였다.

희귀식물 광릉요강꽃 자생지 환경 및 개체군 특성 (Habitats Environmental and Population Characteristics of Cypripedium japonicum Thunb., a Rare Species in Korea)

  • 피정훈;정지영;박정근;양형호;김은혜;서강욱;이철호;손성원
    • 생태와환경
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    • 제48권4호
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    • pp.253-262
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    • 2015
  • 연구결과에 기초하여 내린 시험적 결론은 다음과 같다. 광릉요강꽃은 주로 해발 450~990 m, 경사는 $5{\sim}30^{\circ}$의 범위에 분포하였고, 사면향은 $0{\sim}110^{\circ}$로 나타났다. 자생지 기온 ($18.94^{\circ}C$)은 계절 변화와 유사한 경향이었고 장소 간의 차이는 위도에 따른 차이가 강하였으며, 가장 남쪽에 위치한 GY에서 가장 높게 나타났다. 반면에 상대습도는 지역 간의 차이는 크지 않았다. 수관열림도 (%)는 평균 18.17이었으며, HC (22.1)에서 가장 높게 나타났고 MJ (16.1)에서 가장 낮게 나타났다. 광량 ($mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$)은 평균 9.1이었으며, CC (10.6) 가장 높게 나타났고 GY (6.87)에서 가장 낮게 나타났다. 엽록소 함량 (SPAD value)은 평균 26.12로 나타났으며, MJ (30.64)에서 가장 높았고 HC (23.69)에서 가장 낮았다. 엽면적 ($cm^2$)은 평균 $253.35cm^2$이었으며, CC (281.51)에서 가장 높았고, HC (238.23)에서 가장 낮았다. 자생지 층위별 우점식생으로 교목층 식생은 물푸레나무, 고로쇠나무 및 층층나무가 우점하는 것으로 나타났고, 관목층은 고추나무, 초본층은 십자고사리, 단풍취가 우점하는 것으로 나타났다. 식분의 서열화 결과, I상에서는 수관울폐도와 지온, II축상에서는 토양노출, 해발고도 등의 환경요인이 높은 상관관계를 보였다. 우리의 연구 결과는 개체군 동태 예측 및 광릉요강꽃의 장기적인 보전 전략 및 복원에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

동해안 산불피해지 복구를 위한 산림생산력의 추정 (Estimation of Forest Productivity for Post-Wild-fire Restoration in East Coastal Areas)

  • 구교상;이명종;신만용
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.36-44
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    • 2010
  • 본 연구는 입지환경 인자를 적용하여 수종별 지위지수 추정식을 개발하고 이를 통해 해당 입지의 산림생산력을 추정함으로서 산불 피해지의 복구을 위한 수종 선택에 필요한 정보를 제공하고자 하였다. 이를 위해 입지환경 인자를 이용하여 동해안 산불 피해지역인 강릉, 고성, 동해, 그리고 삼척 지역에 적용할 수 있는 온대 중부지역의 수종별 지위지수 추정식을 조제하였다. 본 연구에서 도출된 수종별 지위지수 추정식은 4~5개의 비교적 소수의 입지환경 인자를 이용하여 산림생산력에 대한 높은 추정능력을 보였다. 또한 이와 같이 개발된 수종별 지위지수 추정식을 대상으로 모형의 평균 편의, 정도, 표준오차 등의 3가지 평가통계량에 근거한 검증을 실시한 결과 수종별 오차가 모두 0.5m 이내로 본 연구에서 도출된 지위지수 추정식의 실용성을 입증할 수 있었다. 지위지수 추정식의 검증결과를 보면전반적으로 본 연구에서 개발된 수종별 지위지수 추정식의 평가통계량은 낮은 것으로 판명되어 실제 적용하는 데는 문제가 없는 것으로 평가되었다. 본 연구에서 개발한 수종별 지위지수 추정식은 몇가지의 입지환경 인자만으로 산불 피해지에 대한 수종별 산림생산력을 추정할 수 있는 것으로 판명되어 앞으로 활용가치가 높을 것으로 평가된다. 특히 본 연구에서 얻어진 결과는 수종별 적지판정과 이를 통한 산림의 경영 및 관리에 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 산불 피해지역의 입지평가 기준을 설정하기 위해서는 우선 산불피해임지를 자연회복, 인공복구 방법으로 현재의 임지를 개선하고자 할 때 이를 위한 입지 및 토양환경 인자 및 기준에 따라 임지의 생산력을 고려하여 적정한 수종을 선정하여 복구를 하여야 할 것이다. 본 연구에서는 입지환경 인자에 의한 임지생산력 추정결과 물푸레나무와 굴참나무의 적지가 비교적 넓은 면적으로 분석되어 침엽수의 단순림이 많이 있는 동해안 지역의 임분을 참나무류와 같은 활엽수 수종으로 임분 구조를 개선하여 산불이 수관화로 확산되는 큰 피해를 막을 수 있을 뿐만 아니라 산불의 피해를 저감하는 내화수림대의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

Landsat TM 영상자료를 활용한 삼척 대형산불 피해지의 비이산화탄소 온실가스 배출량 추정 (Estimation of non-CO2 Greenhouse Gases Emissions from Biomass Burning in the Samcheok Large-Fire Area Using Landsat TM Imagery)

  • 원명수;구교상;이명보;손영모
    • 한국농림기상학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.17-24
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    • 2008
  • 지구온난화 문제는 국지적, 국내적 환경문제가 아닌 범지구적 차원에서 해결하여야 할 문제로 온실가스 규제와 지구환경의 조화를 위한 국제적 노력이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 바이오매스 연소시 배출되는 비이산화탄소의 배출량을 정량적으로 추정하기 위한 방법론을 제시하고자 하였고, 산불피해지 구분은 물론 피해강도에 따라 배출되는 비이산화탄소 온실가스를 정량적으로 추정하기 위해 위성영상 자료를 활용하였으며, IPCC 기준인 Tier 2 수준으로 비이산화탄소 온실가스 배출량을 추정하였다. 본 연구에서는 2000년 4월에 발생한 우리나라 최대 산불인 삼척피해지를 대상으로 산불 전후 동일시기에 관측된 Landsat 위성영상으로부터 정규탄화지수(NBR)를 추출하여 산불피해지역과 피해강도를 정량적으로 분석하였다. 위성영상에서 추출된 피해면적과 피해강도별 분석자료는 바이오매스 연소로 인해 직접 배출되는 비이산화탄소 배출량 추정을 위한 활동자료로 활용하였다. 비이산화탄소 배출량 추정을 위해 IPCC의 추정식을 이용하였다. 산불피해강도별 연소효율은 피해강도가 '심'(burn severity: high)인 수관화 지역의 경우 0.43, 피해강도 '중'(burn severity: moderate) 0.40, 그리고 피해강도가 '경'인 지표화지(burn severity: low)의 경우는 0.15를 적용하였다. 바이오매스 연소시 배출되는 비이산화탄소 온실가스별 배출계수는 CO 130, $CH_4$ 9, $NO_x$ 0.7, $N_2O$ 0.11 값을 적용하였다. 삼척 산불피해지의 dNBR에 의한 피해강도 분석 결과, 전체 피해면적은 16,200ha로 나타났으며, 피해강도는 '경(Low: dNBR 152 이하)' 35%, '중(Moderate: dNBR 153-190)' 33%, '심(High: dNBR 191-255)' 32%의 면적분포를 보였다. 임상별 피해면적은 침엽수림 11,506ha(77%), 활엽수림 453ha(3%) 그리고 혼효림에서 2,978ha(20%)의 피해를 입은 것으로 평가되었다. 삼척 산불피해지의 바이오매스 연소로 인해 직접 배출된 비이산화탄소 배출량 추정 결과, CO 93%, CH4 6.4%, $NO_x$ 0.5%, $N_2O$ 0.1%의 순으로 배출량이 많았다. 삼척 산불피해지의 강도별 피해면적은 32%$\sim$35%의 분포로 고른 양상을 보이고 있지만 피해강도 '중' 지역에서 배출된 비이산화탄소의 양이 전체의 47%를 차지하여 배출율이 가장 높은 것으로 나타났다. 삼척산불 피해지의 총 비이산화탄소 온실가스 배출량은 CO 44.100Gg, CH4 3.053Gg, $NO_x$ 0.238Gg 그리고 $N_2O$는 0.038Gg이 배출된 것으로 추정되었다.

기계적 노출치수의 Nd:YAG 레이저 조사효과에 대한 연구 (A STUDY ON THE EFFECT OF THE ND:YAG LASER IRRADIATION ON THE MECHANICALLY EXPOSED PULP)

  • 이상호;이창섭;김수관
    • 대한소아치과학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.146-158
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    • 2002
  • 이 연구는 기계적으로 노출된 성견의 치수에서 치수내 염증성 변화와 상아질교의 형성과 잔존 생활치수의 섬유모세포의 구조적 변화를 포함하는 치유과정에서의 Nd:YAG laser의 효과를 평가하였다. 실험 1군은 레이저로 3W, 30Hz, 0.2sec 조사조건으로 광섬유를 치수에 직접 접촉시켜 $2{\sim}3$초동안 조사하였다. 실험 2군은 노출된 치수를 레이저로 동일한 조건으로 $2{\sim}3$초 동안 치수에 접촉하여 조사한 후 수산화칼슘 분말을 도포 하였다. 실험 3군은 노출된 치수를 레이저로 $2{\sim}3$초 동안 광섬유를 치수에 접촉시키지 않고 조사한 후 수산화칼슘 분말을 도포 하였다. 표본은 3, 7, 14, 30일에 광학 현미경과 전자 현미경으로 관찰한 바, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 치수의 염증양상은 대조군, 제 2군과 제 3군이 제 1군에 비해 감소하였으며 제 2군과 제 3군은 염증의 정도가 비슷하나 제 3군에서 치수의 더 깊은 부위까지 염증이 관찰되었다. 2. 제 2군과 제 3군이 대조군에 비해 14일, 30일 표본에서 상아질교의 형성이 전반적으로 균일하게 나타났으며 조상아세포의 배열상태도 더 균일하게 나타났다. 3. 레이저만을 조사한 실험 2군은 시술 3일, 7일째에 치수의 천부에 조직의 괴사 및 빈 공간이 많이 관찰되었으며 세포막의 소실, 세포의 공포화 등 세포의 변형이 관찰됨으로써 다른 군에 비해 조직의 손상이 더 많은 것으로 나타났다. 4. 레이저조사와 수산화칼슘을 도포한 제 2군과 제 3군은 대조군과 제 1군에 비해 섬유아세포의 활성화도가 증가됨으로써 조직의 치유가 상대적으로 빠른 것으로 나타났다.

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계룡산국립공원의 나비류 군집에 관한 연구 (A Study of the Butterfly Community of Mt. Gyeryong National Park, Korea)

  • 전성재;조영호;한용구;김영진;최민주;박영준;남상호
    • 한국환경생태학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.348-361
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    • 2012
  • 고도의 변화는 종 다양성 및 풍부도 그리고 생물 종 구성에 있어 매우 중요한 역할을 하는 요인으로 최근에는 나비를 비롯하여 곤충의 고도에 따른 분포 형태에 관하여 많은 관심이 집중되고 있다. 본 논문에서는 계룡산국립공원의 고도에 따른 나비분포를 조사하여, 종 보전 및 효율적인 관리방안을 제시하고자 하였다. 본 연구에서는 고도가 증가함에 따라 종과 개체수가 감소하는 경향이 나타났으며, 이는 수관울폐로 인한 그늘의 증가가 원인일 것으로 사료된다. 고도의 영향 이외에도 종의 분포에 영향을 주는 요인을 분석한 결과, 경사도 및 식생군락 그리고 수계거리가 종의 분포 변화와 상관관계가 있는 것으로 조사되었다. 이러한 종들은 먹이식물과 밀접한 관련이 있으므로 추후에 숲내부의 변화를 감지하는데 적합한 생물지표종을 선정한다면 시간과 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 효율적인 생물다양성 평가를 내릴 수 있을 것으로 판단된다. 또한 추후에 기후 및 미기후, 그리고 먹이식물과 같은 환경요인들의 자료를 축적하고 정량화 할 경우 나비 분포를 예측할 수 있어 종 보전에 있어 더 효율적이라고 사료된다.

황폐산지(荒廢山地)에서의 산불이 삼림식생(森林植生) 및 토양(土壤)에 미치는 영향(影響)에 관한 연구(研究)(II) (Effects of Forest Fire on the Forest Vegetation and Soil (II))

  • 우보명;권태호;마호섭;이헌호;이종학
    • 한국산림과학회지
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    • 제68권1호
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    • pp.37-45
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    • 1985
  • 황폐(荒廢)가 극심(極深)한 암석산지(岩石山地)인 관악산(冠岳山)에서 발생(發生)한 지표화(地表火)가 삼림식생(森林植生) 및 토양(土壤)에 미치는 초기영향(初期影響)을 조사(調査), 보고(報告)한데 이어서 2년(年)째의 결과(結果)와 몇 수종(樹種)의 내화성(耐火性)에 대해 연구(硏究)가 실시(實施)되었다. 토양수분함량(土壤水分含量), 유기물함량(有機物含量) 및 치환성염기(置換性鹽基)를 비롯한 대부분(大部分)의 토양양료(土壤養料)는 산불발생직후(發生直後) 일시적(一時的) 증가(增加)를 보이다가 감소(減少)하여 일년(一年)이 경과(經過)한 후(後)에는 큰 변화(變化)를 보이지 않았다. 하층토(下層土)의 pH는 산불발생(發生) 1년후(年後)에도 계속적(繼續的)인 증가경향(增加傾向)을 보이나 유효인산(有効燐酸)은 반대로 감소(減少)하여 산불이 발생(發生)하지 않은 임지(林地)와 비슷한 상태(狀態)에 도달하였다. 수관(樹冠)의 산불에 대한 내화력(耐火力)은 싸리류(類), 병꽃나무류(類)가 가장 약(弱)하나 재생력(再生力)은 크며 진달래류(類)는 내화력(耐火力), 재생력(再生力) 모두 큰 것으로 나타났다. 산불발생(發生) 후(後) 2년간(年間)의 계속적(繼續的)인 식생조사(植生調査)에 의해 Increasers, Decreasers, Invaders 및 Neutral species의 보다 정확(正確)한 구분(區分)이 가능(可能)하였으며, 군락간(群落間)의 유사성(類似性)을 비교(比較)한 결과(結果), 산불발생지(發生地)의 식생구성(植生構成)이 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 원상태(原狀態)로 서서히 회복(回復)됨을 보였다.

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천축산 일대 금강소나무림의 군집구조 및 종조성 (Community Structure and Species Composition of Pinus densiflora for. erecta Forest in Mt. Cheonchuk)

  • 변준기;박병주;주성현;천광일
    • 한국자원식물학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.1-14
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    • 2020
  • 경상북도 울진군에 위치한 천축산 일대 금강소나무림을 중심으로 한 군집구조와 종조성에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 조사지 내 관속식물상은 총 66과 165속 211종 2아종 29변종 6품종으로 248분류군으로 조사되었으며 금강소나무림을 중심으로 신갈나무 군집, 굴참나무 군집, 갈참나무-국수나무 군집으로 3가지 군집으로 분류되었다. 군집 간 토양의 이화학적 성질의 차이는 유기물층 깊이, 연년생장량, 해발고도, 양이온치환용량, 전질소, pH 등의 유의한 차이가 나타났다. 하층식생을 중심으로 한 DCA 분석 결과 P-1, P-2의 조사구가 광범위한 환경에 분포하는 것에 반해 P-3 군집은 두 군집과 비교하여 이질적인 종조성인 것으로 분석되었다. 종다양도와 지표종 분석결과 P-3군집에서 목본층과 하층식생의 종풍부도 및 종다양도 지수가 높은 것으로 분석되었는데, 이는 숲틈에 의한 임내 광량이 다량 유입되어 선구종(pioneer species) 및 여러 식물종이 생육하기 용이한 공간을 마련한 결과로 나타났다(Schnitzer and Carson, 2001). 이에 따른 만경류와 같은 수관열림에 의한 수종 유입에 따른 금강소나무의 피해를 방지하기 위한 장기적인 모니터링을 실시하여 임내 환경과 하층식생의 변화상을 관찰하여야 한다. 특정지역에 대한 생태적 데이터베이스의 구축은 생태계 보전을 위한 기초자료로 활용되며 이는 곧 서식처로 삼고있는 동물들의 보전으로 이어져 생물다양성과 종간 상호작용이 원활하게 이루어져 건전한 생태계를 유지한다. 이를 위한 효율적인 보전방안의 하나는 GIS (Geographic Information System) 데이터를구축하는 것으로 대면적 생태경관보전지역의 경우 공간적 범위가 넓어 인간이 수동적으로 인지하기에 한계가 있기 때문에 효과적인 관리 방법이 될 것이다. 또한 연구대상지 내 수집한 데이터를 정량화 시키고 유기적인 경관보전을 위해 장기적인 모니터링이 요구되며, 이는 왕피천 유역의 시계열적인 생태계를 이해하는 방법이다.

산불적지에서 숲 가꾸기 실행 유무와 산불위험성 비교 분석 (Comparative Analysis of Forest Fire Danger Rating on Forest Characteristics of Thinning Area and Non-thinning Area on Forest Fire Burnt Area)

  • 이시영;이명욱;염찬호;권춘근;이해평
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.32-39
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    • 2009
  • 본 연구는 산불적지에서 숲 가꾸기 실행 유무와 산불위험성과의 관계를 비교 분석하기 위하여 2007년에 산불이 발생했던 강원도 강릉시, 삼척시 및 경북 울진지역에 총18개소의 세부조사구를 선정하여 숲 가꾸기 실행 유무, 피해수종, 산불진행방향, DBH, 총수고, 지하고, 임목고사여부, 편면연소율, 수관피해율, 임목밀도, 지하고, 숲 가꾸기 산물의 방치유무, 조사지의 위치(GPS), 해발고도, 조사사면의 방위, 산지경사, 지형을 각각 조사하였다. 조사결과, 숲 가꾸기 실행지의 편면연소율은 24.7%인 반면, 미실행지의 편면연소율은 60.2%로 숲 가꾸기 미실행지가 실행지에 비해 약 35.5% 높게 나타났고, 수종별로는 소나무가 참나무류 보다 피해가 크게 나타났다. 임목고사율의 경우도 숲 가꾸기 미실행지가 실행지에 비해 약 41.4% 높게 나타났다. 그리고, 숲 가꾸기 실행지의 산물들이 근접해 있는 임목이 그렇지 않은 임목에 비하여 10${\sim}$20%의 편면연소 피해를 더 받는 것으로 나타났는데, 이것은 임목주변에 숲 가꾸기 산물이 있을 경우, 독립적으로 있는 임목보다 연소물량이 많아 산불강도에 영향을 준 것으로 판단된다. 또한, 적재된 간벌목이 산림 내에 많이 쌓여있는 경우에는 이로 인하여 재발화의 가능성이 있는 것으로 나타나, 숲 가꾸기 산물을 임외로 걷어 내리거나 다른 용도로의 활용방안을 강구해야 할 것으로 판단된다.