한국산림토양의 형태학적 및 이화학적성질과 낙엽송, 잣나무의 성장(成長)에 관한 연구(硏究)

Studies on the Morphological, Physical and Chemical Properties of the Korean Forest soil in Relation to the Growth of Korean White Pine and Japanese Larch

1. 본(本) 연구(硏究)는 우리나라의 산림토양(山林土壤)의 형태학적(形態學的) 이학적(理學的) 화학적성질(化學的性質)이 임목생장(林木生長)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하여 수종별(樹種別)로 토양조건(土壤條件)의 요구(要求) 경향(傾向)을 파악(把握)하므로서 적지적수(適地適樹) 및 비배관리(肥培管理)의 기초자료(基礎資料)를 얻고자 10여년간(余年間)에 걸쳐서 자료(資料)를 수집(蒐集)하여 수량화방법(數量化方法)의 이론(理論)을 적용(適用)하여 다변량해석(多變量解析)으로 분석(分析)한 것이다. 2. 공시수종(供試樹種)인 낙엽송(落葉松)과 잣나무는 온대중부(溫帶中部)에서 온대북부(溫帶北部) 지방(地方)에 이르기까지 조림적지(造林適地)가 광대(廣大)하게 분포(分布)되고 있고 한국(韓國)의 이대(二大) 조림수종(造林樹種)으로 되고 있으나, 적지특성(適地特性)이 밝혀지고 있지않아 조림시(造林時)에 혼동(混同)하여 조림(造林)하거나 동일지위급(同一地位級)으로 취급(取級)되어 왔으며 낙엽송(落葉松) 적지(適地)에는 잣나무를 조림(造林)하여도 비교적(比較的) 생장(生長)이 양호(良好)하나 반면(反面) 잣나무 적지(適地)에 냑엽송(落葉松)을 조림(造林)할 경우(境遇) 생장(生長)은 양호(良好)하다고는 할 수 없다. 이러한 차이(差異)에 대(對)하여 토양형태학적요인(土壤形態學的因子), 토양(土壤)의 이화학적인자(理化字的因子)가 임목생장(林木生長)에 어떻게 영향(影響)하는 것인가를 Computer를 이용(利用)하여 토양인자(土壤因子)를 추적(追敵)하여 보았다. 3. 조사(調査)된 임분(林分)은 인공조림지(人工造林地)의 성림지(成林地)로서 낙엽송(落葉松) 294plot 잣나무 259plot에서 우세목(優勢木)의 표준목(標準木)을 벌채(伐採)하여 수간석해(樹幹析解)에 의(依)하여 지위지수(地位指數)를 결정(決定)하고 당해임지(當該林地)에서 토양단면조사(土壤斷面調査)를 실시(實施)하고 층위별(層位別)로 토양시료(土壤試料)를 채취(採取)하여 토양(土壞)의 이화학적성질(理化學的性質)을 분석(分析)하여 수종별(樹種別)로 임지생산력(林地生産力) 구분표(區分表)를 만들어 토양(土壤)의 물리성(物理性) 화학성(化學性) 및 이화학성(理化學性)과 임목생장(林木生長) 관계(開係)를 구명(究明)하였다. 4. 토양(土壤)의 물리적(物理的) 요인(要因)과 임목생장(林木生長) 관계(開係)의 순위(順位)는 낙엽송(落葉松)에서는 퇴적양식(堆積樣式), 토심(土深), 토양수분(土壤水分), 표고(標高), 지형(地形) 토양형(土壤型) A층(層)의 두께, 견밀도(堅密度), 유기물함량(有機物含量), 토성(土性), 기암(基岩) 석력함량(石礫含量), 방위(方位), 경사(傾斜) 등(等)의 순위(順位)이며 잣나무는 토양형(土壤型), 견밀도(堅密度), 기암(基岩), 방위(方位) A층(層)의 두께 토양수분(土壞水分) 표고(標高) 지형(地形) 퇴직양식(堆積樣式) 토심(土深) 토성(土性) 석력함량(石礫含量) 경사등(傾斜等)의 순(順)이였다. 5. 토양(土壞)의 화학적요인(化學的要因)과 임목생장(林木生長) 관계(開係)의 순위(順位)는 낙엽송(落葉松)에서는 염기포화도(鹽基飽和度) 토양유기물(土壤有機物) 석회(石灰), C/N율(率) 유효인산(有效燐酸) pH 치환성가리(置換性加里) 전질소(全窒素) 고토(苦土) 양(陽)ion치환능력(置換能力) 염기총량(나토륨 등(等)의 순위(順位)이며 잣나무는 유효인산(有效燐酸) 염기총량(전질소(全窒素) 나토륨 C/N율(率) pH, 석회(石灰) 염기포화도(鹽基飽和度) 토양유기물(土壤有機物) 치환성가리(置換性加里) 양(陽)ion 치환능력(置換能力) 고토(苦土) 등(等)의 순(順)이였다. 6. 토양(土壤)의 이화학성(理化學性)과 임목생장(林木生長) 관계순위(關係順位)는 낙엽송(落葉松)에서는 토심(土深) 퇴적양식(堆積樣式) 토양수분(土壞水分) pH 지형(地形) 토양형(土壤型) 표고(標高) 전질소(全窒素) 견밀도(堅密度) 유효인산(有效燐酸) 토성(土性) A층(層)의 두께 염기총량(치환성가리(置換性加里) 염기포화도(鹽基飽和度) 등(等)의 순위(順位)이며 잣나무는 토양형(土壤型) 토양견밀도(土壤堅密度) 방위(方位) 유효인산(有效燐酸) A층(層)의 두께 치환성가리(置換性加里) 토양수분(土壞水分) 염기총량 표고(標高), 토심(土深) 염기포화도(鹽基飽和度) 지형(地形) 전질소(全窒素) C/N율(率) 최적양식(堆積樣式) 등(等)의 순위(順位)이였다. 7. 산림토양(山林土壤)의 물리적성질(物理的性質)과의 중상관관계(重相關關係)에서는 낙엽송(落葉松) 0.9272 잣나무 0.8996이며 토양(土壤)의 화학적성질(化學的性質)은 낙엽송(落葉松) 0.7474 잣나무 0.7365이였다. 이상(以上)과 같이 토양(土壤)의 물리적성질(物理的性質)과 임목생장관계(林木生長關係)는 토양(土壤)의 화학적성질(化學的性質) 보다는 상관성(相關性)이 높은 것으로 나타났으나 토양(土壤)의 화학적(化學的) 제인자(諸因子)에 처한 표시방법(表示方法)이 미흡(未洽)한 것이라고 사료(思料)되며 토양(土壤)의 화학적성질(化學的性質)이 물리적성질(物理的性質) 못지않게 중요(重要)한 것이라는 것을 입정하기에 이르렀다. 산림토양(山林土壞)의 형태학적(形態學的) 및 물리적(物理的) 중요인자(重要因子)와 토양(土壤) 화학적(化學的) 중요인자(重要因子)를 발췌(拔萃)한 산림토양(山林土壤)의 이화학적성질(理化學的性質)과 임목생장(林木生長)과의 중상관관계(重相關關係)는 낙엽송(落葉松) 0.9434이고 잣나무 0.9103으로서 가장높은 상관성(相關性)을 나타냈다. 8. 편상관계수(偏相關係數)에서 나타난 것과 같이 낙엽송(落葉松)은 잣나무보다 토심(土深)이 깊어야하며 퇴적양식(堆積樣式)에 있어서도 붕적토(崩積土) 포행토(匍行土)이어야하며 토양건습도(土壤乾混度)에서도 적윤지(適潤地) 내지(乃至) 습윤지(混潤地)를 요구(要求)하고 있으며 pH5.5~6.1을 요구(要求)하며 전질소(全窒素)(T-N) 토성(土性) 및 토양양료(土壞養料)도 낙엽송(落葉松)이 잣나무보다 훨씬 많은 토양조건(土壤條件)을 요구(要求)하고 있다. 즉(卽) 토심(土深) 퇴적양식(堆積樣式) 지형(地形)의 기복(起伏) 토양건습도(土壤乾混度) pH N 표고(標高) 토성등(土性等)이 낙엽송(落葉松)과 잣나무 적지(適地) 구분(區分)의 유효(有效)한 지표(指標)가 되며 토양형(土壤型) 토양견밀도(土壤堅密度)는 식재환경(植載環境)의 변이폭(變異幅)이 넓으므로 지표성(指標性)은 있으나 낮다고 할 수 있다. 적지판별(適地判]別)은 낙엽송(落葉松)은 토심(土深) 퇴적양식(堆積樣式) 지형(地形) 토양(土壤) 수분(水分) pH 토양형(土壤型) N 토성등(土性等)이 생장(生長)을 도모(圖謀)하는 지표인자(指標因子)인데 반(反)하여 잣나무는 토양형(土壤型) 토양견밀도(土壤堅密度) 유효인산(有效燐酸) 치환성가리(置換性加里) 등(等)이 생장(生長)을 도모(圖謀)하는 유효(有效)한 요인(要因)이였다. 토양양료(土壤養料)에 대(對)하여도 일반적(一般的)으로 잣나무 보다 낙엽송(落葉松)이 요구도(要求度)가 크게 나타나고 있으나 $K_2O$에 대(對)하여서만 잣나무가 낙엽송(落葉松)보다 많이 요구(要求)하고 있다. 9. 지금(只今)까지 임목생장(林木生長)에 크게 영향(影響)을 미치는 것은 산림(山林) 토양(土壤)의 물리적성질(物理的性質)이라고 하였으나 본(本) 연구결과(硏究結果) 토양(土壤)의 화학적성질(化學的性質)도 물리적성질(物理的性質) 못지 않게 매우 중요(重要)한 임목생장(林木生長) 요인(要因)이 된다는 것을 Computer를 이용(利用) 추적(追跳)하여 입정하였으며 아울러 도래(徒來) 낙엽송(落葉松)과 잣나무 적지(適地) 특성(特性)을 구명(究明)하였다.

1. Aiming at supply of basic informations on tree species siting and forest fertilization by understanding of soil properties that are demanded by each tree species through studies of forest soil's morphological, physical and chemical properties in relation to tree growth in our country, the necessary data have been collected in the last 10 years, are quantified according to quantification theory and are analyzed in accordance with multi-variate analysis. 2. Test species, larch and the Korean white pine, are plantable in extensive areas from mid to north in the temperate zone and are the two most recommended reforestation tree species in Korea. However, their respective site demands are not known and they have been in confusion or considered demanding the same site during reforestation. When the Korean white pine is planted in larch sites, it has shown relatively good growth. But, when larch is planted in the Korean white pine site it can be hardly said that the larch growth is good. To understand on such a difference soil factors have been studied so as to see how the soil's morphological, physical and chemical factors affect tree growth helped with the electronic computer. 3. All the stands examined are man-made mature forests. From 294 larch plots and 259 white pine plots dominant trees are cut as samples and through stem analysis site index is determined. For each site index soil profiles are made in the related forest-land for analysis. Soil samples are taken from each profile horizon and forest-land productivity classification tables are worked out through physical and chemical analysis of the soil samples for each tree species for the study of relationships between physical, chemical and the combined physical/chemical properties of soil and tree growth. 4. In the study of relationships between physical properties of soil and tree growth it is found out that larch growth is influenced by the following factors in the order of deposit form, soil depth, soil moisture, altitude, relief, soil type, depth of A-horizon, soil consistency content of organic matter soil texture bed rock gravel content aspect and slope. For the Korean white pine the influencing factors' order is soil type, soil consistency bed rock aspect depth of A-horizon soil moisture altitude relief deposit form soil depth soil texture gravel content and slope. 5. In the study of relationships between chemical properties of soil and tree growth it is found out that larch growth is influenced by the following factors in the order of base saturation organic matter CaO C/N ratio, effective $P_2O_5$ PH.exchangeable $K_2O$ T-N MgO C E C Total Base and Na. For the Korean white pine the influencing factors' order is effective $P_2O_5$ Total Base T-N Na C/N ratio PH CaO base saturation organic matter exchangeable $K_2O$ C E C and MgO. 6. In the study of relationships between the combined physical and chemical properties of soil and tree growth it is found out that larch growth is influenced by the following factors in the order of soil depth deposit form soil moisture PH relief soil type altitude T-N soil consistency effective $P_2O_5$ soil texture depth of A-horizon Total Base exchangeable $K_2O$ and base saturation. For the Korean white pine the influencing factors' order is soil type soil consistency aspect effective $P_2O_5$ depth of A-horizon exchangeable $K_2O$ soil moisture Total Base altitude soil depth base saturation relief T-N C/N ratio and deposit from. 7. In the multiple regression of forest soil's physical properties larch's correlation coefficient is 0.9272 and for the Korean white pine it is 0.8996. With chemical properties larch has 0.7474 and the Korean white pine has 0.7365. So, the soil's physical properties are found out more closely related with tree growth than chemical properties. However, this seems due to inadequate expression of soil's chemical factors and it is proved that the chemical properties are not less important than the physical properties. In the multiple regression of the combined physical and chemical properties consisting of important morphological and physical factors as well as chemical factors of forest soils larch's multiple correlation coefficient is found out to be 0.9434 and for the Korean white pine it is 0.9103 leading to the highest correlation. 8. As shown in the partial correlation coefficients larch needs deeper soil depth than the Korean white pine and in the deposit form colluvial and creeping soils are demanded by the larch. Adequately moist to too moist should be soil moisture and PH should be from 5.5 to 6.1 for the larch. Demands of T-N soil texture and soil nutrients are higher for the larch than the Korean white pine. Thus, soil depth, deposit form, relief soil moisture PH N altitude and soil texture are good indicators for species sitings with larch and the Korean white pine while soil type and soil consistency are indicative only limitedly of species sitings due to their wide variation as plantation environments. For larch siting soil depth deposit form relief soil moisture PH soil type N and soil texture are indicators of good growth and for Korean white pine they are soil type soil consistency effective $P_2O_5$ and exchangeable $K_2O$, which is demanded more by the Korean white pine than larch generally. 9. Physical properties of soil has been known as affecting tree growth to greatest extent so far. However, as a result of this study it is proved through computer analysis that chemical properties of soil are not less important factors for tree growth than chemical properties and site demands for larch and the Korean white pine that have been uncertain So far could be clarified.