Abstract
To estimate buffer capacity and sensitivity of forest ecosystem to acid rain in Taejon, ionic components of throughfall, stemflow, soil leachate, and open rain in Pinus rigida and Quercus variabilis forest were analysed. The spatial sensitivity based on parent rock and forest type was given by IDRISI of GIS which created imagery conversion from soil and vegetation map. Parent rocks and soils were classified into acidic, sedimentary, metamorphic rock and then subdivided based on $SiO_2$ content. Average pH of vegetation leachate was higher in throughfall but lower in stemflow than open rain and higher in Quercus variabilis forest than in Pinus rigida forest. The flow of $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$ and $Cl^-$ through vegetation leaching(throughfall plus stemflow) into soil were 7.2, 4.3, and 2.5 times, respectively, higher in Pinus rigida forest and 4.4, 2, and 2.5 times, respectively, higher in Quercus variabilis forest than in open field. But the concentration of exchangeable cations was 4.1 times higher in Pinus rigida forest and 4.6 times higher in Quercus variabilis forest than in open field. Average pH of soil leachate was lower than that of throughfall, but higher than that of stemflow. The concentration of exchangeable canons and $Al^{3+}$ in soil leachate were more in Pinus rigida forest than in Quercus variabilis forest and increase signficantly with the increase of acidic deposits. Pinus forest had more deposition and canopy interception of acidic pollutants and more nutrient loss than Quercus forest, and Quercus forest had more cation exchange and proton consumption and than consequently had less nutrient loss and better buffer capacity than Pinus forest. The 69% of forest soils was distributed on acidic rock, 25% of it on metamorphic rock, and 6% of it on intermediate and basic rock. Acidic rock residuals which had low very canon exchange capacity and high sensitivity to acid rain occupied a half of total forest land in Taejon area. Therefore forests in Taejon showed high vulnerability to acid rain and will receive much more stress with the increase of acid rain precursors.
산림생태계(山林生態系)의 산성우(酸性雨)에 대한 완충능(緩衝能)과 민감성(敏感性)을 분석하기 위해서 리기다소나무림(林) 굴참나무림(林)의 수관통과수(樹冠通過水), 수간류(樹幹流) 및 토양층 용탈용액(溶脫溶液)의 성분을 각각 분석하였고, GIS의 IDRISI system을 이용하여 토양도(土壤圖)와 식생도(植生圖)를 영상(映像) 변환(變換)시킨 후 중첩시켜 토양(土壤) 모암(母岩)에 따른 임상(林相)의 분포를 분석하였다. 모암(母岩) 및 토양(土壤)은 산성암(酸性岩), 퇴적암(堆積巖)으로 구분하고 산성(酸性), 중성(中性), 염기성(鹽基性), 변성잔적토(變成殘積土)로 세분하였다. 식생층(植生層)을 통과한 강우의 평균 pH는 굴참나무림(林)보다 리기다소나무림(林)에서 낮았으며, 두 수종 모두 임외강우(林外降雨)보다 수관통과수(樹冠通過水)에서는 높은 반면에 수간류(樹幹流)에서 낮았다. 식생층(植生層)을 통과한 강우(降雨)내 $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$ 및 $Cl^-$의 양은 수관통과수(樹冠通過水)보다 수간류(樹幹流)에서 높았고, 토양으로 투입되는 $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$ 및 $Cl^-$ 양은 임외(林外)보다 리기다소나무림(林)에서 각각 7.2, 4.3 및 2.5배, 굴참나무림(林)에서 각각 4.4, 2 및 2.5배 많았으며 굴참나무림(林)보다 리기다소나무림(林)에서 많았으나, 치환성(置換性) 양이온의 농도는 리기다소나무림(林)에서 4.1배, 굴참나무림(林)에서 4.6배로 굴참나무림(林)에서 높았다. 토양층(土壤層) 용탈용액(溶脫溶液)의 평균 pH는 수관통과수(樹冠通過水) pH보다는 낮은 반면에, 수간류(樹幹流)보다 높은 경향을 보였으며, 수종별(樹種別)로는 리기다소나무림(林) 지역에서 낮았다. 산성물질(酸性物質)에 의해서 토양층(土壤層)으로부터 용탈되는 양료(養料)와 $Al^{3+}$ 양(量)은 관엽수림(關葉樹林)보다 침엽수림(針葉樹林)이 많았고, 이들 양은 토양(土壤) 용탈용액(溶脫溶液)내 산성물질(酸性物質) 증가함에 따라 유의적으로 증가하였다. 산림생태계중(山林生態系中) 리기다소나무림(林)은 식생층 용탈용액에 $SO{_4}^{2-}$, $NO_3{^-}$ 및 $Cl^-$ 양이 많은 것으로 보아 산성물질(酸性物質)의 침적량(沈積量)과 차단량(遮斷量)이 많은 것으로 인정되는 동시에 토양으로부터 양료손실이 많았고 반면 굴참나무림(林)은 수관층(樹冠層)에서 양(陽)이온치환(置換)과 $H^+$ 소비가 많았고, 토양에서 양료손실(養料損失)이 적어 식생과 토양층의 완층력(緩衝力)이 우수했다. 대전지역의 산림토양은 산성암잔적토가 69%, 퇴적 및 변성암잔적토가 25%, 중성 및 염기성암잔적토는 6%를 차지하고 있는데, 양이온 치환용량(置換容量)이 부족한 산성암(酸性岩)에서 풍화된 토양(土壤)이 가장 많은 면적을 차지하고 있었고, 산성우(酸性雨) 대해서 가장 민감성(敏感性)을 나타내는 산성암이면서 동시에 침엽수림(針葉樹林)으로 구성된 임지는 소나무림(林)과 리기다소나무림(林)林으로 전체 면적중 50%를 차지하고 있었다.