Estimating the Competition Indices and Diameter Growth of Individual Trees through Position-dependent Stand Survey

위치종속임분조사(位置從屬林分調査)에 의한 개체목(個體木)의 경쟁지수(競爭指數) 및 흉고직경생장(胸高直徑生長) 추정(推定)

In this study, a number of distance-dependent competition indices on tree-level which incorporate the tree sizes and distances to competitors, and traditional stand-level density measures were estimated from the data compiled with position-dependent survey in a Pinus densiflora stand. The performance of the estimated competition indices was examined by comparing the relationship with the diameter growth, and a dbh growth function, in which the competition index is considered as a one of influence factors, are developed. In the searching method of competing trees, the competition index estimated with $30^{\circ}$ competition interrupting angle showed the highest correlation with the annual dbh growth, while the expanding the competing zone distance had no significant effect on the performance of competition index in estimating annual dbh growth. The most of the examined stand-level competition indices, based on distance-dependent single-tree competition indices, were evaluated to describe similarly the stand competition status. As a result of partial correlation analysis in which the effect of age and site index are eliminated, Alemdag's mean competition index and relative spacing index were determined to have the highest correlation with dbh. The relative spacing index, which can be easily measured in field without measuring the position of individual trees, was considered to be a better suited one for estimating mean dbh of a stand. Among distance-dependent competition indices on tree-level, Hegyi's competition index showed the best performance in their correlation with annual dbh growth, if eliminated the effect of site index and dbh. This enabled to derive the following annual dbh growth function of individual trees which incorporate age, dominant height, dbh and Hegyi's competition index as influence factors : $$dbh^{\prime}=3.975362676{\cdot}age^{-1.099274613}{\cdot}ho^{0.199893990}{\cdot}dbh^{0.269430865}{\cdot}HgCI^{-0.353643587}$$ This function is coincided to the growth principle in which site index has a positive effect on the annual dbh growth, while high age or competition causes to reduce the annual dbh growth, and can be used as a function in single tree growth model.

본 연구에서는 위치종속조사가법에 의해 소나무임분에서 조사된 자료로부터 임목의 크기 및 경쟁목과의 거리를 함께 고려한 개체목차원의 거리종속경쟁지수와 전통적인 임분차원의 밀도척도를 추정하고 이들을 흉고직경생장과 비교하여 경쟁상태에 대한 설명력을 검토하였으며, 경쟁지수가 영향변수로 고려된 개체목 흉고직경생장식을 유도하였다. 경쟁목선정방법에 있어 경쟁치단각도를 30도로 설정했을 때의 경쟁지수가 흉고직경생장과 기장 높은 상관관계를 보인 반면, 경쟁구역거리는 흉고직경생장추정에 대한 경쟁지수의 설명력에 미미한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 개체목별 거리종속경쟁지수에 근거한 대부분의 임분경쟁지수들은 임분의 경쟁상태를 비슷하게 나타내는 것으로 평가되었다. 임령과 지위지수의 영향을 배제한 상태에서의 편상관분석결과 Alemdag의 평균경쟁지수 및 상대공간지수가 흉고직경과 가장 높은 연관성을 나타냈는데, 이중 개체목의 위치를 파악하지 않고도 비교적 손쉽게 파악될 수 있는 상대공간지수가 임분의 평균흉고직경을 추정하는데는 좀더 적합한 것으로 판단되었다. 개체목차원의 거리종속 경쟁지수중에서, 지위 및 흉고직경의 영향을 배제시킨다면 Hegyi의 경쟁지수가 흉고직경생장과 가장 밀접한 영향관계에 있는 것으로 밝혀졌다. 이로부터 Hegyi경쟁지수 및 임령, 우세목수고, 개체목의 흉고직경을 영향인자로 하는 다음과 같은 흉고직경생장식을 유도하였다. $$dbh^{\prime}=3.975362676{\cdot}age^{-1.099274613}{\cdot}ho^{0.199893990}{\cdot}dbh^{0.269430865}{\cdot}HgCI^{-0.353643587}$$ 위의 식은 다른 조건이 같다면 지위지수는 흉고직경생장에 유리한 영향을 미치는 반면 임령 및 경쟁지수의 증가에 의해서는 흉고직경생장이 둔화된다는 일반생장법칙에 부합되어 흉고직경생장식으로 적합하다고 판단되며, 단목생장모델을 위한 함수식으로 활용될 수 있다.