Seasonal Variations of Soil CO₂ Efflux Rates and Soil Environmental Factors in Pinus densiflora and Quercus variabilis Stands

소나무와 굴참나무 임분의 토양 환경요인과 토양 이산화탄소 방출의 계절적 변화

This study was carried out to examine the relationships between seasonal variations of soil $CO_2$ efflux rates and soil environmental factors in matured Pinus densiflora and Quercus variabilis stands in the Wola national experimental forests, southern Korea. Soil $CO_2$ efflux rates were measured monthly from March 2015 to February 2016. Mean soil $CO_2$ efflux rates during the study period were significantly higher in the Q. variabilis ($mean{\pm}standard$ error; $2.27{\pm}0.22{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$) than in the P. densiflora ($1.63{\pm}0.12{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$) stands. Mean soil water content and pH were also significantly higher in the Q. variabilis ($26.96{\pm}0.93%$, pH 5.19) than in the P. densiflora ($21.32{\pm}0.89%$, pH 4.87) stands, while soil temperature was not significantly different between the P. densiflora ($13.92{\pm}0.67^{\circ}C$) and in the Q. variabilis ($13.52{\pm}0.70^{\circ}C$) stands. $Q_{10}$ values were higher in the Q. variabilis (3.35) than in the P. densiflora (2.72) stands. The results indicate that soil $CO_2$ efflux rates in Q. variabilis stand could be more sensitive by the change of soil temperature compared with P. densiflora stand under a similar site environmental condition.

본 연구는 유사한 입지에서 생육한 소나무와 굴참나무 임분의 토양 이산화탄소($CO_2$)와 이들 방출에 영향을 미치는 환경요인인 토양 온도, 토양 수분, 토양 pH, 전기전도도, 토양 유기탄소 농도 등을 2015년 3월부터 2016년 2월까지 1년 동안 조사하였다. 토양 $CO_2$ 방출량의 월별 변화는 두 임분 사이에 차이가 있어 하절기인 6월과 7월의 경우, 굴참나무 임분이 소나무 임분에 비해 유의적으로 높았으나, 타 계절은 차이가 없었다. 연 평균 토양 $CO_2$ 방출량의 경우, 굴참나무 임분이 $2.27{\pm}0.22{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$로 소나무 임분의 $1.63{\pm}0.12{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$ 에 비해 높게 나타났으며, 연 평균 토양 온도와 토양 수분함량도 굴참나무 임분이 소나무 임분에 비해 높았다. 토양 환경요인 중 토양 온도와 토양 $CO_2$ 방출량은 지수함수 관계(P<0.05)가 있었으며, $Q_{10}$ 값의 경우, 굴참나무 임분이 3.35로 소나무 임분 2.72에 비해 높아 토양 온도 상승 시, 굴참나무 임분의 토양 $CO_2$ 방출량이 소나무 임분에 비해 더 크게 증가하는 것으로 나타났다.