본 연구는 우리나라 고유의 기후와 식생, 그리고 숲의 경관생태적 특성을 기반으로 새로운 식재경관 중심의 정원화 모형을 정립하기 위해 수행되었다. 또한 산림군집의 경관 특성을 기존의 정원 식재유형과의 통합적 접근을 통해 보다 혁신적인 숲정원 모델을 개발하고자 하였다. 일차적으로 우리나라 주요 산림 식생군집을 구성하는 핵심 경관요소를 도출하고, 군집구조의 수직적인 층위와 수평적인 분포양상에 대해 우점종과 표징종 및 식별종 등 진단종과 이들의 성상 및 우점도-군집도를 분석·평가하였다. 이를 기준으로 시각적 우세요소에 따라 주 경관, 부 경관, 세부 경관으로 계층화하여 표준화된 식생경관의 구조와 형식을 개발하였다. 또한 이를 우리나라 온대중북부지역의 대표 식생군락인 낙엽활엽수림을 대상으로 미술사적인 차용의 개념과 범위를 적용하여 숲정원 모델로의 적용성을 검토하였다. 아울러 숲정원의 개념정의 및 유형화, 그리고 숲 식생의 전략적인 접근을 토대로한 통합적인 숲정원 모델을 제안하였다.
국내산 주요 침엽수 소경목의 활용 방안으로 리기다소나무를 이용한 목재 모형 옹벽을 제작하여 강도 성능을 평가하였다. 목재 모형 옹벽은 가로, 세로 11 cm의 CUAZ-2 처리한 리기다소나무 방부 정각재를 사용하여 3개의 Type으로 제작하였다. 각 Type별 옹벽은 횡목 4층 종목 3층 총 7층의 높이 86 cm, 길이 300 cm, 폭 93 cm로 제작 하였으며 기본형인 Type I과 목재 사용량을 줄이기 위해 중간에 긴 종목과 짧은 종목을 번갈아 사용한 Type II, Type II와 동일하게 제작한 후 횡목의 연결부위를 보강목으로 보강한 Type III으로 제작하였다. 각 Type별 옹벽은 수평 재하 시험을 통한 강도 성능 평가와 화상처리를 통한 구조물의 변형을 검토하였다. 수평 재하 시험 결과 최대 하중을 비교해 보았을 때 Type I은 63.17 kN/m, Type II는 57.80 kN/m, Type III은 60.97 kN/m으로 나타났다. 화상 처리를 통해 측정된 전면부의 최상층 변형을 비교해 보았을 때 Type I에 비해 Type II의 변형이 약 1.5배 많은 변형을 보였으며 Type I과 Type III은 비슷한 변형을 보이는 것을 알 수 있었다. 실험 결과 Type III의 경우 목재 사용량을 절감하면서도 양호한 강도성능을 확인 할 수 있었다.
대면적 산림의 정확한 임분고 측정은 산림경영, 산림 탄소량 추정, 산림 생태계 관리를 위한 필수적인 지표인자로 다수의 국가에서 주기적인 현장조사를 수행하고 있다. 하지만, 현장조사는 많은 비용 및 시간 소요, 접근의 용이성이 낮은 지역의 조사의 기술적 한계성을 가지고 있다. 이를 극복하기 위한 대안으로 원격탐사 기술을 이용한 수고 및 임분고 추정 연구가 활발하다. 이에 본 논문에서는 해외 및 국내의 다양한 원격탐사기반 수고 및 임분고 추정 연구 사례를 분석하여 원격탐사기반 임분고 추정 연구의 동향을 크게 LiDAR기반, Stereo 및 SAR 이미지 점군(Image-based Point Clouds)기반, 원격탐사자료 융합기반 임분고 추정 모델로 나누어 살펴보았다. 또한, 대면적의 전국단위 산림 임분고 추정을 위한 원격탐사자료의 업스케일링(Upscaling) 기법의 사례 분석을 통해 향후 국내 산림환경 및 현황에 적합한 원격탐사기반 전국단위 산림 임분고 추정을 위한 방법의 발전 방향성을 고찰하였다.
본 연구는 토양 특성이 다른 30-40년생 독일가문비나무(Picea abies [L.] KARST) 임분에서 토양 깊이에 따른 뿌리구조 분석을 통하여 뿌리 발달의 차이점과 토양 상태의 상호관계 및 외부 형태적 특징 그리고 기계적 물리적 안정성에 대한 적응범위를 밝히고자 실시하였다. 조사된 3개 임분에 있어서 독일가문비나무의 뿌리구조는 다양한 형태로 관찰되었는데, Eberg$\ddot{o}$tzen 임분은 뿌리수가 많고 가늘며 토양 깊이까지 발달한 뿌리구조를 보였으며, Barbis 임분은 Eberg$\ddot{o}$tzen 임분에 비하여 그 수가 적으나 굵고 깊이까지 자라는 뿌리구조를 나타내었다. 그리고 Weidenbrunnen 임분은 반 수직 뿌리와 편평/접시형 뿌리구조를 나타내었다. 뿌리의 수는 Eberg$\ddot{o}$tzen 임분이 74개로 가장 많은 뿌리 수를 보여주었으며, Barbis 임분은 33개, Weidenbrunnen 임분은 57개이었다. Eberg$\ddot{o}$tzen 임분은 수직뿌리에서 평균 57개로 Barbis 임분이 21개이고, Weidenbrunnen 임분 36개에 비하여 월등히 많은 뿌리의 수를 나타내었다. 뿌리의 길이는 Weidenbrunnen 염분이 전체 뿌리길이가 다른 두 임분에 비하여 길게 나타났으며, 수형뿌리의 길이는 수직뿌리에 비하여 그 값이 107m로 매우 큰 값을 나타내었다. 수직뿌리에 대한 수평뿌리의 비는 Eberg$\ddot{o}$tzen 임분이 다른 두 임분(0.5)에 비하여 그 값이 1.2로 높게 나타났다. 전체 뿌리무게는 다른 두 임분에 비하여 Weidenbrunnen 임분이 매우 높은 값을 보여 주였으며, 수명뿌리에 대한 수직뿌리의 비는 0.16으로 다른 두 임분(0.40)에 비해 매우 낮은 값을 나타내었다. 본 연구의 독일가문비나무 임분에서 나타난 뿌리 발달의 현저한 차이점은 토양의 기계적 물리적 요인보다는 토양 산성화와 같은 화학적인 요인으로 인하여 정상적인 뿌리의 발달이 장애를 받아 수직뿌리생장이 저하되고 수분과 영양분의 스트레스로 언하여 상대적으로 수평뿌리가 발달된 결과로 사료된다.
본 연구에서는 두 개의 주요 구조부분으로 구성된 새로운 하이브리드 목조 벽체의 내화성능을 평가하였다. 수직하중을 전적으로 담당하는 기둥-보 형태의 기본 골조에 두 가지 형태의 벽체가 채워졌을 때 이 전체를 내력 벽체로 가정하고 그 내화성능을 평가하고자 하였다. 하이브리드 벽체의 기본 개념은 뼈대를 갖는 전형적인 가구의 구조로부터 채용되었다. 기본이 되는 기둥-보 골조는 국산 낙엽송 소재로서, 기둥은 $180mm{\times}180mm$, 보는 $180mm{\times}240mm$ 단면의 부재가 사용되었다. 기둥-보 골조의 내부에 채워지는 벽체는 두 종류로서, 하나는 블러킹이 사용된 일반적인 경골목구조 벽체이고, 또 하나는 구조용 패널 사이에 스티로폼 단열재가 채워져 일체화된 구조를 이루는 구조용 단열 패널 벽체이다. 내화성능 시험에 사용된 모든 벽체는 2겹의 방화석고보드를 화염 노출면에 부착하였다. 모든 벽체는 우선 기둥-보 골조가 없는 상태에서 표준화염 조건에서 내화성능 시험을 수행하였고 다시 기둥-보 골조와 결합된 형태로 내화성능 시험을 수행하였다. 시험에 적용된 화염조건은 KS F 2257의 조건을 적용하였고 시험 중 구조체 내부 각 부위의 온도변화도 측정하였다. 본 연구를 통해 기둥-보 골조의 보강이 목구조 벽체의 내화성능 향상에 상당히 기여하는 것으로 확인되었다.
Recently, interest in wooden construction have been growing by increasing needs and demands for eco-friendly and traditional wooden building(Hanok). Especially, Hanok has the technical development in manufacturing the mortise-tenon joint without fasteners(precut), so it could be called to modernization, industrialization and popularization. But the structural design and analysis of the structure were not regulated and had the difficulty to consider the variation of wooden member and to conduct the difficulty in the structural analysis and the design of the joint. In this study, the stiffness ratio of wooden mortise and tenon joint was evaluated according to the vertical loading, lintel and loading speed. The joint was distinguished in semi-rigid joint regardless of their factors. The stiffness ratio was 0.40 in vertical loading, 0.50 without vertical loading and 0.44 in horizontal loading with high speed. This study would be utilized to the structural analysis and design with structural analysis and design program.
본 논문은 중국 장백산 북사면의 5가지 산림 군집에서 우세목의 잎 내 질소 환원 효소의 활성도를 보다 개량된 방법을 적용하여 측정 분석한 내용을 다루었다. 질소 환원 효소의 활성도는 수목의 내음성과 연관이 깊은 것으로 파악되어, 양수일수록 질소 환원 효소의 활성도가 높은 것으로 측정되었다. 또한 질소 환원 효소의 활성도는 산림내의 수직적 구조와 생태적 입지 조건과 연관이 깊은 것으로 나타났다. 질소 환원 효소의 활성도가 높은 수종들은 생장이 빠르고 생산력이 높은 것으로 판단된다.
Degraded plantation forests are increasing because of unfavorable forestry conditions prevailing in Japan, including falling timber prices, increasing operational costs, and aging and declining forestry workforce. To remedy this situation, appropriate management strategy is required. This study introduces the challenges of Odai Town, Mie Prefecture that employed a new management strategy by evaluating site suitability for conifer forests and that proposes a new forest management regime of planting deciduous trees in unsuitable sites. The site suitability for conifer forests was evaluated from two aspects: the natural site conditions and the relationship among site conditions, growth, and damage by Anaglyptus subfasciatus Pic. in Cryptomeria japonica D. Don and Chamaecyparis obtusa Sieb. Et Zucc. forests. By analyzing the relationship among site conditions, growth, and insect damage based on field data obtained in plantation forests, growth evaluation and insect damage evaluation maps were developed. Based on the natural forest investigation, natural site condition maps for C. japonica and C. obtusa were established. Furthermore, by integrating these evaluation maps with the forest road maps showing the accessibility to the forest, the forest management regime for the whole plantation area of Odai Town was established. The forest management regime map indicates the sites suitable for forestry: suitable for long-rotation, short-rotation, and potential sites for short-rotation. The sites unsuitable for forestry were considered to be more suitable for broadleaved forests. Clear-cutting was conducted in a small area and different seral stage saplings (approximately 20 deciduous tree species) suitable to the site conditions were planted in an area of $80-120m^2$ protected by deer-fences. This might establish a forest composed of many species with a multilayer vertical forest structure in a short period. The planted saplings were distributed neither randomly nor uniformly to reflect the natural distribution of trees in the forest. A challenge to develop new products using the deciduous trees has started, such as wood chips for preparing smoked food, essential oil, and deodorizer. As these challenges have just begun, their effects on enhancing sustainable resource management are still being monitored. Even with the challenges, this regime can be of high value as a management strategy to remedy the situation of expansion of degraded forests in Japan.
산림 바이오매스 조사는 탄소흡수원으로서의 산림을 평가하고 관리하기 위해 주기적으로 수행된다. 원격탐사의 한 종류인 라이다는 적은 노동력으로 객관적인 산림 구조 정보를 획득할 수 있어, 최근 라이다(LiDAR, Light Detection and Ranging)를 이용한 산림 조사가 주목받고 있다. 본 연구에서는 임분 상하층 바이오매스 추정에 백팩형 라이다(Backpack Laser Scanning, BPLS)와 드론 라이다(Unmanned Aerial Vehicle Laser Scanning, UAV-LS)를 이용하는 방법을 제시하고 그 정확도를 평가하였다. 상층의 경우 BPLS와 UAV-LS의 흉고직경과 수고 추정 정확도를 분석하였고, 하층의 경우 BPLS 데이터에서 추출한 수직구조 변수 중 최상의 변수 조합으로 하층 바이오매스를 추정하는 다중회귀모델을 개발하였다. 그 결과, BPLS는 흉고직경을 높은 정확도로 추정하였지만(R2 =0.92) 수고는 과소 추정하였다(R2 =0.63, Bias=-5.56 m). UAV-LS는 BPLS보다 더 높은 수고 추정 정확도를 보였다(R2 =0.91). 하층의 경우 점들의 평균 높이와 라이다 데이터를 같은 높이를 가진 10개의 층으로 나누었을 때 아래에서 네 번째 층의 점 밀도를 의미하는 변수가 선택되어 모델이 개발되었으며, 교차검증 결과 결정계수 값은 0.68로 나타났다. 본 연구의 결과는 BPLS와 UAV-LS를 이용한 임분의 상하층 바이오매스 조사 방법이 기존의 조사 방식을 효과적으로 대체할 수 있음을 시사한다.
본 연구의 목적은 경북 봉화 지역에 분포하는 소나무림을 대상으로 수관의 수직적 구조, 수관연료밀도, 수관특성을 분석하고, 수관연료량 추정을 위한 회귀모형을 개발하는 것이다. 소나무림에 대한 수관의 수직적 구조에서 연료량 비율은 수관의 중간부분이 가장 높은 것으로 나타났으며, 수관연료량에서 잎과 가지가 차지하는 비율은 잎 25%, 직경 1 cm이하 가지 33%로 수관화 확산 시 이용 가능한 수관연료량은 총 58%를 차지하는 것으로 나타났다. 봉화 지역 소나무림에 대한 평균 수관연료밀도는 $0.45kg/m^3$으로 매우 높게 나타났고, 잎과 1 cm이하의 이용 가능한 연료밀도는 $0.27kg/m^3$으로 나타났다. 선형회귀식과 비선형회귀식을 이용하여 이용 가능한 수관연료량과 전체 수관연료량을 추정한 결과, 선형회귀식의 경우 결정계수($R^2$)가 각각 84%, 88%로 나타난 반면에, 비선형회귀식의 경우 결정계수가 각각 90%, 95%로 더 높게 나타났다. 본 연구에서 제시된 상대생장식은 봉화 지역 소나무림의 산불관리와 수관화모델에 대한 정량적인 연료량 정보를 제공해 줄 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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