Environmental Changes after Timber Harvesting in (Mt.) Paekunsan

백운산(白雲山) 성숙활엽수림(成熟闊葉樹林) 개벌수확지(皆伐收穫地)에서 벌출직후(伐出直後)의 환경변화(環境變化)

The objective of this study was to investigate the impacts of large-scale timber harvesting on the environment of a mature hardwood forest. To achieve the objective, the effects of harvesting on forest environmental factors were analyzed quantitatively using the field data measured in the study sites of Seoul National University Research Forests [(Mt.) Paekunsan] for two years(1993-1994) following timber harvesting. The field data include information on vegetation, soil mesofauna, physicochemical characteristics of soil, surface water runoff, water quality in the stream, and hillslope erosion. For comparison, field data for each environmental factor were collected in forest areas disturbed by logging and undisturbed, separately. The results of this study were as follows : The diversity of vegetational species increased in the harvested sites. However, the similarity index value of species between harvested and non-harvested sites was close to each other. Soil bulk density and soil hardness were increased after timber harvesting, respectively. The level of organic matter, total-N, avail $P_2O_5$, CEC($K^+$, $Na^+$, $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$) in the harvested area were found decreased. While the population of Colembola spp., and Acari spp. among soil mesofauna in harvested sites increased by two to seven times compared to those of non-harvested sites during the first year, the rates of increment decreased in the second year. However, those members of soil mesofauna in harvested sites were still higher than those of non-harvested sites in the second year. The results of statistical analysis using the stepwise regression method indicated that the diversity of soil mesofauna were significantly affected by soil moisture, soil bulk density, $Mg^{{+}{+}}$, CEC, and soil temperature at soil depth of 5(0~10)cm in the order of importance. The amount of surface water runoff on harvested sites was larger than that of non-harvested sites by 28% in the first year and 24.5% in the second year after timber harvesting. The level of BOD, COD, and pH in the stream water on the harvested sites reached at the level of the domestic use for drinking in the first and second year after timber harvesting. Such heavy metals as Cd, Pb, Cu, and organic P were not found. Moreover, the level of eight factors of domestic use for drinking water designated by the Ministry of Health and Welfare of Korea were within the level of the first class in the quality of drinking water standard. The study also showed that the amount of hillslope erosion in harvested sites was 4.77 ton/ha/yr in the first year after timber harvesting. In the second year, the amount decreased rapidly to 1.0 ton/ha/yr. The impact of logging on hillslope erosion in the harvested sites was larger than that in non-harvested sites by seven times in the first year and two times in the second year. The above results indicate that the large-scale timber harvesting cause significant changes in the environmental factors. However, the results are based on only two-year field observation. We should take more field observation and analyses to increase understandings on the impacts of timber harvesting on environmental changes. With the understandings, we might be able to improve the technology of timber harvesting operations to reduce the environmental impacts of large-scale timber harvesting.

이 연구(硏究)는 성숙활엽수림(成熟闊葉樹林) 개벌수확지(皆伐收種地)에서 벌채(伐採)로 인한 산림환경변화량(山林環境變化量)을 조사하여 산림환경(山林環境)을 구성(構成)하는 인자들에 미치는 벌출(伐出)의 영향을 정량적(定量的)으로 분석(分析)함으로써, 산림환경(山林環境)에 미치는 임목수확작업(林木收穫作業)의 영향(影響)을 구명(究明)할 목적으로 1993년부터 1994년까지 전남(全南) 광양(光陽) 백운산(白雲山) 지역(地域) 천연활엽수림(天然闊葉樹林) 벌채지(伐採地)(서울대학교(大學校) 농업생명과학대학(農業生命科學大學) 부속(附屬) 남부연습림내(南部演習林內) 제(第) 26임반(林班))에서 수행되었다. 이 연구를 위하여 1993년에 벌채한 13ha의 벌채지(伐採地)와 이와 연접한 비벌채지(非伐採地), 그리고 벌채지(伐採地)에 개설(開設)한 약 2.6km의 운재로(運材路)를 조사(調査) 연구대상지(硏究對象地)로 선정하였다. 이 연구지(硏究地)에서 1993년부터 1994년까지 식생(植生), 토양미소동물(土壤微小動物), 강수량(降水量), 토양(土壤)의 이화학성분(理化學成分), 표면유출수량(表面流出水量), 계류수질(溪流水質), 산지사면(山地斜面) 침식량(侵蝕量) 등을 측정(測定) 분석(分析)하여 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 벌채후(伐採後) 2년간 하층식생(下層植生)의 종수(種數)와 종다양도지수(種多樣度指數)는 증가하였으며, 종구성 상태는 비벌채지(非伐採地)와 상이(相異)하였다. 또한, 벌채지(伐採地) 토양(土壤)에서 용적밀도(容積密度)와 토양경도(土壤硬度)는 증가(增價)하였으며, 이 기간(期間) 동안 벌채지(伐採地)에서 토양유기물(土壤有機物), 전질소(全窒素), 유효인산(有效燐酸), 양이온치환용량(置換容量), 치환성(置換性)이온인 ($K^+$, $Na^+$, $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$ 등은 벌채전(伐採前)보다 감소하여 토양의 완충능력(緩衝能力)은 감소하는 것으로 해석(解析)되었다. 벌채지(伐採地)의 토양미소동물중(土壤微小動物中) 톡톡이류나 응애류의 개체수(個體數)는 비벌채지(非伐採地)보다 당년도에 평균(平均) 5배 증가하였다. 반면, 다음 해에는 벌채(伐採) 당년도보다 감소하였지만, 비벌채지(非伐採地)보다는 많은 경향을 보였다. 한편, 토양미소동물(土壤微小動物)의 변화에 유의(有意)한 영향을 미치는 주요인자는 토양수분(土壤水分), 토양(土壤)의 용적밀도(容積密度), $Mg^{{+}{+}}$ 이온, 양이온치환용량, 그리고 토양깊이 5(0~10)cm에서의 지중온도(地中溫度) 순(順)이었다. 강수(降水)의 표면유출수량(表面流出水量)은 벌채(伐採) 당년도에는 비벌채지(非伐採地)보다 28%, 다음 해에는 24.5%가 증가하였다. 이 기간(期間)동안 벌채지(伐採地) 유역(流域) 계류수(溪流水)의 BOD, COD, pH 등은 상수원수(上水源水) 1급 기준(基準)의 범위내였고, Cd, Pb, 유기인(有機燐), Cu 등 중금속(重金屬)은 검출(檢出)되지 않았으며, 음용수(飮用水) 8개 항목은 먹는 물 수질기준(水質基準) 1급의 범위내에 있었다. 또한, 벌채지(伐採地)에서 산지사면(山地斜面) 침식량(侵蝕量)은 벌채(伐採) 당년도에는 비벌채지(非伐採地)의 0.73ton/ha/yr 보다 약 7배, 다음 해에는 비벌채지(非伐採地)의 0.48ton/ha/yr 보다 약 2배 많은 것으로 나타났다. 이상의 결과(結果)를 종합해 볼 때, 대규모(大規模) 벌출작업(伐出作業)으로 인한 환경변화(環境變化)는 환경구성인자(環境構成因子)들에 영향을 미칠 뿐만 아니라 이들 영향인자들은 상호간에 밀접한 상관관계(相關關係)를 이루고 있음을 알 수 있다. 따라서 대규모(大規模) 임목수확계획시(林木收穫計劃時)에는 환경변화(環境變化)에 대한 영향을 고려한 잔존수림대(殘存樹林帶) 배치(配置), 토양침식(土壤浸蝕), 수질보전(水質保全) 등의 연구(硏究)가 지속적으로 수행(遂行)되어야 할 것이다.