환경 및 생리적 관리

환경인자

수목이 생육하는 데는 지상부에서는 탄소동화작용 호흡작용 증산작용 등이 이루어지고 지하 부에서는 뿌리의 신장 양분흡수 및 호흡작용 등이 이루어지고 있다. 이와 같은 생리작용을 활발히 하기 위해서는 광선 기온 습도 바람 등과 같은 기상인자와 기온 토양수분 양분 토양공기 견밀도 등 토양인자가 작용하게 된다.

이와 같이 환경요인 자체도 항상 정적인 것이 아니라 기후변화 일조시간 변화 토양생성작용의 변화 등에 의한 동적인 개념을 포함하고 있을 뿐만 아니라 이에 따라 식생구조가 민감하게 반응하게 된다. 환경인자는 서로 밀접한 관련을 유지해서 수목생육에 복합적으로 작용하게 되는데 가장 알맞은 조건에서 가장 생장이 왕성하고 또 그 반대의 조건에서는 생장이 부진하여 생장이 정지되거나 고사하게 된다. 환경요인중 가장 불량한 요인의 적은 변화는 대단히 큰 효과를 나타내게 된다.

이와 같은 요인을 제안요인이라고도 하며 이것은 생리부분의 리비히의 최소량의 법칙과 동일하다. 여러 가지 환경요인을 크게 구분하면 기상환경 토양환경 생물환경 등으로 나눌 수 있다.

기상

기상요인 중에서 기본적인 것은 태양광선으로 이에 따라 대기의 온도 습도 및 이동이 발생한다. 기상환경이 임목생장에 미치는 직접적인 영향은 물론 병충해 등 간접적으로 미치는 영향도 적지 않다. 간단한 예를 들면 강수량이 적은 사막에는 수목이라고는 전혀 볼 수 없고 다우고온인 열대지방에는 수목들이 무성하고 몹시 온도가 낮은 양극에 가까워짐에 따라서 점차로 수목생육이 저하된다.

광(光)

광(光)은 임목이 생육에 있어서 가장 큰 영향을 끼친다. 특히 동화작용에 불가결한 요소이다. 그러나 임목종류에 따라서는 광선을 요하는 정도의 차이가 있음을 관찰할 수 있다. 즉 음수성 수종으로는 주목 분비나무 가뭄비나무 전나무 느티나무 들메나무 복장나무 등이고 반음수성 수종으로는 잣나무, 오리나무류, 단풍나무류, 피나무류, 참나무류, 물푸레나무 등이며 양수성의 수종으로는 잎갈나무류 소나무 사시나무류 자작나무류 등이다.

그러나 일반의 수목은 유시에는 내음력을 증대하나 생육함에 따라서 감퇴하며 또 땅이 적윤- 또는 비옥하면 내음력이 증대하나 건조 척악지에 있어서는 내음력이 감소한다. 또 양수는 적응력이 크며 재해에 대한 적응력이 크며 재해에 대한 적응력이 강하여 나지를 잘 점령하나 음수는 나지에는 생육이 곤란하며 비옥지에 있어서는 소임내에서 건전한 생육 계속하며 나중에는 양수를 피압하고 임지를 점령한다.

기온

기온은 임목의 생육상 가장 중대한 관계가 있으며 또 수종의 천연 분포를 명확히 한다. 우리나라의 기온 분포를 보면 연평균기온은 북부(위도 39-43도)에 있어서는 2.5℃-10.0℃ 중부(위도 37-39도)에 있어서는 10.0℃-12.5℃, 남부(북위 33-37도) 에 있어서는 12.5℃-15.0℃이다. 이중 최고 기온으로는 남부에 있어서는 32.5℃-35℃ 북위에 있어서는 37.5℃-40.0℃이고 최저 기온으로는 난대 -5∼-15℃ 온대남부 -15℃∼20℃ 난대중부-20℃∼-25℃ 온대북부 -25℃∼-35℃ 산악산림지대 -35℃∼-45℃에 달한다.

이와 같이 온도는 위도 및 고도에 의하여 저하하는 %를 체감율이라고 하는데 우리나라에서는 아직 실측한 예가 없으나 구주 또는 일본에서 실측한 예에 의하면 수평적으로는 위도 1도를 북진함에 따라서 평균0.52℃씩 감소하고 수직적으로는 표고 100m 씩 상승함에 따라서 평균 0.52℃씩 감소한다고 한다. 이것을 우리나라의 지역에 인용하여도 큰 차이는 없을 것이며 다만 산악 산악산림에 있어서는 특이한 경우가 있을 것이다. 또 일반적으로 임내는 임외보다 기온이 약간 낮다.

토양

대부분의 토양은 기후와 지형의 영향하에서 성장하는 생물군과 지질학적인 모암의 상호작용에 의한 생성물이며 기상요인들과 마찬가지로 토양은 산림발달과 성장에 중요한 역할을 하는데 토양은 수목과 그 밖의 산림식생의 지지기반이 되고 양분과 수분을 공급해 준다. 토양의 성분은 모재(母材)의 성질에 따라 다르며 이와 같은 토양의 성질차이는 산림식생의 조성상태와 생장에 영향을 끼친다. 토양은 식물체를 지지하고 뿌리의 생활공간으로서 중요할 뿐만 아니라 각종 유기물질 영양염류 등을 저장하는 장소가 된다.

토심

임목은 농작물에 비교하여 비교적 뿌리가 땅속에 깊이 들어가는 관계로 인하여 토양의 깊고 얕음이 임목의 생육에 큰 영향을 준다. 수목도 역시 종류에 따라 상이하다. 예컨대 소나무, 참나무 등과 같은 심근성의 수목과 가문비, 사시나무 등과 같은 천근성의 수목이 있는 까닭에 어느 정도의 토양의 깊이가 임목의 생육상 가장 적당하냐함은 일정치 않으나 대개 일반적으로 보아 심토는 천토에 비하여 좋다고 할 수 있다.

토양산도

토양의 화학적 성질 중 가장 쉽게 관측이 되는 특성중의 하나로서 ph 7.0을 중성 ph 7.0이상을 알카리성 토양이라 하며 ph 7.0이하를 산성토양이라 한다.산림토양의 ph는 국소 기후나 토양 모재의 영향을 많이 받는다. 또한 토양 ph는 침엽수나 활엽수 같은 식생군집의 변화나 양분의 용탈 시비 유기물의 분해 산불발생 등에 의해 변화될 수 있다. 특히 토양으로부터의 치환성양 이온의 용탈은 토양 ph를 감소시킨다.
대부분의 산림토양은 ph를 계절적으로 변화하며 겨울에는 일반적으로 다른 계절에 비해 높고 여름철에 가장 낮으며 연중 ph 1.0 범위에서 변화한다. 특히 임상의 ph는 신선한 낙엽으로부터 염기가 방출되는 시기인 가을이 가장 높고 토양 ph는 같은 토양에서도 층위 사이에 상당한 차이를 보이는데 표토층의 ph가 심토층보다 낮은 것은 표토층 으로부터 양분의 용탈이나 식물뿌리의 양이온 흡수과정동안 발생된 수고이온이 토양내 에서 증가하기 때문이다. 또한 산불발생은 많은 양의 염기를 포함하는 재의 유입 때문에 토양 ph가 높아질 수 있으나 그 증가는 주로 표토층에 한정된다. 토양 ph는 높아질 수 있으나 그 증가는 주로 표토층에 한정된다. 토양 ph는 미생물의 활성이나 양분 유효도에 간접적인 영향을 미치기 때문에 그림과 같이 결과적으로 임목생장에 직접적으로 영향을 미친다.

보통 묘포토양의 경우 침엽수 묘포는 ph 5.2∼5.6 활엽수묘포는 ph5.6∼6.0 정도가 이상적이며 대부분의 임목들은 ph 4.5∼6.5에서 잘 자란다. 그러나 ph 5.0이하의 산림지역은 침엽수가 식재 되는 것이 바람직하다.
최근산림토양의 산성화가 심해짐에 따라 토양 ph 의 교정과 유기물분해 촉진 등을 위해 석회를 살포하는 경우가 많이 발생하고 있으나 토양의 석회시비가 임목생장에 특별히 유리한 점은 없는 것으로 알려져 있다.

질소(nitrogen)

질소는 대기중 약 78%정도를 차지하는 원소로 알려져 있다. 가스상태의 질소는 대부분 식물에 유효하지 못하며 극히 일부분만이 암모니아태 질소나 질산태 질소로서 변화되어 식물에 이용될 수 있다. 산림토양내 총질소는 500kg/ha에서 22000kg/ha 까지 분포하며 주로 임상과 A 층에 분포한다. 이들 대부분은 유기태 질소로 존재하며 식물이 흡수할 수 있는 무기태 질소로 전환되는 질소 무기물율은 0.8∼1.4%정도인 것으로 알려져 있다.
질소무기화과정은 크게 유기질소화합물에서 암모니아태 질소를 형성하는 암모니아작용과 암모니아태 질소의 생성은 대부분 토양미생물에 의해 이루어지지만 질산태 질소의 생성은 Nitrosomonas 나 Ntrobactor 같은 질산화작용세균에 의해 이루어지기 때문에 한재침엽수림과 같은 강산성지역에서의 토양내 질산화율은 매우낮다.

질소무기화에 영향을 미치는 환경인자는 온도 수분 유기물량과 성질 등이며 C/N비가 높거나수분이 결핍된 지역 온도가 낮은 지역에서는 질소 무기화가 저하되는 경향이 있다. 질소는 단백질 아미노산 핵산 등과 같은 많은 유기화합물을 구성하는 필수적인 원소로서 식물이 가장 많은 양을 필요로 하는 토양양분이기 때문에 산림생산능력과도 밀접한 관계를 가진다.
산림생태계내 질소는 대기질소의 생물학적인 고정이나 비생물학적인 고정 입자상태로의 유입 강수 등에 의해 유입되고 탈질작용 용탈 산불 발생시 휘산 등에 의해 손실된다.

인산(phosphorus)

토양내의 인은 CaHPO4 AIPO4 FePO4 등의 형태로 존재하나 오르토 인산염이() 식물에 유효하다. 토양내 총인산은 사토의 경우 표토층에서 20∼40kg/ha 정도이나 인산이 풍부한 지역은 2000kg/ha 정도까지 변할 수 있다.
산림토양내의 유기물은 인산의 주요 공급원이며 토양내 유기태 인산은 식물에 의해 흡수되어 낙엽 낙지나 동물의 잔해에 포함된 유기태 인산의 형태로서 토양으로 환원하게된다. 토양으로 환원된 유효태 인산은 토양미생물에 의해 무기화를 통하여 다시 식물이 흡수할 수 있는 유효태 인산을 생성하며 토양과 인산의 순환관계를 형성한다.

강산성 토양에서 인산은 철 알루미늄 망간과 결합하여 대부분이 식물에 이용할 수 없는 난용성인산이 되기 쉬우나 산성에서 중성으로 변화함에 따라 이와 같은 고정력은 약해지고 인산의 유효도는 증가하게 되며 토양 ph 6∼7사이에 유효도가 가장 높다.
일반적으로 침엽수 임분의 인산량은 활엽수임분보다 낮으며 이것은 침엽수가 낮은 인산의 수준에서도 생존할 수 있음을 의미한다. 또한 임목의 뿌리가 균근(mycorrhize)에 감염되면 인산의 흡수율이 증가하게 되어 결과적으로 임목생장을 촉진하는 것으로 알려져 있으며 인산염이 제한된 산림에서 균근의 이용은 임업경영적인 관점에서 중요한 관심사이다.

칼륨(potassium)

대부분의 산림토양에서 칼륨은 풍부하나 지하수위가 높은 사토에서는 결핍이 일어나는 경우가 있다. 칼륨은 탄수화물대사나 단백질합성 여러 가지 효소의 활성화 등 생리적인 활동에 있어서 내부 완충제나 촉매역할을 하며 또한 내병성과도 관계되는 것으로 알려져있다. 대부분 산림토양에서 치환성 형태로 존재하며 20-100ppm 정도의 함량은 임목생장에 충분한 양이다.

칼슘(calcium)

토양내 칼슘은 대부분 무기형태로 존재하며 50-100ppm 또는 그 이상의 토양내 치환성 형태로 흡착되어 있다.

강수량이 비교적 적은 건조지역에서 발달된 토양은 습한 지역에서보다 더 많은 양을 가지고 있으며 하층토는 표층토보다 칼슘의 함량이 높다. 칼슘은 정단(呈單) 분연조직의 발달 단백질의 합성 뿌리나 지상부의 신장 등에 관계되는 것으로 알려져 있으나 칼슘이 식물에 어떠한 생리적인 기능을 하는지 아직까지는 잘 알려져 있지 않다. 높은 칼슘 요구도를 가진 몇 몇 심근성 활엽수 임분의 표토층의 높은 칼슘함량은 낙엽지의 분해과정동안 방출된 칼슘 축척의 결과이다.

마그네슘(magnesium)

대부분 산림토양내 마그네슘른 임목생장을 위해 충분한 양이나 묘포장 등에서는 마그네슘 결핍이 일어날 수 있다. 백운석(dolomite) 칼륨마그네슘황산염 황산 고토 등의 첨가에 의해 마그네슘의 결핍은 쉽게 교정될 수 있다. 마그네슘은 식물의 광합성에 필수적인 엽록소의 구성성분이며 식물체내에서 가동성이므로 결핍시 구엽에서 신엽으로 이동하여 결핍증상은 구엽에서 먼저 나타난다.

양이온치환용량과 염기포화도(cation exchange capacity and base saturation)

양이온치환용량이란 토양이 양이온을 흡수할 수 있는 능력을 말하며 일정량의 토양이 보유하고 있는 치환성이온이 총량을 당량(millequivalents ; meq/100g)으로 표시한 것이다. 즉 토양 100g 속에 있는 음전하의 수와 같으며 mg당량 으로 표시한다. 양이온치환용량은 토양의 비옥도 면에서 대단히 중요한데 그 이유는 식물이 흡수하는 필수원소의 대부분이 양이온으로서 흡수되기 때문이다.
토양내의 유기물과 토양은 교질물을 형성하고 있어 토양용액중 에서 음전하를 뛴다. 즉 염기는 용액중에서 양이온과 음이온으로 나뉘어지는데 예를 들면 nacl은 물에 용해되어 na+ 이온과 cl- 이온으로 해리 되므로 음전하량이 많은 토양교질물은 다수의 양이온을 전기적으로 흡작 할 수 있다.

양이온치환용량에 대한 치환성 양이온 ca mg k na 등의 비율을 염기포화 도라 하며 대부분의 산림토양의 염기포화 도는 매우 낮고 식생 기후 모재 등에 의해 크게 변한다. 토양 ph와 토양의 비옥도는 염기포화도의 증가와 밀접한 관련을 가지며 토양 ph 가 높고 비옥하면 염기포화도도 높고 ph가 낮고 척박하면 염기포화도도 낮다.

황(sulfur)

토양내 황은 무기태와 유기태로 존재하며 대부분이 유기태로 존재한다. 토양내 무기태 황은 이산화황 상태이며 점토광물에 흡착되어 있고 토양의 ph가 낮을수록 흡착은 증가한다. 토양의 유기태 황은 주로 미생물에 의해 무기화되며 식물에 유효하게 된다. 최근 상업화의 발달과 함께 상당량의 무기태 황이 대기로부터 유입되고 있으며 도시지역과 공단지역에서 나타나는 산성비는 대부분 황의 대기로부터 유입되고 있으며 도시지역과 공단지역에서 나타나는 산성비는 대부분 황의 유입에 기인한다.

황은 식물체의 아미오산 형성에 필수적이므로 황결합은 결과적으로 식물체내 단백질합성에 영향을 미친다. 대부분의 산림토양은 황결합이 발생되지 않으나 화산재토양과 유기물함량 이 낮은 사질토양에서 종종 발생할 수 있다.

몰리브덴(molybdenum) 철(iron) 아연(zinc) 구리(copper) 망간(manganese)

몰리브덴 철 아연 구리 망간들도 식물생육에 필수적이지만 임목에서 이들은 아주 적은 양이 요구되며 산림토양에서 이들 원소가 결핍되어 생장에 문제를 일으킨 경우는 드물다. 그러나 이들 원소 중 몰리부텐을 제외한 이들 미량원소의 유효도는 토양 PH 가 감소됨에 따라 유효도도 감소하기 때문에 토양PH를 감소시키는 산림시업은 철 망간 구리 붕소 아연 등의 결핍을 초래할 수 있다. 특히 묘포장에서 철의 결핍은 가장 빈번하게 보고되고 있으며 구리는 유기질 토양에서 결핍되는 경우가 있다.

탄진율(C/N ratio)

탄진율(carbon-nifrogen ratio)은 토양식물체 유기질비료 등에 포함된 유기탄소와 총 질소의 함유율을 비율로 표시한 것으로 미생물에 의한 유기물 분해정도 또는 분해정도 예측의 지표로 활용될 수 있으며 또한 토양 유기태질소의 무기화정도나 질소의 유료도를 나타내므로 토양 비옥도를 판정하는 유력한 기준으로 이용될 수 있다.
토양내 탄진율이 30에 도달하게 되면 질소무기화가 시작되며 그 값 보다 높으면 질소는 부동화할 가능성이 있다. 분해가 계속되어 C/N 율이 10의 수준에 도달하였을 때 질소무기화로부터 생성된 무기태소는 식물에 이용될 수 있게 된다.

임상 낙엽층의 탄질율은 시간이 경과함에 따라 낮아지는데 그 이유는 탄소는 가스상태로 대기중으로 방출되고 질소는 유기물에 결합되어 남아 있기 때문이다.
신선한 낙엽의 탄진율은 수종이나 임령에따라 다르며 낙엽내 질소함량이 낮은 침엽수의 경우 50-120 낙엽내 질소함량이 높은 활엽수는 40-70정도이고 분해가 잘된 산림토양의 표토층의 C/N율은 12-13정도이다. 특히 질소의 무기화동안 생성된는 무기태질소는 유기물보다는 미생물의 유체로부터 훨씬 많은 양이 유리되는 것으로 알려져 있다.

토양관리

산림토양의 생장은 여러 외적 내적 환경인자의 상호관련에 의해 영향을 받으며 발달한다. 외적인 인자는 산림생태계나 산림시업에 의해 영향을 받는 인자로서 토양의 이화학적성질 입지 생태계의 발달단계나 종구성 임지교란 등을 포함한다. 내적인 인자로서 산림토양은 임목생장과 밀접한 관계를 가지고 있다. 토양수분함량은 양분유효도 통기성등은 여러 가지 산림작업에 의해 수정될 수 있다.

예를 들면 산림토양이 산림작업활동에 의해 답안이 되면 토양공극 크기나 가비중 총공극량 유기물 토성 등에 뚜렷한 변화를 가져오게 되며 그 결과 산림식생의 생장력에 영향을 미치게 된다. 또한 답안은 통기성이나 양분유효도를 변화하게 할 수 있는 잠재력을 가진다. 임지의 양분 유효도의 향상을 위한 방법은 임지에 시비를 하는 것과 간벌과 같은 밀도 조절을 통한 유효도를 향상시키는 것이다.

시비는 산림입지환경의 개선보다 임목 그 자체 에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 현재 우리나라의 많은 산림은 유령림을 제외하고 현실적으로 시비가 거의 시행되지 않고 있는 실정이다. 산림내 시비는 비료의 종류나 수종 입지환경 등에 따라 다르겠지만 토양의 산성화를 초래하거나 또한 적정량을 초과하게 되면 상당량의 질소가 토양수를 통하여 용탈되어 계류수에 질산태질소 농도의 증가를 초래하거나 토양으로부터 질소휘산을 발생시켜 대기중 질소산화물의 증가와 같은 환경적인 문제를 발생하게 할 가능성이 있다. 덧붙이면 대기중에 질소산화물 증가는 산성비나 지구온난화를 초래하여 온난가스중의 하나로 인식되고 있다. 또한 현실적으로 비료생산에 들어가는 에너지와 운반비용 그리고 임지에 시비시 노동력의 비용들과 시비의 효과로 증가되는 임목의 생장량을 고려할 때 시비를 권장하기는 힘든 형편이며 국가적인 시책으로 반영되지 않는 한 시비를 할 수 없는 실정이다.

이런 여건하에서 임지내 시비량의 산출은 임지의 양분축척량과 손실량 그리고 양분유립량과의 관계를 세밀히 조사한 후 그 자료를 바탕으로 적정시비량을 산출하는 것이 좋을 것이다. 그러면 환경적인 문제를 발생시킬 가능성과 함께 생산시 에너지 소모 운반비용 시비시 노동력등 여러 가지 경제적인 면에서 상당한 문제점이 있는 시비 대신에 임지의 양분유효도를 향상하고 결과적으로 임목이 이용할 수 있는 양분양을 증가시켜 임목생산력을 높일 수 있는 방법으로 간벌을 들 수 있다.

특히 간벌을 함으로써 임지에 환원될 수 있는 유기물의 양(간벌후 발생된 죽은뿌리나 간벌후 발생된 여러 가지 잔존물의 증가등 )이 많아질수 있다는 점(그러나 낙엽생산량은 일시적으로 줄어들 수 있다.) 과 임관의 소개로 인한 임지내 토양수분이나 토양온도같은 임지내 국소기후의 변화를 통하여 양료의 무기화학작용을 촉진하고 그 결과로서 유효태 양분량을 증가 시킬 수 있다. 그러나 어느 정도의 밀도조절이 가장 효과적인지의 결정이 어려운점이 있으며 외국에서 조사된 자료에 따르면 참나무류 임분은 간벌 2년후 약 20%정도 질소유효도가 증가하는 것으로 보고하고 있다. 특히 간벌을 실시하게 되면 간벌목에 의한 간벌 수입을 얻을 수 있는 이점이 있으나 부득히 한 경우 간벌목의 임외 반출이 어려우면 임상위에 잔류시키고 임지내 토양부분과 접촉되지 않도록하여 간벌목의 임외 반출이 어려우면 임상위에 잔류시키고 임지내 토양부분과 접촉되지 않도록 하여 간벌목에 의한 토양부분의 부동화가 최소가 되도록 해야한다. 또한 간벌목이 분해과정중 병충해의 발생 가능성도 고려되어야 한다.

그 외 방법으로써 임지에 여러 가지 하층식생을 발생하게 하는 방법을 들 수 있으며 이러한 하층식생은 침엽수 임분의 양분함량이 낮은 낙엽층에 양분함량이 비교적 높은 하층식물이나 활엽수 낙엽의 첨가와 함께 분해와 양분순환을 촉진시키는 것으로 알려져 있다.

여러 가지의 기술이 산림식생의 생장을 향상시키거나 유지하기 위해 이용될 수 있으며 식생의 생장을 제안할 수 있는 입지의 특성 및 토양관리 지침은 다음과 같다.

기상재해와 나무관리

풍해

피해특징

입목의 수간, 뿌리, 잎 등 각 부위에 여러 가지 형태로 나타나는데 크게 다음과 같이 구분할 수 있다.

방제법

풍해 피해가 큰 곳의 잔존 입목은 피해가 없는 듯 보여도 수간에 상처를 입거나 뿌리와 토양사이에 공간이 생기게 된다. 풍해 피해가 큰 경우, 피해목 처리에 오랜 시간이 걸리게 되므로 충해(蟲害)방제에 철저히 대비해야 한다.

태풍이나 폭풍은 진로의 우측이 좌측보다 강하므로 가장 위험한 폭풍의 방향은 일반적으로 동남쪽에서 남서쪽 사이이다. 또한 과거 풍해가 있었던 곳은 앞으로도 피해가 일어날 가능성이 있는 입지이므로 기록이나 인근 주민의 기억을 청취할 필요가 있다.

풍해는 상당히 격렬한 재해로서 완전한 회피는 어려우나 위험 지구에 대해 다음과 같은 내풍력을 강하게 하는 육림법이 피해경감에 효율적이다.

• 내풍력이 강한 수형을 가진 품종 선발
• 소식 조림에 의해 수간과 뿌리 발달을 촉진
• 간벌은 약도로 실시하되 실시 회수를 늘림
• 과도한 가지치기를 하지 않고 숲 가장자리 나무(임연목)에 대해서는 가지치기를 실시하면 안됨
• 잡목 솎아베기와 간벌시 밀도를 고르게 실시
• 임내에 빈 공간이 없도록 할 것
• 풍해나 병충해로 생긴 임내의 공간에는 즉시 조림
• 노령임분은 가능한 한 조석 갱신
• 조림지 내에 내풍력이 큰 수종을 대상(帶狀) 혹은 군상(群狀)으로 식재하여 혼효림 조성
• 또는 주능선과 소능선 상에 보호수대를 조성하여 조림지를 에워싸거나,소면적 구획 벌채에 의해 신식 조림지와 보잔임분을 교호로 배치하는 방법도 있다.

수혜

피해특징

호우, 융설 등에 의해 발생되는 산사태, 토석류(土石流)와 홍수에 의한 계안 붕괴 및 계안 침식에 의해 일어난다.
피해가 발생하면 피해임목의 회수가 곤란하므로 산림 피해 가운데 가장 심한 피해이다.

방제법

수해를 저감시키기 위해서는 산사태나 홍수 발생을 방지하는 것이 우선이다. 산사태 예방은 경사 30∼40도 지역에 심근성 수종으로서 많은 양의 뿌리를 가진 산림을 조성하며 택벌과 같은 비개벌 시업을 하여 장벌기로 하는 것이 유리하다. 계안 붕괴를 방지하기 위해서는 계안의 급사면에 대한 산각 고정이나 계간수로내기를 실시하여 계안 및 냇바닥 침식을 경감시켜야 한다.

토석류의 방지를 위해서는 붕괴발생 예방과 냇바닥에 불안정한 상태로 퇴적되어 있는 토사 및 자갈을 고정해야 한다. 또한 저사를 위한 대규모 댐도 필요하다.

홍수 방지를 위해서는 유역 산림의 홍수 방지 기능을 높여야 하므로 대면적 개벌을 피하고 심근성 수종으로 조림하고 복층림으로 유도하는 것이 바람직하다.

설해

피해특징

다량의 적설에 의한 하중과 적설의 이동에 의한 압력 및 충격에 의해 임목이 휘거나 수간 절단, 뿌리가 뽑혀 도복되는 피해로서, 관설해(冠雪害)와 설압해(雪壓害)가 있다. 기계적인 피해는 우발적 기상재해로서 이를 예지하여 대책을 강구하기는 어려우나, 생리적 피해는 다설지대에서 항상 일어나므로 적지판정, 무육 등으로 대응할 수 있다. 관설해의 경우, 침엽수 인공제일림은 활엽수림에 비해 피해가 크고, 소경목은 휨 피해가 많으며 흉고직경 15㎝ 이상의 임목은 수간절단 피해가 많다. 수간절단 피해가 일어나는 부위는 수관하부가 가장 많고 초두부, 지제부 순으로 발생 빈도가 낮다. [입목 형상비 = 수고 / 흉고직경]이 90을 넘으면 피해 받을 위험이 크고, 70 이하인 경우는 위험도가 낮다.

방제법

• 관설해 (冠雪害)
  수관이 작으며 가늘고 긴 입목에 발생하기 쉽다. 즉 간벌 시기를 놓친 일제림이 가장 위험하므로 형상비가 60∼70이 되도록 간벌을 실시할 필요가 있다. 수관이 편의(偏倚)된 것이나 덩굴이 감겨 있는 나무는 관설해를 받기 쉽다.
• 설압해 (雪壓害)
  다설 지대의 유령목은 매년 적설기에 눈에 묻혀 휘어졌다가 눈이 녹으면 바로 세워져 생장하는 현상의 반복으로 지제부가 휘어지게 된다. 따라서 생장기에 곧게 자랄 수 있는 상태를 유지할 수 있는 무육이 필요하다. 이를 위해서는 뿌리가 잘 발달하고 아래가지가 많이 붙어 있는 묘목을 골라 식재하고, 밑풀깎기를 실시하여 피압에 의한 아래가지 고사를 방지해야 한다. 아래가지 발육이 왕성한 나무는 뿌리발달이 촉진되므로 설압에 견디는 원동력이 된다.

가뭄피해 (한해)

피해특징

무강수 기간이 계속되어 토양수분이 부족하게 되는 경우 생리적으로 세포의 수분이 결핍되어 생육이 억제되거나 고사하는 피해이다. 일반적으로 수간, 가지, 잎으로부터의 증산량(수분의 지출)과 뿌리로부터의 흡수량(수분의 수입)의 균형이 깨진 결과 나타나는 현상이다.

입목의 가뭄피해는 진행 속도가 느리다. 토양수분의 감소 정도가 가벼운 경우에는 잎이 시들거나 생장 저하에 머무르게 되나, 과도할 경우에는 잎이 변색되거나 당년 가지가 죽기도 하며, 그 피해가 조직에까지 미치는 경우에는 완전히 말라죽기도 한다.

잎은 피해를 받은 후에도 상당히 긴 기간 동안 녹색을 띠고 있게 되는데 이 시점에서는 줄기나 가지의 끝부터 뿌리까지 살아 있는 상태이므로 박피하여 보면 새하얀 빛을 띠고 있다. 이 점이 언피해(동해)와 다른 증상이다.

가뭄피해는 활착이 불충분한 식재 당년의 어린 나무에 발생하기 쉽고, 조림 후 2년 이상 경과하면 거의 발생하지 않는다. 가뭄피해를 입으면 반점이 나타나며 피해가 심한 경우에는 완전 고사하게 된다.

• 묘목의 성질을 이용한 대책
  생리적으로 우량한 건전묘를 가장 양호한 상태에서 식재하는 것이 산지에서의 건조 대책이다. 지표의 건조가 어린 나무의 뿌리에 미치는 영향을 방지하기 위해서는 깊게 심으면 유효하다. 일반적인 식재방법은 묘목 지상부의 1/4을 땅 속에 들어가도록 식재하는데, 건조지 또는 건조 시기에는 1/3까지 깊게 심을 필요가 있다. 실생묘는 삽목묘에 비하여 가뭄피해를 받기 쉽다. 특히 실생 2년생 산출묘는 근계가 가늘며 뿌리를 얕게 확장하므로 식재 당년은 내건성이 약해 피해가 발생하기 쉽다. 1회 상채한 2년생 삽목묘는 근계가 충실하므로 가뭄피해에 강하다. 식재 후 가뭄피해를 받기 쉬운 묘목의 형질로서는 간장(幹長)이 길고 뿌리 용적이 작으며, 근원경이 작은 도장묘나 T/R율이 높은 묘목이다.
• 환경 조건의 완화에 의한 대책
  피해 발생 환경요인을 완화, 개선하는 각종 방지대책은 보호수대의 설치 등 항구적인 것을 포함하여 몇 가지 방법이 있다.
  
  • 보잔목, 보호수대
    보잔목, 보호수대는 산지에서의 기상 환경 조절 기능이 크고 기상 재해 방지 효과가 크다. 조림지의 어린 나무를 보호하고 임지의 이상건조를 조절하여 가뭄피해를 방지한다. 특히 규모가 큰 보호수대는 넓은 지역의 풍속을 조절하며 그늘을 만들어 주고 임지에서의 증발산량을 작게 하여 주므로 수목 생리면에서 수분조절 효과가 크다.
  • 토양 표면을 낙엽, 키가 작은 초본류 등 지피물로 피복
    식혈 부근의 토양 표면을 낙엽, 초본류로 피복하여 토양 수분의 증발을 상당량 억제할 수 있다. 초본류를 지피물로서 활용하는 경우에는 초본 자체가 증산하므로 나지보다 증발산량이 크다. 따라서 이상 건조인 해에는 밑풀깎기를 조기에 실시하여 토양 수분의 손실을 적게 하여야 하며, 토양 수분의 손실이 크게 일어나는 여름철에는 초본류의 증산량도 저하하므로 밑풀깎기를 중지하고 그늘을 만들어 주어 공중습도를 높게 유지하면 식재목 보호효과가 크다.

언피해(동해)

피해특징

이상 기온 강하에 의한 동결, 한풍(寒風) 등에 의해 일어나는 피해로서 한해(寒害)라고도 부른다.
언피해는 발생 시기, 원인, 피해형태 등에 의해 다음과 같이 분류할 수 있다.

• 상해
  이른서리해(早霜害)는 가을에서 초겨울 사이에 눈(芽)이 아직 성숙치 않은 시기에 급강하한 기온에 의해 갈색으로 변하게 된다. 일반적으로 이른서리해는 눈에 잘 띄지 않고, 가벼운 피해에 머무는 경우가 많다.
  늦서리해(晩霜害)는 봄철에 눈이 싹튼 후 내리는 서리에 의해 일어난다. 일반적으로 전개하기 시작한 눈이나 신초(새순)가 말라죽게 되는데 2년생 이하의 어린 나무의 경우 나무 전체가 말라죽기도 한다.
• 동결해
  동결해의 특징은 지상 10∼30㎝ 수간부에 갈변한 동상흔을 나타내는 것이다. 일반적으로 수간의 남쪽을 향한 형성층을 중심으로 일어나는데 조직이 파괴되기도 한다. 형성층의 전체 둘레에 걸쳐 피해를 입는 줄기마름형(胴枯型)의 피해를 받으면 나무 전체가 고사하게 돈다. 일반적으로 수고 2m 이하의 어린 나무에 피해가 크다.
• 동 렬
  40년생 이상의 통직한 우량목에 발생한다. 대개 세로 방향으로 갈라지며 그 깊이는 수간 중심부 또는 그 이상 되는 경우도 있다. 피해 후 표면은 유합되나 부풀어오르게 되며, 목재가 변색하여 목재 가격이 떨어지게 된다. 또한 상처 부위는 병해충의 침입 경로가 되기 쉽다.
• 한풍해
  한풍해를 받은 나무는 봄이 되어도 잎의 수분이 회복되지 않고 감소가 계속되어 가지 끝 부분부터 차츰 고사하게 된다. 풍충지에서는 풍상 쪽에만 피해가 있는 경우가 많다. 일반적으로 맨 윗부분부터 고사하기 시작하며 점차적으로 나무 전체가 말라죽게 된다. 임령에 따른 경향은, 조림 1년 이내에는 나무 전체가 고사하는 경우가 많고 그 후 연수가 경과함에 따라 그 비율이 낮아진다. 지형과의 관계에서는, 해발이 높은 곳은 언피해와 한풍해가 혼재한다.

방제법

• 상해
  냉기류의 흐름을 차단하는 방무림(防霧林)을 폭 30m 이상의 임대(賃貸)로 조성하면 임내 기온이 높아져 냉기를 차단할 수 있으므로 벌채시 남겨 두는 것이 좋다. 모두베기의 경우에는 식재열을 냉기류가 흘러가는 방향으로 하면 효과적이다. 사면 상부에 초지나 낙엽활엽수림이 있는 경우에는 이곳에서 냉기가 발생하여 흘러 내려가게 되므로 조림시 주의가 필요하다.
• 동결해
  동결해 방지의 기본은 ① 저온의 완화 ② 직사광선을 차단하여 낮시간 동안의 고온을 완화 ③ 토양의 과습방지이다. 임업적 대책으로서는 ① 소나무, 낙엽송 등의 수하 식재나 주림목 벌기 수년 전에 실시하는 복층림 시업이 있다. ② 수고 1.5배 정도의 폭으로 보호림대를 설치하면 효과적이며 특히 동쪽에 조성하면 좋다. ③ 습윤 토양에 식재된 묘목은 월동준비가 지연되어 내동성이 높아지는 속도가 더디므로 배수구를 파면 좋다. ④ 내동성이 큰 품종을 선발한다.
• 한풍해
  임목 주위에 넓은 공간이 있는 곳에 많이 발생하므로 겨울철에 심한 저온이 있는 곳은 약도의 간벌이나 가지치기를 실시한다. 바람을 약하게 하거나 토양 동결을 적게하며, 증산을 억제하는 방법으로 내한성 수종을 벌채시에 남겨두며, 그 아래 수하식재 등으로 바람을 직접 피하는 방법도 있다.

수목과 영양

양분이동

양분이동이란 가스 수분 무기 양분 가용성 탄수화물 및 호르몬과 같은 여러 가지의 물질이 식물체 내에서 이동하는 것을 말한다. 이러한 과정은 발아 종자를 포함한 모든 식물체내에서 일어나는데 특히 수목에서는 특수화된 유관속계 즉 목질부에는 물관부 수피에는 체관부가 발달되어 있어서 서로 멀리 떨어진 뿌리와 잎 사이에고 물질의 이동이 용이하게 일어난다. 가용탄수화물은 공급점에서 이용점으로 이동한다. 양분의 공급원은 광합성을 하는 성숙한 잎인 경우도 있고 잎 줄기 뿌리에 있는 탄수화물의 저장소인 경우도 있다. 양분 이용점은 물질대사가 활발하게 일어나는 모든 부위 특히 분열하는 형성층 발육하는 눈 잎 열매 등이 될 것이다.

양분이동경로

양분 물질의 하향 이동은 주로 체관세포 반세포 유세포 체관섬유로 구성된 체관부를 통하여 일어난다. 모든 양분의 이동은 살아 있는 세포를 통하여 이루어진다. 활엽수나 침엽수의 체관부가 기능적인 활동을 할 수 있는 수명기간은 모두 약 1년간이다. 활엽수의 수분 통도 조직의 끝은 특수하게 분화되고 있고 침엽수의 통도 조직은 분화가 적게 되어 있는데 이들 통도 조직의 경단 방향 세포벽에 대부분이 막공이 있다. 양분의 하향 이동은 근계의 크기 및 호흡률에 의하여 영향을 받는다. 뿌리가 잘 발달하지 않아 호흡률이 낮은 소나무의 유묘에서는 뿌리의 발달이 왕성한 유묘 보다 광합성 물질이 뿌리쪽으로 적게 이동한다. 여기서 원인과 결과의 관계는 명백하지 않지만 호흡률과 양분이 이동 사이에는 서로 밀접한 관계가 있다.

양분의 이동속도

양분의 이동속도에 대해서는 여러 연구결과가 서로 혼동과 모순이 되지만 과거의 연구에서는 이동 속도가 매우 높은 것으로 보고되어 있으나 최근의 연구에서는 이와 같지 않은 결과로 보고되고 있다. 집단이동에 의한 체관부의 최고 양분의 이동속도는 활엽수에서는 시간당40-70cm 침엽수에서는 시간당 18-20cm이다. 그러나 침엽수나 활엽수에 있어서 평균속도는 보통 시간당 1-2cm이다.

양분의 이동원인

식물에서 당류의 이동에 대해서는 여러 가지의 원리가 제기되고 있다. 가장 보편적인 원리는 압력-유동이론으로서 이것은 1930년에 처음으로 munch에 의하여 제기되었다. 이 원리에 의하면 광합성을 하는 성숙한 잎의 세포 즉 양분의 생성 및 공급원이 되는 세포로부터 뿌리 열매 분열조직 등이 물질대사가 활발한 세포 즉 양분을 계속 소비 및 이용하는 세포까지 생기는 팽압의 구배에 따라 양분의 이동이 일어난다는 것이다. 이 때 압력 구배가 생기는 것은 양분공급원의 세포에 광합성이나 그 밖의 대사과정으로 인하여 계속 용질이 생성되어 용질의 농도가 점차 높아지고 한편 이용부위의 세포에서는 호흡 생장 또는 양분의 저장으로 인하여 용질의 농도가 점차 낮아지기 때문이다. 즉 압력 구배로 인하여 용액이 유통이 일어나게 된다. 장거리의 물질 운반에 필요한 원동력은 바로 그 식물의 대사과정이며 그 과정은 공급원에서의 양분의 공급량과 이용 부위에서의 양분의 소모량에 의하여 조절된다.

양분이동에 미치는 환경의 영향

• 빛
  일반적으로 광도가 높아지면 잎에서는 이산화탄소의 흡수량이 증가하고 광합성량이 많아지므로 뿌리 쪽으로의 이동량이 증가한다. 이와 비슷하게 광도가 낮은 조건에서 자라는 식물에 있어서는 양분의 이동이 정지한다.
• 온도
  양분의 이동은 온도가 대개 30℃까지 증가함에 따라 증가한다. 그 이상 온도가 증가하면 양분의 이동량은 감소하는데 이것은 호흡에 의하여 탄수화물량의 소모량이 증가하기 때문이다.
• 수분
  수분의 조건은 양분을 생산 공급하는 잎의 생리 조건을 변화시킴으로서 양분의 이동에 영향을 끼친다. 일반적으로 수분의 결핍이 심해지면 뿌리의 대사과정과 잎이 이산화탄소의 흡수량이 떨어지기 때문에 양분의 이동량이 감소한다.

영양생리

묘목이 완전히 생육함에는 다음의 요소가 갖추어져야 한다. 즉 물 공기 온도 광선 양분 생육에 유해한 인자가 존재하지 않을 것 등이다. 이들 요소 중 어느 한 요소만이 생육에 대하여 수종 또는 품종별로 그 영향을 알아야 할 것이다. 각 요소별 수목에 미치는 특성은 다음과 같다.

질소(N)

질소는 식물의 모든 부분에서 다량으로 함유되는 성분으로서 중요한 많은 유기화합물을 구성하는 가장 필수적인 원소 중의 하나이다. 식물이 필요로 하는 질소의 대부분은 생육초기에 주로 토양중에서 흡수되어 분열조직중에 저장된다. 토양내에서 식물이 흡수하는 질소의 형태는와이다. 뿌리에서 흡수되는 질소는 물관부를 통과하여 지상부로 이동하며 이 때 질소 이동의 형태는 질소 흡수원과 뿌리의 대사작용에 의해 결정된다. 식물체내에서 질소의 흡수와 분포는 가장 크게 나타난 부분은 생장율이 가장 높은 잎이었고 가장 작게 나타난 부분은 늙은 잎이었다. 뿌리에 공급되는 질소가 부적당하면 늙은 잎에 있던 질소가 어린 식물기관으로 이동하게 된다. 따라서 질소결핍증은 늙은 잎에서 먼저 나타나게 된다. 질소가 결핍하면 생장율이 저조하게 된다. 즉 키가 크지 않고 줄기는 가늘게 되며 분지현상에 제한은 받게 된다. 잎은 전체가 황백화하며 경과하여 결핍이 심하면 잎 전체 또는 잎의 한 부분이 괴사한다. 질소가 과다하면 잎은 농녹색이 되고 생장은 증대하나, 다침질이고, 조대하며, 마디가 긴 도장의 현상이 일어나서 한해 건조해 또는 병충해에도 걸리기 쉽게 된다.

인산(P)

인산은 식물체의 영양생장에 있어서 세포핵의 성분으로서 분열작용에 가장 중요한 역할을 한다 식물체내에서는 비교적 종실 중에 많으며 종실의 성열을 촉진한다. 뿌리의 신장을 촉진하고 지하부의 발달을 크게 한다. 따라서 뿌리의 양분흡수면적을 크게하여 내한성 내건성을 크게한다. 또한 식물체를 강경하게 하고 병해에 대한 저항력을 높인다. 이 작용은 질소의 과잉시비시 인산을 다량으로 시비함으로써 현저히 나타나며 또한 세포의 건전한 발달을 촉진하는 결과 병해에 대한 저항력이 커진다. 전분의 생성 이전 및 유용미생물의 활동을 촉진한다. 인산의 결핍증상은 늙은 잎에 나타나며 잎의 색은 암록색이 되거나 혹은 청동색 고동색을 띄운다 또한 ANTHOCYAN색소가 형성되어 자색 적자색을 나타내기도 한다. 땅속에서 뿌리의 발달이 나쁘고 세장하며 신초는 신장이 불량하며 빨리 동아를 형성한다. 특히 열매와 종자의 형성이 감소한다. 인산이 결핍하였을 때 수종에 따라 그 증상이 다르며 낙엽송 소나무의 증상을 보면 발육초기에 하엽의 끝부터 암자색을 띄우는데 후에 적갈색이 되고 8-9월경에 갈색을 띄우게 된다. 인산을 과다 사용하면 오히려 철 붕소의 결핍을 초래하는 일이 있으므로 주의가 필요하다.

칼륨(K)

칼륨은 뿌리에서 질소를 속히 단백질로 합성한다. 식물체내에 다량으로 함유되는 성분으로서 종실보다 경엽에 많다. 동화작용을 촉진시키는 작용을 한다. 질소화합물의 합성 및 세포분열을 촉진한다. 뿌리의 발달을 조장한다. 식물체중에서 수용성으로 존재하므로 용액의 농도를 높이고 빙점강하에 효과가 있으며 따라서 내한성을 높인다. 개화 결실을 촉진하며 병충해에 대한 저항력을 증대한다. 칼륨이 결핍하면 초기에 잎의 색이 암록색 또는 농녹색이 되며 질소를 과용하는 것 같은 색을 띄우는데 그 이상 자라지 않고 어딘가 약해 보인다. 칼륨과 칼슘이 동시에 결핍하면 생장이 나빠지는 경향이 있다.

칼슘(Ca)

칼슘은 식물체내에서 조절적 역할을 하는 것이며 칼슘이 존재하지 않으면 mg을 이상 흡수하여 그 해가 일어나게 하는 일이 있다. 그러므로 토양 중에 칼슘이 적고 mg가 많은 때는 칼슘의 결핍증상보다 mg의 해작용이 현저히 나타난다. 칼슘은 식물체내에서는 종실보다 경엽에 많이 함유되어 있으며 유독물질의 중화 및 흡수의 결과 생기는 유기산을 중화한다. 엽록소의 생성 탄수화물의 이전 체내의 당의 생성과 이행에 관여한다. 뿌리의 발달을 촉진하며 조직을 강경히 한다. 칼슘의 결핍은 분열조직의 생장이 감소할 때부터 나타나며 이러한 결핍증은 이미 자란 끝부분과 어린잎에서 볼 수 있다.

마그네슘(Mg)

식물에 의해 흡수되는 마그네슘은 mg+ 형태로 흡수된다. 마그네슘은 엽록소의 성분으로서 엽록소의 생성에 밀접한 관계가 있으며 단백질의 생성이전에도 관여를 한다. 식물체내에서 인산의 이동 지방이 생성에도 필요하다. 염화가리 유안 유석회 등의 과인한 사용은 마그네슘을 방출하게되고 그 결핍을 일으키게 된다. 마그네슘은 질소 인산 칼륨 유황과 같이 물에 녹기 쉬운 형태로 존재하며 식물체내를 이동할 수 있는 성분이다. 체내에서는 어린 잎 또는 뿌리의 어린 부분에 가장 필요하므로 그 부분에 가게되고 늙은 부분은 점점 부족하게 된다. 따라서 결핍증은 늙은 잎에서 먼저 나타나기 시작하여 어린잎으로 확대되며 잎맥사이가 황변 또는 황백화 하게 된다.

황(S)

황은 단백질의 성분으로 식물생육의 필수요소로서 주로 so4+2형태로 황을 흡수한다. 대부분 토양속으로 흡수하거나 때때로 대기중의 so2를 이용하기도 한다. 황의 결핍은 식물체내이 단백질합성의 억제를 초래하며 또한 식물의 성장률이 감소한다. 뿌리보다는 줄기의 성장이 보다 큰 영향을 받는다 질소 결핍과는 달리 황백화 증상은 어리고 최근에 형성된 잎부터 나타난다.

철(Fe)

철은 식물체내에서는 단백질로서 유기능의 형으로 함유되어 있으나 그 함량은 매우 적다. 그러나 식물의 생육에는 필요 불가필한 것으로서 이것이 결핍하면 엽록소가 되지 않으므로 잎이 황백색을 띄운다. 엽록소의 생성을 방해하여 식물체에 황화형상이 일어나게 한다. 철 결핍은 반드시 어린잎부터 먼저 나타나며 황백화 현상은 잎맥과 잎맥사이에 나타난다.

망간(Mn)

망간의 흡수는 식물에 따라 큰 차이가 있으며 대사작용에 의해 조절 된다. 식물체내에서는 망간이 비교적 비가동성이다. 망간의 결핍은 엽록체에 가장 영향을 미치며 결핍인 조직은 작고 세포벽이 두껍고 표피조직과 표피조직 사이에 오므라드는 형상을 나타낸다. 망간과 마그네슘의 결핍은 잎의 경우 엽맥과 엽맥사이에 황백화형상이 일어난다는 점에서 비슷하나 망간결핍은 늙은 잎에서 마그네슘결핍은 어린잎에서 각각 먼저 나타난다.

붕소

붕소는 식물의 생장점 또는 형성층 같은 분열증식하는 조직의 활동과 깊은 관계가 있으며 또 탄수화물이나 단백질의 신진대사에 필요한 것으로 알려져 있다. 붕소가 결핍하면 식물의 어린 부분에 그 증상이 나타나는 것이나 일반묘목에 대하여는 아직 알려져 있지 않다. 붕소결핍의 일반적 증상으로는 줄기의 장점이 사멸하므로 측아의 생장점이 자극되어 측지가 생기나 이 장점도 사멸한다. 어린 잎들은 모양이 기형적이고 주름살이 잡혀 있고 때로는 두터운 형태로 자라며 진한 청록색을 나타낸다 잎의 주맥과 주맥사이에 불규칙적인 황백화 현상이 나타나는 수가 있다. 근계의 발달이 나쁘다.