○ 유럽지역은 2000년대 초반 독일 Hainich 국립공원에서 처음으로 플럭스타워를 이용한 생태계수준의 탄소흡수량(NEP)을 보고하였으며, 이탈리아, 프랑스, 스페 인 등을 중심으로 온대림의 지상부 식생 탄소저장량 평가가 국가 산림인벤토 리 자료를 활용하여 진행되어 왔음. 특히 Lecina-Diaz et al. (2018)와 Sabatini et al. (2018)은 유럽의 국립공원 일부를 포함하는 온대 국유림을 대상으로 지 역 또는 국가 차원의 식생탄소 저장량을 분석하고 평가하였음. 또한 슬로바키 아 루마니아 등 동유럽의 온대 산림에서도 지상부 식생 탄소 저장량 평가가 지역 수준에서 수행되었음. 대부분의 연구는 지상부 식생을 중심으로 평가되 어, 국립공원내 유기물, 고사목 등에 대한 탄소저장량 측정에 대한 연구는 수 행된 바 없음(표 3-5).
○ Marchetti et al. (2012)에 의한 연구는 국가 수준에서 이탈리아 전체 국립공원내 뿌리를 포함하는 식생 탄소저장량을 국립공원 이외의 산림과 비교 평가하여, 국 립공원의 탄소저장고로서의 기능을 평가하는 의미 있는 결과를 보고한 바 있음.
표 3-5. 유럽 지역 국립공원 탄소 저장량 및 흡수량, 생물다양성 관련 선행연구
국가 국립공원명 기후
탄소저장량 탄소흡수량
생물 다양 성
평가
규모 방법 참고문헌
지하부 지상부
식생 (NPP)
생태계 (NEP)
토양 뿌리 식생 유기물 고사목
독일 Hainich
National Park 온대 - - - - - - ● 플럭스
타워
Knohl et al.
2003
이탈리아
Italian
National Parks 온대 - ● ● - - ● - - 국가 NFI Marchetti et
al. 2012 Majella
National Park 온대 - - - - - ● - - 임분 플랏
조사
Gratani et al. 2018 유럽 European
National Parks - - - ● - - - - ★ 국가 플랏
조사
Sabatini et al. 2018 스페인 Spanish
forests - - - ● - - - - ★ 국가 NFI Lecina-Diaz
et al. 2018 슬로
바키아
Tatra
National Park 온대 - - ●1 - - - ●2 - 지역 플랏
조사
1Konôpka et al. 2019
2Fleischer et al. 2020 루마니아 Retezat
National Park 온대 - - ● - - - - - 지역 InVEST,
LiDAR
Pache et al.
2021
가) 독일 Hainich 국립공원 250년생 활엽수림의 탄소흡수량 평가 연구(Knohl et al., 2003)
○ 연구 대상지
- 독일 중부, Hainich 국립공원에 위치하는 천연 참나무림(51˚04′46″N, 10˚27′08″E, 440m a.s.l.)의 탄소흡수량을 평가함. 이 숲은 중부유럽에 서 가장 넓은 면적(약 7600ha)을 차지하는 너도밤나무림 중 하나를 보호 하기 위해서 1997년에 국립공원으로 지정되었으며, CARBOEUROFLUX 네트워크에 속함(그림 3-20).
- 역사적으로 군부대가 위치해 있어, 지정이전부터 60년 이상 교란되지 않 은 숲으로 최대 250년 이상의 수령의 넓은 범위의 영급들을 가짐. 수종은 유럽너도밤나무(
Fagus sylvatica
)가 65%로 우점종이며, 애쉬나무(Fraxinus exelsior
) 25%, 단풍나무류(Acer
spp.) 7%, 기타 활엽수종 등으로 구성됨.임분 밀도는 약 330 tree ha-1, 최대 수고는 30-35 m의 범위를 보였으며, 지상부 줄기의 탄소저장량은 약 130 tC ha-1로 알려져 있음.
○ 연구 방법
- 2000년, 2001년 플러스 관측타워를 활용, 에디공분산법을 이용하여 탄소 플럭스를 계산(그림 3-20).
그림 3-20. 독일 Hainich 국립공원(좌) 및 에디 플럭스 타워(우) (사진출처: Max Planck Institute for Biogeochemistry)
○ 주요 연구 결과
- 순생태계생산성(NEP)은 각각 494 gC m-2 yr-1, 490 gC m-2 yr-1로 나타남 (그림 3-21). 천이단계에서 비교적 극상에 속하는 관리되지 않은 이 너도 밤나무 노령림은 여전히 중요한 탄소 흡수원(sink)으로서 역할을 하고 있 다는 점을 강조하였으며, 이러한 결과는 노령림의 산림 관리 시업을 Kyoto Protocol 내 생물학적 탄소 흡수에 관한 협상에 있어서 중요한 정 보를 제공하고 있음.
그림 3-21. 2000년과 2001년의 일평균 이산화탄소 플럭스. 연간 순이산화탄소흡수량 및 연중 순흡수기간: 494 g C m-2, 177일 (2000), 490 g C m-2, 152일 (2001).
나) 이탈리아 국가 전체 국립공원 산림 탄소저장량 및 흡수량 평가 연구 (Marchetti et al., 2012)
○ 연구 대상지 및 방법
- 이탈리아 국립공원 전체를 대상으로 이탈리아 국가 산림인벤토리(National Forest Inventory; INFC 2008; www.infc.it) 자료를 활용하여 산림 탄소 저장량 및 흡수량을 ① 산림 유형과 ② 행정구역에 기초하여 각각 정량하 고 비교·평가함.
- 임목 바이오매스와 연년생장량은 인벤토리의 임목재적에 목재밀도, 바이오 매스 확장계수, 지상부대 뿌리의 비율, 부위별 탄소농도를 이용하여 탄소저 장량 및 연간흡수량으로 계산되었음. 마지막으로 토지 피복도 지오데이타 베이스인 Corine Land Cover 2006(CLC)를 이용하여 전체 국가차원의 영 역 분석함(그림 3-22).
그림 3-22. 데이터 프로세싱 체계(CLC: Coring Land Cover; NFI: the last National Forest Inventory of Italy)
○ 주요 연구 결과
- 이탈리아 전체 23개의 국립공원별 탄소저장량(tC ha-1)은 43.91 (Alta Murgia)에서 134.35 (Sila)의 변이를 보였으며, 연간 탄소흡수량(tC ha-1 yr-1)은 1.36 (Monti Sibillini)에서 3.39 (Aspromonte)의 변이를 보였음(표 3-6).
- 이탈리아 국립공원의 평균 산림 탄소저장량(81.21 tC ha-1)과 평균 연간 탄 소흡수량(2.18 tons ha-1 yr-1)은 전체 국가산림의 평균(76.11 tC ha-1, 1.12 tC ha-1 yr-1)에 비해 상대적으로 높게 나타남(표 3-7, 표 3-8).
- 분석결과는 탄소 저장 및 흡수 능력에 생태적인 조건과 관리방식이 영향을 미친다는 것을 확인함. 비록 구체적인 정보의 부족 때문에 대략적인 추정 치였으나, 큰 규모에서 자연보전 지역의 산림내에서 탄소저장량과 흡수량
비교의 시도는 매우 흥미로운 결과였음.
표 3-6. 이탈리아 국립공원별 단위면적당 산림 탄소저장량 및 연간 탄소흡수량
- 임분 구조와 구성 요소들의 교란을 최소화하면서 산림의 생산성을 증가시 키는 것은 탄소저장능력은 향상시킬 수 있음. 한편 지속가능하지 않은 산 림관리 시업들로 상대적으로 큰 바이오매스 저장량을 감소시키는 지역에서 는 국립공원에 적용되고 있는 보전 전략을 국립공원 이외의 산림 지역으로 확장시킨다면 탄소 저장의 잠재력을 복원시킬 수도 있을 것이라고 제안함.
그림 3-23. 이탈리아 국립공원의 연평균온도 및 연강수량에 따른 단위면적 당 탄소저장량(tons ha-1). 원의 크기는 탄소저장량의 크기를 의미함.
표 3-7. 산림유형별 이탈리아 국가전체, 국립공원내, 국립공원 주변 버퍼지역의 산림 탄소저장량 비교
표 3-8. 산림유형별 이탈리아 국가전체, 국립공원내, 국립공원 주변 버퍼지역의 산림 탄소흡수량 비교
다) 이탈리아 Majella 국립공원내 유럽너도밤나무숲의 임분발달 단계별 탄소 저장능력평가(Gratani et al., 2018)
○ 연구 대상지 및 방법
- 이탈리아 Majella 국립공원 내(42˚19′62″N, 14˚09′87″E, 1085-1529m a.s.l.)에서 유럽너도밤나무(
Fagus sylvatica
)림을 대상으로 조림학적 시업(교림, 왜림작업)이 실시된 6개의 조사지에서 간벌이 탄소저장능력에 미치는 영향을 평가함. 연구대상지의 연평균기온은 8.2±6.5℃이며 연강수량은 1,663mm임.- 간벌과 비간벌, 교림과 왜림의 조림학적 구분에 따라 6개의 연구 대상지를 선정하고(그림 3-24), 각 조사지역에 400m2 크기의 10개 조사구를 설치하 고, 엽면적지수, 토양 화학적 성질, 미세입지환경, 광합성속도 등을 측정하 고, 광합성에 의한 이산화탄소 고정 능력(CO2S Mg ha-1 a-1)을 평가함.
그림 3-24. 이탈리아 Abruzzo 지역과 Majella 국립공원의 Orfento 계곡부의 연구대상지 위치. 지역1: 현재 간벌된 교림, 지역2: 지난 30년간 관리되지 않은 교림, 지역3: 지난 20년간 관리되지 않은 교 림, 지역4: 현재 간벌된 왜림, 지역5: 지난 20년간 관리되지 않은 왜림, 지역6: 지난 50년간 관리되지 않은 왜림.
○ 주요 연구 결과
- 간벌된 지역에서 보다 관리되지 않은 지역에서 약 28% 더 높은 이산화탄소 고정 능력을 나타냈음. 간벌은 종자의 갱신을 유도하며 전통적인 산림관리 시업으로서 받아들여지는 한편, 보전과 산림의 가치의 자연적인 향상에 우 선순위를 둔다면 경영활동을 하지 않는 것이 유리할 수 있음을 제안함.