창덕궁 궁궐숲의 바이오매스 상대생장식을 활용한 탄소 저장량 연구^†

현존식생 조사는 2023년 10월 13일과 2023년 11월 14일에 실시하였다. 창덕궁 후원 숲 내 출현하는 우점식생 군락의 분포를 파악하기 위해 교목층 식생상관을 기본으로 서울시 1/1000 수치지형도에 현존식생도를 작성하였다.

창덕궁 후원 숲은 동선과 지형적 특성을 고려하여 24권역으로 분류하였으며, 전각 권역 식재지는 7권역 총 31개 권역으로 구분하고, 권역 내 총 759개의 방형구를 설정하여 조사하였다. 조사 일정은 2020년 7월 11일부터 2023년 11월 14일이었다. 흉고직경 6cm 이상 수목을 대상으로 수종별, 경급별로 측정을 수행하였다. 흉고직경 20cm 이상 교목은 전수 조사하였다.(문화재청, 2020). 이후 아교목도 전수 조사하였다. 6cm 이상 20cm 미만은 방형구법(quadrat method)으로 흉고직경(cm), 수고(m), 지하고(m), 수관폭(m × m)을 조사 후 표본조사를 수행하였다. 권역 내 방형구는 20 × 20m, 10 × 10m 구분하여 흉고직경(cm), 수고(m), 수관폭(m × m)을 조사하였다(그림 1 참조).

그림 1. 대상지 권역 구분 및 방형구

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탄소 저장량 산출은 국립산림과학원(2014)이 개발한 바이오매스 상대생장식을 활용하여 산출하였다. 탄소 저장량 산출방법에는 IPCC 산출식(2006), 원격탐사, 위성영상활용, 회귀모델식, 바이오매스 상대생장식(국립산림과학원, 2014), 직접수확법(김학구 등, 2023a; 김학구 등, 2023b) 및 회귀식모델(산림청, 2020)이 있다. 바이오매스 상대생장식은 식물의 상대생장관계를 통해 각 부분의 값을 추정하는 방법이다. IPCC 2006년 가이드라인은 국가 차원에서 온실가스를 정확하게 측정하기 위해 필요한 자료와 방법론을 체계적으로 정리한 지침서에 따르면 수종별 바이오매스 상대생장식에의한 탄소흡수/저장량 평가는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)가 제시하는 탄소 저장량 평가는 Tier 3 수준으로 국가 통계 작성에 있어 국제적 신뢰도를 확보할 수 있다(IPCC, 2006). 산림지역 교목·아교목은 바이오매스 상대생장식이 적합하다고 하였다(이학기, 2026). 전각 주변은 조경수 식재지이지만 숲과 인접하고 궁궐 내부에 있어 도심의 시가지 지역으로 분류하기에는 어려워 바이오매스 상대생장식으로 적용하였다. 바이오매스 상대생장식은 수고와 흉고직경을 이용하는 방법이 있으며, 흉고직경만 이용하는 방법이 있다. 또한 계산 방법은 식물의 부위별로 뿌리, 줄기, 가지, 잎을 구분하여 계산한다. 잎은 겨울에 호흡이 적고 낙엽활엽수는 낙엽이 되어 계절과 환경에 영향을 받으므로 제외하였다. 통계학적으로 대수의 법칙에 따라 오류 없는 데이터로 수고와 흉고직경을 적용하여 산출되고, 적합도 수치가 높은 수고와 흉고직경값을 대입하는 바이오매스 상대생장식을 적용하였다. 적용 층위는 교목, 아교목을 대상으로 하였고, 고사목 및 관목은 창덕궁 경관을 위해 하층식재 관리가 이루어지므로 제외하였다.

a, b: 상수, D: 흉고직경, CF: 탄소전환계수(침엽수 0.51, 활엽수 0.48)

a, b, C: 상수, D: 흉고직경, H: 수고, CF: 탄소전환계수(침엽수 0.51, 활엽수 0.48)

국립산림과학원(2014)에 발표한 바이오매스 상대생장식(식 2)을 사용하고 적용표의 수종을 기본으로 적용하였으며, 대경목의 경우 각 수종별 최대범위로 적용하였다(표 1 참조). 바이오매스 상대생장식에 표기되지 않은 수종은 동일과에 속해 있는 수종을 1차 적용하였다. 바이오매스 상대생장식에 없고 동일과에도 없는 수종은 유사한 형태형질로 서어나무 3종, 자작나무 45종, 백합나무 21종, 신갈나무 8종, 편백나무 2종, 중부지방소나무 3종을 선택하였다. 표 1에 없는 수종과 대경목은 적용범위를 벗어나 적은 값이 더해져 실제보다 낮은 추정값이 도출되었다.

창덕궁 후원 숲의 탄소 저장량 산출을 위해 조사된 교목·아교목은 78종이었다. 침엽수에는 소나무, 잣나무, 전나무, 주목, 백송, 향나무 등이 조사되었으며, 활엽수에는 갈참나무, 굴참나무, 귀룽나무, 느티나무, 서어나무, 음나무 등이 있었다. 조사된 주수는 7,644주이며 침엽수는 1,371주, 활엽수는 6,273주였다.

분석 결과, 창덕궁 후원 숲의 총 탄소 저장량은 6,372.228tC로 산출되었다. 탄소 저장량이 높은 수종은 836주인 느티나무가 2,685.565tC로 가장 높았으며, 이어 746주인 졸참나무가 741.659tC, 상수리나무 593주인 673.798tC 순으로 나타났다. 현존식생에서 창덕궁 후원 숲 뿐만 아니라 전체적으로 느티나무 군집의 면적이 47,710m²(10.86%)로 가장 높고, 흉고직경이 큰 대경목이 많이 분포하였기 때문으로 추론되었다. 전체적으로 낙엽활엽수가 탄소 저장량이 높게 나타났다.

출현 빈도를 기준으로 살펴보면, 소나무 984주로 가장 많았으나 탄소 저장량은 164.375tC에 그쳤다. 다음으로 단풍나무가 917주로 90.514tC, 느티나무가 836주로 2,685.565tC, 졸참나무 746주로 741.659tC, 상수리나무 593주로 673.798tC, 팥배나무가 480주 30.703tC 순으로 집계되었다. 소나무의 출현 빈도가 높은 이유는 경관 관리를 위해 소나무 식재가 지속적으로 이루어지고 있다고 판단되었다. 참나무시들음병에 의해 고사 및 제거된 수량이 있었지만, 전체적으로 대경목이 많이 분포하고 있었으므로 탄소 저장량이 높은 것으로 판단되었다. 이는 산림권역 식생 관리를 대경목·경관·병해충·방제 등의 공간별 관리로 면적당 탄소저쟝량이 달라질 수 있다고 판단되었다. 느티나무와 참나무류는 소나무에 비해 개체당 탄소 저장 효율이 높게 분석되었다. 전체적으로 소나무는 흉고직경이 작은 개체수량이 많고, 느티나무와 참나무류는 흉고직경 30cm 이상의 개체수량이 많이 분포하기 때문이었다. 흉고직경이 큰 대경목에 따라 수종별 탄소 저장량이 많았다(표 4 참조).

창덕궁 후원 숲을 권역별로 비교한 결과, 산림 7권역이 692.806tC로 가장 높은 탄소 저장량을 기록하였으며, 이어 신선원전 634.093tC, 연경당 583.019tC, 산림1 489.795tC, 산림B 489.685tC 순으로 나타났다. 옥류천 권역은 7.722tC로 탄소 저장량이 매우 낮게 산출되었는데, 이는 해당 권역의 면적이 작고 시설과 논이 조성되어 있어 수목 식생의 점유 면적이 작기 때문으로 판단 되었다. 또한 낙석재(북) 권역은 17.546tC으로 낮게 조사되었으며, 이는 산림 면이 급경사지로 이루어져 지형적 특성상 수목의 생육환경에 불리하고 대경목 발달이 저해되었기 때문으로 분석되었다(표 5 참조).

산림 7권역은 대경목 위주의 식생 구조를 보였으며, 특히 느티나무의 기여도가 압도적이었다. 조사 결과, 느티나무 흉고직경 6–165cm가 128주 분포하고 있었으며, 흉고직경 50cm 이상의 대경목이 33주이었다. 졸참나무 흉고직경 9–78cm가 40주, 상수리나무 흉고직경 24–65cm가 32주, 밤나무 흉고직경 6–62cm가 35주로 대경목 위주의 분포가 확인되었다. 느티나무 대경목이 다수 있었으며, 그 수량도 많아 탄소 저장량이 높았다. 아교목층을 형성하는 단풍나무는 흉고직경 6–32cm가 55주, 당단풍나무는 흉고직경 6–21cm가 56주 중에 당단풍나무는 흉고직경 6–10cm가 31주가 대다수를 차지하고 있어 실질적인 탄소 저장량 기여도는 낮게 분석되었다(그림 4 참조).

그림 4. 산림 7권역 내 주요 수종 수량 및 탄소 저장량 비교 범례:

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창덕궁 전각 권역 내 식재된 교목·아교목은 총 37종으로 조사되었다. 조사된 본수는 344주이며, 이 중 침엽수는 소나무, 향나무, 측백나무 등 166주, 활엽수는 느티나무, 회화나무, 매실나무 등 178주로 나타났다.

전각 권역 수목의 탄소 저장량은 1,533.032tC로 산출되었다. 수종별 저장량을 살펴보면, 느티나무가 747.493tC로 가장 높은 비중을 차지하였으며, 이어 회화나무(508.498tC), 은행나무(153.711tC), 버드나무(46.241tC), 소나무(40.200tC) 순으로 분석되었다. 출현 빈도 기준으로는 소나무 142주로 가장 많았으나 탄소 저장량은 상대적으로 낮게 나타났다. 매실나무 41주, 단풍나무 22주, 살구나무 17주, 감나무 13주 순으로 나타났다(표 6 참조). 전각 권역에서는 역사적 경관을 형성하는 대경목들이 소수의 본 수임에도 불구하고 전체 탄소 저장량의 상당부분을 차지하고 있음을 확인하였다.

창덕궁 전각별 탄소 저장량을 분석한 결과, 돈화문 권역이 921.927tC로 가장 높게 산출되었으며, 이어 궐내각사(354.213tC), 후원진입(158.073tC), 인정전(50.966tC) 순으로 나타났다. 각 권역별 탄소 저장량의 차이는 단순히 식재된 수목의 종이나 수량보다는, 개별 수목의 흉고직경 및 수고 등 규격의 차이에 의해 결정되는 것으로 분석되었다(표 7 참조).

가장 높은 탄소 저장량을 기록한 돈화문 권역은 대경목 위주의 식생 구조가 뚜렷하게 나타났다. 주요 수종별로 살펴보면, 회화나무는 흉고직경 68–110.5cm 범위의 대경목 7주가 조사되었으며, 느티나무는 흉고직경 41.5–164cm가 8주가 확인되었다. 소나무는 흉고직경 22–46cm의 개체들이 25주로 수량은 더 많았으나 개체별 규격은 상대적으로 작게 나타났다. 출현 빈도가 높은 소나무보다, 수령이 오래되고 규격이 큰 회화나무, 느티나무 대경목들에 의해 탄소 저장량이 집중 형성되어 있음을 알 수 있다(그림 5 참조).

그림 5. 돈화문 권역 내 주요수종의 주수 및 탄소 저장량 비교 범례:

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