Nutrient Dynamics in Litterfall and Decomposing Leaf Litter at the Kwangneung Deciduous Broad-Leaved Natural Forest

Abstract

Literfall and liter decomposition represent a major contribution to the carbon and nutrient inputs in aforest ecosystem. We measured literfal quantity and nutrient dynamics in decomposing liter for twoyears at the Kwangneung broadleaf natural forest (DK site) in Korea. Litterfal was collected in circularlitertraps (collecting area : 0.25 m2) and mas los rates and nutrient release patterns in decomposing literwere estimated using the literbag technique employing 30 cm 30 cm nylon bags with 1.5 m mesh size.Total annual literfal was 5,627 kg/ha/yr and leaf liter accounted for 61% of the literfall. The leaf literquantity was highest in Quercus serrata, followed by Carpinus laxiflora and C. cordata, etc., which aredominant tree species in the site. Mas loss from decomposing leaf liter was more rapid in C. laxiflora andC. cordata than in Q. serrata liter. About 77% of C. laxiflora and 84% of C. cordata liter disappeared,while about 48% in Q. serrata liter lost over two years. Lower mas loss rates of Q. serata litter may beattributed to the diference of substrate quality such as lower nutrient concentrations compared with theother liter types. Nutrient concentrations (N, P, Mg) of three liter types except for potasium (K)increased compared with initial nutrient concentrations of litter over the study period. Compared with Q.serata litter, nutrients (N, P, K, Ca, Mg) in C. laxiflora and C. cordata litter were released rapidly. Theresults suggest that litter mass loss and nutrient dynamic processes among tre species vary considerablyin the same site conditions.

산림생태계에서 낙엽낙지의 유입과 유입된 낙엽낙지의 분해는 산림의 주요한 탄소 및 양분의 공급원이다. 본 연구는 온대중부지역에 속하는 경기도 광릉의 천연 활엽수림에 위치한 DK-site를 대상으로 2년 동안 연 낙엽낙지 유입량과 낙엽분해율을 측정하였다. 낙엽낙지량은 원형의 낙엽수집기(수집면적 0.25$m^2$ 수식 이미지)를 낙엽분해 율은 10${\times}$ 수식 이미지30 cm 크기의 낙엽분해주머니(메쉬 1.5 mm)를 이용하였다. 광릉 장기생태연구조사구의 연 낙엽낙지량은 5,627 kg/ha/yr로 이중 순수한 엽량은 총 낙엽낙지량의 61%를 차지하였다. 수종별 유입량은 본 조사구의 우점종인 졸참나무 잎이 가장 많은 양을 보였으며 서어나무, 까치박달 순이었다. 낙엽분해율은 서어나무, 까치박달 낙엽이 졸참나무 낙엽에 비해 분해속도가 빨라 2년의 조사기간 동안 까치박달 낙엽 84%, 서어나무 낙엽 77%, 졸참나무 낙엽 48%가 분해되었다. 졸참나무 낙엽의 분해가 느리게 진행된 것은 타수종의 낙엽에 비해 졸참나무 낙엽내 낮은 양분함량 같은 기질의 차가 원인인 것으로 나타났다. 칼륨을 제외한 양분(N, P, Mg)함량은 분해 초기함량에 비해 낙엽분해과정동안 증가하였다. 또한 낙엽분해과정동안 양분(N, P, K, Ca, Mg)의 방출량은 까치박달과 서어나무낙엽이 졸참나무낙엽에 비해 신속한 것으로 나타났다. 본 연구결과에 따르면 광릉장기생태연구 조사구내 우점종의 낙엽분해와 양분의 동태는 동일한 입지에 있어서도 수종간에 상당한 차이를 나타내었다.