[5] 산림 바이오조림수종으로 백합나무 적합성 나무묘목시장

묘목시장.kr | 농원소식 | 나무가격 | 정원조경 | 공지사항


	묘목농원


	소나무


	조경수


	유실수


	분재농원


	화목류


	약용수


	야생화


	수생식물

▒ 백합나무 농원 ▒

No, 5

수종: 조경수

산림 바이오조림수종으로 백합나무 적합성

산림 바이오조림수종으로 백합나무 적합성

전 세계적으로 지구온난화와 에너지 고갈에 따른 인류의 지속가능한 성장이 주요 문제로 부각되고 있다. 산업혁명 이후 석탄, 석유 등의 화석연료를 과다하게 사용하면서 인류는 석유 자원의 고갈에 따른 고유가 문제와 화석연료의 과다사용에 따른 지구 온난화 및 대기 환경오염 등의 환경문제를 겪고 있다.

우리나라는 최근 10년간 매년 10%씩 세계 최고의 에너지 소비 증가율을 보이고 있으며 에너지 해외 의존도는 2005년 기준으로 96.4%에 달한다. 또한 지구온난화의 원인으로 지목되고 있는 온실가스 배출량이 세계 9위이며 1990년 기준으로 5.3% 감축시켜야 하는 교토의정서의 2차 의무대상 국가(2013년 발효)이다. 그럼에도 불구하고 대체에너지 사용비율은 2004년 기준으로 0.82%로 선진국의 2010년 목표수준인 미국의 10%, EU의 12%와 비교할 때 매우 낮은 수치이다.

최근에는 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 대체 에너지 보급에 많은 관심이 집중되고 있는데 바이오매스 에너지도 그 중 하나이다. 바이오매스(biomass)란 생물자원(bio)의 양(mass)을 나타내는 개념으로 「재생가능한 생물유래의 유기성 자원으로서 화석자원을 제외한 것」을 통칭하는 용어이다. 바이오매스는 태양에너지를 이용하여 무기물질인 물과 이산화탄소로부터 광합성 작용을 통해 생성하는 유기물로서 생명체와 태양이 존재하는 한 지속적으로 재생산이 가능한 자원이다.

바이오매스의 연소에 의해 방출되는 이산화탄소는 생물의 생장과정 중 광합성에 의해 대기 중에서 흡수한 이산화탄소이므로 바이오매스는 전 이용과정에 있어서 대기 중의 이산화탄소 양을 증가시키지 않는 「탄소 중립(carbon neutral)」이라고 불리는 특징을 갖고 있다. 그러므로 화석자원 유래의 에너지나 제품을 바이오매스로 대체한다면 온실가스의 하나인 이산화탄소의 배출을 크게 줄여 지구온난화 방지에 크게 기여할 수가 있다.

바이오매스로 사용할 수 있는 자원은 나무, 곡물, 옥수수, 사탕수수, 유지작물, 가축분뇨, 농작물 및 음식물 쓰레기 등 다양하지만 바이오매스 자원의 선택 및 활용은 국내외 정치적, 경제적, 사회적 환경여건을 고려해서 신중하게 접근해야 한다. 일례로 미국에서는 초 고유가 시대에 대비하여 2020년까지 자동차 연료의 20%를 바이오연료로 대체한다는 목표 하에 과잉 생산되고 있는 옥수수를 이용한 바이오에탄올 생산을 추진하여 미국 내 76개 공장에서 100억L의 콘에탄올을 생산하고 있다. 그러나 식량자원을 연료생산용으로 사용하는데 따른 국제 정치적 부담과 식량파동 초래 등으로 인해 부시 대통령은 콘에탄올 대신 목질계 에탄올의 비율을 45%까지 늘리도록 촉구한 바 있다. 목재는 생존과 직결되는 민감한 식량자원이 아닌데다 산림에서 풍부하게 순환 재생산할 수 있는 자원이기 때문이다.

산림청에서는 유가상승과 기후변화 대응 등을 위한 목질계 바이오매스의 수요가 증가할 것으로 예측하고 목질계 바이오매스 수급 및 이용촉진 전략을 마련하여 임업 및 목재산업을 미래 산업으로 육성하기 위한 계획을 추진하고 있다. 그 일환으로 추진되고 있는 것이 목질계 바이오매스 생산을 위한 바이오순환림 조성사업이다. 바이오순환림 조성사업은 현재 벌기령에 도달한 42만ha의 리기다소나무 조림지를 백합나무 등 속성수로 갱신하여 용재와 바이오매스를 생산하는 것을 주요 골자로 하고 있다. 이를 위해 2008년에는 시범적으로 50ha를 조성하고 제 5차 산림기본계획 기간인 2017년까지는 매년 1,000ha씩 총 10,000ha을 조성할 계획이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 대체 에너지 자원으로 목질계 바이오매스를 활용하는 것은 전 세계적인 추세이다. 미국, 스웨덴 등 외국에서도 목질계 바이오매스 생산을 위한 단벌기 집약 재배(Short Rotation Intensive Culture; SRIC)에 대해 많은 연구가 진행되고 있으며 일부에서는 실제로 목재를 생산하여 에너지 생산에 활용하고 있다. 단벌기 집약재배는 포플러, 버드나무류 등 속성수를 대상으로 농경지와 초지 등 평탄지에 임분을 조성하고 기계장비를 활용하여 3~5년 주기로 지상부 바이오매스를 수확해서 활용하는 체계이다.

본고에서 다루고 있는 산림 바이오순환림은 위에서 언급한 단벌기 집약재배와 몇 가지 측면에서 차이점이 있다. 첫째, 산림 바이오순환림은 논, 밭과 같은 평탄지가 아닌 산림에 조성한다는 것이다. 둘째, 사업 주기가 15~20년으로 비교적 장기간을 요한다는 것이다. 셋째, 전 생육기간에 걸쳐 발생하는 숲가꾸기 산물이나 간벌재를 바이오매스 자원으로 활용하고 벌기령에 도달한 나무는 수확하여 목재(또는 바이오매스 에너지)로 활용한다는 점이다. 그러나 장기간을 요하는 일반적인 목재생산을 위한 임업 체계를 고려할 때 산림 바이오순환림이나 단벌기 집약재배(SRIC)는 넓은 의미로 볼 때 모두 단벌기 임업(Short Rotation Forestrty; SRF)에 포함된다고 볼 수 있다.

산림 바이오순환림의 시업체계는 기존의 목재생산 시업체계와 유사하지만 비교적 단기간에 산주가 소득을 창출하는 것이 가능하다는 점에서 차이가 있다. 즉, 산림 바이오순환림 조성수종인 백합나무는 산지 적응성이 높으며 생장이 빠를 뿐 아니라 목재 가치도 뛰어나기 때문에 재배단지의 규모화, 집약화를 통해 충분한 물량을 확보할 수 있다면 바이오매스 생산은 물론 목재 생산에 경제성이 있다고 판단된다.

(1) 적합성

바이오순환림을 포함한 단벌기 임업의 대상 수종들은 비교적 단기간내에 경제적으로 최적의 크기에 도달해야 한다는 측면을 고려하여 대부분 생장이 빠른 속성수를 활용하고 있다. 전 세계적으로 온대지역에서 지금까지 선발된 수종들로는 오리나무(Alder), 너도밤나무(Southern beech), 자작나무(Birch), 유카리나무(Eucalyptus), 포플러류(Poplar), 버드나무류(Willow), 백합나무(yellow popular), 양버즘나무(Sycamore), 테다소나무(loblolly pine, 미국남부) 등이 있다. 이 중에서도 포플러와 버드나무류는 생장이 빠르고 증식이 용이하여 단연 유망한 것으로 평가되며 실제로 영국, 스웨덴, 미국 등에서 단벌기 임업에 많이 활용되고 있는데, 특히 맹아갱신이 잘 되는 특성 때문에 단벌기 맹아림(Short Rotation Coppice) 조성에 많이 이용되고 있다.

단벌기 재배에 적합한 포플러와 버드나무류는 우리나라에서도 대표적인 속성수로서 많은 품종이 이미 개발된 바 있다. 그러나 이들 수종은 하천변과 같은 비옥하고 습윤한 토양이 적지이며 산지에서는 우수한 생장을 기대하기 어렵기 때문에 입지 선택에 신중을 기해야 한다. 즉 포플러와 버드나무류는 유휴농지, 한계농지 등에 적합한 수종인데 반해 백합나무는 산지에서 적응성이 높고 생장이 빠르기 때문에 산림 바이오순환림 조성에 적합한 수종이라고 할 수 있다. 아래에 바이오순환림 조성과 관련하여 백합나무의 생장특성을 살펴보았다.

(가) 입지 적응력이 넓어 bio-energy 산업화에 적합하다

수종별로 입지에 대한 적응력에 많은 차이가 있기 때문에 우리나라와 같이 열악한 산지에서 Bio-energy 산업을 추진하려면 입지적응력에 대한 고려가 무엇보다 중요하다. 대부분의 침엽수들은 활엽수보다 척박한 입지조건에서 생육할 수 있어 적지가 크게 문제되지 않지만 초기 생장이 느리기 때문에 바이오순환림 조성에는 적합하지 않다. 대안으로 초기 생장이 우수한 포플러류를 생각할 수 있겠으나, 포플러류는 산지에서의 생장이 불량할 뿐 아니라 조림적지인 하천부지는 수해피해의 근본적인 원인이 된다는 이유로 조림이 금지되어 있어 바이오순환림 조성에 활용하기 어려운 실정이다. 이에 비해서 백합나무는 입지적응력이 높아 산 중복에서도 낙엽송, 잣나무보다도 우수한 생장을 보이고 있다. 전북 완주군 소양면 시험림에 조림한 30년생의 백합나무, 잣나무, 낙엽송 등의 산록, 산복, 산정부위에서 자라는 생장을 조사한 결과, <그림 1>과 같이 침엽수들보다도 입지적응력이 높고 우수한 생장을 하는 것이 입증되었다.

그림 1. 수종별 생장유형과 백합나무 조림지 원경(전북 완주군)

또한, 경기도 화성군 어천면에 식재한 백합나무, 리기다소나무, 현사시, 사시나무를 대상으로 산록에서 산정 220m까지 20m간격으로 생장 유형을 조사한 결과, 그림 2와 같이 수종별 상대생장량에서 백합나무가 가장 잘 적응하는 것으로 나타났다. 이와 같이 백합나무는 다른 활엽수와는 달리 산지에서도 잘 자라는 특용활엽수이다. 그러나 우리나라에서는 백합나무를 조경수로 많이 식재하여 토양습도가 충분하고 비옥한 토지에서만 생육하는 것으로 잘못 인식되어 있다.

그림 2. 조림 수종별 생장유형 비교

(나) 백합나무는 맹아갱신이 왕성한 수종이다

원산지 연구결과에 의하면 백합나무는 그루터기에서 맹아가 많이 발생하여 2차 임분이 조성되며 두 번 수확한 백합나무 그루터기에서 97%의 맹아가 발생하였다는 보고와 흉고직경 15~55㎝를 수확한 후 1년 뒤 그루터기 당 맹아가 평균 42개가 발생하였다는 연구결과가 있다. 우리나라 전북 임실에 조림한 백합나무 28년생을 간벌한 후, 매년 맹아를 제거하였는데도 4년 후에도 그루터기 당 평균 18개의 맹아가 발생하였다(그림 3).

그림 3. 전북 임실 백합나무 맹아림(좌: 원경, 우: 근경)

백합나무를 Bio-energy 산업화에 이용할 경우 처음에는 실생묘로 조림을 실시해야 하나, 제2차 시기부터는 맹아림 유도가 가능하여 경제적이다. 백합나무 맹아의 초기 생장은 실생묘보다 훨씬 우수하다. 이 같은 급속한 초기 생장률은 수령 20~30년이 되면 감소하지만, 벌기령을 20년 이하로 실시하는 Bio-energy 산업화에서는 문제가 되지 않는다.

(다) 묘목생산 및 육림비용을 최소화할 수 있다

우리 사회의 급격한 산업화 과정에서 농촌은 도시에 비해 개발 소외 및 소득 감소로 1970년대 총인구의 45.9%가 농촌에 거주하였으나 1980년, 1990년, 2000년도로 오면서 인구비율은 각각 28.9, 15.4, 8.8%로 농촌의 공동화 현상이 일어나기 시작하였다. 특히 일할 수 있는 젊은 층은 대부분 도시로 나가고 고령화된 인구만 거주하는 현상이 뚜렷하다. 이렇게 불리한 여건을 해결하는 방안으로 묘포작업이나 육림작업 등의 모든 공정을 기계화로 전환하는 것도 필요하겠으나, 기계화는 우리 나라의 양묘산업 여건상 현실적으로 어려움이 있다. 최소한의 비용으로 최대의 효과를 얻기 위해서는 조림수종을 선정 시 묘목생산기간이 2~4년이 소요되는 수종보다는 1~2년의 단기간에 생산할 수 있는 수종이 유리하다. 또한, 식재 후, 육림작업 중에 가장 많은 경비를 요하는 풀베기작업을 생략하거나 1~2년 정도로 해결할 수 있어야 하는데 이러한 조건을 모두 충족하는 수종이 백합나무이다.

(라) 병충해에 강한 수종이다

백합나무의 Bio-energy 산업화는 1년에 수확하는 농작물과는 달리 5～10년이 소요된다. 이 기간 동안 치명적인 병충해의 피해를 받는다면 소기에 목적을 달성할 수 없다. 백합나무는 공룡이 살았던 백악기 시대인 1억 1천만 년 전부터 살아온 화석식물로 각종 병충해에 강한 수종으로 보고되고 있다.

(마) 백합나무는 탄소흡수력이 높은 나무이다.

목질계 바이오에너지의 활용가치 중 하나는 ‘탄소중립적(carbon neutral)’ 이라는 점으로 목질계 바이오매스를 에너지 자원으로 활용함으로써 화석연료를 대체하고 온실가스 방출량을 감소시키는 효과가 있다. 바이오순환림 조성 대상 수종인 백합나무는 국내의 주요 조림 수종과 비교했을 때 탄소 흡수원으로서 가장 활용성이 높은 것으로 평가 받고 있다.

국립산림과학원에서는 탄소흡수에 유리한 수종 선발을 위해서 「기후변화에 관한 정부간 협의체(Intergoverment Pannel for Climate Change; IPCC)」의 목질계 바이오매스 저장량 변화에 따른 탄소축적량 변화 측정법에 의하여 수종별 탄소흡수량을 추정한 바 있다.

주요 조림수종의 임분 수확표 (상) 30년생에서 지위지수 중일 때의 재적생장을 비교한 결과, 백합나무는 ha 당 재적생장이 378.7m³으로 소나무(강원) 보다 1.3배, 상수리나무 보다 2.7배 우수하였다(그림 4). 이를 탄소흡수량으로 환산하면 30년생 백합나무 1ha에서 흡수하는 탄소량은 평균 6.8탄소톤으로 소나무, 잣나무 등 주요 조림수종 보다 1.6~2.2배 우수한 것으로 평가되었다(그림 5).

이처럼 백합나무는 생장이 우수하고 신속하며 재질이 뛰어날 뿐 아니라 탄소 흡수원으로서의 가치도 높기 때문에 산림 바이오순환림 조성에 가장 적합한 수종이라고 할 수 있다.

그림 4. 주요 조림수종의 재적생장 비교

그림 5. 주요 조림수종의 탄소흡수량 비교

11	미래의 나무, 백합나무	2604
10	우량한 백합나무 묘목 생산기술	4501
9	체세포복제에 의한 백합나무 증식기술 개발	3692
8	백합나무 선발목으로부터 배발생조직 유도	3953
7	백합나무조림기술	4454
6	백합나무 유령림 생장	4624
5	산림 바이오조림수종으로 백합나무 적합성	4223
4	백합나무의식물학적특성	4234
3	백합나무 종류와 고식물학적 특성	4400
2	산림탄소흡수원 확충과 백합나무	4097
1	백합나무	4657