본 연구는 서울시 도시림을 입지특성과 식생다양성을 기준으로 외곽 핵심 도시림, 외곽 거점 도시림, 도심 핵심 도시림, 도심 거점 도시림으로 구분하고 각 도시림 유형별 도시환경 변화로 인한 식생구조 특성 및 식생구조 변화를 고찰하여 도시림의 생물다양성과 생태적 천이의 문제점 분석을 목적으로 하였다. 도시림의 식생구조 특성과 변화를 고찰하기 위해 먼저 도시림의 식생구조변화의 원인이 되는 도시환경 변화원인을 고찰하여 도시림의 생태적 변화를 추정하였고 각 도시림 유형별 식생분포 특성, 식생구조 특성, 식생구조 변화를 고찰하였다. 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 도시환경 변화 원인과 현황을 분석하였다. 도시환경 변화 원인 중 토지이용과 토지피복 변화는 연도별 도시개발사업을 통해 분석하였다. 도시개발사업은 1970년대에 토지구획정리사업, 1980년대부터 1990년대 말까지 택지개발사업, 1990년대 후반부터 2000년대까지 도시개발사업이 진행되었으며 총 개발면적은 165.8㎢이었다. 도시개발 초기에는 단독주택 건설이 많았으나 1980년대 이후 아파트를 비롯한 공동주택지 건설이 크게 증가하였다. 도시환경 변화 중 대기오염 원인으로 주목된 차량 증가를 파악하기 위해 연도별 자동차 등록대수를 분석하였다. 등록된 자동차 대수는 1961년 약 6만대이었으나 1980년대부터 급증하여 2009년 현재 11,694,458대가 등록되었다. 도시개발과 차량 증가에 의한 도시환경 변화 중 기온 변화는 40년간 약 1.5℃가 증가하였고 강수량은 연도별로 변화가 심하였다. ...
본 연구는 서울시 도시림을 입지특성과 식생다양성을 기준으로 외곽 핵심 도시림, 외곽 거점 도시림, 도심 핵심 도시림, 도심 거점 도시림으로 구분하고 각 도시림 유형별 도시환경 변화로 인한 식생구조 특성 및 식생구조 변화를 고찰하여 도시림의 생물다양성과 생태적 천이의 문제점 분석을 목적으로 하였다. 도시림의 식생구조 특성과 변화를 고찰하기 위해 먼저 도시림의 식생구조변화의 원인이 되는 도시환경 변화원인을 고찰하여 도시림의 생태적 변화를 추정하였고 각 도시림 유형별 식생분포 특성, 식생구조 특성, 식생구조 변화를 고찰하였다. 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 도시환경 변화 원인과 현황을 분석하였다. 도시환경 변화 원인 중 토지이용과 토지피복 변화는 연도별 도시개발사업을 통해 분석하였다. 도시개발사업은 1970년대에 토지구획정리사업, 1980년대부터 1990년대 말까지 택지개발사업, 1990년대 후반부터 2000년대까지 도시개발사업이 진행되었으며 총 개발면적은 165.8㎢이었다. 도시개발 초기에는 단독주택 건설이 많았으나 1980년대 이후 아파트를 비롯한 공동주택지 건설이 크게 증가하였다. 도시환경 변화 중 대기오염 원인으로 주목된 차량 증가를 파악하기 위해 연도별 자동차 등록대수를 분석하였다. 등록된 자동차 대수는 1961년 약 6만대이었으나 1980년대부터 급증하여 2009년 현재 11,694,458대가 등록되었다. 도시개발과 차량 증가에 의한 도시환경 변화 중 기온 변화는 40년간 약 1.5℃가 증가하였고 강수량은 연도별로 변화가 심하였다. 상대습도는 69.7%에서 61.1%로 감소하였고 지하수위는 2001년부터 2009년까지 0.5m가 하강하였다. 대기오염물질 중 NO2는 0.035ppm으로 증가하여 환경 기준치를 초과하였고 강우산도는 1995년과 1996년을 제외하고 모두 pH 5.6이하로 산성비이었다.
둘째, 서울시 도시림 유형별 식생분포 특성을 분석하였다. 자연림은 외곽 핵심 도시림(49.0%)과 도심 핵심 도시림(41.5%)에서 면적비율이 높았고 혼효림은 외곽 핵심 도시림과 외곽 거점 도시림, 인공림은 외곽 거점 도시림(51.1%)과 도심 거점 도시림(60.9%)에서 넓게 분포하였다. 자연림은 핵심 도시림에서 면적이 넓게 나타났으나 외곽에 위치한 도시림이 도심에 위치한 도시림에 비해 자연림 분포비율이 상대적으로 높았다. 이러한 특성은 외곽 도시림 중 거점 도시림이 표고가 낮고 핵심 도시림보다 지형이 완만하여 인간의 영향을 많이 받았기 때문이었다. 그리고 도심 핵심 도시림인 남산과 창덕궁은 지속적인 관리 및 보전 대상으로 자연림 면적이 넓었다.
셋째, 서울시 도시림 유형별 대표 식생군락의 식생구조를 분석하였다. 도시림의 자생식물군락은 유형과 상관없이 대체로 생태적 천이가 중단된 상태였다. 자생식물군락 중 천이가 예측된 군락을 살펴보면 도심 핵심 도시림에서 산벚나무군락이 팥배나무군락으로 천이 진행이 예측되었고 도심 거점 도시림에서는 신갈나무군락이 졸참나무군락으로, 상수리나무군락이 신갈나무군락으로 천이 진행이 예측되었다. 도시환경에 적응성이 강한 팥배나무와 때죽나무는 군락 내 평균상대우점치가 0.1～22.1%이었고 특히 도심 핵심 도시림에서 평균상대우점치가 높았다. 군락별 평균 Shannon의 종다양도지수는 자생식물군락 1.1493～1.2570, 외래식물군락 0.8832～1.2923이었고 외곽 도시림이 도심 내부 도시림보다 비교적 종다양도지수가 높았다. 토양 화학성 분석결과, 도시림 유형별 평균 토양 산도는 pH 4.60～pH 4.77로 pH 5.0미만의 산성토양이었다. 토양 산도는 외곽 도시림과 도심 도시림간의 차이는 크지 않았으나 핵심 도시림이 거점 도시림보다 토양 pH 값이 높았다.
넷째, 도시림의 식생구조 변화를 고찰하였다. 천이 경향 분석결과 자생식물군락에서는 극상수종의 출현이 없어 천이가 중단된 상태였고 외래식물군락에서는 신갈나무, 졸참나무 등의 참나무류림으로의 천이 잠재성이 있었으나 도심 도시림의 경우 생태적 천이가 중단된 상태였다. 도시환경에 적응성이 강한 팥배나무와 때죽나무 평균상대우점치는 최대 12.2% 증가하여 타 수종보다 증가율이 높았다. 도시환경 변화에 의해 유입된 외래종인 일본목련, 가죽나무, 족제비싸리 등은 최대 1.7% 증가를 보였다. 이러한 변화는 외곽 도시림보다 도심 도시림에서 뚜렷하게 나타났다. 종구성 변화에서는 단풍나무, 고욤나무, 일본목련, 족제비싸리 등 외래종이 출현하였고 이러한 변화는 도시온도 증가와 토양산성화에 의한 것으로 판단되었다. 지하수위 하강과 상대습도 감소로 인한 건조화의 영향을 예측하였으나 실제 식생구조에서 건조화에 의한 종구성 변화는 나타나지 않았다. Shannon의 종다양도지수는 군락별로 전체는 다소 증가하였으나 교목·아교목층에서는 최대 0.1340이 감소하였다. Shannon의 종다양도지수가 증가한 도시림 유형은 도심 거점 도시림이었고 주로 외래식물군락에서 증가하였다. 그러나 종다양도지수의 증가는 고욤나무, 물오리나무, 붉나무, 팥배나무 등 외래종과 아교목성상의 자생종 출현 때문이었고 이러한 변화는 생태적 천이에 영향을 주지 못하는 것으로 판단되었다. 토양 pH 변화에서는 외곽 핵심 도시림이 pH 5.40→pH 4.92, 도심 핵심 도시림 pH 4.73→pH 4.72, 도심 거점 도시림 pH 4.59→pH 4.58로 다소 감소하거나 큰 변화 없이 산성토양을 유지하였다.
다섯째, 도시림의 식생구조 특성과 변화를 종합 고찰하여 서울시 도시림 유형별 생태적 특성과 이로 인한 생물다양성 감소 경향, 천이 계열을 정리하였다. 식생분포에서는 핵심도시림이 거점 도시림보다 자연림이 넓게 분포하였고 인공림은 반대의 경향을 보였다. 생태적 천이는 자생식물군락의 생태적 천이가 중단되었고 일부 군락에서 졸참나무림, 팥배나무림으로의 천이가 예측된 바 있으나 극상림으로의 천이 경향은 나타나지 않았다. 외래식물군락은 도심 거점 도시림에서 생태적 천이가 중단된 것으로 판단되었다. 각각의 영향요인 관계를 종합하여 도시림의 생태적 변화 원인과 결과를 모식도로 제시하였다. 토지이용 및 토지피복변화, 차량의 증가는 도시 기온 상승, 상대습도 감소, 지하수위 하강, 대기오염 증가, 산성우 발생 등의 도시환경 변화를 야기하였다. 도시환경 변화는 도시림의 생태적 변화를 발생시켰다. 대체로 생태적 천이는 도시림 및 식생군락 유형에 상관없이 중단된 상태였고 특히 자생식물군락 중 참나무류군락과 도심 내부에 위치한 아까시나무림 등 외래식물군락에서 이러한 경향이 두드러지게 나타났다.
여섯째, 서울시 도시림의 생태적 현황을 바탕으로 도시림 관리방안을 제언하였다. 도시림의 대표 자생식물군락인 신갈나무군락은 서울시 도시환경과 토양 산성화를 고려할 때 현재의 낙엽참나무류군집 유지가 적절할 것으로 판단되었다. 관리 제언으로 참나무류 및 낙엽활엽수의 식재와 종자 파종으로 식생의 건강성을 유지하고 참나무시들음병 등 병해충에 의한 식생구조 쇠퇴 방지를 제안하였다. 종다양성 증진 관리는 대조구의 종다양도지수(H') 1.2666을 관리 목표로 설정하여 종구성의 다양성을 증진시키고 생태계를 교란하는 일본목련, 가죽나무, 잣나무 등의 관리를 제안하였다. 외래식물군락의 관리는 도시림에 분포하는 인공림 중 대표 유형인 아까시나무림을 대상으로 제시하였다. 외곽 도시림과 도심 도시림의 지형구조에 따른 아까시나무림의 생태적 천이계열을 분석하여 비교하였고 천이계열을 바탕으로 외곽 도시림의 아까시나무군락은 자연성과 생태적 건강성의 회복을 관리방향으로 설정하였다. 생태적 천이 진행 및 유도관리는 아까시나무 밀도관리, 숲가꾸기사업 중단, 식생복원모델 도입 등을 제안하였다. 도심 도시림은 외곽 도시림의 지형별 천이계열을 목표식생군락으로 설정하여 생태적 천이가 중단된 지역을 대상으로 식생복원모델 도입을 통한 적극적인 식생복원을 제안하였다. 마지막으로 도시림 식생구조 특성과 식생구조 변화 분석에서 나타난 도시환경 변화 지표종으로 판단되는 팥배나무, 때죽나무, 고욤나무, 단풍나무, 가죽나무, 일본목련, 족제비싸리 등 7종을 관리 및 모니터링 대상종으로 선정하였고 특히 가죽나무, 일본목련, 족제비싸리는 확산방지 관리가 필요하였다.
본 연구는 서울시 전역에 분포하는 도시림을 유형화하여 특성을 분석하고 시계열 변화 분석을 통해 도시림의 식생구조가 갖는 문제점을 종합적으로 고찰한데 의의가 있다. 또한 본 연구를 통해 서울시의 도시환경과 도시림의 입지적 특성을 바탕으로 종합적으로 분석하여 향후 도시림이 갖고 있는 문제점을 효과적으로 개선할 수 있는 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.
본 연구는 서울시 도시림을 입지특성과 식생다양성을 기준으로 외곽 핵심 도시림, 외곽 거점 도시림, 도심 핵심 도시림, 도심 거점 도시림으로 구분하고 각 도시림 유형별 도시환경 변화로 인한 식생구조 특성 및 식생구조 변화를 고찰하여 도시림의 생물다양성과 생태적 천이의 문제점 분석을 목적으로 하였다. 도시림의 식생구조 특성과 변화를 고찰하기 위해 먼저 도시림의 식생구조변화의 원인이 되는 도시환경 변화원인을 고찰하여 도시림의 생태적 변화를 추정하였고 각 도시림 유형별 식생분포 특성, 식생구조 특성, 식생구조 변화를 고찰하였다. 본 연구의 주요 결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 도시환경 변화 원인과 현황을 분석하였다. 도시환경 변화 원인 중 토지이용과 토지피복 변화는 연도별 도시개발사업을 통해 분석하였다. 도시개발사업은 1970년대에 토지구획정리사업, 1980년대부터 1990년대 말까지 택지개발사업, 1990년대 후반부터 2000년대까지 도시개발사업이 진행되었으며 총 개발면적은 165.8㎢이었다. 도시개발 초기에는 단독주택 건설이 많았으나 1980년대 이후 아파트를 비롯한 공동주택지 건설이 크게 증가하였다. 도시환경 변화 중 대기오염 원인으로 주목된 차량 증가를 파악하기 위해 연도별 자동차 등록대수를 분석하였다. 등록된 자동차 대수는 1961년 약 6만대이었으나 1980년대부터 급증하여 2009년 현재 11,694,458대가 등록되었다. 도시개발과 차량 증가에 의한 도시환경 변화 중 기온 변화는 40년간 약 1.5℃가 증가하였고 강수량은 연도별로 변화가 심하였다. 상대습도는 69.7%에서 61.1%로 감소하였고 지하수위는 2001년부터 2009년까지 0.5m가 하강하였다. 대기오염물질 중 NO2는 0.035ppm으로 증가하여 환경 기준치를 초과하였고 강우산도는 1995년과 1996년을 제외하고 모두 pH 5.6이하로 산성비이었다.
둘째, 서울시 도시림 유형별 식생분포 특성을 분석하였다. 자연림은 외곽 핵심 도시림(49.0%)과 도심 핵심 도시림(41.5%)에서 면적비율이 높았고 혼효림은 외곽 핵심 도시림과 외곽 거점 도시림, 인공림은 외곽 거점 도시림(51.1%)과 도심 거점 도시림(60.9%)에서 넓게 분포하였다. 자연림은 핵심 도시림에서 면적이 넓게 나타났으나 외곽에 위치한 도시림이 도심에 위치한 도시림에 비해 자연림 분포비율이 상대적으로 높았다. 이러한 특성은 외곽 도시림 중 거점 도시림이 표고가 낮고 핵심 도시림보다 지형이 완만하여 인간의 영향을 많이 받았기 때문이었다. 그리고 도심 핵심 도시림인 남산과 창덕궁은 지속적인 관리 및 보전 대상으로 자연림 면적이 넓었다.
셋째, 서울시 도시림 유형별 대표 식생군락의 식생구조를 분석하였다. 도시림의 자생식물군락은 유형과 상관없이 대체로 생태적 천이가 중단된 상태였다. 자생식물군락 중 천이가 예측된 군락을 살펴보면 도심 핵심 도시림에서 산벚나무군락이 팥배나무군락으로 천이 진행이 예측되었고 도심 거점 도시림에서는 신갈나무군락이 졸참나무군락으로, 상수리나무군락이 신갈나무군락으로 천이 진행이 예측되었다. 도시환경에 적응성이 강한 팥배나무와 때죽나무는 군락 내 평균상대우점치가 0.1～22.1%이었고 특히 도심 핵심 도시림에서 평균상대우점치가 높았다. 군락별 평균 Shannon의 종다양도지수는 자생식물군락 1.1493～1.2570, 외래식물군락 0.8832～1.2923이었고 외곽 도시림이 도심 내부 도시림보다 비교적 종다양도지수가 높았다. 토양 화학성 분석결과, 도시림 유형별 평균 토양 산도는 pH 4.60～pH 4.77로 pH 5.0미만의 산성토양이었다. 토양 산도는 외곽 도시림과 도심 도시림간의 차이는 크지 않았으나 핵심 도시림이 거점 도시림보다 토양 pH 값이 높았다.
넷째, 도시림의 식생구조 변화를 고찰하였다. 천이 경향 분석결과 자생식물군락에서는 극상수종의 출현이 없어 천이가 중단된 상태였고 외래식물군락에서는 신갈나무, 졸참나무 등의 참나무류림으로의 천이 잠재성이 있었으나 도심 도시림의 경우 생태적 천이가 중단된 상태였다. 도시환경에 적응성이 강한 팥배나무와 때죽나무 평균상대우점치는 최대 12.2% 증가하여 타 수종보다 증가율이 높았다. 도시환경 변화에 의해 유입된 외래종인 일본목련, 가죽나무, 족제비싸리 등은 최대 1.7% 증가를 보였다. 이러한 변화는 외곽 도시림보다 도심 도시림에서 뚜렷하게 나타났다. 종구성 변화에서는 단풍나무, 고욤나무, 일본목련, 족제비싸리 등 외래종이 출현하였고 이러한 변화는 도시온도 증가와 토양산성화에 의한 것으로 판단되었다. 지하수위 하강과 상대습도 감소로 인한 건조화의 영향을 예측하였으나 실제 식생구조에서 건조화에 의한 종구성 변화는 나타나지 않았다. Shannon의 종다양도지수는 군락별로 전체는 다소 증가하였으나 교목·아교목층에서는 최대 0.1340이 감소하였다. Shannon의 종다양도지수가 증가한 도시림 유형은 도심 거점 도시림이었고 주로 외래식물군락에서 증가하였다. 그러나 종다양도지수의 증가는 고욤나무, 물오리나무, 붉나무, 팥배나무 등 외래종과 아교목성상의 자생종 출현 때문이었고 이러한 변화는 생태적 천이에 영향을 주지 못하는 것으로 판단되었다. 토양 pH 변화에서는 외곽 핵심 도시림이 pH 5.40→pH 4.92, 도심 핵심 도시림 pH 4.73→pH 4.72, 도심 거점 도시림 pH 4.59→pH 4.58로 다소 감소하거나 큰 변화 없이 산성토양을 유지하였다.
다섯째, 도시림의 식생구조 특성과 변화를 종합 고찰하여 서울시 도시림 유형별 생태적 특성과 이로 인한 생물다양성 감소 경향, 천이 계열을 정리하였다. 식생분포에서는 핵심도시림이 거점 도시림보다 자연림이 넓게 분포하였고 인공림은 반대의 경향을 보였다. 생태적 천이는 자생식물군락의 생태적 천이가 중단되었고 일부 군락에서 졸참나무림, 팥배나무림으로의 천이가 예측된 바 있으나 극상림으로의 천이 경향은 나타나지 않았다. 외래식물군락은 도심 거점 도시림에서 생태적 천이가 중단된 것으로 판단되었다. 각각의 영향요인 관계를 종합하여 도시림의 생태적 변화 원인과 결과를 모식도로 제시하였다. 토지이용 및 토지피복변화, 차량의 증가는 도시 기온 상승, 상대습도 감소, 지하수위 하강, 대기오염 증가, 산성우 발생 등의 도시환경 변화를 야기하였다. 도시환경 변화는 도시림의 생태적 변화를 발생시켰다. 대체로 생태적 천이는 도시림 및 식생군락 유형에 상관없이 중단된 상태였고 특히 자생식물군락 중 참나무류군락과 도심 내부에 위치한 아까시나무림 등 외래식물군락에서 이러한 경향이 두드러지게 나타났다.
여섯째, 서울시 도시림의 생태적 현황을 바탕으로 도시림 관리방안을 제언하였다. 도시림의 대표 자생식물군락인 신갈나무군락은 서울시 도시환경과 토양 산성화를 고려할 때 현재의 낙엽참나무류군집 유지가 적절할 것으로 판단되었다. 관리 제언으로 참나무류 및 낙엽활엽수의 식재와 종자 파종으로 식생의 건강성을 유지하고 참나무시들음병 등 병해충에 의한 식생구조 쇠퇴 방지를 제안하였다. 종다양성 증진 관리는 대조구의 종다양도지수(H') 1.2666을 관리 목표로 설정하여 종구성의 다양성을 증진시키고 생태계를 교란하는 일본목련, 가죽나무, 잣나무 등의 관리를 제안하였다. 외래식물군락의 관리는 도시림에 분포하는 인공림 중 대표 유형인 아까시나무림을 대상으로 제시하였다. 외곽 도시림과 도심 도시림의 지형구조에 따른 아까시나무림의 생태적 천이계열을 분석하여 비교하였고 천이계열을 바탕으로 외곽 도시림의 아까시나무군락은 자연성과 생태적 건강성의 회복을 관리방향으로 설정하였다. 생태적 천이 진행 및 유도관리는 아까시나무 밀도관리, 숲가꾸기사업 중단, 식생복원모델 도입 등을 제안하였다. 도심 도시림은 외곽 도시림의 지형별 천이계열을 목표식생군락으로 설정하여 생태적 천이가 중단된 지역을 대상으로 식생복원모델 도입을 통한 적극적인 식생복원을 제안하였다. 마지막으로 도시림 식생구조 특성과 식생구조 변화 분석에서 나타난 도시환경 변화 지표종으로 판단되는 팥배나무, 때죽나무, 고욤나무, 단풍나무, 가죽나무, 일본목련, 족제비싸리 등 7종을 관리 및 모니터링 대상종으로 선정하였고 특히 가죽나무, 일본목련, 족제비싸리는 확산방지 관리가 필요하였다.
본 연구는 서울시 전역에 분포하는 도시림을 유형화하여 특성을 분석하고 시계열 변화 분석을 통해 도시림의 식생구조가 갖는 문제점을 종합적으로 고찰한데 의의가 있다. 또한 본 연구를 통해 서울시의 도시환경과 도시림의 입지적 특성을 바탕으로 종합적으로 분석하여 향후 도시림이 갖고 있는 문제점을 효과적으로 개선할 수 있는 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.
This study is intended to analyze current state and problems involving biodiversity and ecological succession of urban forest. The study subject included forests distributed in Seoul. Based on locational characteristics and vegetation diversity, the study areas were divided into core urban forest in...
This study is intended to analyze current state and problems involving biodiversity and ecological succession of urban forest. The study subject included forests distributed in Seoul. Based on locational characteristics and vegetation diversity, the study areas were divided into core urban forest in suburb area, base urban forest in suburb area, core urban forest in downtown area and base urban forest in downtown area. Characteristics and change of vegetation structure in urban forests resulted from changes in city environments were analyzed for each type of urban forests. Regarding characteristics of vegetation structure in urban forests, the ecological change of urban forest was presumed and analyzed after causes of urban environmental changes, which is responsible for change in the vegetation structure of urban forest, were analyzed. And vegetation distribution characteristics, vegetation structure characteristics, and vegetation structure change were analyzed by each type of urban forests. The following is results of study.
First, the cause and present state of environmental change in a city were investigated. As for land cover change, land use change which are among the causes of city’s environmental change, the urban development projects by year were examined. The land readjustment project was conducted in the 1970s, the residential land development project from the 1980s to the end of 1990s and the urban development project from the late of 1990s to the 2000s. A total size of development was 165.8㎢. As for housing construction, it was mainly focused on construction of single-unit house in the initial stage of urban development, but after the 1980s, construction of apartment buildings and other multi-unit houses dramatically increased. Regarding the air pollution, one of the causes of city’s environmental change, the number of cars registered was analyzed. The number of registered cars stood at about 610,000 in 1961 but starting the 1980s, the figure increased rapidly and as a result, it reached 11,694,458 as of 2009. Among the causes of urban environmental change, the temperature went up by approx. 1.5℃ for the past 40 years and the rainfall fluctuated from year to year. The relative humidity decreased from 69.7% to 61.1%. The groundwater level went down by 0.5m between 2001 and 2009. The NO2, one of air pollutants, rose to 0.035ppm, thus exceeding the environmental standard. The acidity of rain was below pH 5.6 except the year of 1995 and 1996.
Second, the characteristics of vegetation distribution were studied for each type of urban forests in Seoul. The natural forest showed high area ratio in the core urban forest in suburb area(49.0%) and the core urban forest in downtown area(45.4%). The mixed forest was most widely distributed in the core urban forest in suburb area and the base urban forest in suburb area. The artificial forest appeared most in the base urban forest in suburb area(51.1%) and the base urban forest in downtown area(60.9%). The natural forest was most extensively distributed in the core urban forests but the urban forests located in suburb area had higher ratio of natural forests than the urban forest located in downtown area. This was because the base urban forest among the suburb urban forests had low altitude and gentler terrain than the core urban forest, accordingly being less affected by people. In addition, the Changdeok Palace and Mt. Namsan which belong to the core urban forest in downtown area were the subjects requiring consistent management and preservation.
Third, the vegetation structure of representative vegetation community for each type of urban forests in Seoul was analyzed. As for native plant's community in urban forests, the ecological succession generally stopped regardless of types. In the core urban forest in downtown area, succession from Prunus sargentii community to Sorbus alnifolia community was predicted and in the base urban forest in downtown area, successions from Quercus mongolica community to Quercus serrata community and from Quercus acutissima community to Q. mongolica community were predicted. In the case of S. alnifolia and Styrax japonica, which are highly adaptable to the urban environment, M.I.P(Mean Importance Percentage) within the colonies was 0.1～22.1% and especially, the M.I.P reached a high level in the core urban forest in downtown area. Regarding the Shannon's Diversity index by each community, the native plant's community and the non-native plant's community had 1.1493～1.2570 and 0.8832～1.2923 respectively. The urban forest in suburb area was found to have a relatively higher level of species diversity index than the urban forest in downtown area. The analysis on soil chemical properties showed that the average soil pH by each type of urban forests was between pH 4.60 and pH 4.77, thus indicating that the soil is acid soil with pH 5.0 and below. Although there was no big difference between the urban forest in suburban area and the urban forest in downtown area in terms of the soil pH, the core urban forest had higher soil pH than the base urban forest.
Fourth, the change in vegetation structure of urban forests was observed. According to the analysis on succession trend, the climax species did not appear in the native plant's community and consequently, succession stopped. In the non-native plant's community, succession to Quercus spp. community, including Q. mongolica and Q. serrata, was predicted. For the urban forest in downtown area, the ecological succession stopped. The M.I.P of S. alnifolia and S. japonica with high adaptability to the urban environment increased by 12.2%. The foreign species that were introduced due to the urban environmental change, including Magnolia obovata, Ailanthus altissima, and Amorpha fruticosa, recorded an 1.7% increase. This change was more noticeable in the urban forest in downtown area than in the urban forest in suburban area. When it comes to change in species composition, urbanization exerted an influence and thus the foreign species appeared, such as Acer palmatum, Diospyros lotus, M. obovata, Amorpha fruticosa. This change was thought to be caused by increase in urban temperature and soil acidification. There was no evidence that dried condition affected the species composition. The Shannon's diversity index slightly increased in the overall communities but it decreased by up to 0.1340 in canopy layer and under canopy layer. The Shannon's index went up in the base urban forest in downtown area and particularly, in the non-native plant's community. However, the increase of species diversity index did not put a significant influence on the ecological succession because the foreign species, like D. lotus, Alnus hirsuta, Rhus chinensis, S. alnifolia and the native species on under canopy layer, appeared. With regards to change in the soil pH, the core urban forest in suburb area displayed slight decrease from pH 5.40 to pH 4.92, the core urban forest in downtown from pH 4.73 to pH 4.72, and the base urban forest in downtown from pH 4.59 to pH 4.58 and as a result, those urban forests maintained the acid soil.
Fifth, the characteristics and change of vegetation structure in urban forest were comprehensively studied to make a conclusion about the ecological characteristics by each type of urban forests in Seoul, trend of biodiversity decrease and succession. Cause and effect of ecological change in urban forests were offered in the form of a diagram by putting the relationship among influencing factors together. The land use change, the land cover change and increasing number of cars resulted in changes in city temperature, relative humidity, groundwater level, air pollution, and acid rainfall. This urban environmental changes led to the ecological change in urban forests. Succession generally has stopped without reference to types of urban forests and vegetation communities. This trend was distinctly found in Q. spp. community, one of the native plants colonies, and the non-native plant's community located inside the city.
Sixth, ideas were proposed to manage urban forests based on the ecological state of urban forests in Seoul. In the case of Q. mongolica community which is a representative native plant's community in urban forest, the current community was thought to be appropriate, thus needing to be maintained when the present urban environment and soil acidification are considered. But, it is necessary to prevent regression of vegetation structure caused by disease and insect pest such as Q. spp wilt disease. With respect to management for species diversity increase, it was proposed to enhance the species diversity with a target of species diversity index of a control group being set at 1.2666 and to control M. obovata, A. altissima, and Pinus koraiensis that disturb the ecosystem. The foreign plant's community control was offered targeting Robinia pseudo-acacia community that is a typical type of artificial forest distributed in urban forest. The ecological succession of R. pseudo-acasia was analyzed and compared according to each topographic structure of urban forests in suburban area and urban forests in down town area. In addition, as for R. pseudo-acacia community of urban forests in suburban area, the direction of control was headed for recovering ecological integrity and naturalness. As a part of succession proceeding management, R. pseudo-acacia density control, Forest Tending Works(FTW) suspension, and introduction of vegetation recovery model were offered. It was suggested that in the case of urban forest in downtown area, succession according to the topography of urban forest in suburban area is set as a target vegetation community and then a vegetation recovery model is introduced targeting an area whose ecological succession was stopped, accordingly possible to actively recover the vegetation. Lastly, S. alnifolia, S. japonica, D. lotus, A. palmatum, A. altissima, M. obovata, and A. fruticosa, regarded as those species indicating the urban environmental changes which were identified by the analysis on characteristics of urban forest vegetation structure and change of vegetation structure, were selected as subjects for control and monitoring. In particular, it is required to prevent the spread of A. altissima, M. obovata, and A. fruticosa.
This study is meaningful in that urban forests distributed across Seoul were divided into specific categories, their characteristics were analyzed and problems with vegetation structure of urban forests were comprehensively observed through time series analysis. Additionally, this study makes a comprehensive analysis based on locational characteristics of urban environment and urban forest in Seoul and the analysis results can be utilized as basic materials which will contribute to effectively improving any problems with urban forest in the future.
This study is intended to analyze current state and problems involving biodiversity and ecological succession of urban forest. The study subject included forests distributed in Seoul. Based on locational characteristics and vegetation diversity, the study areas were divided into core urban forest in suburb area, base urban forest in suburb area, core urban forest in downtown area and base urban forest in downtown area. Characteristics and change of vegetation structure in urban forests resulted from changes in city environments were analyzed for each type of urban forests. Regarding characteristics of vegetation structure in urban forests, the ecological change of urban forest was presumed and analyzed after causes of urban environmental changes, which is responsible for change in the vegetation structure of urban forest, were analyzed. And vegetation distribution characteristics, vegetation structure characteristics, and vegetation structure change were analyzed by each type of urban forests. The following is results of study.
First, the cause and present state of environmental change in a city were investigated. As for land cover change, land use change which are among the causes of city’s environmental change, the urban development projects by year were examined. The land readjustment project was conducted in the 1970s, the residential land development project from the 1980s to the end of 1990s and the urban development project from the late of 1990s to the 2000s. A total size of development was 165.8㎢. As for housing construction, it was mainly focused on construction of single-unit house in the initial stage of urban development, but after the 1980s, construction of apartment buildings and other multi-unit houses dramatically increased. Regarding the air pollution, one of the causes of city’s environmental change, the number of cars registered was analyzed. The number of registered cars stood at about 610,000 in 1961 but starting the 1980s, the figure increased rapidly and as a result, it reached 11,694,458 as of 2009. Among the causes of urban environmental change, the temperature went up by approx. 1.5℃ for the past 40 years and the rainfall fluctuated from year to year. The relative humidity decreased from 69.7% to 61.1%. The groundwater level went down by 0.5m between 2001 and 2009. The NO2, one of air pollutants, rose to 0.035ppm, thus exceeding the environmental standard. The acidity of rain was below pH 5.6 except the year of 1995 and 1996.
Second, the characteristics of vegetation distribution were studied for each type of urban forests in Seoul. The natural forest showed high area ratio in the core urban forest in suburb area(49.0%) and the core urban forest in downtown area(45.4%). The mixed forest was most widely distributed in the core urban forest in suburb area and the base urban forest in suburb area. The artificial forest appeared most in the base urban forest in suburb area(51.1%) and the base urban forest in downtown area(60.9%). The natural forest was most extensively distributed in the core urban forests but the urban forests located in suburb area had higher ratio of natural forests than the urban forest located in downtown area. This was because the base urban forest among the suburb urban forests had low altitude and gentler terrain than the core urban forest, accordingly being less affected by people. In addition, the Changdeok Palace and Mt. Namsan which belong to the core urban forest in downtown area were the subjects requiring consistent management and preservation.
Third, the vegetation structure of representative vegetation community for each type of urban forests in Seoul was analyzed. As for native plant's community in urban forests, the ecological succession generally stopped regardless of types. In the core urban forest in downtown area, succession from Prunus sargentii community to Sorbus alnifolia community was predicted and in the base urban forest in downtown area, successions from Quercus mongolica community to Quercus serrata community and from Quercus acutissima community to Q. mongolica community were predicted. In the case of S. alnifolia and Styrax japonica, which are highly adaptable to the urban environment, M.I.P(Mean Importance Percentage) within the colonies was 0.1～22.1% and especially, the M.I.P reached a high level in the core urban forest in downtown area. Regarding the Shannon's Diversity index by each community, the native plant's community and the non-native plant's community had 1.1493～1.2570 and 0.8832～1.2923 respectively. The urban forest in suburb area was found to have a relatively higher level of species diversity index than the urban forest in downtown area. The analysis on soil chemical properties showed that the average soil pH by each type of urban forests was between pH 4.60 and pH 4.77, thus indicating that the soil is acid soil with pH 5.0 and below. Although there was no big difference between the urban forest in suburban area and the urban forest in downtown area in terms of the soil pH, the core urban forest had higher soil pH than the base urban forest.
Fourth, the change in vegetation structure of urban forests was observed. According to the analysis on succession trend, the climax species did not appear in the native plant's community and consequently, succession stopped. In the non-native plant's community, succession to Quercus spp. community, including Q. mongolica and Q. serrata, was predicted. For the urban forest in downtown area, the ecological succession stopped. The M.I.P of S. alnifolia and S. japonica with high adaptability to the urban environment increased by 12.2%. The foreign species that were introduced due to the urban environmental change, including Magnolia obovata, Ailanthus altissima, and Amorpha fruticosa, recorded an 1.7% increase. This change was more noticeable in the urban forest in downtown area than in the urban forest in suburban area. When it comes to change in species composition, urbanization exerted an influence and thus the foreign species appeared, such as Acer palmatum, Diospyros lotus, M. obovata, Amorpha fruticosa. This change was thought to be caused by increase in urban temperature and soil acidification. There was no evidence that dried condition affected the species composition. The Shannon's diversity index slightly increased in the overall communities but it decreased by up to 0.1340 in canopy layer and under canopy layer. The Shannon's index went up in the base urban forest in downtown area and particularly, in the non-native plant's community. However, the increase of species diversity index did not put a significant influence on the ecological succession because the foreign species, like D. lotus, Alnus hirsuta, Rhus chinensis, S. alnifolia and the native species on under canopy layer, appeared. With regards to change in the soil pH, the core urban forest in suburb area displayed slight decrease from pH 5.40 to pH 4.92, the core urban forest in downtown from pH 4.73 to pH 4.72, and the base urban forest in downtown from pH 4.59 to pH 4.58 and as a result, those urban forests maintained the acid soil.
Fifth, the characteristics and change of vegetation structure in urban forest were comprehensively studied to make a conclusion about the ecological characteristics by each type of urban forests in Seoul, trend of biodiversity decrease and succession. Cause and effect of ecological change in urban forests were offered in the form of a diagram by putting the relationship among influencing factors together. The land use change, the land cover change and increasing number of cars resulted in changes in city temperature, relative humidity, groundwater level, air pollution, and acid rainfall. This urban environmental changes led to the ecological change in urban forests. Succession generally has stopped without reference to types of urban forests and vegetation communities. This trend was distinctly found in Q. spp. community, one of the native plants colonies, and the non-native plant's community located inside the city.
Sixth, ideas were proposed to manage urban forests based on the ecological state of urban forests in Seoul. In the case of Q. mongolica community which is a representative native plant's community in urban forest, the current community was thought to be appropriate, thus needing to be maintained when the present urban environment and soil acidification are considered. But, it is necessary to prevent regression of vegetation structure caused by disease and insect pest such as Q. spp wilt disease. With respect to management for species diversity increase, it was proposed to enhance the species diversity with a target of species diversity index of a control group being set at 1.2666 and to control M. obovata, A. altissima, and Pinus koraiensis that disturb the ecosystem. The foreign plant's community control was offered targeting Robinia pseudo-acacia community that is a typical type of artificial forest distributed in urban forest. The ecological succession of R. pseudo-acasia was analyzed and compared according to each topographic structure of urban forests in suburban area and urban forests in down town area. In addition, as for R. pseudo-acacia community of urban forests in suburban area, the direction of control was headed for recovering ecological integrity and naturalness. As a part of succession proceeding management, R. pseudo-acacia density control, Forest Tending Works(FTW) suspension, and introduction of vegetation recovery model were offered. It was suggested that in the case of urban forest in downtown area, succession according to the topography of urban forest in suburban area is set as a target vegetation community and then a vegetation recovery model is introduced targeting an area whose ecological succession was stopped, accordingly possible to actively recover the vegetation. Lastly, S. alnifolia, S. japonica, D. lotus, A. palmatum, A. altissima, M. obovata, and A. fruticosa, regarded as those species indicating the urban environmental changes which were identified by the analysis on characteristics of urban forest vegetation structure and change of vegetation structure, were selected as subjects for control and monitoring. In particular, it is required to prevent the spread of A. altissima, M. obovata, and A. fruticosa.
This study is meaningful in that urban forests distributed across Seoul were divided into specific categories, their characteristics were analyzed and problems with vegetation structure of urban forests were comprehensively observed through time series analysis. Additionally, this study makes a comprehensive analysis based on locational characteristics of urban environment and urban forest in Seoul and the analysis results can be utilized as basic materials which will contribute to effectively improving any problems with urban forest in the future.
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