산림생태계 복원의 문제점을 고려하여 자연생태계 내의 질적 복원을 목표로 산림 자원을 이용한 복원 공법들이 연구를 통제 제시되고 있다. 그러나 이 같은 공법을 통해 복원되는 지역은 아직까지 미비한 실정이다. 이러한 이유로 복원기법별 복원 효과에 대한 검증이 이루어지지 않고 있는 상태이다. 이에 본 연구에서는 불가피하게 훼손될 산림자원과 주변 산림의 자연자원을 이용하여 비오톱이식공법, 산림표토 포설, 소경목 군락식재 등의 공법을 통해 복원된 (한솔)오크밸리 내 산림생태계 복원지를 대상으로 복원이 완료된 2008년부터 2013년까지 6년에 걸쳐 ...
산림생태계 복원의 문제점을 고려하여 자연생태계 내의 질적 복원을 목표로 산림 자원을 이용한 복원 공법들이 연구를 통제 제시되고 있다. 그러나 이 같은 공법을 통해 복원되는 지역은 아직까지 미비한 실정이다. 이러한 이유로 복원기법별 복원 효과에 대한 검증이 이루어지지 않고 있는 상태이다. 이에 본 연구에서는 불가피하게 훼손될 산림자원과 주변 산림의 자연자원을 이용하여 비오톱이식공법, 산림표토 포설, 소경목 군락식재 등의 공법을 통해 복원된 (한솔)오크밸리 내 산림생태계 복원지를 대상으로 복원이 완료된 2008년부터 2013년까지 6년에 걸쳐 모니터링을 실시하였다. 산림생태계 복원 효과를 평가하기 위해 식생 변화와 생태계 물질순환의 기본이며 식생에 영향을 미치는 토양조사를 실시하여 산림생태계 복원효과를 연구하고자 하였다. 효과를 검증하기 위해 식생구조와 토양을 중심으로 관속식물상, 식물의 생활형, 귀화식물 등의 식물상조사와 피도, 상대우점치, 종수 및 개체수, 유사도지수, 종다양도 등의 식생조사, 토양의 이화학적 특성, 토양단면, 토양동물상 등의 토양조사를 통해 산림생태계 변화를 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 식물상 및 생활형 변화 조사 결과, 관속식물상의 경우 비오톱이식공법 A는 조성 직후부터 모니터링이 실시되는 6년 동안 식물의 종류가 가장 다양하게 확인 되었다. 생활형 조사에서는 식재를 통해 복원된 조사구에서 일년생식물이 많이 관찰되고 있는 것으로 보아 숲의 안정화가 진행되고 있는 상태로 판단할 수 있었다. 귀화식물은 대조구에 비해 식재를 통해 복원된 조사구에서 상대적으로 출현비도가 높았다. 2. 피도 변화 조사 결과, 대조구 A는 수목이 생육과정에서 상호경쟁을 통해 도태되면서 평균 피도가 처음 실시된 조사보다 낮게 나타났다. 식재를 통해 복원된 조사구는 층위별로 차이가 있었으나 전체 피도는 모니터링이 진행되는 동안 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 3. 상대우점치 분석 결과, 대조구 A는 2차 천이식생인 참나무류가 우세한 세력을 형성하고 있어 당분간 참나무류 군락이 유지될 것으로 보인다. 식재를 통해 복원된 조사구 중 비오톱이식공법을 통해 복원된 조사구는 교목층에서 참나무가 우점하면서 대조구 A와 비슷한 현상을 보이고 있었다. 산림표토 포설지역과 소경목 군락식재지역은 교목층이 출현하지 않고, 목표 수종인 신갈나무가 아교목층과 관목층에서 우점하고 있었다. 4. 종다양도 분석 결과, 대조구 A에 비해 비오톱이식공법 A가 상대적으로 높은 종다양도지수를 나타내고 있었다. 비오톱이식공법 B지역의 종다양도지수가 대조구 A와 종다양성이 가장 유사하게 나타났다. 5. 유사도지수 분석 결과, 복원된 조사구 중 대조구 A와 가장 유사한 식생 구조를 하고 있는 조사구는 비오톱이식공법 B로 나타났다. 6. 평균 출현 종수 및 개체수 분석 결과, 대조구 A의 평균 출현 종수는 소경목 군락식재지역의 전체 평균 출현 종수와 가장 유사하게 나타나고 있었다. 층위별로 나누어 살펴보면 비오톱이식공법 B가 교목층, 아교목층, 관목층에서 유사하게 나타나고 있었다. 평균 출현 개체수는 전체 평균 출현 개체수는 비오톱이식공법 A가 교목층, 아교목층, 관목층에서는 비오톱이식공법 B가 가장 유사하게 나타났다. 7. 평균 수목 밀도 분석 결과, 대조구 A의 평균 수목 밀도는 교목층 0.23주/㎡, 아교목층 0.75주/㎡, 관목층 3.48주/㎡로 전체적으로는 0.74주/㎡로 확인되었다. 식재를 통해 복원된 조사구 중 이와 유사한 결과를 나타내는 조사구는 교목층의 경우 비오톱이식공법 A에서 0.13주/㎡, 아교목층의 경우 비오톱이식공법 A에서 0.73주/㎡, 관목층의 경우 소경목 군락식재역에서 3.57주/㎡로 전체적으로는 비오톱이식공법 A에서 0.88주/㎡, 비오톱이식공법 B에서 0.89주/㎡로 확인되었다. 8. 생장량 변화 분석 결과, 수고 생장량은 소경목 군락식재가 0.32m로 가장 높은 수고 생장을 보였다. 흉고직경급별 분포 변화는 수목의 층위가 바뀌면서 흉고직경이 증가하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 9. 고사목 현황 분석 결과, 대조구와 복원 대상지 중 고사목이 가장 많이 나타난 조사구는 대조구 A로 아교목층의 형성하고 있던 수목들이 생육을 위한 상호경쟁을 통해 개체가 도태하면서 아교목층의 고사목 개체수가 증가한 것이 원인으로 판단된다. 10. 토양의 이화학적 특성 분석 결과, 토양 pH는 표토층에서 5.22~5.89로 기반토양으로 조성된 토양이 기존 산림토양 보다 강원도 A층의 평균 토양산도와 비슷하게 나타났다. 유효인산의 경우는 모든 조사구 모든 토양의 깊이에서 강원도와 우리나라 산림의 평균 보다 높게 나타났다. 11. 토양동물 자연도 분석 결과, 식재를 통해 복원된 조사구의 경우 비오톱이식공법 A의 토양동물 자연도가 대조구 A와 유사한 수준까지 도달해 있었으며, 이보다 낮은 수준이긴 하나 소경목 군락식재 지역의 토양동물상 또한 점진적으로 회복되고 있었다. 가장 낮은 토양동물 자연도를 보인 조사구는 산림표토 포설 지역으로 확인되었다. 이상의 분석 결과를 종합하여 복원 유형별 산림생태계 복원 효과를 파악하였다. 비오톱이식공법을 사용하여 복원된 조사구는 훼손될 산림을 그대로 옮겨 복원한 조사구로 복원 직후부터 기존의 자연산림과 가장 유사한 형태를 띠고 있어 단시간 내에 자연산림의 형태를 갖추어야 하는 복원 공사에서 유리할 것으로 판단된다. 그러나 이같은 복원 공법은 훼손될 산림이 있어야만 가능하며, 공사 시 많은 비용이 발생할 수 있다는 한계점을 가지고 있다. 산림표토 포설을 통해 복원된 조사구는 산림표토 내에 저장되어 있던 매토종자와 함께 선구 수종의 출현으로 복원이 이루어진 다음해부터 식물이 출현하기 시작하였으며, 복원 후 2년이 경과하면서부터 초본식물과 목본식물의 피도가 올라가면서 조사구 내의 피도는 50%에 가깝게 나타났다. 이같은 산림표토를 이용한 복원은 수목이 성장하여 교목층을 형상하는데에는 오랜시간이 걸릴 것으로 예상되나 절개지와 같은 나지상태의 공간을 복원시키기에 적은 비용으로 높은 효과를 얻을 수 있을 것이라 기대된다. 소경목 군락식재를 통해 복원된 조사구는 목표하는 숲의 식생구조와 비슷한 산림을 형성하고 있는 숲을 대상으로 조사한 후 목표로 하는 숲과 주변 지역의 연계성을 고려하여 목표 종과 식재 종을 혼식하여 조성한 조사구로 식재 시 사용되는 수목의 상태에 따라 복원효과가 달라질 수 있다. 연구대상지의 복원 시 사용된 수목은 2m 내외의 소경목으로 복원 직후 피도는 20%에 미쳤으나 복원 후 3년이 경과하면서부터 피도가 늘어 5년이 경과한 후에는 조사구 내의 피도가 50%를 넘어섰다. 이같은 군락식재는 식재 수목의 크기에 따라 좀더 짧은 시간 내에 피도를 높일 수 도 있으며, 교목층을 형성할 수 도 있으므로, 복원지역을 정확히 판단한 후 수목의 크기를 고려하여 이용한다면 높은 효과를 얻을 수 있을 것이라 기대된다. 산림자원을 이용한 복원 시 최소의 비용으로 높은 효과를 얻을 수 있는 복원은 산림표토 이식을 통한 복원공법이라 할 수 있으며, 단시간 내에 가장 높은 효과를 얻을 수 있는 복원기법은 비오톱이식공법이라 할 수 있다. 본 연구는 복원 유형별 모니터링 조사를 통해 참나무 숲으로의 천이과정에서 나타나는 산림생태계 변화를 관찰하여 산림복원 유형별 자연자원을 이용한 생태복원 효과를 연구했다는데 의의가 있다. 그 결과는 산림복원이 필요한 지역이나 불가피하게 훼손되는 산림 자원을 이용할 수 있다는 점에서 활용 및 응용이 가능한 기초자료 역할을 수행할 수 있을 것이다. 그러나 이 연구는 낙엽활엽수 중 참나무류 만을 대상으로 모니터링을 진행하였으며, 대상지가 위치한 지역 또한 온대중부기후대로 우리나라의 넓은 지역을 차지하고 있는 지역이긴 하나 강원도라는 지역적인 한계와 각 지역별 산림 토양 조건이 다르기 때문에 앞으로 이와 같은 복원이 이루어지는 지역을 대상으로 추가 모니터링을 실시하여 비교 관찰할 필요가 있을 것으로 판단된다.
산림생태계 복원의 문제점을 고려하여 자연생태계 내의 질적 복원을 목표로 산림 자원을 이용한 복원 공법들이 연구를 통제 제시되고 있다. 그러나 이 같은 공법을 통해 복원되는 지역은 아직까지 미비한 실정이다. 이러한 이유로 복원기법별 복원 효과에 대한 검증이 이루어지지 않고 있는 상태이다. 이에 본 연구에서는 불가피하게 훼손될 산림자원과 주변 산림의 자연자원을 이용하여 비오톱이식공법, 산림표토 포설, 소경목 군락식재 등의 공법을 통해 복원된 (한솔)오크밸리 내 산림생태계 복원지를 대상으로 복원이 완료된 2008년부터 2013년까지 6년에 걸쳐 모니터링을 실시하였다. 산림생태계 복원 효과를 평가하기 위해 식생 변화와 생태계 물질순환의 기본이며 식생에 영향을 미치는 토양조사를 실시하여 산림생태계 복원효과를 연구하고자 하였다. 효과를 검증하기 위해 식생구조와 토양을 중심으로 관속식물상, 식물의 생활형, 귀화식물 등의 식물상조사와 피도, 상대우점치, 종수 및 개체수, 유사도지수, 종다양도 등의 식생조사, 토양의 이화학적 특성, 토양단면, 토양동물상 등의 토양조사를 통해 산림생태계 변화를 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 식물상 및 생활형 변화 조사 결과, 관속식물상의 경우 비오톱이식공법 A는 조성 직후부터 모니터링이 실시되는 6년 동안 식물의 종류가 가장 다양하게 확인 되었다. 생활형 조사에서는 식재를 통해 복원된 조사구에서 일년생식물이 많이 관찰되고 있는 것으로 보아 숲의 안정화가 진행되고 있는 상태로 판단할 수 있었다. 귀화식물은 대조구에 비해 식재를 통해 복원된 조사구에서 상대적으로 출현비도가 높았다. 2. 피도 변화 조사 결과, 대조구 A는 수목이 생육과정에서 상호경쟁을 통해 도태되면서 평균 피도가 처음 실시된 조사보다 낮게 나타났다. 식재를 통해 복원된 조사구는 층위별로 차이가 있었으나 전체 피도는 모니터링이 진행되는 동안 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 3. 상대우점치 분석 결과, 대조구 A는 2차 천이식생인 참나무류가 우세한 세력을 형성하고 있어 당분간 참나무류 군락이 유지될 것으로 보인다. 식재를 통해 복원된 조사구 중 비오톱이식공법을 통해 복원된 조사구는 교목층에서 참나무가 우점하면서 대조구 A와 비슷한 현상을 보이고 있었다. 산림표토 포설지역과 소경목 군락식재지역은 교목층이 출현하지 않고, 목표 수종인 신갈나무가 아교목층과 관목층에서 우점하고 있었다. 4. 종다양도 분석 결과, 대조구 A에 비해 비오톱이식공법 A가 상대적으로 높은 종다양도지수를 나타내고 있었다. 비오톱이식공법 B지역의 종다양도지수가 대조구 A와 종다양성이 가장 유사하게 나타났다. 5. 유사도지수 분석 결과, 복원된 조사구 중 대조구 A와 가장 유사한 식생 구조를 하고 있는 조사구는 비오톱이식공법 B로 나타났다. 6. 평균 출현 종수 및 개체수 분석 결과, 대조구 A의 평균 출현 종수는 소경목 군락식재지역의 전체 평균 출현 종수와 가장 유사하게 나타나고 있었다. 층위별로 나누어 살펴보면 비오톱이식공법 B가 교목층, 아교목층, 관목층에서 유사하게 나타나고 있었다. 평균 출현 개체수는 전체 평균 출현 개체수는 비오톱이식공법 A가 교목층, 아교목층, 관목층에서는 비오톱이식공법 B가 가장 유사하게 나타났다. 7. 평균 수목 밀도 분석 결과, 대조구 A의 평균 수목 밀도는 교목층 0.23주/㎡, 아교목층 0.75주/㎡, 관목층 3.48주/㎡로 전체적으로는 0.74주/㎡로 확인되었다. 식재를 통해 복원된 조사구 중 이와 유사한 결과를 나타내는 조사구는 교목층의 경우 비오톱이식공법 A에서 0.13주/㎡, 아교목층의 경우 비오톱이식공법 A에서 0.73주/㎡, 관목층의 경우 소경목 군락식재역에서 3.57주/㎡로 전체적으로는 비오톱이식공법 A에서 0.88주/㎡, 비오톱이식공법 B에서 0.89주/㎡로 확인되었다. 8. 생장량 변화 분석 결과, 수고 생장량은 소경목 군락식재가 0.32m로 가장 높은 수고 생장을 보였다. 흉고직경급별 분포 변화는 수목의 층위가 바뀌면서 흉고직경이 증가하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 9. 고사목 현황 분석 결과, 대조구와 복원 대상지 중 고사목이 가장 많이 나타난 조사구는 대조구 A로 아교목층의 형성하고 있던 수목들이 생육을 위한 상호경쟁을 통해 개체가 도태하면서 아교목층의 고사목 개체수가 증가한 것이 원인으로 판단된다. 10. 토양의 이화학적 특성 분석 결과, 토양 pH는 표토층에서 5.22~5.89로 기반토양으로 조성된 토양이 기존 산림토양 보다 강원도 A층의 평균 토양산도와 비슷하게 나타났다. 유효인산의 경우는 모든 조사구 모든 토양의 깊이에서 강원도와 우리나라 산림의 평균 보다 높게 나타났다. 11. 토양동물 자연도 분석 결과, 식재를 통해 복원된 조사구의 경우 비오톱이식공법 A의 토양동물 자연도가 대조구 A와 유사한 수준까지 도달해 있었으며, 이보다 낮은 수준이긴 하나 소경목 군락식재 지역의 토양동물상 또한 점진적으로 회복되고 있었다. 가장 낮은 토양동물 자연도를 보인 조사구는 산림표토 포설 지역으로 확인되었다. 이상의 분석 결과를 종합하여 복원 유형별 산림생태계 복원 효과를 파악하였다. 비오톱이식공법을 사용하여 복원된 조사구는 훼손될 산림을 그대로 옮겨 복원한 조사구로 복원 직후부터 기존의 자연산림과 가장 유사한 형태를 띠고 있어 단시간 내에 자연산림의 형태를 갖추어야 하는 복원 공사에서 유리할 것으로 판단된다. 그러나 이같은 복원 공법은 훼손될 산림이 있어야만 가능하며, 공사 시 많은 비용이 발생할 수 있다는 한계점을 가지고 있다. 산림표토 포설을 통해 복원된 조사구는 산림표토 내에 저장되어 있던 매토종자와 함께 선구 수종의 출현으로 복원이 이루어진 다음해부터 식물이 출현하기 시작하였으며, 복원 후 2년이 경과하면서부터 초본식물과 목본식물의 피도가 올라가면서 조사구 내의 피도는 50%에 가깝게 나타났다. 이같은 산림표토를 이용한 복원은 수목이 성장하여 교목층을 형상하는데에는 오랜시간이 걸릴 것으로 예상되나 절개지와 같은 나지상태의 공간을 복원시키기에 적은 비용으로 높은 효과를 얻을 수 있을 것이라 기대된다. 소경목 군락식재를 통해 복원된 조사구는 목표하는 숲의 식생구조와 비슷한 산림을 형성하고 있는 숲을 대상으로 조사한 후 목표로 하는 숲과 주변 지역의 연계성을 고려하여 목표 종과 식재 종을 혼식하여 조성한 조사구로 식재 시 사용되는 수목의 상태에 따라 복원효과가 달라질 수 있다. 연구대상지의 복원 시 사용된 수목은 2m 내외의 소경목으로 복원 직후 피도는 20%에 미쳤으나 복원 후 3년이 경과하면서부터 피도가 늘어 5년이 경과한 후에는 조사구 내의 피도가 50%를 넘어섰다. 이같은 군락식재는 식재 수목의 크기에 따라 좀더 짧은 시간 내에 피도를 높일 수 도 있으며, 교목층을 형성할 수 도 있으므로, 복원지역을 정확히 판단한 후 수목의 크기를 고려하여 이용한다면 높은 효과를 얻을 수 있을 것이라 기대된다. 산림자원을 이용한 복원 시 최소의 비용으로 높은 효과를 얻을 수 있는 복원은 산림표토 이식을 통한 복원공법이라 할 수 있으며, 단시간 내에 가장 높은 효과를 얻을 수 있는 복원기법은 비오톱이식공법이라 할 수 있다. 본 연구는 복원 유형별 모니터링 조사를 통해 참나무 숲으로의 천이과정에서 나타나는 산림생태계 변화를 관찰하여 산림복원 유형별 자연자원을 이용한 생태복원 효과를 연구했다는데 의의가 있다. 그 결과는 산림복원이 필요한 지역이나 불가피하게 훼손되는 산림 자원을 이용할 수 있다는 점에서 활용 및 응용이 가능한 기초자료 역할을 수행할 수 있을 것이다. 그러나 이 연구는 낙엽활엽수 중 참나무류 만을 대상으로 모니터링을 진행하였으며, 대상지가 위치한 지역 또한 온대중부기후대로 우리나라의 넓은 지역을 차지하고 있는 지역이긴 하나 강원도라는 지역적인 한계와 각 지역별 산림 토양 조건이 다르기 때문에 앞으로 이와 같은 복원이 이루어지는 지역을 대상으로 추가 모니터링을 실시하여 비교 관찰할 필요가 있을 것으로 판단된다.
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