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문제 정의
- 본 연구의 목적은 교란 후 가연 천이가 이루어지고 있는 군 개 석호 습지에서 물 및 토양 환경과 식생 구조의 특성을 파악하고 그들 사이의 관계를 규명하여 교란된 석호 습지의 보존 혹은 복원 방안을 제안하고자 하는데 있다.
제안 방법
- 식생 구 조와 환경요인 사이의 관계를 규명하기 위하여 다변량분석인 DCCA(detrended canonical correspondence analysis)를 실시하였다. 19개 조사지점별 25개 식물 종의 우점도로 구성된 식생 자료 행렬과 각 조사지점의 수심(혹은 지하 수위), 토양의 pH, 전기전도도, 수분함량, 유기물함량의 5개 요인으로 구성된 환경 자료 행렬을 CANOCO 4에 입력하여 DCCA 분석을 수행하였다 (ter Braak and Smilauer 1998).
- 각 조사지점마다 5개의 방형구에서 측정한 식물의 종별 피 도로부터 상대 피도(relative coverage)와 상대 빈도(relative frequ- ency)를 구하고, 이 두 값의 평균값으로부터 각종의 중요도 (importance value)를 계산하였다 (여천 생태 연구회 1997). 식생 구 조와 환경요인 사이의 관계를 규명하기 위하여 다변량분석인 DCCA(detrended canonical correspondence analysis)를 실시하였다.
- 식생 조사는 1999년 5월과 8월에 2회에 걸쳐 실시하였다. 군 개 습지에서 식생을 대표할 수 있는 장소를 선정하여 습지를 가로지르는 트랜섹트(transect)를 설치하여 식생 단면구조를 조사하였다 (Fig. 1 C의 A-A'). 이 트랜섹트에서 식생구조가 달라 지는 곳마다 0.
- 수환경은 식물 군집 조사를 수행한 19개 조사지점에서 직접 측정하였다. 물에 잠겨 있는 조사지점에서 수심을 접자로, 물의 pH를 pH 측정기(Orion 290A)로, 전기 전도도를 S-C-T 측정 기 (YSI 33)로, 용존산소량를 DO측정기 (YSI 50B)로 각각 측정 하였다. 물이 빠지고 토양이 드러나는 곳(S5, S6, S10)에서는 토양 에 구덩이를 파고 지하수위를 즉정하였다.
- 물에 잠겨 있는 조사지점에서 수심을 접자로, 물의 pH를 pH 측정기(Orion 290A)로, 전기 전도도를 S-C-T 측정 기 (YSI 33)로, 용존산소량를 DO측정기 (YSI 50B)로 각각 측정 하였다. 물이 빠지고 토양이 드러나는 곳(S5, S6, S10)에서는 토양 에 구덩이를 파고 지하수위를 즉정하였다.
- 식생 조사는 1999년 5월과 8월에 2회에 걸쳐 실시하였다. 군 개 습지에서 식생을 대표할 수 있는 장소를 선정하여 습지를 가로지르는 트랜섹트(transect)를 설치하여 식생 단면구조를 조사하였다 (Fig.
- 1 C의 A-A'). 이 트랜섹트에서 식생구조가 달라 지는 곳마다 0.5 m X 0.5 m 방형구를 설치하여 식물종의 피도 를 기록하고 지형과 식생구조를 식생단면도로 모식화하여 나타내었다. 식물의 동정은 이(1993)에 따라서 수행하였다.
- 토양 의 pH와 전기전도도는 생토양과 증류수를 1 : 2 (무게 : 부피)의 비율로 혼합하여 2시간 동안 진탕기(Vision KMC 120S5)로 진 탕한 뒤, 상층액에 각각 pH 측정기(Orion 920A)의 전극(Orion 9165BN)과.전기전도도 측정기의 전극(Orion 018005)을 넣어 측정하였다. 토양의 수분함량은 생토양 약 10 g을 건조기에 넣고 W5℃에서 48시간 건조시켜 무게 감소량을 생토양 무게의 백분 율로 표시하여 구하였다 (Topp 1993).
- 전기전도도 측정기의 전극(Orion 018005)을 넣어 측정하였다. 토양의 수분함량은 생토양 약 10 g을 건조기에 넣고 W5℃에서 48시간 건조시켜 무게 감소량을 생토양 무게의 백분 율로 표시하여 구하였다 (Topp 1993). 유기물함량은 105℃에서 건조시킨 토양을 550℃의 전기로(Thermolyne 67100)에서 5시간 태워서 무게 손실량을 건조토양의 백분율로 표시하여 구하였 다 (Parent and Caron 1993).
- 식물의 동정은 이(1993)에 따라서 수행하였다. 한편 습지 전체의 식생구조를 파악하기 위하여 19개 조사지점(Fig. 1 C의 S1-S19)을 선정하여 5개의 0.5 mx0.5 m 방형구를 설치하고 식물종의 피도를 조사하였다.
- 현장에서 채취한 토양 시료를 이용하여 실험실에서 토양의 pH, 전기전도도, 수분함량, 유기물함량 등을 측정하였다. 토양 의 pH와 전기전도도는 생토양과 증류수를 1 : 2 (무게 : 부피)의 비율로 혼합하여 2시간 동안 진탕기(Vision KMC 120S5)로 진 탕한 뒤, 상층액에 각각 pH 측정기(Orion 920A)의 전극(Orion 9165BN)과.
대상 데이터
- 군개 습지에서 토양과 물 환경 요인은 1999년 8월에 실시하였다. 수환경은 식물 군집 조사를 수행한 19개 조사지점에서 직접 측정하였다. 물에 잠겨 있는 조사지점에서 수심을 접자로, 물의 pH를 pH 측정기(Orion 290A)로, 전기 전도도를 S-C-T 측정 기 (YSI 33)로, 용존산소량를 DO측정기 (YSI 50B)로 각각 측정 하였다.
이론/모형
- 각 조사지점마다 5개의 방형구에서 측정한 식물의 종별 피 도로부터 상대 피도(relative coverage)와 상대 빈도(relative frequ- ency)를 구하고, 이 두 값의 평균값으로부터 각종의 중요도 (importance value)를 계산하였다 (여천 생태 연구회 1997). 식생 구 조와 환경요인 사이의 관계를 규명하기 위하여 다변량분석인 DCCA(detrended canonical correspondence analysis)를 실시하였다. 19개 조사지점별 25개 식물 종의 우점도로 구성된 식생 자료 행렬과 각 조사지점의 수심(혹은 지하 수위), 토양의 pH, 전기전도도, 수분함량, 유기물함량의 5개 요인으로 구성된 환경 자료 행렬을 CANOCO 4에 입력하여 DCCA 분석을 수행하였다 (ter Braak and Smilauer 1998).
성능/효과
- 습지의 수심은 애기부들 생육지인 S11에서 72 cm로서 가장 깊었고, 기장대풀이 우점하는 S19에서 1 cm로서 가장 얕았다. 각 조사지점에서 물의 pH는 평균 6.4로서 조사지 점에 따른 차이가 크지 않았으나 개발나물이 우점하는 S1에서 pH 5.9로서 낮았고 애기부들이 우점하는 S11에서 pH 7.6으로서 높았다 (Table 1). 물의 전기전도도는 평균 13 mS/m으로서 담수 에 속하였으며 호수가에 위치한 S11 에서도 26 mS/m로서 해수 유입이 거의 일어나지 않는 것으로 판단되었다.
- 군개 습지의 토양 환경은 교란전 석호 습지의 특성을 반영하고 있었는데 모래함량이 많아서 대체로 유기물함량이 적었으 나, 육상에 가까운 습지에서는 토양의 모래 함량이 적고 지표수 와 바람에 의하여 육상의 유기물이 유입되어 토양 유기물 함량이 많았다 (Table 1). 군개 습지에서 가장 뚜렷한 환경 경사 (gradient)를 나타내는 것은 수심으로서 수심 72 cm인 호수로부터 지하수위 20 cm인 육상까지 다양한 지형의 변화가 나타났다 (Table 1). 그러나 군개 습지는 과거에 논으로 이용되던 곳으로 서 지형의 변화가 연속적으로 일어나지 않았고 계단식으로 호 수로부터 육상으로 비연속적으로 지형이 높아져서 인간 교란 에 의한 흔적을 엿볼 수 있었다.
- 군개 습지의 조사지점, 종 및 환경요인을 동시에 분석한 DCCA(detrended canonical correspondence analysis) 의 최초 1과 2 축이 식생 자료의 변이 중 21.3%를 설명하였고, 환경요인에 의한 변이 중 62.8%를 설명할 수 있었다. DCCA의 제 1 축은 수 심, 토양 pH와 관련이 있었는데 특히 수심과 깊은 관련(1=0.
- 군개 습지의 토양 환경은 교란전 석호 습지의 특성을 반영하고 있었는데 모래함량이 많아서 대체로 유기물함량이 적었으 나, 육상에 가까운 습지에서는 토양의 모래 함량이 적고 지표수 와 바람에 의하여 육상의 유기물이 유입되어 토양 유기물 함량이 많았다 (Table 1). 군개 습지에서 가장 뚜렷한 환경 경사 (gradient)를 나타내는 것은 수심으로서 수심 72 cm인 호수로부터 지하수위 20 cm인 육상까지 다양한 지형의 변화가 나타났다 (Table 1).
- 다변량분석인 DCCA의 결과 군개 습지의 식생구조에 영향을 미치는 주요한 환경 요인은 수심과 토양의 유기물함량으로 판별되었다 (Fig. 3). 수심과 토양 유기물함량에 의하여 군개 습 지에서는 수심이 깊은 호수가에 애기부들과 큰고랭이가 분포 하고 수심이 얕고 유기물함량이 많은 육상에 가까운 곳에 미국 가막사리와 며느리배꼽이 생육하였으며, 물위로 드러난 사구에 서는 통보리사초, 백령풀, 곰솔, 눈양지꽃 등의 전형적인 사구 식생이 발달하였다.
- 6으로서 높았다 (Table 1). 물의 전기전도도는 평균 13 mS/m으로서 담수 에 속하였으며 호수가에 위치한 S11 에서도 26 mS/m로서 해수 유입이 거의 일어나지 않는 것으로 판단되었다. 용존산소는 습 지 평균 3.
- 이상의 결과를 종합하면 석호를 농경지로 간척하고 농경을 포기한 후 군개 습지에서는 육상화와 담수화가 진행되면서 다양한 정수식물이 정착하는 자연천이가 이루여지고 있었으며, 수심과 토양의 유기물함량에 따라서 사구식생, 다양한 습생 및 정수식물 군집이 분포하였다.
- 토양의 전기전도도는 사구인 S10에서 10 mS/m로서 가장 낮 고 산조풀과 삿갓사초가 우점하는 S15에서 82 mS/m에서 가장 높았으며 습지 전체의 평균은 38 mS/m이 었다 (Table 1). 토양의 수분함량과 유기물함량은 밀접한 상관관계(r=0.
후속연구
- 군개 습지를 복원하기 위하여서는 이곳에서 가장 중요한 환 경 요인으로 밝혀진 수심을 비롯한 습지 수문 체계(hydrologic regime)의 회복이 우선되 어야 한다고 생각된다. 이를 위하여 호 수로 해수의 유입이 가능한 수로(chamlel)를 조성하고 과거 간 척에 의하여 정지된 지형을 다양화하며 개방수면을 가진 호수 면을 확대하는 방안을 검토하여야 할 것이다. 또한 식생의 복원 을 위하여 무엇보다 먼저 자연 석호 습지의 식생구조를 연구하여 습지 복원의 원형(prototype)을 도출하고 천이 등의 자연과정을 모방하는 복원기술의 개발이 중요하다고 생각된다.
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