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문제 정의
- 본 연구는 전국 각지에 주요 활엽수종으로 분포하고 있는 참나무류의 중요성을 알리고, 특히 참나무류 중 우량한 생장과 비교적 넓은 생육분포를 보이는 졸참나무를 대상으로 식생 구조 및 생육 적지를 밝혀 우리나라 졸참나무림의 조림에 관한 기초자료를 제공하고자 수행되었다.
제안 방법
- 입지 환경 요인으로는 조사지의 방위, 경사, 해발고를 측정하였으며, 8개의 방위로 구분하여 조사하였다.
- 조사된 연구대상 지역의 군락 분류를 위하여 Hill(1979b)의 TWINSPAN을 이용하여 classification을 실시하였으며, cut level은 0%, 2%, 5%, 10%, 20%를 이용하였다. 각 조사구에서 20% 이상의 중요치를 가지는 종은 그 조사구의 우점종으로 간주하였다.
- 졸참나무림 전체를 대상으로 중요치가 상위에 있는 졸참나무, 상수리나무, 굴참나무, 신갈나무, 쪽동백나무, 물푸레나무 등 6종의 흉고직경급별 분포도를 작성하였다(Figure 3). 흉고직경급 분포는 수량 및 산림식생 구조의 간접적인 표현이며, 식생천이의 양상을 추론할 수 있다(이경재 등, 1998; 오구균과 최송현, 1993).
대상 데이터
- 식생 조사를 위해 2000년 7월부터 9월 사이에 6개 연구 대상 지역 산림에 15m×15m 크기의 정방형 표본구를 백운산 8개소, 지리산 17개소, 포항시 죽장면 가사리 19개소, 무주군 설천면 11개소, 경기도 구리시 동구릉 3개소, 계룡산 5개소 등 총 63개소 설치하여, 흉고직경 2cm 이상의 임목을 대상으로 매목 조사를 실시하였다.
- 졸참나무에 대한 조사는 전남 백운산, 지리산 뱀사골, 포항시 죽장면, 전북 무주군 설천면, 경기도 구리시 동구릉, 계룡산의 졸참나무림을 대상으로 실시하였다(Figure 1).
이론/모형
- Ordination은 CA(correspondence analysis)의 확장인 DCCA(detrended canonical correspondence analysis)를 사용하였으며(Hill, 1979a; Hill and Gauch, 1980) Ter Braak(1987)의 CANOCO program 을 이용하였다.
- 연구대상 산림의 임분 구조를 파악하기 위하여 흉고직경 2cm 이상의 임목을 대상으로 Curtis and McIntosh(1951)의 방법에 따라 중요치(importance value)를 산출하였으며, 우점도가 높은 수종에 대하여 흉고직경급을 분석하였다.
- 토양의 화학적 특성 분석을 위해 표본구 63개소의 표토 0～10cm에서 채취한 시료를 실험실로 운반하여 건조시킨 후, 유기물 함량은 WakelyBlack wet oxidation법으로 분석하였고, 전질소는 macro-Kjeldahl법, 유효인산은 Lancaster법으로 정량하였으며, 치환성 K, Ca, Mg는 ICP를 이용하여 분석하였다. 토양의 pH와 전기전도도는 1：5로 희석하여 측정하였으며, CEC는 ammonium saturate법으로 분석하였다(Black et al. 1965; Bickelhaupt and White, 1982).
- 토양의 화학적 특성 분석을 위해 표본구 63개소의 표토 0～10cm에서 채취한 시료를 실험실로 운반하여 건조시킨 후, 유기물 함량은 WakelyBlack wet oxidation법으로 분석하였고, 전질소는 macro-Kjeldahl법, 유효인산은 Lancaster법으로 정량하였으며, 치환성 K, Ca, Mg는 ICP를 이용하여 분석하였다. 토양의 pH와 전기전도도는 1：5로 희석하여 측정하였으며, CEC는 ammonium saturate법으로 분석하였다(Black et al.
성능/효과
- 55, 굴참나무는 18. 15, 신갈나무는 16.02, 쪽동백나무는 10.56, 물푸레나무는 10.08, 때죽나무는 9.61 등의 순으로 나타났다.
- 졸참나무-상수리나무군락은 해발고가 낮고, 유기물함량이 적은 남 · 서사면에 분포하고 있다. 따라서 이들 분포를 환경 요인과 비교하여 보면 제 1축에서는 해발고, 사면방향, 유기물함량 등이 상관관계가 있었음을 알 수 있으며, 제 2축에서는 Ca, K, 유기물함량 등이 높은 상관관계를 나타내었다.
- 정진현 등(2002)은 전질소와 유기물함량이 산악지역에서 다른 지역보다 다소 높게 나타났다고 하였는데, 본 조사가 주로 높은 산악지역에서 이루어졌기 때문이라고 사료된다. 유효인산은 평균 8ppm이고, 치환성 Ca, Mg, K 등은 각각 1.64, 0.22, 0.74(me/100g)로 분석되었다.
- 제 1축과 제 2축에서 상관관계가 가장 높은 인자를 기준으로 할 때 군락에 영향을 미치는 중요한 환경요인은 해발고와 사면방향, 유기물 함량 등이었다. 이는 classification과 ordination에 의한 속리산 산림 군집의 분석(유재은과 송호경, 1989), 설악산 국립공원 지역의 신갈나무 군집과 환경의 상관관계 분석(송호경 등, 1998), TWINSPAN과 ordinati에 의한 운장산 산림 군락과 환경의 상관관계 분석(정진철 등, 1997)의 연구에서 군집들의 분포와 깊은 상관관계가 있는 환경 요인이 해발고라고 보고한 연구와 유사한 결과를 보여주고 있으며, 이외에도 유기물함량 등이 군락의 분포와 상관을 보인 것은 기존의 연구들이 특정 지역을 대상으로 해발고에 따라 조사가 이루어진 반면 본 조사는 여러 지역의 졸참나무림을 대상으로 했기 때문에，유기물함량이 군락분포에 영향을 미친 것으로 판단된다.
- 조사 지역별 사면의 고도, 방위, 경사 등을 보면, 해발고도는 300m 미만이 7개소, 300m 이상 600m 미만이 31개소, 600m 이상의 조사구가 25개소로, 졸참나무 임분은 해발고가 300m 이상에서 많이 분포하고 있다. 사면방위에 따라서는 북(15개소) > 북동(12개소) > 북서(9개소) > 서(8개소) > 남서(7개소) 순으로 주로 북 · 북동 · 북서사면이 대부분을 차지하고 있다.
- 조사된 63개 plot에서 흉고직경 2cm 이상의 수목 중 6개 이상의 plot에 출현한 19종을 대상으로 TWINSPAN을 실시한 결과, 제 1수준에서 졸참나무 우점림과 상수리나무 유무에 의하여 구분되고, 제 2수준에서 고로쇠나무의 유무에 의하여 졸참나무-고로쇠나무군락, 졸참나무군락 및 졸참나무-상수리나무군락으로 구분되었다(Figure 2).
- 졸참나무림 전체에서 나타난 주요 수종의 중요치를 분석한 결과 졸참나무가 70.07로 가장 높았으며, 상수리나무는 19.55, 굴참나무는 18. 15, 신갈나무는 16.
- 졸참나무림 전체에서 출현한 종은 61종이며, 군락 별로 보면 졸참나무-고로쇠나무군락에서 41종이, 졸참나무군락에서는 37종이, 졸참나무-상수리나무군락에서는 36종이 출현하였다.
- 졸참나무림 조사지의 토양을 분석한 결과, pH는 4.4～6.0(평균 5.4)로 산성을 나타내고 있으며, 전질소는 평균 0.24%이고, 유기물함량은 평균 5.36%로, 임업연구원에서 1984년부터 1990년까지 우리나라 전국의 산림토양과 비교해보면(정진현 등, 2002), pH는 A층이 5.48로 비슷한 수준이었고, 전질소는 0.19%, 유기물함량은 4.5%로 본 조사지역이 우리나라 평균치보다 다소 높았다. 정진현 등(2002)은 전질소와 유기물함량이 산악지역에서 다른 지역보다 다소 높게 나타났다고 하였는데, 본 조사가 주로 높은 산악지역에서 이루어졌기 때문이라고 사료된다.
- 졸참나무림 토양의 화학적 특성은 pH 5.4, 전질소 0.24%, 유기물함량 8.27%, 유효인산 74ppm, 치환성 Ca, Mg, K, CEC는 각각 1.64, 0.22, 0.74, 9.3(me/100g)을 나타내었다.
- 졸참나무림에 나타난 주요 수종의 중요치를 분석한 결과 졸참나무가 70.07로 가장 높았으며, 상수리나무(19.55), 굴참나무(18.15), 신갈나무(16.02), 쪽동백나무(10.56), 물푸레나무(10.08), 때죽나무(9.61) 등의 순으로 나타났다(Table 1).
- 졸참나무림은 졸참나무-고로쇠나무군락, 졸참나무군락, 졸참나무-상수리나무군락으로 구분되었으며, 졸참나무림의 주요 군락과 환경 요인과의 상관관계를 보면 졸참나무-고로쇠나무군락은 다른 군락에 비하여 해발고가 비교적 높고, 유기물함량이 비교적 많은 동 · 북사면에 분포하고 있다. 졸참나무군락은 해발고가 가장 높고 유기물함량도 많은 동 · 북사면에 분포하고 있다.
- 졸참나무림이 우점하고 있는 지역에서 굴참나무, 물푸레나무, 상수리나무, 신갈나무, 졸참나무, 쪽동백나무 등의 흉고직경급별 분포도를 작성한 결과, 졸참나무는 큰 개체가 적고, 중간 개체와 어린 개체가 많은 역 J자 분포형을 나타내고 있는 것으로 보아 지속적으로 졸참나무가 우점할 것으로 예상되나, 직경급이 어린 개체가 많은 신갈나무, 물푸레나무 등의 우점도가 증가할 것으로 예상된다.
후속연구
- 이 군락에서 상수리나무가 어린 개체와 큰 개체가 적고 중간 개체가 많은 정규분포를 나타내고 있어 당분간 상수리나무가 우점할 것으로 예상된다. 그러나, 졸참나무와 떡갈나무는 직경급이 큰 개체보다 어린 개체가 많아 앞으로 이들 수종의 중요치가 증가할 것으로 예상된다.
- 현재 우리나라에서 참나무류는 최상급의 버섯재배용 및 저급인 펄프목으로 이용되고 있으나, 독일 등 외국에서 참나무류가 고급용재로 각광받고 있다(Spiecker, 1996). 앞으로 우리나라 산림에서 고부가가치를 창출할 수 있는 주요 수종으로 고려되고 있는 참나무류에 대한 적정 생육환경의 평가와 참나무류의 조림지역 확대 및 관리방안을 모색하기 위한 기초적인 연구들이 지속적으로 수행되어야 할 것이다.
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