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문제 정의
- 따라서, 본 연구에서는 이러한 고속도로 절토 사면의 입지특성, 토양특성과 식생구조를 조사 분석함으로써 장기적으로 발생되는 비탈면의 생태환경을 복원하기 위한 기초 자료로 활용되도록 하는데 있다.
제안 방법
- 각 고속도로 절토사면의 물리적·화학적 특성을 파악하기 위해 토심, 견밀도, 수분함량, 가비중, 유기물함량, 전질소, 유효P2O5, 및 pH 등을 조사하였다.
- 고속도로 비탈면에 침입하는 식생들은 기후에 따라 차이가 있어, 본 연구에서는 조사지역을 Yim and Kira(1975)의 기후대에 따라 온대남부 지역, 온대중부 지역으로 구분하여 분석하였다.
- 고속도로 절토비탈면의 녹화에 적절한 식물을 선발하기 위하여 전국의 고속도로 절토비탈면에서 106개의 조사구를 설치하여 식생과 환경인자를 조사하였다.
- 식생조사는 고속도로 비탈면에서 자생하는 식물을 대상으로 출현종을 파악하고, 사면의 상부, 중부, 하부에서 각각 1개소씩 2m×2m 크기의 방형구를 설치하고 종별 개체수와 피도를 측정하였다. 또한 환경조사는 식생조사 지역에서 절토사면의 위치, 절토사면 방향, 절토사면 경사, 절토 사면장을 조사하였다.
- 식생조사는 고속도로 비탈면에서 자생하는 식물을 대상으로 출현종을 파악하고, 사면의 상부, 중부, 하부에서 각각 1개소씩 2m×2m 크기의 방형구를 설치하고 종별 개체수와 피도를 측정하였다. 또한 환경조사는 식생조사 지역에서 절토사면의 위치, 절토사면 방향, 절토사면 경사, 절토 사면장을 조사하였다.
대상 데이터
- 연구대상지는 경부고속도로에서 11개소, 대구 포항고속도로에서 3개소, 남해고속도로에서 5개소, 동해고속도로에서 4개소, 서해안고속도로에서 5개소, 영동고속도로에서 18개소, 울산고속도로에서 1개소, 중부고속도로에서 26개소, 중부내륙고속도로에서 14개소, 중앙고속도로에서 10개소, 평택안성고속도로에서 1개소, 호남고속도로 에서 8개소로 총 106개소의 절토사면을 2004년 7월에서 8월과 2005년 7월에서 9월 사이에 고속 도로 절토비탈면을 조사하였다.
이론/모형
- Ordination을 위하여 식생조사에서 얻은 자료로부터 각 종의 합성치를 구하였고, ordination은 DCCA(detrended canonical correspondence analysis)를 사용하였으며(Hill and Gauch, 1980), 자료의 분석은 Ter Braak(1987)의 CANOCO program을이용하였다.
- 토양의 대략적인 이화학적 특성을 조사하기 위하여 화강암질 풍화토 사면을 대상으로 지역별로 사면 중간지점의 표토층 0~10cm 깊이의 토양을 채취하여, 토양의 유기물함량은 WakelyBlack wet oxidation법으로 분석하였고, 전질소는 Kjeldahl법, 유효인산은 Lancaster법으로 정량하였다(Bickelhaupt and White, 1982). 토양의 pH는 1：5로 희석하여 분석하였다.
성능/효과
- 1. 고속도로 절토 비탈면 106개 조사구에서 출현한 종은 총 172종이며, 빈도율 순위는 싸리, 쑥, 큰김의털, 개망초, 비수리, 왕고들빼기, 능수참새 그령, 오리새, 큰달맞이꽃, 등나무, 환삼덩굴, 닭의장풀, 참억새, 칡, 소나무 등의 순이다.
- 2. 고속도로 절토비탈면의 피복도은 90%이상으로 평균 피복도는 91.4%이었다. 고속도로 절토 비탈면 전체에서 피도가 높은 종은 큰김의털, 능수참새그령, 싸리, 등나무, 비수리, 오리새, 쑥, 환삼덩굴, 칡, 아까시나무, 왕포아풀, 자주개자리, 김의털, 소나무, 담쟁이덩굴 등의 순이다.
- 3. 고속도로 절토 비탈면에는 도입초종인 큰김의털, 능수참새그령, 오리새, 왕포아풀, 자주개자리, 금계국 등과 파종식생인 싸리, 등나무, 비수리, 족제비싸리, 낭아초, 참싸리 등이 총 57.52% 로 과반수이상을 점유하고 있어 자생초종 및 풍산포관목류의 침입이 제한되어 생태천이가 지연 되고 있었다.
- 4. 온대남부 지역에서 식생을 파종할 때 첨가되어야 할 자생 초·목본으로는 쑥류, 참억새, 청미래덩굴, 칡, 산딸기, 멍석딸기, 소나무, 붉나무, 자귀나무, 진달래, 사위질빵, 산초나무, 산벚나무 등이다. 온대중부 지역에서 식생을 파종할 때 첨가되어야 할 자생 초·목본으로는 쑥류, 참억새, 산딸기, 진달래, 병꽃나무, 국수나무, 붉나무, 소나무, 버드나무, 댕댕이덩굴, 은백양, 조팝나무, 사위질빵, 생강나무, 졸참나무 등이다.
- 6. 초본보다는 목본이 비탈면의 안정화에 큰 도움이 됨으로, 고속도로 비탈면의 관리는 침입하는 목본류를 보호하는 방향으로 실시되는 것이 바람직하다.
- 고속도로 절토 비탈면 106개 조사구에서 출현한 종은 총 172종이었고 싸리가 54개 조사구에서 출현하여 가장 출현빈도율이 높았으며, 쑥이 53개 조사구, 큰김의털이 51개 조사구, 개망초가 49개 조사구, 비수리가 43개 조사구, 왕고들빼기 39개 조사구, 능수참새그령이 38개 조사구, 오리새가 30개 조사구, 큰달맞이꽃이 27개 조사구, 등나무와 환삼덩굴이 25개 조사구, 닭의장풀이 20개조사구, 참억새가 19개 조사구, 칡이 18개 조사구, 소나무가 17개 조사구, 아까시나무와 이고들 빼기가 16개 조사구, 사철쑥이 14개 조사구, 박주가리와 자주개자리가 13개 조사구, 강아지풀, 왕포아풀, 족제비싸리가 12개 조사구, 고들빼기, 김의털이 11개 조사구, 명아주, 큰기름새가 10개 조사구, 금계국, 낭아초, 산딸기, 은백양이 8개 조사구, 가죽나무, 뚝갈, 멍석딸기, 물오리나무, 새, 애기수영, 참싸리가 7개 조사구, 개쑥부쟁이, 개여뀌, 담쟁이, 뺑쑥, 호랑버들이 6개 조사구에서 출현하였다(Table 1).
- 고속도로 절토 비탈면 전체 조사구에서 주요 종의 피도는 큰김의털이 15.02%, 능수참새그령이 13.07%, 싸리가 8.03, 등나무가 7.27%, 비수리가 3.75%, 오리새가 2.79%, 쑥이 2.62%, 환삼덩굴이 2.26%, 칡이 2.14%, 아까시나무가 2.10%, 왕포아풀이 1.81%, 자주개자리가 1.80%, 김의털이 1.70%, 소나무가 1.65%, 담쟁이덩굴이 1.60%, 족제비싸리가 1.37%, 낭아초가 1.24%, 잔디가 1.20%, 참억새가 1.95%, 뺑쑥이 1.16%, 새가 1.15%, 왕고들빼기가 1.11%, 사방오리나무가 1.06%, 큰달맞이꽃가 1.06% 등의 순으로 조사되 었다(Table 2).
- 고속도로 절토 비탈면 전체 조사구의 평균피복율은 91.4%이고, 동해고속도로의 일부 신설구간을 제외하고는 피복율이 대부분 90% 이상으로 양호한 상태라고 판단되나, 이는 비탈면에 피해가 발생 시 바로 복구된 결과라고 생각된다. 한편생태천이의 관점에서 보면, 우리나라 임도의 비탈면보다도 천이가 진행되는 속도가 더디고, 피해가 발생하면 수시로 복구가 진행되어 천이가 진행되는 것을 방해하는 요인이 되고 있었다(송호경 등, 2003, 2004a, 2004b).
- 고속도로 비탈면 관리는 정상천이를 진행시키는 역할을 하는 것이 바람직하다. 고속도로 절토 비탈면의 천이계열을 1~2년생초본, 다년생초본, 풍산포관목류, 중력형 목본류라고 할 때, 초본보다는 목본을, 관목류보다는 목본류를 보호하는 방향으로 관리하는 것이 정상천이를 촉진시키는 바람직한 관리방향이라고 판단된다. 또한 목본류가 초본류보다도 고속도로 절토비탈면의 안정화에도 큰 도움이 됨으로, 고속도로 비탈면의 관리는 침입하는 목본류를 보호하는 방향으로 실시되는 것이 바람직하다.
- 고속도로 절토 비탈면의 천이계열을 1~2년생초본, 다년생초본, 풍산포관목류, 중력형 목본류라고 할 때, 초본보다는 목본을, 관목류보다는 목본류를 보호하는 방향으로 관리하는 것이 정상천이를 촉진시키는 바람직한 관리방향이라고 판단된다. 또한 목본류가 초본류보다도 고속도로 절토비탈면의 안정화에도 큰 도움이 됨으로, 고속도로 비탈면의 관리는 침입하는 목본류를 보호하는 방향으로 실시되는 것이 바람직하다.
- 온대남부 지역에 출현한 종들은 13개의 환경요인에 따라 분포하고 있으며, 출현한 종들과 환경 요인들을 제1축, 제2축에 의한 상관관계를 살펴본 결과, 여러 환경요인들이 종의 분포와 밀접한 상관관계가 있었다. 즉, 제1축에서는 전질소가 높은 상관관계를 보여주었으며, 제2축에서는 천이계열과 pH가 높은 상관관계를 보여주고 있었다.
- 온대남부 지역의 경우, 제1축에서는 전질소가, 제2축에서는 천이계열과 pH가 높은 상관관계를보여주고 있는데 반하여 온대중부 지역에서는 제1축에서는 천이계열과 토양경도가, 제2축에서는 해발고, 전질소, 비탈면의 방향이 높은 상관관계를 보여주고 있어, 기후대에 따라 약간의 차이는 있으나, 전반적으로 볼 때, 시공 후 경과 연수와 상관이 있는 천이계열, 온도와 상관이 있는 해발고, 그리고 수분과 상관이 있는 비탈면의 방향이 식생의 분포와 상관이 있다고 판단된다. 이외에 전질소, pH, 토양경도가 식생의 분포와 상관이 있는 것으로 나타났다.
- 온대중부 지역에 출현한 종들은 13개의 환경 요인에 따라 분포하고 있으며, 출현한 종들과 환경요인들을 제1축, 제2축에 의한 상관관계를 살펴본 결과, 여러 환경요인들이 종의 분포와 밀접한 상관관계가 있었다. 즉, 제1축에서는 천이계열과 토양경도가 높은 상관관계가 있었으며, 제2축에서는 해발고, 전질소, 비탈면의 방향이 높은 상관관계가 있었다.
- 전체적으로 고속도로 절토 비탈면의 피도로 생태천이를 판단하면, 도입초종인 큰김의털, 능수참새그령, 오리새, 왕포아풀, 자주개자리, 금계국 등이 35.12%를 차지하고 있으며, 파종식생인 싸리, 등나무수리, 족제비싸리, 낭아초, 참싸리 등이 22.40%를 차지하고 있다. 즉 파종식생이 전체피도의 57.
- 온대남부 지역에 출현한 종들은 13개의 환경요인에 따라 분포하고 있으며, 출현한 종들과 환경 요인들을 제1축, 제2축에 의한 상관관계를 살펴본 결과, 여러 환경요인들이 종의 분포와 밀접한 상관관계가 있었다. 즉, 제1축에서는 전질소가 높은 상관관계를 보여주었으며, 제2축에서는 천이계열과 pH가 높은 상관관계를 보여주고 있었다.
- 온대중부 지역에 출현한 종들은 13개의 환경 요인에 따라 분포하고 있으며, 출현한 종들과 환경요인들을 제1축, 제2축에 의한 상관관계를 살펴본 결과, 여러 환경요인들이 종의 분포와 밀접한 상관관계가 있었다. 즉, 제1축에서는 천이계열과 토양경도가 높은 상관관계가 있었으며, 제2축에서는 해발고, 전질소, 비탈면의 방향이 높은 상관관계가 있었다.
후속연구
- 5. 고속도로 절·성토 비탈면의 안정성과 주변 식생과의 조화를 위해서는 도입 외래 초종보다는 자생 초·목본식물이 침입하여 자랄 수 있는 환경을 만들어주는 것이 절실히 필요하다고 생각된다. 외래 도입 초종은 녹화 초기의 10년 정도의 녹화로 그 역할을 만족해야 된다고 생각되며, 이를 위해서는 도입 초종의 녹화 시 자생 초종 및 관목을 적절히 혼합하여 파종하는 것이 바람직하다.
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