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문제 정의
- 산림기후대에서 기후변화 속도를 따라가지 못하는 지역을 대상으로 산림식생이 어떠한 취약성을 나타내는지 살펴보았다(표 4).
제안 방법
- 산림식생의 취약성을 평가하기 위한 공간적 범위는 군락단위의 산림식생 분류에는 공간적 한계가 존재하지 않으나, 북한지역의 자료를 구할 수 없는 입력자료의 한계로 인하여 남한지역으로 한정하여 개발에 의한 인위적인 훼손이나 자연재해로 인한 자연림의 손실이 없다는 전제 아래 자연림을 대상으로 하였다. 1986년부터 1990년까지 환경부 1차 자연생태전국조사를 바탕으로 작성된 현존식생도의 자연림 군락 가운데, 군락을 이루고 있는 수종의 특징과 환경요소들의 상관관계를 반영하기 위하여 단일 수종으로 이루어진 군락을 선정하였다. 단일수종이면서 전체 산림식생 면적의 1% 이상으로 이루어진 군락은 소나무, 신갈나무, 굴참나무, 상수리나무, 졸참나무 등 5개 군락 으로 나타났다.
- 단일수종이면서 전체 산림식생 면적의 1% 이상으로 이루어진 군락은 소나무, 신갈나무, 굴참나무, 상수리나무, 졸참나무 등 5개 군락 으로 나타났다. 그러나 기후변화에 의하여 분포 면적이 줄어들 것으로 예상되는 아고산 식생과 분포면적이 늘어날 상록활엽수림의 경우 좁은 면적을 차지하기 때문에 기존에 조사된 문헌을 참고해서 여러 군락을 합하여 식생대 전체의 변화를 분석하였다(양금철, 2001; 공우석, 2002).
- 미래기후에서 군락단위의 산림식생 분포를 예측하기 위해 1971년부터 2000년까지의 기온, 강수량 등 기후자료와 고도, 토양도 자료를 이용하였다. 현존식생도와 기후, DEM, 토양도 자료를 상관분석을 통하여 산림식생의 분포와 각 환경요소들 간의 상관성을 살피고 상관성이 높은 환경 인자를 선정하였다. 이렇게 선정된 인자를 다항 로짓모형3)을 통하여 기후, 지형 및 토양에 의한 회귀식을 도출하였다.
- 현존식생도와 기후, DEM, 토양도 자료를 상관분석을 통하여 산림식생의 분포와 각 환경요소들 간의 상관성을 살피고 상관성이 높은 환경 인자를 선정하였다. 이렇게 선정된 인자를 다항 로짓모형3)을 통하여 기후, 지형 및 토양에 의한 회귀식을 도출하였다. 도출된 회귀식에 미래기후를 대입하여 2041년부터 2050년의 군락 단위 산림식생의 분포를 예측하였다.
- 이렇게 선정된 인자를 다항 로짓모형3)을 통하여 기후, 지형 및 토양에 의한 회귀식을 도출하였다. 도출된 회귀식에 미래기후를 대입하여 2041년부터 2050년의 군락 단위 산림식생의 분포를 예측하였다.
- 미래의 산림식생 분포를 예측하기 위하여 산림 식생과 상관관계가 높고, 분류정확도가 높은 환경변수를 선정하였다. 선정된 환경변수를 살펴보면, 여름철 강수량(Pjja), 최한월 평균기온(Tjan)이 기후조건으로 선정되었고, 지형(DEM)과 토양의 유기물함량(organic), pH를 반영하였다.
- 미래의 산림식생 분포를 예측하기 위하여 산림 식생과 상관관계가 높고, 분류정확도가 높은 환경변수를 선정하였다. 선정된 환경변수를 살펴보면, 여름철 강수량(Pjja), 최한월 평균기온(Tjan)이 기후조건으로 선정되었고, 지형(DEM)과 토양의 유기물함량(organic), pH를 반영하였다. 이렇게 선정된 환경변수를 이용하여 다항로짓모형을 통 한 통계분석을 실시한 결과 다음의 관계식을 도출하였다(표 3).
- 이러한 변화 가운데 기후변화 속도를 따라가지 못하는 취약한 지역을 평가하기 위하여, 목본 식물의 추정 평균이동속도인 0.25km/yr를 적용하였다(그림 6).
- 본 연구는 첫째, 우리나라의 기후 특성을 잘 반영하는 RCM을 이용하여 미래기후를 예측하였다. 둘째, 산림식생의 생육환경에 대한 기초자료를 수집하였고, 이를 바탕으로 우리나라의 지역 특성을 잘 반영하는 지역기후모형을 활용하여 미래의 산림식생에 대한 취약성을 평가했다는데 큰 의미가 있다고 할 수 있다.
- 첫째, 식물의 천이과정을 반영하지 못하고 환경조건만을 고려한 산림식생의 분포를 설명하였다. 향후에 천이과정과 식물의 생산량을 포함하는 산림식생 예측모형을 개발할 필요성이 있다.
대상 데이터
- 연구의 시간적 범위는 일본국립환경연구소에서 제공한 지역기후모형을 이용하기 위해 2041년에서 2050년까지를 목표연도로 설정하였다.
- 산림식생의 취약성을 평가하기 위한 공간적 범위는 군락단위의 산림식생 분류에는 공간적 한계가 존재하지 않으나, 북한지역의 자료를 구할 수 없는 입력자료의 한계로 인하여 남한지역으로 한정하여 개발에 의한 인위적인 훼손이나 자연재해로 인한 자연림의 손실이 없다는 전제 아래 자연림을 대상으로 하였다. 1986년부터 1990년까지 환경부 1차 자연생태전국조사를 바탕으로 작성된 현존식생도의 자연림 군락 가운데, 군락을 이루고 있는 수종의 특징과 환경요소들의 상관관계를 반영하기 위하여 단일 수종으로 이루어진 군락을 선정하였다.
- 미래기후에서 군락단위의 산림식생 분포를 예측하기 위해 1971년부터 2000년까지의 기온, 강수량 등 기후자료와 고도, 토양도 자료를 이용하였다. 현존식생도와 기후, DEM, 토양도 자료를 상관분석을 통하여 산림식생의 분포와 각 환경요소들 간의 상관성을 살피고 상관성이 높은 환경 인자를 선정하였다.
데이터처리
- 선정된 환경변수를 살펴보면, 여름철 강수량(Pjja), 최한월 평균기온(Tjan)이 기후조건으로 선정되었고, 지형(DEM)과 토양의 유기물함량(organic), pH를 반영하였다. 이렇게 선정된 환경변수를 이용하여 다항로짓모형을 통 한 통계분석을 실시한 결과 다음의 관계식을 도출하였다(표 3).
이론/모형
- 기후요소에 따른 경험적 통계모형인 Holdridge 모형을 이용하여 산림기후대의 분포를 그림 3과 같이 분류하였다.
성능/효과
- 국내의 연구를 살펴보면, 김종원 등(1995)은 온량지수 자료를 일일생육적산온도로 환산하여 동백나무, 신갈나무, 서어나무, 분비나무, 주목, 사스래나무에 대한 잠재식생분포 범위를 분석하였다. 평균기온이 2℃ 상승하면 동백나무는 2배 이상 증가할 것으로 예측하였고, 서어나무와 분비나무, 주목, 사스래나무 등은 온도 상승에 따라 급격하게 축소될 것으로 나타났다. 공우석(1999)은 한라산 고산식물 8종의 분포역을 관측한 기온 분포와 비교하여 고산식물의 온도적 범위와 생태적 특성을 파악하였으며, 구경아 등(2001)은 61속 132종에 달하는 상록활엽수의 종류에 따른 지리적 분포와 기후요소와의 관계를 분석하여 분포하는 지역의 수, 수직적 고도 범위, 위도에 따라 7개의 그룹으로 분류하였다.
- 1986년부터 1990년까지 환경부 1차 자연생태전국조사를 바탕으로 작성된 현존식생도의 자연림 군락 가운데, 군락을 이루고 있는 수종의 특징과 환경요소들의 상관관계를 반영하기 위하여 단일 수종으로 이루어진 군락을 선정하였다. 단일수종이면서 전체 산림식생 면적의 1% 이상으로 이루어진 군락은 소나무, 신갈나무, 굴참나무, 상수리나무, 졸참나무 등 5개 군락 으로 나타났다. 그러나 기후변화에 의하여 분포 면적이 줄어들 것으로 예상되는 아고산 식생과 분포면적이 늘어날 상록활엽수림의 경우 좁은 면적을 차지하기 때문에 기존에 조사된 문헌을 참고해서 여러 군락을 합하여 식생대 전체의 변화를 분석하였다(양금철, 2001; 공우석, 2002).
- 현존식생도를 바탕으로 7개 군락과 기후요소, 지형, 토양 등의 환경변수 간의 상관관계를 살펴본 결과, 가을철(9~11월), 겨울철(12~2월) 강수량을 제외한 16개의 변수는 99% 유의수준에서 유의한 것으로 나타났다.
- 각각 pixel이 갖고 있는 군락별 잠재분포확률값 가운데 가장 높은 확률이 나타나는 군락이 각각의 pixel에 나타나는 군락으로 결정되었다. 분류 결과를 현존식생도와 비교해 보았을 때, 99% 유의수준에서 약 72.
- 각각 pixel이 갖고 있는 군락별 잠재분포확률값 가운데 가장 높은 확률이 나타나는 군락이 각각의 pixel에 나타나는 군락으로 결정되었다. 분류 결과를 현존식생도와 비교해 보았을 때, 99% 유의수준에서 약 72.72%의 분류정확도로 산림식생을 분류되는 것으로 나타났다. 표 3의 결과식에 미래기후를 입력하여 미래의 산림식생 분포를 예 측하였다(그림 5).
- 분석결과를 살펴보면, 기후변화에 영향을 받지 않는 냉온대림과 난온대림은 45.18%로 나타났으나, 나머지 54.82%는 기후변화에 취약한 것으로 나타났다. 0.
- 82%는 기후변화에 취약한 것으로 나타났다. 0.21%를 차지하고 있던 아한대림은 기온상승과 더불어 냉온대림으로 변화하여 생물종 다양성에 있어 많은 피해가 예상되고, 40.45%의 냉온대림이 경북내륙지방과 전남내륙지방을 중 심으로 난온대림으로 변화하고, 남해안과 제주도를 중심으로 13.96%의 난온대림이 아열대림으로 변화될 것으로 예측되었다.
- 취약지역의 소나무군락 가운데 8.27%가 상록 활엽수림으로 변하였고, 신갈나무군락의 8.84%가 소나무군락으로 변하였다.
- 전북 북부지역을 중심으로 한 취약지역의 5.86%를 차지하는 굴참나무군락과 전국적으로 산재해 있던 취약지역의 8.84%의 신갈나무군락이 소나무군락으로 바뀔 것으로 나타났다.
- 한반도에서 지구온난화에 의해 기온과 강수량이 증가하면 상록활엽수림은 생육범위가 확장되지만 아고산 식생의 경우 점차 감소하는 것으로 나타났다. 아고산 식생의 경우, 우리나라의 백두대간의 높은 산지를 중심으로 분포하는데 기온증가로 인하여 이동할 수 있는 범위가 점차 줄어들기 때문이다.
- 본 연구는 첫째, 우리나라의 기후 특성을 잘 반영하는 RCM을 이용하여 미래기후를 예측하였다. 둘째, 산림식생의 생육환경에 대한 기초자료를 수집하였고, 이를 바탕으로 우리나라의 지역 특성을 잘 반영하는 지역기후모형을 활용하여 미래의 산림식생에 대한 취약성을 평가했다는데 큰 의미가 있다고 할 수 있다. 연구결과를 이용하여 취약성을 나타내는 군락별로 관리방안을 마련할 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.
후속연구
- 따라서, 산림식생의 변화에 대한 종합적인 연구와 대책이 마련되어야 할 것이다. 인간의 활동에 의한 산림식생의 이동가능 범위가 감소되고 있기 때문에, 인간에 의한 자연훼손에 따른 보호 대책이 같이 병행되어야 할 것이다.
- 둘째, 산림식생의 생육환경에 대한 기초자료를 수집하였고, 이를 바탕으로 우리나라의 지역 특성을 잘 반영하는 지역기후모형을 활용하여 미래의 산림식생에 대한 취약성을 평가했다는데 큰 의미가 있다고 할 수 있다. 연구결과를 이용하여 취약성을 나타내는 군락별로 관리방안을 마련할 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.
- 첫째, 식물의 천이과정을 반영하지 못하고 환경조건만을 고려한 산림식생의 분포를 설명하였다. 향후에 천이과정과 식물의 생산량을 포함하는 산림식생 예측모형을 개발할 필요성이 있다. 이러한 예측모형이 개발된다면 생육환경에 맞는 적지적소에 기후변화에 적응할 수 있는 군락을 조성할 수 있을 것으로 판단된다.
- 향후에 천이과정과 식물의 생산량을 포함하는 산림식생 예측모형을 개발할 필요성이 있다. 이러한 예측모형이 개발된다면 생육환경에 맞는 적지적소에 기후변화에 적응할 수 있는 군락을 조성할 수 있을 것으로 판단된다. 둘째, 다양한 시나리오의 RCM을 반영하지 못하였다.
- 따라서 GCM과 같은 다양한 시나리오의 적용이 필요하다고 할 수 있다. 셋째, 연구결과의 정확성을 좀 더 높이기 위하여 현장조사와 병행하여 비교·분석하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 이러한 문제점들을 보완하여 기후변화의 영향을 최소화하기 위한 군락별 관리방안을 마련 하여 기후변화에 적극적으로 대처해야 할 것이다.
- 셋째, 연구결과의 정확성을 좀 더 높이기 위하여 현장조사와 병행하여 비교·분석하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 이러한 문제점들을 보완하여 기후변화의 영향을 최소화하기 위한 군락별 관리방안을 마련 하여 기후변화에 적극적으로 대처해야 할 것이다.
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