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문제 정의
- 조사구들 간의 거 리는 Percent dissimilarity를 적용하였다. Cluster 분석의 목적은 참나무시들음병 발생지 간의 수종구성 차이 유무와 어떠한 차이가 있는지를 알아보기 위함이다.
- 본 연구에서는 비교적 최근 전국적으로 확산되고 있는 참나무시들음병 피 해해석 연구의 일환으로 참나무시들음병 발생지의 임분 구조를 조사하고 분석하였다. 그 결과 피해지의 임분 구조적 특징으로 가장 두드러지는 점은 임분을 구성하는 수종들의 상대우점도 또는 중요도 측면에서 참나무 속 수종들의 중요도가 매우 높았다는 사실이다.
- 참나무시들음병 발생지의 임분 구조를 조사하여 분석한 결과는 거의 모든 조사지에서 광릉긴나무좀의 가용자원인 참나무 속 수종의 중요도가 여타 수종에 비해 가장 높게 나타나고 있어 참나무시들음병 발생과 참나무속 수종 개체수의 많고 적음 간에 상관성이 있으리라는 추정을 뒷받침하는 것으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 참나무시들음병 발생과 발생지의 임분 구조 간에 어떤 연관성이 있는지를 밝히고자 하였으나 여러가지 한계가 있는 것이 사실이다. 그러나 현재 이와 관련된 연구가 지속되고 있으므로 향후 보다 명확한 원인을 규명하는 데에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 2004년 경기도 및 강원도 지역에서 주로 발생하기 시작하여 2007년 현재 전국 61개 시군구에 피해가 발생하였고 지속적으로 확산되는 추세인 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 참나무시들음병이 발생한 지역의 산림에 대하여 임분구조 조사를 실시하고 임분구조와 병 발생 긴’의 관계를 밝히고자 하였다.
제안 방법
- 천공율 조사는 대상 조사지의 개별목을 대상으로 하여 천공수를 세는 방법으로 조사해야 하는 관계로 많은 시간을 필요로 하기 때문에 이상의 18개지역에서는 천공율 조사를 실시하지 않았다(이하 Group A). 식생조사는 가 조사구에 대하여 수관의 위치에 따라 상, 중, 하층으로 구분하여 상층과 중층은 수종, 개체 수, 흉고직경을 측정, 기록하였으며, 하층은 수종, 피도를측정하여 식생조사표에 기록하였다.
- 전라남도와 제주도를 제외한 7개도 18개 지역을 대상으로 각 도의 산림환경연구소에서 지정한 참나무시들음병 피해지에 대하여 74개의 방형구(각 400m2)를 설치하고 조사지의 주요 환경인자, 토양특성을 비롯하여 흉고직경 2cm 이상의 임목 및 중하층 식생을 조사하였다. 조사대상지 및
- 파악을 주목적으로 하였기 때문에 층위의 구분없이 흉고직경 2cm 이상의 모든 임목에 대하여 조사를 실시하였다.
대상 데이터
- 강원도 철원군 서 면, 강원도 철원군 복주산 상부 및 산 복부, 경기도 포천군 광릉, 경기도 남양주시 수락산에 2005년도에 설치하여 매개충인 광릉긴나무좀에 의한 천공율 조사가 이루어져 온 5개 고정조사지 주변에 15개의 방형구(각 400m2)를 설치하고 흉고직경 2cm 이상의 임목을 대상으로 임분구조를 조사하였다. 5개 지역에 대한 개황은 Table 2 에 나타내었다(이하 Group B).
- 조사구는 전라남도와 제주도를 제외한 7개도 18개 지역을 대상으로 각 도의 산림환경연구소에서 지정한 참나무시들음병 조사구와 주변식생을 조사하였다. 조사구들은 표고 83m~720m 사이에 위치하며, 경사도는 13。~41。, 정도로 나타났다.
이론/모형
- 각 조사구 내에서 집계된 수종별 개체수 자료를 이용하여조사구 분류를 시도하였으며, 상중하층을 구성하는 총 20 종을 대상으로 Ludwig and Reynolds(1988)의 방법을 이용하였다. 조사구들 간의 거 리는 Percent dissimilarity를 적용하였다.
- 식생조사의 결과로 얻어진 자료에 의하여 각 수종의 상대적인 중요도를 나타내는 측도로써 Curtis and McIntosh (1951)의 방법에 준하여 상대우점도(Importance Value, I.V.)를 구하였는데, (상대 밀도+상대피도+상대빈도)/3으로계산하였고, 상중하층의 개체의 크기를 고려하여 (상층 I.V.x3+중층I.V. x2+하층I.V. .)/6로 평균상대우점도(Mean importance value, M.I.V.)를 계산하였다. 종 구성의 다양한 정도를 나타내는 측도인 종다양성은 종다양도(Species diversity, H'), 균재도(Evenness, J'), 우점도(Dominance, D) 에 의하여 종합적으로 비교하였으며, 일반적으로 이용되는 Shannon의 수식(Pielou, 1975)을 적용하였다.
- 조사구들 간의 거 리는 Percent dissimilarity를 적용하였다. Cluster 분석의 목적은 참나무시들음병 발생지 간의 수종구성 차이 유무와 어떠한 차이가 있는지를 알아보기 위함이다.
- )를 계산하였다. 종 구성의 다양한 정도를 나타내는 측도인 종다양성은 종다양도(Species diversity, H'), 균재도(Evenness, J'), 우점도(Dominance, D) 에 의하여 종합적으로 비교하였으며, 일반적으로 이용되는 Shannon의 수식(Pielou, 1975)을 적용하였다.
성능/효과
- ) 수종들이 우점하는 임분으로 나타났으며, 나머지 1개 지역인 경상남도 진주지역의 경우는 참나무류와 소나무가 우점하는 지역으로 분류되었다. 군락분류 결과 3개의 군락으로 분류가 되었으나 모두 참 나무속 수종 우점 군락으로 나타났고 조사구간 입지환경 차이를 감안하면 수종구성에서도 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 참나무시들음병 발생지에서 천공율 조사를 목적으로 경기도와 강원도의 5개 고정조사지(Group B)에서는 참나무시들음병 피해 정도를 나타내는 지표 가운데 하나인 천공률과 조사지역 내 참나무류의 상대밀도 간에 통계적으로 매우 유의한 상관관계가 인정되어, 임분 구조상 참나무 속 수종의 상대밀도는 참나무시들음병의 발생과 관련성이 높은 것으로 판단되었다.
- 발생지의 임분 구조를 조사하고 분석하였다. 그 결과 피해지의 임분 구조적 특징으로 가장 두드러지는 점은 임분을 구성하는 수종들의 상대우점도 또는 중요도 측면에서 참나무 속 수종들의 중요도가 매우 높았다는 사실이다. 최근 들어 빈발하는 산림 병해충 피해에 대하여 상당수의 학자들이 기후를 비롯한 환경변화와의 상관성에 무게를 두고 있는 것으로 보인다.
- 그러나 중요도가 상대적으로 높은 교목성 수종은 참나무 속 수종 외에 소나무, 물푸레나무, 산벚나무 등에 지나지 않아 상층을 중심으로 본다면 상대적으로 매우 단순한 수종구성을 나타내었다.
- 4%로 가장 높았고, 진달래, 개옻나무, 국수나무 등의 순으로 높게 나타났다. 따라서 신갈나무 소나무군락(A)은 상층에서 신갈나무의 세력이 매우 높았고, 중층에서도 신갈나무의 세력이 높게 유지되는 것으로 보아 소나무의 세력이 점차 약화되면서 점차 신갈나무군락으로 변화될 것이라 판단된다.
- 분석한 결과 1차적으로 신갈나무-소나무가 우점하는 군락, 굴참나무 소나무가 우점 하는 군락과 혼효군락으로 나뉘 어 졌다. 신갈나무와 소나무 노거수가 다수 분포하는 13개 지역의 조사구가 포함된 군락 A는 산벚나무와 졸참나무 등이 동반 수종으로 분포하였고, 군락 日는 굴참나무우점군락으로 졸참나무외에도 참나무속의 다른 수종이 함께 분포하고 있었다.
- 상중 하층의 개체의 크기를 고려하여 계산된 3개 군락 중에 하나인 군락 A는 신갈나무와 소나무가 우점하는 군락으로 신갈나무의 평균상대우점도가 26.8%로 가장 높은 값을 나타냈고, 다음으로 소나무, 졸참나무, 산벚나무 등의 순이었다. 군락 日는 굴참나무-소나무군락으로 굴참나무의 평균 상대 우점도가 27.
- 상대우점도를 Table 4에 보였다. 상중하층의 개체의 크기를 고려하여 계산된 7개도 지역의 상대우점도를 살펴보면 경기도는 신갈나무의 평균상대우점도가 22.8%로 가장 높은 값을 나타냈고, 다음으로 생강나무, 굴참나무, 갈참나무의 순이 었다. 충청북도는 신갈나무의 평균 상대 우점도가 32.
- 신갈나무-소나무(A)의 층위별 상대우점도는 상층에서 신갈나무의 상대우점도가 42.5%로 가장 높았고, 다음으로 소나무, 졸참나무, 산벚나무 등의 순이었다. 중층에서도 신갈나무의 상대우점도가 14.
- Table 5에 보였다. 신갈나무-소나무군락(A)에서 소나무의 소경급 개체수가 상대적으로 적게 나타났으며, 신갈나무와 산벚나무의 중경급 개체수가 많아 앞으로도 신갈나무 우점 군락으로 지속될 것으로 보여진다. 굴참나무-소나무군락 (B)에서는 소나무의 소경급 개체가 없었으나, 굴참나무와 신갈나무의 소경급 개체수 분포가 많은 것으로 보아 일정 시간이 경과하게 되면 소나무는 점차 감소하고 결국에는 굴참나무 우점군락으로 천이가 진행될 것이라 판단된다.
- 굴참나무-소나무군락 (B)에서는 소나무의 소경급 개체가 없었으나, 굴참나무와 신갈나무의 소경급 개체수 분포가 많은 것으로 보아 일정 시간이 경과하게 되면 소나무는 점차 감소하고 결국에는 굴참나무 우점군락으로 천이가 진행될 것이라 판단된다. 신갈나무군락(C)에서는 흉고직경 6cm 이하 급에서 신갈나무보다 물푸레나무의 개체수가 많이 분포하는 것으로 나타났으나 흉고직경 6~ 10cm 급에서 신갈나무의 개체수가 압도적으로 많아 최소 수십년 간은 신갈나무 우점임분으로 유지될 것이라 판단된다. 이러한 결과로 볼 때 조사지역의 임분은 현재 시점에서 참나무속 수종이 우점하는 임분일 뿐 아니라 앞으로도 특별한 교란이 발생하지 않는다면 참나무 속수 종의 우점도는 유지되거나 증가할 것으로 판단되었다.
- 분석한 결과 1차적으로 신갈나무-소나무가 우점하는 군락, 굴참나무 소나무가 우점 하는 군락과 혼효군락으로 나뉘 어 졌다. 신갈나무와 소나무 노거수가 다수 분포하는 13개 지역의 조사구가 포함된 군락 A는 산벚나무와 졸참나무 등이 동반 수종으로 분포하였고, 군락 日는 굴참나무우점군락으로 졸참나무외에도 참나무속의 다른 수종이 함께 분포하고 있었다. 2개 지역의 조사구가 포함된 군락 C는 쇠물푸레나무, 졸참나무, 팥배나무가 분포하고 있다.
- 5%로 가장 높게 나타났고, 굴참나무, 물푸레나무, 소나무의 순으로 높게 나타났다. 신갈나무의 평균 상대 우점도가 32.7%로 가장 높게 나타난 강원도는 신갈나무 다음으로 찰피나무, 졸참나무, 생강나무의 평균 상대 우점도가 높게 나타났다.
- 신갈나무군락(C)에서는 흉고직경 6cm 이하 급에서 신갈나무보다 물푸레나무의 개체수가 많이 분포하는 것으로 나타났으나 흉고직경 6~ 10cm 급에서 신갈나무의 개체수가 압도적으로 많아 최소 수십년 간은 신갈나무 우점임분으로 유지될 것이라 판단된다. 이러한 결과로 볼 때 조사지역의 임분은 현재 시점에서 참나무속 수종이 우점하는 임분일 뿐 아니라 앞으로도 특별한 교란이 발생하지 않는다면 참나무 속수 종의 우점도는 유지되거나 증가할 것으로 판단되었다. 4) 종다양성
- 입공의 평균천공률과 해당 조사지(Group B) 참나무속 수종들의 상대밀도, 상대피도, 중요도의 상관관계를 분석한 결과 상대피도와 중요도도 어느 정도의 상관이 인정되었으나, 특히 상대밀도가 통계적으로 매우 유의한(R2=0.89, P<0.05) 상관이 인정되었다(Figure 4). 이러한 결과는 참나무속 수종들이 일정한 공간 내에서 차지하는 본수에 따라 참나무시들음병 피해의 정도가 달라질 수 있음을 시사하는 것으로서 참나무시들음병의 확산과 관련하여 상당한 의미를 지닌다고 볼 수 있다.
- 조사를 실시한 전체 18개 지역(Group A) 가운데 17개 지역에서 참나무속(0/erciw spp.) 수종들이 우점하는 임분으로 나타났으며, 나머지 1개 지역인 경상남도 진주지역의 경우는 참나무류와 소나무가 우점하는 지역으로 분류되었다. 군락분류 결과 3개의 군락으로 분류가 되었으나 모두 참 나무속 수종 우점 군락으로 나타났고 조사구간 입지환경 차이를 감안하면 수종구성에서도 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다.
- 출현종수는 신갈나무소나무군락(A)에서 40종으로 가장 많은 종이 출현하였고, 굴참나무-소나무군락(B)은 27종, 신갈나무군락(C)은 28종이 조사되었다. 종다양도(H')는 상용로그로 계산하여 신갈나무-소나무군락(A)은 1.307이고 굴참나무 소나무군락(B)은 1.185, 신갈나무군락(C)은 1.145 으로 신갈나무소나무군락(A) 이 종다양도가 가장 높게 나타났다. 종다양성을 최대종다양성으로 나눈 균재도(J')에서는 굴참나무소나무군락(B)이 0.
- 순이 었다. 중층과 하층에서 신갈나무를 비롯한 참나무류의 우점도가 그리 높지 않은 것으로 보아 상층으로 성장할 가능성이 있는 다른 교목 수종들과 경쟁이 발생할 가능성도 존재하는 것으로 보여진다.
- 군락분류 결과 3개의 군락으로 분류가 되었으나 모두 참 나무속 수종 우점 군락으로 나타났고 조사구간 입지환경 차이를 감안하면 수종구성에서도 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 참나무시들음병 발생지에서 천공율 조사를 목적으로 경기도와 강원도의 5개 고정조사지(Group B)에서는 참나무시들음병 피해 정도를 나타내는 지표 가운데 하나인 천공률과 조사지역 내 참나무류의 상대밀도 간에 통계적으로 매우 유의한 상관관계가 인정되어, 임분 구조상 참나무 속 수종의 상대밀도는 참나무시들음병의 발생과 관련성이 높은 것으로 판단되었다.
- 이와 같은 맥락에서 광릉긴나무좀 역시 자원탐색과 이동으로 소비하는 에너지를 최소화는 동시에 번식성공률을 최대화하기 위해서는 가용자원이 많은 지역을 선호할 가능성이 높을 것으로 판단하였다. 참나무시들음병 발생지의 임분 구조를 조사하여 분석한 결과는 거의 모든 조사지에서 광릉긴나무좀의 가용자원인 참나무 속 수종의 중요도가 여타 수종에 비해 가장 높게 나타나고 있어 참나무시들음병 발생과 참나무속 수종 개체수의 많고 적음 간에 상관성이 있으리라는 추정을 뒷받침하는 것으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 참나무시들음병 발생과 발생지의 임분 구조 간에 어떤 연관성이 있는지를 밝히고자 하였으나 여러가지 한계가 있는 것이 사실이다.
- 출현종수는 신갈나무소나무군락(A)에서 40종으로 가장 많은 종이 출현하였고, 굴참나무-소나무군락(B)은 27종, 신갈나무군락(C)은 28종이 조사되었다. 종다양도(H')는 상용로그로 계산하여 신갈나무-소나무군락(A)은 1.
후속연구
- 그러나 우리나라 대부분의 산림지역은 조림지와 계곡주변 등을 제외하면 참나무 속의 수종들이 우점하는 이차림이 대부분이고, 아까시나무를 비롯한 조림수종이나 혼효되어 생육하던 소나무 등이 상대적으로 쇠퇴하면서 참나무속 수종이 상층을 우점하는 형태로 바뀌어 가고 있는 것으로 보인다. 결국 조림의 결과가 아니라 하더라도 현재의 입지환경에서 참나무속 수종들의 경쟁력이 다른 수종들에 비해 상대적으로 높다면 일부 지역을 제외하고는 소위 참나무류 순림에 가까운 숲으로 발전할 가능성도 있을 것으로 판단된다. 소나무재선충병, 참나무시들음병 등을 비롯한 산림 병해충 피해의 증가가 부주의한 검역 또는 기후변화를 비롯한 환경변화에 서기 인했을 가능성이 존재한다.
- 본 연구에서는 참나무시들음병 발생과 발생지의 임분 구조 간에 어떤 연관성이 있는지를 밝히고자 하였으나 여러가지 한계가 있는 것이 사실이다. 그러나 현재 이와 관련된 연구가 지속되고 있으므로 향후 보다 명확한 원인을 규명하는 데에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 소나무재선충병, 참나무시들음병 등을 비롯한 산림 병해충 피해의 증가가 부주의한 검역 또는 기후변화를 비롯한 환경변화에 서기 인했을 가능성이 존재한다. 그리고 급변하는 환경 하에서 향후 어떤 피해가 발생할지 예측하기 어렵다하더라도, 수종에 따른 공간적 분포가 해당지역의 생태적 특성에 적합하고, 더불어 다양한 수종과 구조로 이루어져 있다면 피해의 정도는 저감될 수 있을 것이고 회복력 또한 높아질 것이다. 앞으로 산림생태계의 건강성 유지와 생물다양성의 보전이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하기 위해서는 산림 경관 차원의 정성적인 임분밀도 조절방법, 생태적 안정성을 고려한 수종갱신방법, 산림생물의 생태, 서식지 및 상호작용 등에 대한 연구가 더욱 심도있게 다루어져야 할 것으로 판단된다.
- 앞으로 산림생태계의 건강성 유지와 생물다양성의 보전이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하기 위해서는 산림 경관 차원의 정성적인 임분밀도 조절방법, 생태적 안정성을 고려한 수종갱신방법, 산림생물의 생태, 서식지 및 상호작용 등에 대한 연구가 더욱 심도있게 다루어져야 할 것으로 판단된다. 또한, 다양한 계층의 이해당사자와 전문가들이 참여하는 산림관리 계획수립을 통해 보다 적극적이고 체계적인 산림생태계 관리를 실시하는 동시에 산림병해충 발생에 대한 장기적인 모니터링을 강화하고 조기경보시스템을 구축하는 등 환경변화에서 비롯되는 재해나 병해충에 대한 적응력을 증진시켜야 나가야 할 것이다.
- 그리고 급변하는 환경 하에서 향후 어떤 피해가 발생할지 예측하기 어렵다하더라도, 수종에 따른 공간적 분포가 해당지역의 생태적 특성에 적합하고, 더불어 다양한 수종과 구조로 이루어져 있다면 피해의 정도는 저감될 수 있을 것이고 회복력 또한 높아질 것이다. 앞으로 산림생태계의 건강성 유지와 생물다양성의 보전이라는 두 가지 목표를 동시에 달성하기 위해서는 산림 경관 차원의 정성적인 임분밀도 조절방법, 생태적 안정성을 고려한 수종갱신방법, 산림생물의 생태, 서식지 및 상호작용 등에 대한 연구가 더욱 심도있게 다루어져야 할 것으로 판단된다. 또한, 다양한 계층의 이해당사자와 전문가들이 참여하는 산림관리 계획수립을 통해 보다 적극적이고 체계적인 산림생태계 관리를 실시하는 동시에 산림병해충 발생에 대한 장기적인 모니터링을 강화하고 조기경보시스템을 구축하는 등 환경변화에서 비롯되는 재해나 병해충에 대한 적응력을 증진시켜야 나가야 할 것이다.
- 그 중에서도 참나무 혼효림은 원래 중생 혼효림이 생성해 놓은 토양의 성질을 비교적 원상태로 유지하고 있음으로 인하여 서어나무류, 단풍나무류, 피나무류, 느티나무류 등의 성숙한 극성상림의 지표가 될 수 있는 수종들이 침입할 수 있는 가능성을 지니고 있기 때문에, 천이의 진척상황이 원만한 경우가 많다. 주로 6가지의 대표적인 참나무 속 수종(상수리나무, 굴참나무, 신갈나무, 떡갈나무, 갈참나무, 졸참나무)으로 구성되어 있는 이들 이차림 산림 군락들은 비록 천이의 초기단계에 속하지만 극성상 산림 군락보다는 구조가 단순하고 오히려 조림적 생산성이 상대적으로 높기 때문에 합리적인 경영관리를 통한 임업적 이용에 일익을 담당 할 수도 있을 것이다. 또한 참나무 속 수종들은 다른 수종들에 비해 목재의 비중이 높아 상대적으로 탄소를 고정할 수 있는 효율이 높은 장점도 있다.
- 향후 매개충인 광릉긴나무좀의 생태적 특성에 대한 연구가 더 진행되어야 하겠으나, 거의 대부분의 생물들이 제한된 자원 하에서 자기 세대를 유지하고 차세대 생산을 극대화하는 방향으로 진화해 왔다는 가장 기본적인 사실을 염두에 둘 필요가 있다. 곤충 개체군의 증식전략 발전은 궁극적으로 생식적합도의 극대화이고, 주어진 환경 하에서 개체군의 생식적합도의 증가는 최소 에너지를 소모하면서 최대의 자원 및 에너지를 획득하는 과정의 효율화와 획득한 자원 및 에너지를 효율적으로 생식에 투자하는 분배의 효율화를 통해 이루어질 수 있다(Ryu et al.
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