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문제 정의
- 본 연구에서는 소양강댐이 주변 식생에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 소양호 근처에 범람지, 범람지보다 고도는 5m 높으며, 거리는 5~20m 떨어져 있는 범람지 위쪽, 그리고 호수로부터 능선을 사이에 두고 3㎞이상 떨어져 있는 대조구의 3 모둠에서 방형구법을 통한 식생과 토양함수량 조사가 이루어졌다. 조사 결과, 식물군집의 종다양도, 종의 구성과 각각의 우점치, 현재 우점하는 종의 생장정도, 잠재식생의 종 구성과 밀도, 토양 함수량에 대하여 범람지는 대주고와 차이를 보였지만, 범람지 위쪽은 대조구와 차이가 없었다.
- 본 연구에서는 소양강호에서의 거리에 따라 방형구법을 통한 식생조사를 함으로써, 댐 건설이 주변의 자연 식생에 미치는 영향을 알아보고자 하였으며, 이는 댐 건설과 관리 방안을 설립하는데 있어 생태학적 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 기대된다.
제안 방법
- Shannon-Wiener 종다양도 지수와 Sørensen의 군집유사도 지수는 조사 방형구의 면적이 다르기 때문에, 초본층은 따로 구분하여 계산하였다.
- 관목층 이상의 모든 수목에 대해서는 10m×10m 방형구에서 조사가 이루어졌으며, 종별 개체수와 각각의 수고, 수관폭(장변×단변)을 측정하였다.
- 그리고 각 10m×10m 방형구에서 3반복씩 깊이 0~10㎝에서 토양을 채취하였으며, 실내에서 토양함수량(Soil water content; Sw=(Sf-Sd)/Sf×100, Sf=건조 전 토양의 무게, Sd=105℃에서 무게가 변하지 않을 때까지 건조시킨 토양의무게)을 측정하였다.
- 그리고 각 방형구 별로 식물 구성종의 다양성과 유사정도를 파악하기 위하여, Shannon-Wiener 종다양도 지수(ShannonWiener diversity index; H'=-∑(Pi ln Pi), Pi=전체 출현종 중에서 i번째의 종이 차지하는 개체수의 비율)와 Sørensen의 군집유사도 지수(Sørensen's similarity index; Cs=2C/(A+B), A, B=각각 방형구의 출현 종수, C=두 방형구에 공통으로 출현하는 종수)를 각각 계산하였다(Sørensen, 1948; Pielou, 1975).
- 조사지에서 식물군집이 뚜렷한 층위구조를 보이지 않더라도, 각 모둠을 층별로 비교하기 위하여, 높이 8m 이상을 교목층, 4-8m를 아교목층, 0.8-4m를 관목층, 0.8m 이하를 초본층으로 구분하였으며, 높이가 0.8m를 넘더라도 초본성 식물인 경우에는 초본층으로 분류하였다. 관목층 이상의 모든 수목에 대해서는 10m×10m 방형구에서 조사가 이루어졌으며, 종별 개체수와 각각의 수고, 수관폭(장변×단변)을 측정하였다.
- 초본층의 경우에는 10m×10m 방형구안에 초본층의 상태가 평균적인 지점을 선택하여 5m×5m의 소형 방형구를 설치하여 조사하였으며, 종별 개체수와 피도(방형구의 전체 면적에 대해 한 종이 차지하는 면적의 비율)을 측정하였다.
- 현지조사 자료를 바탕으로, 각 식물 종의 상대적 우세를 비교하기 위하여, Curtis와 McIntosh(1951)의 중요치(Important value; I.V.)를 통합하여 백분율로 나타낸 상대우점치(Important percentage; I.P.=(상대밀도+상대피도+상대빈도)/3)를 수관층위별로 계산하고(Brower와 Zar, 1977), 다시 관목층 이상의 경우에는 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별로 가중치를 부여한 평균상대우점치(Mean important percentage; M.I.P.=(교목층 I.P.×3+아교목층 I.P.×2+관목층 I.P.×1)/6)를 구하였다(박인협 등, 1987).
대상 데이터
- 강원도 춘천시 신북읍과 북산면에 10m×10m 크기의 방형구 11개를 설정하였다.
- 0을 이용하여, ANOVA를 수행하였으며, 사후분석으로는 Scheffē Test를 실시하였다. 현지조사는 2006년 8월에 실시하였으며, 조사 당일의 날씨는 맑음, 평균기온은 32.5℃, 과거 10일 간의 강수량은 없었다.
데이터처리
- 그리고 각 10m×10m 방형구에서 3반복씩 깊이 0~10㎝에서 토양을 채취하였으며, 실내에서 토양함수량(Soil water content; Sw=(Sf-Sd)/Sf×100, Sf=건조 전 토양의 무게, Sd=105℃에서 무게가 변하지 않을 때까지 건조시킨 토양의무게)을 측정하였다. 일부 자료에 대해서는 SPSS17.0을 이용하여, ANOVA를 수행하였으며, 사후분석으로는 Scheffē Test를 실시하였다. 현지조사는 2006년 8월에 실시하였으며, 조사 당일의 날씨는 맑음, 평균기온은 32.
이론/모형
- 초본층의 경우에는 10m×10m 방형구안에 초본층의 상태가 평균적인 지점을 선택하여 5m×5m의 소형 방형구를 설치하여 조사하였으며, 종별 개체수와 피도(방형구의 전체 면적에 대해 한 종이 차지하는 면적의 비율)을 측정하였다. 방형구 2와 7은 층상구조의 단면도를 그렸으며, 종의 동정은 이창복(2003)과 오용자(2006)를 참고하였다.
성능/효과
- 9%로 세 층에서 모두 우점종이었으며, 교목층의 경우에는 버드나무만 존재했다(Table 1). AFP와 CG 모두 평균상대우점치가 가장 높은 종은 신갈나무(38.9%, 40.4%)이었으며, 두 번째와 세 번째로 높은 종 역시 굴참나무(8.7%, 9,4%), 잔털벚나무(7.8%, 6.6%)로 동일하였다. 층별로는 교목층의 경우, 상대우점치가 높은 순서대로 AFP에서는 신갈나무(63.
- FP의 평균 토양함수량은 6.28%(5.40~6.86%)로, AFP와 CG의 11.13%(10.30~12.03%), 10.14%(8.67~11.65%)보다 상대적으로 낮았으며(p<.01), AFP와 CG간에는 유의한 차이가 나지 않았다(Fig. 7).
- 각 모둠의 초본층의 상대우점치가 높은 순서대로 나타내면, FP에서는 사철쑥(34.2%), 돼지풀(16.8%), 소나무(16.8%), AFP에서는 주름조개풀(19.4%), 산족제비고사리(9.9%), 맑은대쑥(8.0%) CG에서는 주름조개풀(24.6%), 산족제비고사리(14.1%), 개고사리(9.9%) 등의 순이었다(Table 2). 종 구성을 살펴보면, FP와 AFP는 3종이, FP와 CG는 2종이, AFP와 CG는 13종이 일치하였다.
- 각 모둠의 층별 식피율은 아교목층을 제외한 모든 층에서 FP는 AFP, CG와 큰 차이를 보이는 반면, AFP와 CG는 모든 층에서 거의 동일한 양상을 나타내었다(Fig. 2). 교목층과 관목층의 식피율은 FP(1%, 2%)가 AFP(81%, 20%), CG(77%, 20%)에 비하여 낮았으며, 반대로 초본층은 FP(45%)가 AFP(8%), CG(7%)에 비하여 높았다.
- 관목층, 아교목층, 교목층의 상대우점치와 평균상대우점치를 산정한 결과, FP에서는 버드나무와 신나무만 존재하였으며, 버드나무의 평균상대우점치가 87.9%로 세 층에서 모두 우점종이었으며, 교목층의 경우에는 버드나무만 존재했다(Table 1). AFP와 CG 모두 평균상대우점치가 가장 높은 종은 신갈나무(38.
- 관목층~교목층에서 FP는 AFP, CG에 일치하는 종이 없어 FP-AFP, FP-CG의 모든 조합에서 Sørensen의 군집유사도 지수가 0으로 나타났다(Table 3a).
- 관목층~교목층에서 FP의 Shannon-Wiener 종 다양도 지수 평균은 0.26(0~0.66)으로, AFP와 CG의 2.34(2.22~2.46), 2.23(1.99~2.42)보다 상대적으로 낮았으며(p<.01), AFP와 CG간에는 유의한 차이가 나타나지 않았다(Fig. 4a).
- 2). 교목층과 관목층의 식피율은 FP(1%, 2%)가 AFP(81%, 20%), CG(77%, 20%)에 비하여 낮았으며, 반대로 초본층은 FP(45%)가 AFP(8%), CG(7%)에 비하여 높았다. 아교목층에서는 FP(13%), AFP(20%), CG(20%)간에 거의 차이가 없었는데, 이는 FP에서 유일하게 출현하는 신나무와 버드나무의 수고가 대부분 아교목층에 해당하는 5~6m이었기 때문이다.
- 그리고 소나무의 치수가 다수가 발견되었는데, 그 원인으로는 첫째, 소나무가 열악한 범람지의 토양환경을 견디어냈기 때문인 것으로 생각되며, 기존의 많은 연구에서 소나무는 활엽수인 참나무속 식물에 비하여 척박한 토양환경에 잘 적응함을 확인하였다(이호준 등, 1998). 둘째, 목본식물의 부재는 양수인 소나무가 발아하고 생장하는데 필수적인 광량의 유입을 증가시켰을 것이며, 이를 뒷받침하는 근거로 초본식물이 높은 피도로 뒤덮은 지역에서는 소나무의 치수가 없었다. 하지만 소나무의 치수는 성목으로 자라지 못하고 고사하게 되는데, 이는 이 지역이 범람될 때, 침수를 견디지 못하기 때문인 것으로 예상된다.
- 인공호수의 영향력은 주변의 바람 방향과 지형 경관에 따라서 달라질 수 있으므로(소선섭과 이명호, 1995; 전병일 등, 2002), 연구 범위를 확대할 필요가 있다. 둘째, 소양호는 우리나라에서는 규모가 큰 편이지만, Dussart 등(1972)의 기준에 의하면 소호수로 구분되는 만큼, 자연 식생에 변화를 가져오기에 충분한 영향력을 가지지 않을 수 있다. 셋째, 본 연구는 소양강댐이 준공된 이후, 33년 후에 진행된 것이지만 식생변화를 나타나기에는 충분하지 않았을 가능성이 있다.
- 버드나무와 신나무의 치수는 FP에서만 출현하였으며, 관목층(40/㏊, 40/㏊)보다 초본층(320/㏊, 240㏊)에서 높은 밀도로 나타났다. 소나무의 치수는 FP(7,040/㏊)에서 AFP(80/㏊)와 CG(80/㏊)보다 무척 높은 밀도로 출현하였으며, 모두 초본층에서 나타났다. 참나무속 치수의 경우, FP에서는 초본 층에서만 80/㏊의 낮은 밀도로 나타났으며, AFP와 CG의 초본층에서는 각각 720/㏊, 400/㏊, 관목층에서는 180/㏊, 240/㏊로 FP에 비하여 높은 밀도로 출현하였다.
- 소양호의 범람지에서는 목본식물 보다는 초본 식물이 발달하였고, 종 다양도가 낮으며, 소나무의 치수가 높은 밀도로 계속 발아하여 생장하다고사하는 순환을 가지는 등, 범람지 위쪽과 대조구와는 다른 식생 양상을 보였다. 이의 가장 큰 원인은 지속적인 범람으로 보이며, 강상준과 곽애경(1993)은 범람원의 고수위선과 저수위선 사이에는 홍수에 의한 식생의 매몰이나 유출이 일어나 불안정한 성격의 식생이 분포한다고 하였다.
- 조사 결과, 범람지보다 고도는 5m 높으며, 거리는 5~20m 떨어져 있는 범람지 위쪽은 대조구와 차이를 보이지 않았다. 식생의 종 구성, 현재 우점하는 식물의 종과 생장정도 뿐만 아니라 잠재되어있는 식물까지도 동일한 결과를 나타내었다. 즉, 댐 건설은 범람지 외의 지역에서는 가시적인 식생변화를 가져오지 못하는 것으로 판단되며, 이는 댐 건설이 기후와 주변 농작물 생산성에 거의 영향을 주지 않는다는 기존의 연구들과 일치한다(Thornthwaite, 1958; 한국전력공사 기술연구원, 1993).
- 조사 결과, 범람지보다 고도는 5m 높으며, 거리는 5~20m 떨어져 있는 범람지 위쪽은 대조구와 차이를 보이지 않았다. 식생의 종 구성, 현재 우점하는 식물의 종과 생장정도 뿐만 아니라 잠재되어있는 식물까지도 동일한 결과를 나타내었다.
- 본 연구에서는 소양강댐이 주변 식생에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 소양호 근처에 범람지, 범람지보다 고도는 5m 높으며, 거리는 5~20m 떨어져 있는 범람지 위쪽, 그리고 호수로부터 능선을 사이에 두고 3㎞이상 떨어져 있는 대조구의 3 모둠에서 방형구법을 통한 식생과 토양함수량 조사가 이루어졌다. 조사 결과, 식물군집의 종다양도, 종의 구성과 각각의 우점치, 현재 우점하는 종의 생장정도, 잠재식생의 종 구성과 밀도, 토양 함수량에 대하여 범람지는 대주고와 차이를 보였지만, 범람지 위쪽은 대조구와 차이가 없었다. 즉, 소양강댐 건설은 범람지에는 식생 변화를 가져왔지만, 범람지 외에는 33년 동안에는 가시적인 변화를 가져오지 못하는 것으로 나타났다.
- 그 중 방형구 1~5는 소양호의 범람으로 인한 영향을 직접 받는 곳으로, 해발고도는 205~210m, 경사도는 15%미만, 호수로부터 거리는 5~20m에 설정하였다(Floodplain; FP). 조사 당시의 호수면의 해발고도는 200m이었으며, 210m까지는 식물의 잔해가 쌓여있고, 고사한 목본성 식물이 발견되는 등 범람의 흔적을 확인할 수 있었다. 방형구 6~8은 범람지의 바로 윗부분으로, 호수의 간접적인 영향을 받는 것으로 판단되는 곳이며, 해발고도는 210~215m, 경사도는 15~20%, 호수로부터의 거리는 25~40m에 해당한다(Above the floodplain; AFP).
- 8%) 등의 순이었다. 종 구성을 살펴보면, FP는 AFP 및 CG와 일치하는 종이 없었으며, AFP와 CG는 청미래덩굴, 붉나무, 음나무, 두릅나무를 제외하면 모두 일치하였다.
- 9%) 등의 순이었다(Table 2). 종 구성을 살펴보면, FP와 AFP는 3종이, FP와 CG는 2종이, AFP와 CG는 13종이 일치하였다.
- 조사 결과, 식물군집의 종다양도, 종의 구성과 각각의 우점치, 현재 우점하는 종의 생장정도, 잠재식생의 종 구성과 밀도, 토양 함수량에 대하여 범람지는 대주고와 차이를 보였지만, 범람지 위쪽은 대조구와 차이가 없었다. 즉, 소양강댐 건설은 범람지에는 식생 변화를 가져왔지만, 범람지 외에는 33년 동안에는 가시적인 변화를 가져오지 못하는 것으로 나타났다. 이는 댐건설과 관리 방안을 설립하는데 있어 생태학적 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 기대되며, 앞으로도 지속적인 모니터링과 함께, 범람지의 관리에 대한 노력이 필요한 것으로 보인다.
- 54로, AFPAFP, CG-CG조합과 큰 차이가 없으므로, AFP와 CG는 유사도가 높다고 할 수 있다. 초본층에서는 FP-FP, AFP-AFP, CG-CG조합의 평균이 각각 0.66, 0.35, 0.32이며, FP-AFP, FP-CG, AFPCG조합이 각각 0.12, 0.13, 0.35로 FP는 AFP, CG와 유사도가 낮으며, AFP와 CG는 유사도가 높은 것으로 나타나 관목층~교목층의 결과와 동일하였다(Table 3b).
- 층상구조 단면도와 식물군집을 보면, FP를 대표하는 방형구 2에서는 초본층이 발달하였으며, 그 중 사철쑥이 가장 넓게 분포하였고, 초본성 식물이 덮지 않은 지역에서는 소나무의 치수가 다수 발견되었다(Fig. 3). 하지만 모두 수고가 0.
- 7). 현장조사에서 FP는 유기물층이 없이 바로 표토가 드러나고, 반면에 AFP와 CG는 2~3㎝의 유기물층이 존재하는 것을 확인할 수 있었다.
후속연구
- 즉, 소양강댐 건설은 범람지에는 식생 변화를 가져왔지만, 범람지 외에는 33년 동안에는 가시적인 변화를 가져오지 못하는 것으로 나타났다. 이는 댐건설과 관리 방안을 설립하는데 있어 생태학적 기초자료를 제시할 수 있을 것으로 기대되며, 앞으로도 지속적인 모니터링과 함께, 범람지의 관리에 대한 노력이 필요한 것으로 보인다.
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