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문제 정의
- 본 연구는 도시림의 자연성 회복을 위하여 부산시 사하구의 도시림을 대상으로 부산광역시 자연림 중 가장 넓은 면적을 차지하고 있는 곰솔군집의 식생 복원모델을 구축하고자 하였으며, 도시림 복원을 위한 모델식재의 개념으로 자연성이 높은 곰솔군집의 종조성을 파악하고, 생태적 복원을 위한 식생모델을 제시하고자 하였다.
- 이러한 시점에서 본 연구는 도시림의 자연성 회복을 위하여 부산시 사하구의 도시림을 대상으로 식생조사를 실시하여 조사지별 생태적 특성을 파악하고, 식물군집구조를 비교·분석하여 부산광역시 자연림 중 가장 넓은 면적을 차지하고 있는 곰솔군집을 중심으로 식생구조 및 생태적 특성을 고려한 복원모델을 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 도시림 복원을 위한 곰솔림의 식생 복원모델은 20×20m(400m2)의 면적을 대상으로 식물군집구조 분석을 실시하여 상대우점치, 종다양도, 출현종수 및 개체수, 적정밀도를 제시하였으며, 적정식물 선정을 위하여 자연성이 높은 곰솔군집의 층위별 종조성을 파악하여 목본 및 초본중에서 자생종을 선정하였다.
- 도시림 복원을 위한 식생모델은 20×20m(400m2)의 면적을 대상으로 식물군집구조 분석을 실시한 결과를 바탕으로 하여 자연성과 종다양성이 풍부하고 층위별 출현종이 성상에 따라 뚜렷한 자생식물군집을 식생 복원모델로 선정하였다.
- 부산광역시의 산림특성은 침엽수림이 전체의 50% 이상으로 상록침엽수림이 우세하게 나타나고 있으며, 그 중에서도 곰솔이 전체 산림면적의 약 40% 이상을 차지하고 있다(부산광역시, 1999). 따라서 생태적 특성을 고려한 식생모델을 제시하기 위하여 곰솔군집을 대상으로 층위별 상대우점치, 종다양도, 유사도 등을 비교․분석하여 자생성이 높고, 다층구조를 이루고 있는 곰솔군집을 선정하여 동일한 수종, 규격, 간격을 배치하는 방법을 선택하였다.
- )를 통합하여 백분율로 나타낸 상대우점치(Brower and Zar, 1977)를 수관층위별로 분석하였다. 상대우점치(Importance Percentage ; I.P.)는 상대밀도와 상대피도를 더한 값을 2로 나누어 계산하였으며, 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별로 가중치를 부여하여 평균상대우점치(Mean Importance Percentage; M.I.P.)를 구하였다.
- 식물군집구조는 상대우점치, 종수 및 종다양성지수, 유사도 및 상이도지수, 귀화식물 분포 등을 분석하였으며, 그 결과를 바탕으로 식생의 생태적 특성을 파악하였다.
- 상대우점치는 층위별 출현종의 세력비교를 통하여 각 조사구의 생태적 천이경향 예측 및 층위구조 형성을 판단하기 위한 방법이다. 식생조사 자료에 의하여 Curtis와 Mclntosh(1951)의 중요치(Importance Value ; I.V.)를 통합하여 백분율로 나타낸 상대우점치(Brower and Zar, 1977)를 수관층위별로 분석하였다. 상대우점치(Importance Percentage ; I.
- )의 면적을 대상으로 식물군집구조 분석을 실시한 결과를 바탕으로 하여 자연성과 종다양성이 풍부하고 층위별 출현종이 성상에 따라 뚜렷한 자생식물군집을 식생 복원모델로 선정하였다. 적정식물은 천이가능성이 높은 자생수종 및 자연성이 높은 군집에 출현한 초본식물을 선정하였고, 적정밀도는 현장에서 조사한 자료와 기존문헌에서 제안된 자료를 종합하여 개체수, 흉고단면적 및 수관투영면적, 수목간 최단거리를 산정하였다.
- 조사구는 방형구법(Quardrats method)을 이용하여 20×20m(400m2)의 방형구를 설정하였으며, 조사구 내에 출현하는 목본수종을 교목층(수고 8m 이상인 목본), 아교목층(수고 8m 이하인 목본), 관목층(수고 2m 이하 0.8m 이상인 목본)으로 구분하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 부산광역시 사하구 내에 있는 4개의 도시림을 대상으로 하였으며, 식생조사를 위한 조사구는 하예작업이 이루어지지 않고 식생이 균질한 지역을 중심으로 동, 서, 남, 북의 4개 사면으로 구분하여 각 3개씩 총 12개의 조사지역을 선정하였다.
- 본 연구는 부산광역시 사하구를 대상으로 하였으며, 산림이 주거지역, 상업지역, 공업지역과 인접하여 있고 인근 주민들의 이용도가 높은 동매산, 아미산, 두송반도, 옥녀봉을 대상으로 하였다.
- 수종 선정은 곰솔 모델군집에서 출현하는 전체수종 중에서 자생수종으로 생태적 천이단계상 도태가능성이 있는 수종과 덩굴성 수종을 제외한 종으로 선정하였으며, 초본은 귀화식물 및 외래식물을 제외한 자생종으로 선정하였다.
이론/모형
- 초본층은 중첩방형구법을 이용하여 각 조사지의 조사구내에 5m×5m의 방형구를 설치하고 출현식물을 대상으로 Braun-Blanquet(1964)방법에 의거하여 우점도(domi-nance)와 군도(sociability)를 분석하였다. 식물종의 분류는 이창복(1989)과 김태정(1996)의 도감을 참고하였다.
- 식생조사는 식물사회학적방법(Braun-blanquet, 1964)에 따라 실시하였으며, 출현하는 수목을 층위별로 구분하여 각층에 대한 수고, 식피율, 흉고직경, 출현종수, 개체수를 측정하였다.
- 자연식생의 교란정도를 나타내는 귀화율(ratio of naturalization)은 총출현종수에 대한 귀화식물의 비율로 계산하였으며(沼田眞, 1975), 식물별 귀화도(degree of naturalization)는 박수현 등(2002)의 연구를 참고하여 분포등급 기준을 구분하였다.
- 종구성상의 유사도지수(Similarity Index：S.I.)및 상이도지수(Dissimilarity Index：D.S.I.)를 구하기 위하여 Whittaker(1956)의 수식에 따라 구하여 백분율로 나타내었다.
- 종구성상태의 다양한 정도를 나타내는 측도인 종다양도를 판단하기 위하여 희귀종을 강조한 Shannon지수(Pielou, 1975)의 수식에 따라 종다양도지수(species diversity：H'), 최대종다양도(H'max), 균재도(evenness：J'), 우점도(dominance：D)를 산출하였다.
- 초본층은 중첩방형구법을 이용하여 각 조사지의 조사구내에 5m×5m의 방형구를 설치하고 출현식물을 대상으로 Braun-Blanquet(1964)방법에 의거하여 우점도(domi-nance)와 군도(sociability)를 분석하였다.
성능/효과
- 조사지역별 식생구조 분석에서 두송반도의 곰솔군집이 자연성이 높았으며, 자생종을 이용한 도시림의 생태적인 식생 복원모델에 적용이 가능한 것으로 판단되었다.
- 곰솔군집의 식생 복원모델은 교목 5종, 관목 15종, 주연부 식생 10종, 초본 22종 등 총 58종을 제시하였으며, 단위면적당 목본층의 평균 개체수는 교목층 24개체, 아교목층 35개체, 관목층 410개체이었다. 수목간 최단거리는 교목층 2.
- 곰솔군집의 식생 복원모델의 단위면적 400m2에 대한 목본층의 평균 개체수는 교목층 24개체, 아교목층 35개체, 관목층 410개체이며, 평균 흉고단면적 및 수관투영면적은 교목층 10,852cm2, 아교목층 1,546cm2, 관목층 1,158,660cm2이었고, 수목간 최단거리는 교목층 2.0m, 아교목층 1.9m로 산정되었다. 곰솔군집 복원모델의 단위면적 400m2에 대한 초본층의 식피율은 평균 34%로 136m2로 산정되었다.
- 곰솔군집의 식생복원을 위해서는 교목으로 곰솔, 상수리나무, 떡갈나무, 졸참나무, 갈참나무, 굴참나무 등 6종이며, 아교목으로 굴피나무, 산벚나무, 때죽나무, 사스레피나무, 산뽕나무 등 5종이었다.
- 균재도는 동매산이 0.7229, 아미산이 0.7522, 두송반도가 0.7778, 옥녀봉이 0.7545로 나타났다. 따라서 균재도는 두송반도가 가장 높은 것으로 나타났고, 동매산이 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 두송반도는 교목층에서 곰솔(I.P.：40.1%)이 우점종으로 나타났으며, 아교목층에서는 사스레피나무(I.P .：31.4%)가 우점종으로 나타났고, 곰솔(I.P.：20.7%)이 주요 출현종으로 나타났다. 관목층에서는 사스레피나무, 개옻나무, 덜꿩나무, 족제비싸리, 진달래, 낭아초, 칡, 계요등, 청미래덩굴이 다수 출현하였다.
- 두송반도에서 출현한 상대우점치의 결과를 살펴보면, 교목층은 곰솔(IP：40.1%)이 우점종으로 나타났고, 아교목층은 사스레피나무(IP：31.4%)가 우점종, 곰솔(IP：20.7%)이 주요 출현종이며, 관목은 굴피나무, 두릅나무, 사스레피나무, 개옻나무, 덜꿩나무, 족제비싸리, 싸리, 진달래, 낭아초, 마삭줄, 칡, 계요등, 청미래덩굴이 주요 출현종으로 나타나, 본 군집은 곰솔군집으로 계속 유지될 것으로 판단된다.
- 따라서 균재도는 두송반도가 가장 높은 것으로 나타났고, 동매산이 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 관목층에서는 참느릅나무, 느릅나무, 생강나무, 보리밥나무, 예덕나무, 쥐똥나무, 팥배나무, 개옻나무, 산초나무, 돌가시나무, 붉나무, 덜꿩나무, 진달래, 산철쭉, 낭아초 등이 다양한 수관을 형성하였다. 따라서 본 곰솔군집은 층위별 구성종의 성상이 뚜렷한 다층구조로 형성되었다.
- 2455로 나타났다. 따라서 우점도는 동매산이 가장 높은 것으로 나타났고, 두송반도가 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 따라서 종다양도는 두송반도가 가장 높은 것으로 나타났고, 옥녀봉이 가장 낮은 것으로 나타났다.
- )당 목본의 출현 종수는 동매산이 53종, 아미산이 51종, 두송반도가 47종, 옥녀봉이 44종으로 나타났다. 따라서 종수는 동매산이 가장 많은 것으로 나타났고, 옥녀봉이 가장 적은 것으로 나타났다.
- 7842로 나타났다. 따라서 최대종다양도는 동매산이 가장 높은 것으로 나타났고, 옥녀봉이 가장 낮은 것으로 나타났다.
- 본 조사지역의 초본은 선행연구의 결과와 유사한 경향으로 나타나 신평공단, 장림공단 등 주변 공단지역에서 발생하는 대기오염과 토양산성화의 영향으로 인하여 이러한 종들이 우점하는 것으로 판단되었으며, 주홍서나물과 미국자리공은 귀화식물로서 이러한 식물에 대한 식생관리가 요구되었다.
- 옥녀봉은 교목층에서 오리나무(I.P.：24.0%)가 우점종으로 나타났고, 곰솔(I.P.：14.0%)이 주요 출현종으로 나타났으며, 아교목층에서는 곰솔(I.P .：37.7%)이 우점종으로 나타났으며, 리기다소나무, 떡갈나무, 산벚나무, 비목나무, 자귀나무가 다수 출현하였다. 관목층에서는 떡갈나무, 쥐똥나무, 돌가시나무, 국수나무, 조록싸리, 나무딸기, 낭아초, 계요등, 노박덩굴, 청가시덩굴, 청미래덩굴이 다수 출현하였다.
- 유사도지수를 분석한 결과, 60% 이상으로 동질적인 경향을 보이는 집단은 5개 조사구간으로 나타나 조사지역간 식생은 동질적인 경향을 보이는 것으로 판단되었다.
- 이 지역의 초본의 우점도 및 군도를 분석한 결과, 주름조개풀이 우점종으로 나타났고, 억새, 주홍서나물이 다수 분포하는 것으로 나타났으며, 미국자리공이 전반적으로 분포하는 것으로 나타났다.
- 97%로 나타나, 동매산이 가장 낮은 것으로 나타났고, 옥녀봉이 가장 높은 것으로 나타났다. 전체 귀화율은 4.85%로 분석되었으며, 서울의 도시화지수 36%, 춘천의 귀화율 11.3%, 우리나라 평균 귀화율 10.4% 보다 낮은 것으로 나타나 다른 지역에 비해 식생이 교란되지 않은 것으로 판단되었다.
- 조사지별 귀화율은 동매산이 3.26%, 아미산이 3.37%, 두송반도가 4.05%, 옥녀봉이 6.97%로 나타나, 동매산이 가장 낮은 것으로 나타났고, 옥녀봉이 가장 높은 것으로 나타났다. 전체 귀화율은 4.
- 조사지역간 유사도가 20% 미만의 이질적인 집단과 유사도가 40% 미만으로 이질적인 경향을 보이는 집단은 없는 것으로 나타났으며, 조사지역간 유사도가 80% 이상의 동질적인 집단은 없는 것으로 나타났고, 유사도가 60% 이상으로 동질적인 경향을 보이는 집단은 동매산-아미산, 동매산-옥녀봉, 아미산-두송반도, 아미산-옥녀봉, 두송반도-옥녀봉으로 나타났다.
- 조사지역별 단위면적(4,800m2)당 목본의 출현 종수는 동매산이 53종, 아미산이 51종, 두송반도가 47종, 옥녀봉이 44종으로 나타났다.
- 조사지역에서 확인된 귀화식물은 4과 8종으로 나타났으며, 이 수치는 국립환경연구원에서 제공하는 전국 귀화식물 285종의 약 2.81%에 해당되는 것으로 도시화의 정도가 매우 낮은 것으로 판단되었다.
- 종다양도, 최대종다양도, 균재도, 우점도를 분석한 결과, 두송반도의 종다양도, 균재도가 가장 높고, 우점도가 가장 낮게 나타나 식물종이 고르게 분포하고 식생구조가 건전한 것으로 분석되었다.
- 초본은 조개풀, 며느리밑씻개, 닭의장풀, 억새, 쑥, 산박하, 단풍마, 참마, 등골나물, 바디나물, 개솔새, 금강아지풀, 쥐꼬리망초, 쌀새, 오이풀, 엉겅퀴, 호장근, 맥문동, 자귀풀, 삽주, 까치수염, 고비고사리 등 22종이었으며, 목본과 초본을 합하여 58종이었다.
- 초본의 종수는 동매산이 40종, 아미산이 38종, 두송반도가 27종, 옥녀봉이 42종으로 나타났으며, 옥녀봉이 가장 많고, 두송반도가 가장 적은 것으로 나타났다.
- 최대종다양도는 동매산이 3.9703, 아미산이 3.9318, 두송반도가 3.8501, 옥녀봉이 3.7842로 나타났다. 따라서 최대종다양도는 동매산이 가장 높은 것으로 나타났고, 옥녀봉이 가장 낮은 것으로 나타났다.
후속연구
- 따라서 각 조사지역의 교목층과 아교목층에서 나타나는 리기다소나무와 아까시나무의 벌목 및 간벌을 통한 식생관리가 필요하며, 각 조사구의 관목층에서 출현하고 있는 덩굴성 식물인 칡은 제거해야 할 것이다.
- 본 연구는 부산광역시 사하구 도시림의 식생을 복원하기 위하여 수행되어 부산광역시의 일반적인 곰솔림의 복원모델로 적용되지 못하는 한계가 있으며, 다양한 지형 및 환경적인 요인을 고려한 식생모델로서 적용하기에는 한계가 있다.
- 최근 지구환경 문제가 대두되면서 제기되고 있는 생물 종다양성 보존은 도시지역에서 산림종 구성의 다양성을 나타내는 종다양도에 대한 정량적인 분석을 필요로 한다. 산림군집에 있어 종다양성은 생태적인 안정성의 척도이며(Brower and Zar, 1977), 환경오염의 영향, 이용자의 압력 등에 의해 훼손되고 있는 도시림은 생태적인 식생복원방법에 의해 종다양성을 증진시키는 방안이 모색되어야 할 것이다.
- 현재 부산지역 산림의 40% 이상을 차지하고 있고, 남부 해안지역의 대표수종인 곰솔림은 지구온난화 및 이용자의 과도한 이용으로 훼손되어가고 있다. 향후 곰솔림을 복원하기 위하여 조사대상지역을 확대하고, 지형 및 환경요인을 고려한 연구가 이루어진다면, 부산지역에 일반적으로 적용될 수 있는 곰솔림의 생태적인 식생 복원모델을 제시할 수 있을 것이다.
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