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문제 정의
- 본 연구에서는 산마늘 자생지의 식생유형을 분류하고 각 유형별 중요치, 종다양도, 종간연관관계, 군집유사도를 조사 - 분석하여 산마늘 자생지의 식생을 생태학적으로 구명하여 복원 및 보호관리와 재배지 환경조성의 기초자료를 제공하고자 하였다.
제안 방법
- coverage), 상대밀도(relative density)를 합하여 백분율로 산출하였다. 각 식생단위별 종다양성, 우점도 등을 분석하기 위하여 종다양도지수, 최대다양도, 균재도, 우점도를 조사지별로 분석하였다(Shannon and Weaver, 1963; Brower and Zar, 1977).
- 본 연구의 조사는 산마늘의 생육 최성기를 고려하여 2009 년 3월~7월, 2010년 6월에 걸쳐 식물사회학적 방법 (Ellenberg, 1956; Braun-Blanquet, 1964)에 따라 지형, 생태적 밀도, 해발, 경사도, 노암율, 낙엽층 깊이, 방위의 입지환경요인을 조사하였고, 조사구의 크기는 10 mxlO m로 하였다. 산마늘 자생지의 개체군 조사를 위하여 울릉도의 태하령 9개소, 나리분지 8개소, 성인봉 17개소, 정매화골 10개소와 함백산 금대봉 4개소로 총 48개소의 조사구(Fig니耸 3) 내에 출현하는 각 종의 피도와 개체수를 조합시킨 우점도 계급을 층위별로 구분하여 판정 기록하였고, 생육상태는 종 개체의 집합 혹은 산의 정도에 따른 군도계급 등을 측정하였다.
- 산마늘 자생지의 개체군 조사를 위하여 울릉도의 태하령 9개소, 나리분지 8개소, 성인봉 17개소, 정매화골 10개소와 함백산 금대봉 4개소로 총 48개소의 조사구(Fig니耸 3) 내에 출현하는 각 종의 피도와 개체수를 조합시킨 우점도 계급을 층위별로 구분하여 판정 기록하였고, 생육상태는 종 개체의 집합 혹은 산의 정도에 따른 군도계급 등을 측정하였다. 각 조사구의 흉고직경 2 cm이상 되는 모든 임목을 매목조사(수고, 흉고직경)하였으며 , 식물의 학명과 향 명은 산림청(2003)의 국가표준식물목록과 이창복 도감을 병용하여 참고하였다(이창복, 2003; 국립수목원, 2007).
- 산마늘 자생지의 환경요인과 관계없이 종 상호간에 친소관계를 알아보기 위하여 각 군락유형별로 표징종과 식별 종 및 중요치가 높게 나온 종들 27개의 종을 대상으로 종간 연관에 대한 Chi-square matrix와 성좌표를 분석한 결과(Fig니 re 4), 3개의 그룹으로 나누어 졌다. Figure 5는 본산 마늘 자생에 출현하는 종간의 결합관계를 바탕으로 친화력 이 강한 종들의 성좌표를 작성한 것으로 그룹Ie 산마늘과 양의 상관관계를 가지는 당마가목, 고로쇠나무, 섬단풍, 너도밤나무, 섬노루귀, 등수국 등으로 나타났으며, 그룹II는 산마늘의 음의 상관관계를 가지는 신갈나무, 당단풍나무, 당분취 등이고, 그룹Ⅲ도 산마늘과 음의 상관관계를 가지는 섬잣나무와 동백나무, 보리밥나무로 나타났다.
- 중요치 (importance val니e)는 매목조사에서 얻은 자료를 토대로 Curtis and Mclntosh(1951)가 고안해낸 전체종에 대한 조사지 에 출현한 각 종의 상대 빈도(relative frequency), 상대피도(relative coverage), 상대밀도(relative density)를 합하여 백분율로 산출하였다. 각 식생단위별 종다양성, 우점도 등을 분석하기 위하여 종다양도지수, 최대다양도, 균재도, 우점도를 조사지별로 분석하였다(Shannon and Weaver, 1963; Brower and Zar, 1977).
데이터처리
- 또한 개체군에 있어 종간의 연관을 검사하기 위해 48개의 방형구로부터 기록된 216종 중, 중요치가 높게 나타난 종과 식물사회학적 분류에 나타난 표징종 및 식별종을 중심으로 5% 이상의 빈도를 갖는 27종을 선발하여 , 5% 이상의 빈도를 갖는 종수X조사방형구수, 즉 27종 乂 48방 형구 의종의 존재유무 자료행렬 (presence-absence date matrix)에서 모든 종간의 쌍에 대하여 2x2 분할표를 이용하여 X2 검정 (Chi-square test statistic)을 하였다. +七와 +는 양성결합을, —와 -는 음성결합을 나타낸 것이며 ++와 —는 99%의확률수준어】서 , +와 -는 95%의 확률수준에서 두 수종 간의 유의 한 상관관계가 있음을 표시 한 것 이다(Agnew, 1961).
이론/모형
- 산마늘 자생지의 개체군 조사를 위하여 울릉도의 태하령 9개소, 나리분지 8개소, 성인봉 17개소, 정매화골 10개소와 함백산 금대봉 4개소로 총 48개소의 조사구(Fig니耸 3) 내에 출현하는 각 종의 피도와 개체수를 조합시킨 우점도 계급을 층위별로 구분하여 판정 기록하였고, 생육상태는 종 개체의 집합 혹은 산의 정도에 따른 군도계급 등을 측정하였다. 각 조사구의 흉고직경 2 cm이상 되는 모든 임목을 매목조사(수고, 흉고직경)하였으며 , 식물의 학명과 향 명은 산림청(2003)의 국가표준식물목록과 이창복 도감을 병용하여 참고하였다(이창복, 2003; 국립수목원, 2007).
성능/효과
- m), 평균경사도는 23。(15~37。), 평균 암석 노출도는 5%(0~40%), 평균식피율은 교목층 85%(70~90%), 아 교목층 28%(10~60%), 관목층 15%(5~30%), 초본층 82% (70~95%)로 각각 나타났다. 평균수고는 교목층 14 m (10~ 16 m), 아교목층 8m(4~10m), 관목층 초본층 1 m(0.
- m), 평균경사도는 17。(3~40。), 평균암석노출도는 8%(0~50%)로 각각 나타났고, 평균식피율은 교목층 79%(70~90%), 아교목층 34%(10~55%), 관목층 18% (10-40%), 초본층 86%(60~95%)로 각각 나타났다. 평균수고는 교목층 16 m(15~21 m), 아교목층 9 m(7~ll m), 관목증 2 m(l .
- 334-1, 356 m), 평균경사도는 13。(5~20。), 평균 암석 노출도는 4%(0~10%)로 각각 나타났고, 평균식피율은 교목층 83%(80~85%), 아교목층 51%(35~65%), 관목층 35% (15-50%), 초본층 86%(75~90%)로 각각 나타났다. 평균수고는 10 m(7~13 m), 5 m(4~7 m), 2 m(2~3 m), 0.
- 20%로 비교적 낮게 나타났다. 각 군락이 전체적으로 사면상부에 주로 분포하는 반면 식생단위 4는 사면하부에 주로 분포하는 경향을 나타내고 있었고, 초본층에서 교란지 및 임연부 출현종인 큰두루미꽃의 중요치 가 19.72%로 가장 높은 특징을 나타내고 있었다.
- 각 식생단위별 중요치를 분석한 결과, 울릉도 지역으로 분류된 고로쇠 나무군락의 너 도밤나무군(식 생 단위 1, 2, 3) 에서 초본층의 산마늘 중요치가 비교적 높게 나타났으며, 두메오리나무군(식생단위 4)은 9.20%로 비교적 낮게 나타났다. 각 군락이 전체적으로 사면상부에 주로 분포하는 반면 식생단위 4는 사면하부에 주로 분포하는 경향을 나타내고 있었고, 초본층에서 교란지 및 임연부 출현종인 큰두루미꽃의 중요치 가 19.
- 이는 心5월경 나뭇잎이 나기 전까지는 양지이고 6월 이후 일광량이 많아지는 시기에는 음지의 서늘한 지역으로 교목증에 나도밤나무, 고로쇠나무 등의 낙엽활엽수가 우점하며, 초본층 이상에서 상록성 식물종의 중요치가 너무 높지 않은 지역이 산마늘이 자생하는데 유리할 것으로 판단되었다. 또한 각 식생 단위별 중요치가 높은 종과 표징종 및 식별종으로 분석한 종간연관관계를 분석한 결과, 산마늘과 양의 상관관계를 가지는 종은 대부분 수분요구도가 큰 고로쇠나무, 섬단풍, 등수국, 일색고사리 등의 계곡성 식물종과 당마가목, 서덜취, 눈개승마, 헐떡이풀 등의 아고산대 식물종으로 토습과 공중습도가 높은 지역에 주로 서식하는 식물 종으로 나타난 것으로 보아 산마늘이 생육하는데 있어 토습과 공중습도가 중요한 환경요인으로 판단되었다.
- 반면 산마늘의 중요치가 가장 높게 나타난 눈개승마 소군(식생단위 2)은 교목층과, 아교목층, 관목층에 상록성 식물 종이 나타나지 않았고 초본층에서도 5%이라고 낮게 나타났으며, 눈개승마, 서덜취 등 아고산성식물종이 표징종 및 식별종으로 구분되었고, 종다양도지수가 0.4177로 가장 낮게 나타났고, 우점도가 0.3내외로 우점종이 2~3종으로 나타났다.
- 본 단위의 입지환경요인으로 평균해발고는 372 m (238-521 m), 평균경사도는 30°(5~52°), 평균암석노출도는 8%(0~50%)로 각각 나타났고, 평균식피율은 교목층 85%(75~95%), 아교목층 42%(10~80%), 관목층 29% (10-65%), 초본층 69%(50~90%)로 각각 나타났다. 평균수고는 교목층 15 m(13~17m), 아교목층 8m(4~10m), 관목층 2m(l~5m), 초본층 1 m(0.
- 본 단위의 입지환경요인으로 평균해발고는 758 m (309-954 m), 평균경사도는 38°(15~47°), 평균 암석 노출도는 12%(0~35%)로 각각 나타났고, 평균식피율은 교목층 83%(70^90%), 아교목층 16%(5~60%), 관목층 11%(5~25%), 초본층 88%(65~95%)로 각각 나타났다. 평균수고는 교목층 14m(9~18m), 아교목층 8m(3~10m), 관목층 Im (l~2m), 초본층 0.
- 나타내는 종다양도를 분석한 결과이다. 본 식생 단위 별종 다양도 지수를 보면 눈개승마소군(식생단위 2)이 0.4177 로 가장 낮았고, 동백나무소군(식생단위 3)이 0.7230으로 가장 높았고, 우점도는 난티나무소군(식생단위 1)과 눈개승마 소군(식생단위 2)이 우점도는 0.3내외로 2~3종이 우점하고 있으며, 동백나무소군(식생단위 3)과 두메오리나무군(식생 단위 4)는 0.2내외로 다수의 종이 우점하였고, 신갈나무군락(식생단위 5)는 0.1384로 가장 낮게 나타나 여러 종이 우점하고 있는 것으로 나타났다.
- 산마늘의 중요치가 비교적 높은 식생단위 1, 2, 3, 4는 울릉도지 역으로 중요치가 약 10% 내외로 높게 나타난 반면, 식생단위 5는 육지의 함백산지 역으로 산마늘의 중요치 2.64%로 가장 낮게 나타났다. 특히 산마늘의 중요치 가 18.
- 산마늘이 자생하고 있는 지역의 산림식생을 ZM 식물사회학적 방법으로 분석한 결과, 산마늘군락군에서 고로쇠나무군 락과 신갈나무군락으로 대별되었다 . 고로쇠나무군락은 다시 너 도밤나무군과 두메 오리 나무군으로 분류되었으며, 너도밤나무군은 난티나무소군, 눈개승마소군, 동백나무 소 군으로 세분되어 총 5개의 식생단위로 나누어졌다 (Table 1).
- 식생단위 1은 산마늘군락군에서 종군 2의 식별종인 고로쇠나무, 등수국, 섬노루귀, 큰두루미꽃, 섬단풍나무, 밀 나물, 관중, 섬바디 , 섬벚나무, 섬피나무의 출현에 의해 고로쇠 나무군락으로 구분되 었고, 고로쇠 나무군락은 너 도 밤나무, 일색고사리의 출현에 의해 너도밤나무군으로 구분되었으며, 너도밤나무군은 다시 난티 나무, 큰연령초, 돌외 , 말털이슬, 박쥐나무, 주름제비란, 말오줌나무, 천남성, 졸 방제 비 꽃에 의해 난티 나무소군으로 세 분되었다.
- 30%으로 중요치가 높게 나타났다. 식생단위 2의 눈개승마소군은 교목층에서 너도밤나무가 85.12%로, 초본층에서는 산마늘이 18.88%로 각각 전체 식생단위 중 가장 높게 나타났다. 식생단위 3은 교목층에서 섬잣나무가 약 21%로 가장 높았고, 그 다음으로 너도밤나무와 솔송나무 순으로 높게 나타났다.
- 30%로 가장 높게 나타났다. 식생단위 4는 교목층에서 고로쇠나무가 4492%로 가장 높았고, 그 다음으로 곰솔, 섬벚나무, 소나무 순으로 나타났으며, 아교목증에서는 당마가목, 섬피나무, 섬단풍나무, 두메오리나무 순으로 나타났고, 초본층은 큰두루미꽃이 19.72%로 가장 높았고, 그 다음으로 산마늘이 9.2%로 나타났다. 식생단위 5는 교목층에서 신갈나무가 48.
- 2%로 나타났다. 식생단위 5는 교목층에서 신갈나무가 48.21%로 절대적 우위를 차지하고 있었으며, 아교목증 이하에서는 당단풍나무, 함박꽃나무, 당마가목, 까치박달 등의 수종들이 중요치가 높게 나타났다.
- 식생단위 3은 교목층에서 섬잣나무가 약 21%로 가장 높았고, 그 다음으로 너도밤나무와 솔송나무 순으로 높게 나타났다. 아교 목 층에서는 섬단풍나무가 1466%로 가장 높게 나타났으며, 당마가목, 너도밤나무, 동백나무 순으로 높게 나타나고 있었고, 관목층에서는 동백나무가 25.05%로 가장 높았고, 초본층은 산마늘이 13.30%로 가장 높게 나타났다. 식생단위 4는 교목층에서 고로쇠나무가 4492%로 가장 높았고, 그 다음으로 곰솔, 섬벚나무, 소나무 순으로 나타났으며, 아교목증에서는 당마가목, 섬피나무, 섬단풍나무, 두메오리나무 순으로 나타났고, 초본층은 큰두루미꽃이 19.
- 울릉도와 함백산의 산마늘이 자생하고 있는 지역에 산림 식생을 ZM 식물사회학적 방법으로 종조성에 의해 분석 한 결과, 산마늘군락군에서 고로쇠 나무군락과 신갈나무군락으로 대별되었으며, 대별된 두 군락은 지역적으로 고로쇠 나무군락은 울릉도지역 으로 신갈나무군락을 함백 산 지역으로 구분되었다 . 고로쇠나무군락은 다시 너도밤나무 군과 두메 오리 나무군으로 분류되 었으며 , 너 도 밤나무 군은 난티나무 소군 , 눈개승마소군, 동백나무소군으로 세분되 어 총 5개의 식생단위로 나누어졌다.
- 산마늘은 강한 광도에서 광 저해현상으로 광합성 능력이 떨어지고 저해되며, 고광보다는 저광에서 생육이 양호한 음지 식물(권기원 등, 2009)이기 때문에 교목층 상관 우점종이 곰솔, 섬잣나무, 솔송나무 등인 지역에서도 자생하고 있으나, 울릉도지 역에서 전체 조사지 중 산마늘의 중요치가 비교적 낮게 나타난 지역은 섬잣나무, 솔송나무, 주목, 곰솔, 소나무, 동백나무 등 상록침 엽수의 중요치가 각 층위에서 높게 나타나고 있었다. 이는 心5월경 나뭇잎이 나기 전까지는 양지이고 6월 이후 일광량이 많아지는 시기에는 음지의 서늘한 지역으로 교목증에 나도밤나무, 고로쇠나무 등의 낙엽활엽수가 우점하며, 초본층 이상에서 상록성 식물종의 중요치가 너무 높지 않은 지역이 산마늘이 자생하는데 유리할 것으로 판단되었다. 또한 각 식생 단위별 중요치가 높은 종과 표징종 및 식별종으로 분석한 종간연관관계를 분석한 결과, 산마늘과 양의 상관관계를 가지는 종은 대부분 수분요구도가 큰 고로쇠나무, 섬단풍, 등수국, 일색고사리 등의 계곡성 식물종과 당마가목, 서덜취, 눈개승마, 헐떡이풀 등의 아고산대 식물종으로 토습과 공중습도가 높은 지역에 주로 서식하는 식물 종으로 나타난 것으로 보아 산마늘이 생육하는데 있어 토습과 공중습도가 중요한 환경요인으로 판단되었다.
- 72%로 각각 가장 높게 나타났다. 초본층에서는 일색고사리가 21.37%로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 산마늘이 12.30%으로 중요치가 높게 나타났다. 식생단위 2의 눈개승마소군은 교목층에서 너도밤나무가 85.
- 평균수고는 10 m(7~13 m), 5 m(4~7 m), 2 m(2~3 m), 0.4 m (0.3~0.5m)이었으며, 평균흉고직경은 21 cm(16~28cm), 8 cm(4~12 cm), 2cm(2~2cm)로 나타났으며, 평균 출현 종수는 47종(40~50종)이 었다.
- 각각 나타났다. 평균수고는 교목층 14 m (10~ 16 m), 아교목층 8m(4~10m), 관목층 초본층 1 m(0.5~0.8m)이었으며, 평균흉고직경은 교목층 32 cm(l 8~42 cm), 아교목층 9 cm(2~l 6 cm), 2cm(l~2 cm) 로 각각 나타났고, 평균출현종수는 26종(21~37종)이었다.
- 88%(65~95%)로 각각 나타났다. 평균수고는 교목층 14m(9~18m), 아교목층 8m(3~10m), 관목층 Im (l~2m), 초본층 0.5 m(0.3~0.5m)이 었으며 , 평 균흉고직 경은 교목층 31 cm(20~56 cm), 아교목층 10 cm(4~20 cm), 관목층 1 cm(l~2cm)로 각각 나타났고, 평균출현종수는 25종(16~35종)이었다.
- 평균수고는 교목층 15 m(13~17m), 아교목층 8m(4~10m), 관목층 2m(l~5m), 초본층 1 m(0.5~0.7 m)로 각각 나타났고, 평균흉고직경은 교목층 34cm(14~66cm), 아교목층 9 cm(4~20 cm), 관목층 3 cm(0.5~6 cm)로 각각 나타났고, 평균출현종수는 23종(15~30종)이었다.
- 평균수고는 교목층 16 m(15~21 m), 아교목층 9 m(7~ll m), 관목증 2 m(l .5~3 m), 초본증 0.5 m(0.3~0.8 m)이었으며, 평균흉고직경은 교목층 29 cm(22~36 cm), 아교목층 12 cm(6~16 cm), 관목층 2 cm(l~4 cm)로 각각 나타났으며, 평균출현종수는 23종(16~35종)이었다.
- 함백산지 역으로 구분된 신갈나무군락(식생단위 5)은 전체 식생단위 중 산마늘의 중요치 가 2.64%로 가장 낮았으며, 종다양도지수는 0.6387로 비교적 높게 나타났고, 우점도지수가 0.1384로 가장 낮게 나타나 여러 종이 우점하고 있는 것으로 나타났다.
후속연구
- 그룹Ⅱ의 식물종은 식생단위 5의 신갈나무군락의 표징종 및 식별종과 일치하였으며, 이는 육지의 함백산 지역으로 산마늘과 양의 상관관계를 가지는 그룹I과 다른 서식처를 가지고 있었다. 또한 그룹Ⅲ의 식물종은 모두 상록 성수 종으로 고도의 음의 상관관계를 가지므로 산마늘과 함께 생육시키지 않는 방향으로 산마늘 재배지 환경조성 시에도 이러한 기초 생태정보를 고려해 볼 수 있을 것이다.
- 종간 상관관계의 결과를 토대로, 산마늘 자생지의 보존 및 보호할 때 산마늘과 양의 상관관계를 가지는 종들끼리 어울려 생육시킴으로써 보다 합리적이고 합자연성이 높은 관리방안을 설정할 수 있을 것이다(김지홍, 1993). 산마늘과 고도의 음의 상관관계를 나타내는 그룹II와 그룹 Ⅲ는 서로 다른 서식처를 가지고 생육한다고 추정할 수 있다.
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