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문제 정의
- 최근에 이러한 소나무림의 감소 및 쇠퇴 현상을 방지하고 지속적 보전 및 관리를 위한 연구가 지속적으로 수행되어 왔으나, 대부분이 지역적으로 한정된 소나무의 생리 및 임분 동태에 관한 연구가 중심을 이루고 있으며(김성덕과 송호경, 1995; 양효식 , 2002; 이중효와 홍성천, 2004), 우리나라 전체의 소나무림의 군락생태학적 연구는 아직 미비한 형편이다. 따라서 , 본 연구는 우리나라 전역에 잔존하고 있는 소나무림 315개소를 대상으로 식물사회학적 조사와 TWINSPAN 집락 분석을 통하여 금후 우리나라 소나무림의 체계적인 보전 및 관리를 위한 식생유형을 구분함과 아울러 그 종조 성과구조, 식물상적 특성, 종다양성 양상을 밝히는데 있다.
- 본 연구는 우리나라 전역에 분포하고 있는 소나무림을 대상으로 총 315개의 식생자료를 수집하여 식생형 및 그 생태적 특성, 식물상의 구성적 특성 및 다양성 패턴 등을 평가하였다. 우리나라 소나무림의 식생형은 크게 신갈나무 형과 졸참나무-청미래덩굴형 등 두 가지 상위단위로 구분되었으며, 전자는 노린재나무, 미역줄나무, 꼬리진달래, 산초나무 등이 특징 짓는 4개 그룹(Group 1-4)과 층층나무, 사스레피나무, 족제비싸리, 파리풀 등이 특징 짓는 4 개 그룹(Group 5-8) 등 모두 8개의 그룹으로 구분되었다.
제안 방법
- 여기서, 기능적 다양성 지수인 FD(fiinctional diversity)는 각 식물 종을 교목, 관목, 목본성 덩굴식물, 벼과식물, 사초과식물, 양치식물, 초본성 덩굴식물, 기타 초본성 식물 등 9개 생활형으로 나누어 Shannon-Wiener지수를 산출한 값을 나타낸다. 또한, 315개소의 소나무림의 종풍부도 및 다양성과 해발고도 사이의 관계를 파악하기 우]해, 위에서 언급한 종 풍부도 및 다양성 지수와 해발고도사이의 상관분석을 수행하였다(de Bello et al; 2006).
- 대상으로 하여 수행하였다. 식생조사는 ZM학파의 식물사회학적 방법으로 수행하였으며, 조사구는 지리적, 지형적 요소를 고려하여 가능한 입지적 특성 및 식생의 상관적 특성이 균질한 곳을 대상으로 총 315개소를 선정하였다. 지역별로는 강원권 76개소, 영남권 85개소, 호남권 39개소, 충청권 78개소, 수도권 30개소 그리고 제주도 7개소의 소나무 천연림을 대상으로 조사를 수행하였다.
- 식생조사를 통해 확보된 자료를 바탕으로 식생형 구분을 실시하였으며, 식생형 구분은 ZM학파의 식물사회학적 방식으로 조사된 각 조사구별 식생자료를 구성종의 피도 값을 이용하여 TWINSPAN 집락분석을 수행하여 결정하였다(Hill, 1979). 또한, TWINSPAN 집락분석을 통해 분류된 식생형들 사이에 공간적 배열을 분석하기 위해 ordination 기법인 DCA(detrended correspondence analysis) 를 수행하였다.
- 지역별로는 강원권 76개소, 영남권 85개소, 호남권 39개소, 충청권 78개소, 수도권 30개소 그리고 제주도 7개소의 소나무 천연림을 대상으로 조사를 수행하였다. 조사구의 크기는 군락의 공간적 범위 및 성립위치에 따라 10 mxlO m~20 m><20 m을 적절히 병용하여 결정하였다. 조사항목은 식생의 종조 성과 구조 그리고 입지정보를 중심으로 하였으며, 전자는 조사구별 전유관속식물의 종류, 우점도, 군도 그리고 관목층 이상 각 층의 평균수고와 평균직경이 측정되었고, 후자는 조사구별 방위, 경사, 해발고 그리고 기타 입지특성 등이 기록되었다(M니Her-Dombois and Ellenberg, 1974).
- 조사구의 크기는 군락의 공간적 범위 및 성립위치에 따라 10 mxlO m~20 m><20 m을 적절히 병용하여 결정하였다. 조사항목은 식생의 종조 성과 구조 그리고 입지정보를 중심으로 하였으며, 전자는 조사구별 전유관속식물의 종류, 우점도, 군도 그리고 관목층 이상 각 층의 평균수고와 평균직경이 측정되었고, 후자는 조사구별 방위, 경사, 해발고 그리고 기타 입지특성 등이 기록되었다(M니Her-Dombois and Ellenberg, 1974). 식물분류 및 명명법은 국가표준식물목록(산림청 , 2004) 기준을 따랐다.
대상 데이터
- 본 연구는 우리나라 전역에 분포하고 있는 소나무 천연림을 대상으로 하여 수행하였다. 식생조사는 ZM학파의 식물사회학적 방법으로 수행하였으며, 조사구는 지리적, 지형적 요소를 고려하여 가능한 입지적 특성 및 식생의 상관적 특성이 균질한 곳을 대상으로 총 315개소를 선정하였다.
- 식생조사는 ZM학파의 식물사회학적 방법으로 수행하였으며, 조사구는 지리적, 지형적 요소를 고려하여 가능한 입지적 특성 및 식생의 상관적 특성이 균질한 곳을 대상으로 총 315개소를 선정하였다. 지역별로는 강원권 76개소, 영남권 85개소, 호남권 39개소, 충청권 78개소, 수도권 30개소 그리고 제주도 7개소의 소나무 천연림을 대상으로 조사를 수행하였다. 조사구의 크기는 군락의 공간적 범위 및 성립위치에 따라 10 mxlO m~20 m><20 m을 적절히 병용하여 결정하였다.
데이터처리
- 또한, TWINSPAN 집락분석을 통해 분류된 식생형들 사이에 공간적 배열을 분석하기 위해 ordination 기법인 DCA(detrended correspondence analysis) 를 수행하였다. 또한, 각 식생형별 종풍부도 및 다양성에 대한 차이를 분석하기 위해 종수, Shannon-Wiener지수(H), Simpson's D 및 기능적 다양성 지수(FD)를 산출한 후, 분산분석(ANOVA)을 수행하였다(Zar, 1984). 여기서, 기능적 다양성 지수인 FD(fiinctional diversity)는 각 식물 종을 교목, 관목, 목본성 덩굴식물, 벼과식물, 사초과식물, 양치식물, 초본성 덩굴식물, 기타 초본성 식물 등 9개 생활형으로 나누어 Shannon-Wiener지수를 산출한 값을 나타낸다.
이론/모형
- 1979). 또한, TWINSPAN 집락분석을 통해 분류된 식생형들 사이에 공간적 배열을 분석하기 위해 ordination 기법인 DCA(detrended correspondence analysis) 를 수행하였다. 또한, 각 식생형별 종풍부도 및 다양성에 대한 차이를 분석하기 위해 종수, Shannon-Wiener지수(H), Simpson's D 및 기능적 다양성 지수(FD)를 산출한 후, 분산분석(ANOVA)을 수행하였다(Zar, 1984).
- 조사항목은 식생의 종조 성과 구조 그리고 입지정보를 중심으로 하였으며, 전자는 조사구별 전유관속식물의 종류, 우점도, 군도 그리고 관목층 이상 각 층의 평균수고와 평균직경이 측정되었고, 후자는 조사구별 방위, 경사, 해발고 그리고 기타 입지특성 등이 기록되었다(M니Her-Dombois and Ellenberg, 1974). 식물분류 및 명명법은 국가표준식물목록(산림청 , 2004) 기준을 따랐다.
성능/효과
- 우리나라 소나무림은 식생 체계적으로 2개 군락군 (community group), 4개 군락(community), 그리고 8개 군(group)으로 구성되어 있었다. DCA ordination 분석 결과, 우리나라 소나무림에 있어서 그룹 1, 2, 5 및 6을 제외한 나머지 4개의 그룹들은 특정 식물 분류군에 의해 뚜렷하게 나누어지기 보다는 서로 유사한 식물 종들을 공유하며, 일부 식물종에 의해서만 차이를 보임을 알 수 있다(Figure lb).
- 우점종인 소나무(71%)를 제외하면, 피도율과 출현빈도가 가장 높은 분류군은 신갈나무로 각각 13%, 69%로 나타났다. TWINSPAN 집 락분석에 의한 식생형은 크게 갈나무형 (Pinus densiflora - Quercus mongolica type)과 졸참나무-청 미 래덩굴형(0次次爵 serrata - Smilax china type)의 두 가지 상위단위로 구분되었으며, 전자는 노린재나무, 미역줄나무, 꼬리진달래, 산초나무 등이 특징적인 4개 그룹(Group 1-4)과 층층나무, 사스레피나무, 족제비싸리 , 파리풀 등이 특징적 인 4개 그룹(Group 5-8) 등 모두 8개 그룹으로 구분됨을 알 수 있었다(Figure la). 우리나라 소나무림은 식생 체계적으로 2개 군락군 (community group), 4개 군락(community), 그리고 8개 군(group)으로 구성되어 있었다.
- 결국, 우리나라 소나무림은 식생 체계적으로 2개 군락군, 4개 군락, 그리고 8개 군으로 구성되어 있었다. 각 그룹별 종 풍부도 및 다양성 양상은 그룹 5에서 가장 높은 종 풍부도와 종균등도를 나타내었으며, 종다양성 지수는 그룹 6 에서 가장 높은 값을 나타내었다. 또한, 기능적 다양성 지수인 FD의 경우, 그룹 7에서 가장 높은 값을 나타내 어 신갈 나무형 보다는 졸참나무-청미래덩굴형에 속하는 그룹에서 전반적으로 다양성이 높은 것으로 나타났다.
- 나타낸다. 각 그룹별 종풍부도 및 다양성 양상을 살펴보면, 목본류와 초본류를 합친 총풍부도는 그룹 5에서 29.9로 가장 높은 값을 나타내었으며, 그룹 1에서 16.64로 가장 낮은 값을 나타내었다. 그러나, 목본류와 초본류를 분리하여 종풍부도를 살펴본 결과, 목본류의 종 풍부도는 그룹 5에서 19.
- 과별 종풍부도 및 총피도율에 있어서, 종풍부도의 경우 국화과가 45종으로 가장 높게 나타났고, 다음으로 백합과 34종, 장미과 34종, 콩과 25종 등의 순으로 나타났다. 총피도율에 의한 상대적 중요성(총피도 기여율)은 참나무과가 8.
- 64로 가장 낮은 값을 나타내었다. 그러나, 목본류와 초본류를 분리하여 종풍부도를 살펴본 결과, 목본류의 종 풍부도는 그룹 5에서 19.98로 가장 높은 값을 나타내었으나, 초본류의 종풍부도는 그룹 2에서 11.73으로 가장 높은 값을 나타내었다. 전반적인 종풍부도에서 그룹 5가 가장 많은 종수를 나타내는 것에 반해, 종다양성 양상에서는 그룹 6이 다른 그룹에 비해 Shannon-Wiener 지수 및 Simpson D에서 높은 값을 나타내어 종다양성 이 높음을 알 수 있었다.
- 본 연구 결과, 우리나라 소나무림의 경우, 전반적인 종 풍부도는 해발고도가 높아짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 이러한 경향성은 통계적으로 유의한 결과를 나타내었다. 그러나, 전반적인 종풍부도를 목본류와 초본류로 나누어 분석한 결과, 목본류에서는 해발고도에 따른 감소 경향이 유의한 반면, 초본류에서는 감소 경향을 보이기는 하나 통계적으로 유의한 결과는 도출되지 않았다(Fig니此 2a). 앞에서 언급한 세 가지 다양성 지수들과 해발고도와의 관계를 살펴본 결과, 세 가지 다양성 지수들 역시 해발고도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으나, 이러한 경향성이 유의하지는 않았다(Figure 가)).
- 6 의 값을 나타내어 분류된 그룹들 가운데 가장 다양한 형태의 생활형을 가진 식물들이 분포하고 있음을 알 수 있다. 또한, 구성 식물종들의 균질성을 나타내는 종균 등도 지수는 그룹 5에서 0.45로 가장 높은 값을 나타내어 다른 그룹에 비해 종분포에서 가장 균질한 집단임을 알 수 있다.
- 각 그룹별 종 풍부도 및 다양성 양상은 그룹 5에서 가장 높은 종 풍부도와 종균등도를 나타내었으며, 종다양성 지수는 그룹 6 에서 가장 높은 값을 나타내었다. 또한, 기능적 다양성 지수인 FD의 경우, 그룹 7에서 가장 높은 값을 나타내 어 신갈 나무형 보다는 졸참나무-청미래덩굴형에 속하는 그룹에서 전반적으로 다양성이 높은 것으로 나타났다. 식물의 분포범위와 생육조건을 결정하는 가장 큰 인자 가운데 하나인 해 발고도와 종풍부도 및 다양성과의 관계를 살펴본 결과, 종풍부도는 해 발고도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며 , 종균등도는 고도에 따라 증가하는 경향을 나타내었다.
- , 2007). 본 연구 결과, 우리나라 소나무림의 경우, 전반적인 종 풍부도는 해발고도가 높아짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며, 이러한 경향성은 통계적으로 유의한 결과를 나타내었다. 그러나, 전반적인 종풍부도를 목본류와 초본류로 나누어 분석한 결과, 목본류에서는 해발고도에 따른 감소 경향이 유의한 반면, 초본류에서는 감소 경향을 보이기는 하나 통계적으로 유의한 결과는 도출되지 않았다(Fig니此 2a).
- 또한, 기능적 다양성 지수인 FD의 경우, 그룹 7에서 가장 높은 값을 나타내 어 신갈 나무형 보다는 졸참나무-청미래덩굴형에 속하는 그룹에서 전반적으로 다양성이 높은 것으로 나타났다. 식물의 분포범위와 생육조건을 결정하는 가장 큰 인자 가운데 하나인 해 발고도와 종풍부도 및 다양성과의 관계를 살펴본 결과, 종풍부도는 해 발고도가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었으며 , 종균등도는 고도에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. 이러한 해발고도와 종다양성과의 관계는 많은 연구결과에서 언급된 일차 선형 형태와 유사한 결과를 나타내었다.
- 우리나라 소나무림의 식생형은 크게 신갈나무 형과 졸참나무-청미래덩굴형 등 두 가지 상위단위로 구분되었으며, 전자는 노린재나무, 미역줄나무, 꼬리진달래, 산초나무 등이 특징 짓는 4개 그룹(Group 1-4)과 층층나무, 사스레피나무, 족제비싸리, 파리풀 등이 특징 짓는 4 개 그룹(Group 5-8) 등 모두 8개의 그룹으로 구분되었다. 결국, 우리나라 소나무림은 식생 체계적으로 2개 군락군, 4개 군락, 그리고 8개 군으로 구성되어 있었다.
- 기록되었다. 우점종인 소나무(71%)를 제외하면, 피도율과 출현빈도가 가장 높은 분류군은 신갈나무로 각각 13%, 69%로 나타났다. TWINSPAN 집 락분석에 의한 식생형은 크게 갈나무형 (Pinus densiflora - Quercus mongolica type)과 졸참나무-청 미 래덩굴형(0次次爵 serrata - Smilax china type)의 두 가지 상위단위로 구분되었으며, 전자는 노린재나무, 미역줄나무, 꼬리진달래, 산초나무 등이 특징적인 4개 그룹(Group 1-4)과 층층나무, 사스레피나무, 족제비싸리 , 파리풀 등이 특징적 인 4개 그룹(Group 5-8) 등 모두 8개 그룹으로 구분됨을 알 수 있었다(Figure la).
- 5%인 37개과로 나타났다. 인동과, 자작나무과, 제비꽃과, 박주가리과, 범의귀과, 미나리 아재비과 등은 종풍부도가 상대적으로 높음에도 불구하고 총피도 기여율이 비교적 낮은 경향을 보였다. 참나무과의 총피도 기여율이 가장 높게 나타난 것으로 보아 우리나라 소나무림은 외부간섭이 없는 한 장기적으로 참나무과 분류군이 우점하는 숲으로 자연 천이가 이루어질 것으로 판단되었다(Table 1).
- 73으로 가장 높은 값을 나타내었다. 전반적인 종풍부도에서 그룹 5가 가장 많은 종수를 나타내는 것에 반해, 종다양성 양상에서는 그룹 6이 다른 그룹에 비해 Shannon-Wiener 지수 및 Simpson D에서 높은 값을 나타내어 종다양성 이 높음을 알 수 있었다. 또한, 얼마나 다양한 기능적 식물들이 자라고 있는가를 나타내는 기능적 다양성 지수인 FEW] 경우, 그룹 7에서 1.
- 인동과, 자작나무과, 제비꽃과, 박주가리과, 범의귀과, 미나리 아재비과 등은 종풍부도가 상대적으로 높음에도 불구하고 총피도 기여율이 비교적 낮은 경향을 보였다. 참나무과의 총피도 기여율이 가장 높게 나타난 것으로 보아 우리나라 소나무림은 외부간섭이 없는 한 장기적으로 참나무과 분류군이 우점하는 숲으로 자연 천이가 이루어질 것으로 판단되었다(Table 1).
- 총 315개 조사구에서 96과 266속 484종의 유관속식물이 기록되었다. 우점종인 소나무(71%)를 제외하면, 피도율과 출현빈도가 가장 높은 분류군은 신갈나무로 각각 13%, 69%로 나타났다.
- 나타났다. 총피도율에 의한 상대적 중요성(총피도 기여율)은 참나무과가 8.6, 국화과 8.1, 백합과 7.5, 장미과 6.8 등의 순으로 높게 나타났고, 전체 과의 76.0%인 73개 과가 1 이하, 그리고 0.1 이하도 전체 과의 38.5%인 37개과로 나타났다. 인동과, 자작나무과, 제비꽃과, 박주가리과, 범의귀과, 미나리 아재비과 등은 종풍부도가 상대적으로 높음에도 불구하고 총피도 기여율이 비교적 낮은 경향을 보였다.
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