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문제 정의
- 최근 이루어지고 있는 수변구역 내 생태복원사업은 전국적으로 대면적에 걸쳐 진행되고 있으며 복원사업의 적정성을 판단하기 위해서는 생태복원이 완료된 지역에 대한 모니터링을 통해 문제점의 진단과 향후 관리방향의 제시가 필요하다. 따라서 본 연구는 낙동강수계 매수토지 생태복원지를 대상으로 2007년 복원초기부터 4년간의 식생구조 변화를 모니터링하고 식생 관리방안을 제시하는 그 목적이 있다.
제안 방법
- (1969)의 방법을 참조하여 각 조사구 내에 출현하는 목본 수종을 대상으로 교목⋅아교목층은 흉고직경 2㎝ 이상 되는 수목의 수고, 흉고, 지하고, 수관폭을 조사하고, 관목층은 흉고직경 2㎝이하 또는 수고 2m 이하의 수목에 대하여 수관투영면적(장축×단축)을 조사하였다.
- 조사구는 대상지 복원 유형을 고려하여 낙엽활엽수식재지와 관목식재지가 파악될 수 있도록 조사구 개수와 면적을 설정하였다(Table 1). 고정조사구는 방형구 모서리에 말뚝을 박고철라벨을 부착한 후 조사구 고유번호를 기입하여 지속적으로 모니터링이 가능하도록 설치하였다. 토양환경 중 토양 물리성은 고정조사구에서 A0 층을 걷어내고 코어를 이용하여 채취하였고, 토양 화학성은 식생유형에 따라 소량의 토양시료를 채취하여 실내에서 음건하여 식물생육관 관련 있는 토양이화학적 특성을 분석하였다(Han et al.
- 낙동강 매수토지 생태복원지의 2007∼2010년간 토양 이화학적 특성을 분석하였다.
- 낙동강 수변 생태복원지의 토양 물리성을 파악하기 위해 2009년부터 2010년까지 토양삼상을 분석하였다. 생태복원 지의 고상, 액상, 기상의 평균 비율은 각각 47%, 26%, 27%로 밭토양 및 산림토양과 비교할 때 액상의 비율은 서로 유사하였지만 기상의 비율이 낮고 고상의 비율이 매우 높은 경향이었다.
- 식재밀도는 조사구별 면적 대비 식재량을 분석하여 변화량을 분석하였다. 생장량은 고정조사구내 대표 식생의 표본목을 선정하여 지상부로부터 1.2m 높이에서 생장추(increment borer)를 이용하여 목편을 추출한 뒤 실내에서 수령과 생장상태를 분석하여 그래프화하였다. 흉고단면적 변화는 조사구별 모든 수목의 흉고직경(㎝)을 측정하여 흉고단면적(㎠)을 산출한 후 이를 합산하여 연차별 변화량을 분석하였다.
- 생태복원지 고정조사구 내 관목 개체수를 조사하여 수종 변화를 파악하였다. 관목식재지는 감소율 100%인 수종이 개쉬땅나무, 고광나무, 병꽃나무, 생강나무, 수국류, 철쭉류 등이었고, 50~100% 미만인 수종은 꼬리조팝나무, 붉나무, 수국류, 조팝나무 등이었다.
- 생태복원지 수림대의 전체적인 생장변화량을 파악하기 위해 조사구별 모든 수목의 흉고직경(㎝)을 측정하여 흉고단면적(㎠)을 산출한 후 이를 합산하여 연차별 변화량을 분석하였다. 대상지별로 살펴보면 1차 복원사업지는 조사구별로 증감이 다양하게 나타나고 있었으며 2, 3, 4차 복원사업지는 영천지역은 감소추세를 이외의 지역은 증가추세를 나타내고 있었다.
- 생태복원지의 조사구별 교목 식재지 식재종의 개체수를 파악하여 종별 변화량을 종합하였다. 분석결과 100% 감소한 수종은 떡갈나무, 말채나무, 뽕나무, 쪽동백나무, 팥배나무 등이었고 50~100% 미만은 꽃사과, 느릅나무, 복자기, 귀룽나무, 핀참나무이었다.
- 식재종 및 개체수 변화는 조사구별 식재종의 고사목 발생현황을 파악하여 종별 변화량을 분석하였다. 식재밀도는 조사구별 면적 대비 식재량을 분석하여 변화량을 분석하였다. 생장량은 고정조사구내 대표 식생의 표본목을 선정하여 지상부로부터 1.
- (1969)의 방법을 참조하여 각 조사구 내에 출현하는 목본 수종을 대상으로 교목⋅아교목층은 흉고직경 2㎝ 이상 되는 수목의 수고, 흉고, 지하고, 수관폭을 조사하고, 관목층은 흉고직경 2㎝이하 또는 수고 2m 이하의 수목에 대하여 수관투영면적(장축×단축)을 조사하였다. 식재종 및 개체수 변화는 조사구별 식재종의 고사목 발생현황을 파악하여 종별 변화량을 분석하였다. 식재밀도는 조사구별 면적 대비 식재량을 분석하여 변화량을 분석하였다.
- 모니터링 대상지 선정은 토지매수 및 생태복원에 의한 오염물질 저감효과가 높은 지역으로, 복원 이전 토지이용 유형은 논, 밭, 과수원, 축사, 농가, 상업지, 공업지 등으로 다양한 유형을 선정하였다(Table 1). 조사 시기는 2007년은 최초 복원 직후인 11월에 시행하였고 2008년 9월, 2009년 10월, 2010년 9월에 각각 모니터링을 시행하였다.
- 생태복원지 모니터링을 위한 고정조사구는 방형구법(quadrat method)을 사용하여 조사구를 설정하였다. 조사구는 대상지 복원 유형을 고려하여 낙엽활엽수식재지와 관목식재지가 파악될 수 있도록 조사구 개수와 면적을 설정하였다(Table 1). 고정조사구는 방형구 모서리에 말뚝을 박고철라벨을 부착한 후 조사구 고유번호를 기입하여 지속적으로 모니터링이 가능하도록 설치하였다.
- 고정조사구는 방형구 모서리에 말뚝을 박고철라벨을 부착한 후 조사구 고유번호를 기입하여 지속적으로 모니터링이 가능하도록 설치하였다. 토양환경 중 토양 물리성은 고정조사구에서 A0 층을 걷어내고 코어를 이용하여 채취하였고, 토양 화학성은 식생유형에 따라 소량의 토양시료를 채취하여 실내에서 음건하여 식물생육관 관련 있는 토양이화학적 특성을 분석하였다(Han et al., 2011). 식생조사는 Monk et al.
- 표본목의 선정은 복원 이후 연차별 생장량을 확인할 수 있는 1차 사업 대상지에 한해 선정하였고 목편의 추출이 용이한 흉고직경 8cm 이상의 수목을 선정한 결과 팽나무 1주, 느티나무 2주, 느릅나무 1주, 물푸레나무 1주로 총 5주를 선정하였다. 생장량 분석결과 표본목은 2010년 현재 17~22년생으로 나타나 복원 당시에는 14~19년생 수목을 식재한 것으로 나타났다.
- 2m 높이에서 생장추(increment borer)를 이용하여 목편을 추출한 뒤 실내에서 수령과 생장상태를 분석하여 그래프화하였다. 흉고단면적 변화는 조사구별 모든 수목의 흉고직경(㎝)을 측정하여 흉고단면적(㎠)을 산출한 후 이를 합산하여 연차별 변화량을 분석하였다.
대상 데이터
- 모니터링 대상지는 낙동강 수변구역 매수토지 중 생태복원 공사를 시행한 곳으로 낙동강 본류 2개소, 낙동강 지류 6개소, 하천과 인접한 산림 지역 7개 지역으로 총 15개소(208,342㎡)를 선정하였다(Figure 1). 모니터링 대상지 선정은 토지매수 및 생태복원에 의한 오염물질 저감효과가 높은 지역으로, 복원 이전 토지이용 유형은 논, 밭, 과수원, 축사, 농가, 상업지, 공업지 등으로 다양한 유형을 선정하였다(Table 1). 조사 시기는 2007년은 최초 복원 직후인 11월에 시행하였고 2008년 9월, 2009년 10월, 2010년 9월에 각각 모니터링을 시행하였다.
- 모니터링 대상지는 낙동강 수변구역 매수토지 중 생태복원 공사를 시행한 곳으로 낙동강 본류 2개소, 낙동강 지류 6개소, 하천과 인접한 산림 지역 7개 지역으로 총 15개소(208,342㎡)를 선정하였다(Figure 1). 모니터링 대상지 선정은 토지매수 및 생태복원에 의한 오염물질 저감효과가 높은 지역으로, 복원 이전 토지이용 유형은 논, 밭, 과수원, 축사, 농가, 상업지, 공업지 등으로 다양한 유형을 선정하였다(Table 1).
이론/모형
- 생태복원지 모니터링을 위한 고정조사구는 방형구법(quadrat method)을 사용하여 조사구를 설정하였다. 조사구는 대상지 복원 유형을 고려하여 낙엽활엽수식재지와 관목식재지가 파악될 수 있도록 조사구 개수와 면적을 설정하였다(Table 1).
성능/효과
- 분석결과 100% 감소한 수종은 떡갈나무, 말채나무, 뽕나무, 쪽동백나무, 팥배나무 등이었고 50~100% 미만은 꽃사과, 느릅나무, 복자기, 귀룽나무, 핀참나무이었다. 10~50% 미만은 물푸레나무, 때죽나무, 아그배나무, 버드나무, 졸참나무, 층층나무, 참느릅나무, 단풍나무 등이었고 10% 미만으로 감소한 수종은 벚나무, 신갈나무, 이팝나무, 느티나무, 팽나무 등이었다. 개체 수의 변화가 없는 수종은 굴참나무, 은행나무 등이었고 개체수가 증가한 수종은 당단풍나무, 상수리나무, 신나무, 갈참나무이었다.
- 이외에 3개 수목은 모두 복원 이후 유사한 생장량을 유지하였는데, 복원 직후에는 생장량이 다소 감소하였다가 2008년 이후 다시 증가하는 경향을 나타내었다. 5개 수목의 생장량을 종합해보면 복원 사업 직후에는 이식에 따른 스트레스로 생장량이 다소 감소했다가 활착이 이루어짐에 따라 생장량이 안정화되고 있는 것으로 판단되었다.
- 10~50% 미만은 물푸레나무, 때죽나무, 아그배나무, 버드나무, 졸참나무, 층층나무, 참느릅나무, 단풍나무 등이었고 10% 미만으로 감소한 수종은 벚나무, 신갈나무, 이팝나무, 느티나무, 팽나무 등이었다. 개체 수의 변화가 없는 수종은 굴참나무, 은행나무 등이었고 개체수가 증가한 수종은 당단풍나무, 상수리나무, 신나무, 갈참나무이었다.
- 고사가 많이 발생한 수종은 식재지가 배수불량으로 토양이 습하고, 양지의 조건을 가지고 있어 생육특성에 적합하지 않게 식재된 종들이었다. 고사 원인은 이식 당시 수급된 수목의 생육상태, 토양조건, 사후관리 등의 원인이 종합적으로 작용한 것으로 판단되었다. 특히 기존 논경작지, 집수구역, 습지 등의 습한 토양조건과 배수가 어려운 지역에 식재한 수목들이 다수 고사하였고, 건물을 철거하고 난 이후의 척박한 토양에서 영양부족으로 고사가 발생하는 것으로 판단되었다.
- 2000) 초본과의 경쟁에서 세력을 유지할 수 있었던 것으로 판단되며 수국류, 조팝나무류는 이식은 보통이나 초본과의 경쟁에서 피복당한 후 세력이 급속히 약해져 고사한 것으로 판단된다. 관목류에 비해 수고가 높은 붉나무는 초본에 의한 피압은 거의 받지 않았으나 복원지 전체적으로 전면 고사가 진행되어 이식에 매우 취약한 것으로 판단되었다.
- 생태복원지 고정조사구 내 관목 개체수를 조사하여 수종 변화를 파악하였다. 관목식재지는 감소율 100%인 수종이 개쉬땅나무, 고광나무, 병꽃나무, 생강나무, 수국류, 철쭉류 등이었고, 50~100% 미만인 수종은 꼬리조팝나무, 붉나무, 수국류, 조팝나무 등이었다. 감소율 50% 미만 수종은 찔레꽃, 국수나무 등이었다.
- 생태복원지 수림대의 전체적인 생장변화량을 파악하기 위해 조사구별 모든 수목의 흉고직경(㎝)을 측정하여 흉고단면적(㎠)을 산출한 후 이를 합산하여 연차별 변화량을 분석하였다. 대상지별로 살펴보면 1차 복원사업지는 조사구별로 증감이 다양하게 나타나고 있었으며 2, 3, 4차 복원사업지는 영천지역은 감소추세를 이외의 지역은 증가추세를 나타내고 있었다. 전체적으로는 2007년 복원직후에 507.
- 따라서 과거 논이었던 지역은 물이 고이는 지역이었기 때문에 복원 이후에도 수분함량이 높아 수목을 식재할 경우 수분과다 및 배수불량에 의한 식재목의 고사와 관련이 있으며, 반면 건폐지를 철거하고 복원한 지역은 토양환경이 매우 척박하여 이로 인한 생육불량 피해와 관련이 있는 것으로 판단되었다.
- 이후 2008년에는 전년도 복원지에서 고사목 발생으로 인한 개체수가 감소되었다. 또한 2차 사업대상지의 식재밀도가 10~21주/100㎡로 전년대비 주수가 감소하여 평균 20주/100㎡로 나타났다. 2009년은 고사목의 발생 및 하자보수로 인해 대상지별 개체수의 증감이 나타나고 있었고 신규로 조성된 청송-83, 포항시 입암리-493, 산청-02지역의 식재밀도가 10주/100㎡ 이하로 식재되어 평균 16주/100㎡로 감소되었다.
- 생태복원지의 조사구별 교목 식재지 식재종의 개체수를 파악하여 종별 변화량을 종합하였다. 분석결과 100% 감소한 수종은 떡갈나무, 말채나무, 뽕나무, 쪽동백나무, 팥배나무 등이었고 50~100% 미만은 꽃사과, 느릅나무, 복자기, 귀룽나무, 핀참나무이었다. 10~50% 미만은 물푸레나무, 때죽나무, 아그배나무, 버드나무, 졸참나무, 층층나무, 참느릅나무, 단풍나무 등이었고 10% 미만으로 감소한 수종은 벚나무, 신갈나무, 이팝나무, 느티나무, 팽나무 등이었다.
- 표본목의 선정은 복원 이후 연차별 생장량을 확인할 수 있는 1차 사업 대상지에 한해 선정하였고 목편의 추출이 용이한 흉고직경 8cm 이상의 수목을 선정한 결과 팽나무 1주, 느티나무 2주, 느릅나무 1주, 물푸레나무 1주로 총 5주를 선정하였다. 생장량 분석결과 표본목은 2010년 현재 17~22년생으로 나타나 복원 당시에는 14~19년생 수목을 식재한 것으로 나타났다. 수목의 연차별 생장상태를 살펴보면 복원 사업 전의 생장량은 대체로 양호한 생장상태를 보이고 있었다.
- 식재밀도는 4년간 평균 28주/100㎡ → 20주/100㎡ → 16주/100㎡ → 16주/100㎡로 감소하였다. 생장량은 복원 사업 직후 이식에 따른 스트레스로 생장량이 다소 감소하였으나 이후 활착이 이루어짐에 따라 안정화되는 경향을 나타내었다. 흉고단면적 변화는 2007년 복원직후에 507.
- 낙동강 수변 생태복원지의 토양 물리성을 파악하기 위해 2009년부터 2010년까지 토양삼상을 분석하였다. 생태복원 지의 고상, 액상, 기상의 평균 비율은 각각 47%, 26%, 27%로 밭토양 및 산림토양과 비교할 때 액상의 비율은 서로 유사하였지만 기상의 비율이 낮고 고상의 비율이 매우 높은 경향이었다. 이러한 결과는 해당 대상지 토양의 공극량이 매우 적거나 석력함량이 높음을 보여주는 것이며 빗물의 토양 내 침투능력과 토양함수능이 높지 않다는 것을 의미한다.
- 낙동강수계 매수토지 생태복원지는 수질개선을 위한 복원사업이라는 특수성으로 인해 수질에 악영향을 주는 요인을 최소화하는 방향으로 복원을 수행하고 있었다. 생태복원지의 취지는 오염원의 제거 및 양호한 수림대의 형성을 통한 점진적인 수질개선 효과 증진에 있으므로 수목의 고사율을 낮추고 안정적인 세력을 확보할 수 있도록 관리가 필요한 것으로 판단되었다.
- 생장량 분석결과 표본목은 2010년 현재 17~22년생으로 나타나 복원 당시에는 14~19년생 수목을 식재한 것으로 나타났다. 수목의 연차별 생장상태를 살펴보면 복원 사업 전의 생장량은 대체로 양호한 생장상태를 보이고 있었다. 안동 45-2의 느티나무는 복원 이후 1년 경과시까지 매우 양호한 생육상태를 보이다가 2008년부터 생장량이 감소하였으며, 안동 45-1의 팽나무는 복원 직후 생장량이 다소 증가하였다가 감소하는 경향을 나타내었다.
- 식재식물의 생육과 가장 관련이 깊은 수분함량을 분석한 결과 청송-83, 산청-03, 산청-02지역은 과거 논이 분포하고 있던 지역으로 토양 수분함량이 매우 높게 나타나고 있었다. 반면 과거 모텔을 철거하고 복원한 안동-01은 수분함량이 전체 대상지 중 가장 낮게 나타났다.
- 식재종 및 개체수 변화 분석 결과 당단풍나무, 상수리나무, 신나무, 갈참나무, 굴참나무, 은행나무는 비교적 개체수가 증가하거나 변화가 없었고 떡갈나무, 말채나무, 뽕나무, 쪽동백나무, 팥배나무는 100% 고사한 것으로 나타났다. 고사 원인은 이식 당시 수급된 수목의 생육상태, 토양조건, 사후관리 등의 원인이 종합적으로 작용한 것으로 판단되었다.
- 질소는 식물체 내 아미노산, 단백질, 특히 엽록소의 주요 구성성분으로 부족하면 황화현상이 발생한다(Keefer, 2000). 유효인산은 100.29mg/kg로 산림토양보다 높게 나타났으며 치환성 양이온 함량은 산림토양에 비해 칼슘, 마그네슘의 농도가 높은 경향을 나타내었다.
- 대상지별로 살펴보면 1차 복원사업지는 조사구별로 증감이 다양하게 나타나고 있었으며 2, 3, 4차 복원사업지는 영천지역은 감소추세를 이외의 지역은 증가추세를 나타내고 있었다. 전체적으로는 2007년 복원직후에 507.1㎠/100㎡이던 것이 2008년에 301.8㎠/100㎡로 감소하였으며 이후에는 324.9㎠/100㎡(2009년), 372.7㎠/100㎡(2010년)으로 다소 증가하는 경향을 나타내었다.
후속연구
- 생태복원 사업 시행 시 다양한 자생수종을 다량 확보할 수 없어 계획 수종이 변경되어 계획의 취지가 저감되고 있으며 이를 매수 토지 내에서 자체적으로 해결할 수 있는 방안의 모색이 필요하다. 따라서 급증하고 있는 생태복원지의 원활한 복원을 위해서는 자생종 수목을 효율적으로 공급할 수 있는 자체 양묘장을 조성해야 할 것으로 판단되었다.
- 그러나 생태복원지의 경우 복원 직후 식재수목의 생장으로 흉고단면적이 증가하는 한편 고사목의 발생으로 개체수가 감소하는 등의 원인이 동일 대상지 내에서도 혼재되어 있기 때문에 자연상태의 수목 생장과는 차이가 나고 있었다. 따라서 향후 생태 복원 사업은 식재수목의 고사율을 최대한 낮추고 정상적인 생육이 이루어질 수 있도록 적극적 사후관리를 실시해야 할 것으로 판단되었다.
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