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문제 정의
- 본 연구는 기존에 조사된 다수의 자료들을 기반으로 간척지에서 나타나는 주요 식생군락별 구조와 이를 지지하고 있는 토양의 염농도와 유기물함량, pH 변화와의 관계를 구명함으로써, 간척지 식생의 유기자원화에 기초 자료로 활용하고자 연구를 수행한 결과를 보고하는 바이다.
제안 방법
- 각 조사지점에서는 해당 식생대를 대표하는 지점에 2×2m 방형구를 설치한 후 연중 발생되는 모든 식생을 볼 수 있는 9월 중순에 식생을 채취하여 이(2006)와 이(2003)의 문헌을 바탕으로 식물을 동정 분류한 후 개체수를 조사하고, 70℃풍건건조기에서 건조시켜 72시간 후에 건물중을 측정하여 중요값을 산출하고 이를 토대로 군락별 유사성과 우점도 등을 산출하였다.
- 간척지를 농업용지로 개발하는데 간척지에 자생하는 식생의 이용가능성에 관한 기초 자료를 얻고자 새만금 간척지 내 계화지구에서 식생군락에 따라 식물종을 분류하고 토양 화학성과의 관계를 분석한 결과는 다음과 같다. 담수면 토양을 기점으로 조사된 위치별 토양염농도는 담수면 인접부가 22.
- 또 토양특성은 조사지점 식생하부 표토하 15～20cm에 분포하는 토양을 Auger를 이용하여 채취하여 105℃건조기에서 72시간 건조 마쇄 후 유기물함량, pH, 전기전도도, 가용성 인, 치환성 나트륨을 분석하였다.
대상 데이터
- 본 조사는 2010년 봄부터 가을까지 새만금 간척지 유역인 부안군 계화면 계화지구(해면노출 5년차 토양) 담수호 내역 중 지면이 노출되어 식생의 천이가 진행 중인 간석지에서 수행하였다.
- 조사지점 선정은 간석지의 육지쪽 긴 변의 중심점에서 해수면 쪽으로 직각의 선을 연결한 ⊥형 선상에 지점을 선정하였다.
- 조사지점 선정은 간석지의 육지쪽 긴 변의 중심점에서 해수면 쪽으로 직각의 선을 연결한 ⊥형 선상에 지점을 선정하였다. 첫 조사 지점은 담수된 해수면에서 육지쪽으로 200m 지점에 선정하였으며, 다음 지점은 육지쪽 방향으로 식생의 흐름에 따라 8지점을 선정하였고, 육지쪽 변에서도 각 지점 간에 200m이상의 거리를 두고, 식생군락의 변화에 따라 5개의 조사지점 등 총13개 지점을 선정하였다. 각 조사지점에서는 해당 식생대를 대표하는 지점에 2×2m 방형구를 설치한 후 연중 발생되는 모든 식생을 볼 수 있는 9월 중순에 식생을 채취하여 이(2006)와 이(2003)의 문헌을 바탕으로 식물을 동정 분류한 후 개체수를 조사하고, 70℃풍건건조기에서 건조시켜 72시간 후에 건물중을 측정하여 중요값을 산출하고 이를 토대로 군락별 유사성과 우점도 등을 산출하였다.
데이터처리
- 유기물함량은 Tyurin법으로 측정하였고, pH는 초자전극법, 토양 염농도(EC)는 시료와 증류수를 1：5의 비율로 혼합하여 30분간 진탕한 후 전기전도도계로 측정하여 5배한 값으로 나타내었다. 또 이상에서 조사된 식생조사치와 토양분석 값을 SAS 통계 프로그램의 PROC Reg를 이용하여 식생과 토양의 상관관계를 분석하였다.
이론/모형
- 유기물함량은 Tyurin법으로 측정하였고, pH는 초자전극법, 토양 염농도(EC)는 시료와 증류수를 1：5의 비율로 혼합하여 30분간 진탕한 후 전기전도도계로 측정하여 5배한 값으로 나타내었다. 또 이상에서 조사된 식생조사치와 토양분석 값을 SAS 통계 프로그램의 PROC Reg를 이용하여 식생과 토양의 상관관계를 분석하였다.
성능/효과
- 1)Tidal creeks distance - 1：0-700m, 2：700-900m, 3：900-1100m, 4：1100-1400m, 5：1400-1900m, 6：1900-2100m, 7：2100-2300m, 8：2300-2500m, 9：2300-2500m, 10：2300-2500m, 11：2300-2500m, 12：2300-2500m, 13：2300-2500m.
- 1)Tidal creeks distance - 1：0-700m, 2：700-900m, 3：900-1100m, 4：1100-1400m, 5：1400-1900m, 6：1900-2100m, 7：2100-2300m, 8：2300-2500m, 9：2300-2500m, 10：2300-2500m, 11：2300-2500m, 12：2300-2500m, 13：2300-2500m.
- 7)하는 군락으로써 가장자리에 갯개미취, 비짜루국화, 망초 등이 조사되었다. 11번 조사지점은 조사지점들 중 토양 염농도가 가장 낮은 0.16dS m-1(0.01%) 내외로서 6종의 초종이 조사되었으나 자귀풀의 우점도가 54.5, 갈대의 우점도가 38.9로 2식물이 군락의 대부분을 구성하였고 가장자리 쪽에만 강아지풀, 피류, 갯꾸러미풀 등이 분포하였는데 전체면적 중 분포비율은 10%내외를 차지하였다. 12번 조사지점은 9번 조사지점과 유사한 군락으로 국화과 3종, 벼과 3종과 방동사니가 자생하나 비짜루국화 우점도가 높은 식생특성을 나타냈으며, 전체 간척지 면적의 40%내외를 점유하고 있었다.
- 9로 2식물이 군락의 대부분을 구성하였고 가장자리 쪽에만 강아지풀, 피류, 갯꾸러미풀 등이 분포하였는데 전체면적 중 분포비율은 10%내외를 차지하였다. 12번 조사지점은 9번 조사지점과 유사한 군락으로 국화과 3종, 벼과 3종과 방동사니가 자생하나 비짜루국화 우점도가 높은 식생특성을 나타냈으며, 전체 간척지 면적의 40%내외를 점유하고 있었다. 13번 조사지점은 갯잔디가 우점(우점도 80.
- 12번 조사지점은 9번 조사지점과 유사한 군락으로 국화과 3종, 벼과 3종과 방동사니가 자생하나 비짜루국화 우점도가 높은 식생특성을 나타냈으며, 전체 간척지 면적의 40%내외를 점유하고 있었다. 13번 조사지점은 갯잔디가 우점(우점도 80.3)하는 군락으로 국화과 3종의 식물과 개피 등이 조사되었으며, 전체면적의 10%내외에 분포하였는데, 이 군락은 토양의 점질함량이 대단이 높은(점질 함량 42～53%) 특성을 나타내었다.
- 5번째 조사지점은 해변에서 1400～1900m지점으로 토양 염농도는 5dS m-1(0.32%)로 탈염화가 더 많이 진행된 상태였으며, 식생은 전체 조사지점 중 가장 많은 14종의 식생이 발생되었고, 명아주과 일색의 우점에서 ㄹ벗어나 각 종들의 다양성이 증가되는 특성을 나타냈다. 6번 조사지점은 염농도가 더 낮은 3.
- 32%)로 탈염화가 더 많이 진행된 상태였으며, 식생은 전체 조사지점 중 가장 많은 14종의 식생이 발생되었고, 명아주과 일색의 우점에서 ㄹ벗어나 각 종들의 다양성이 증가되는 특성을 나타냈다. 6번 조사지점은 염농도가 더 낮은 3.44dS m-1(0.22%)를 나타냈으며, 종수는 감소하여 9종을 나타냈는데 5번 조사 지점에 비해 사초과와 명아주과 식물종의 감소가 원인이었다. 7번 조사지점은 표 1의 설명에서 언급한 토성 및 지형적인 차이로 인해 탈염화가 늦어진 것으로 생각되는 지역으로 토양염농도는 10dS m-1(0.
- 22%)를 나타냈으며, 종수는 감소하여 9종을 나타냈는데 5번 조사 지점에 비해 사초과와 명아주과 식물종의 감소가 원인이었다. 7번 조사지점은 표 1의 설명에서 언급한 토성 및 지형적인 차이로 인해 탈염화가 늦어진 것으로 생각되는 지역으로 토양염농도는 10dS m-1(0.64%)이었으며, 식생은 해변 가장자리에서 많이 볼 수 있는 염생식물 종인 나문재, 해홍나물, 퉁퉁마디 등이 나타났는데, 이처럼 자취를 감추었던 이들 식물 종이 타식생의 중심부에 나타나는 것은 간척지에서 식생의 발생에는 토양의 염농도가 다른 환경조건보다 관여도가 높기 때문으로 생각된다. 8번 조사지점은 염농도 2.
- 64%)이었으며, 식생은 해변 가장자리에서 많이 볼 수 있는 염생식물 종인 나문재, 해홍나물, 퉁퉁마디 등이 나타났는데, 이처럼 자취를 감추었던 이들 식물 종이 타식생의 중심부에 나타나는 것은 간척지에서 식생의 발생에는 토양의 염농도가 다른 환경조건보다 관여도가 높기 때문으로 생각된다. 8번 조사지점은 염농도 2.97dS m-1(0.19%)이었으며 다시 7번 조사지점의 높은 염농도 조건에서 나타났던 염생식물종은 사라졌고, 국화과 식물 3종과 벼과식물 4종, 갯질경 등 내염성 식물군이 나타났다.
- 29%)이었다. 9번 조사지점의 식생의 경우 국화과 3종, 명아주과의 갯댑싸리, 화본과의 갈대 등 5종과 갯질경 등 총 12종이 발생하였다. 우점초종은 비짜루국화이었으며, 우점도는 34.
- 본 시험에서도 식생의 규모에 따라 토양 pH는 식생발생 전 토양이나 식생 발생기간이 짧아 바이오메스가 적은 군락의 토양은 알카리도가 높았고, 반면 바이오메스가 큰 군락의 토양 pH가 중성쪽에 가까운 결과를 나타냈는데, 이 같은 식생량 증가시 토양의 중성쪽으로 환원은 작물재배측면에서도 유용한 변화이다. 따라서 간척지에 작물재배를 목적으로 개발할 경우 탈염을 위한 기반공사와 아울러 Biomass가 큰 작물이 조기에 정착될 수 있도록 식생의 천이를 유도하고, 식물 종 중 가장 유망한 자원인 갈대 군락을 이용해 토양유기물 증대를 원할 경우 갈대의 생장이 가능한 염농도인 6.7dS m-1(0.43%)에 이르는 시기부터 증식을 시도하는 것이 적당할 것으로 생각된다.
- 특히 갈대 군락은 염농도가 낮아질수록 거대생장을 하고 군락의 크기도 커진다(Lee 1977). 또한 동일한 시기에 형성된 간척지라도 내측에 위치한 군락 내 및 군락주변에 자귀풀의 우점이 확인되었는데, 종극식생인 자귀풀의 출현은 작물생산이 가능한 정도로 탈염이 되었음을 의미한다. 자귀풀과 같은 콩과 식물이 출현될 정도로 탈염이 이루어진 토양에서는 작물재배가 가능하다.
- 토양에 공급된 유기물이 분해될 때 중간산물인 유기산과 미생물의 호흡작용에 의한 탄산의 생성이 토양을 산성화시킨다는 것이 일반적인 학설이다. 본 시험에서도 식생의 규모에 따라 토양 pH는 식생발생 전 토양이나 식생 발생기간이 짧아 바이오메스가 적은 군락의 토양은 알카리도가 높았고, 반면 바이오메스가 큰 군락의 토양 pH가 중성쪽에 가까운 결과를 나타냈는데, 이 같은 식생량 증가시 토양의 중성쪽으로 환원은 작물재배측면에서도 유용한 변화이다. 따라서 간척지에 작물재배를 목적으로 개발할 경우 탈염을 위한 기반공사와 아울러 Biomass가 큰 작물이 조기에 정착될 수 있도록 식생의 천이를 유도하고, 식물 종 중 가장 유망한 자원인 갈대 군락을 이용해 토양유기물 증대를 원할 경우 갈대의 생장이 가능한 염농도인 6.
- 표 2는 조사지점별 식생의 우점도를 나타내고 있다. 본 시험이 실시된 조사구에서는 6과 26종이 조사되었으며 화본과가 10종으로 가장 많았고, 명아주과가 6종, 사초과 4종, 국화과 3종, 갯질경이과 2종, 마디풀과 1종이었다. 조사된 식물종의 발생빈도는 갯개미취, 비짜루국화가 61.
- 2%에서 생장이 가능하였다(日本土壤肥料學會 1991). 본 연구결과 염생식물은 14dS m-1(0.9%)에서 발생이 시작되었고, 중성식물로 분류되면서 넓은 염농도 범위에 발생하는 갈대와 갯꾸러미풀은 6.72dS m-1 (0.43%)내외부터 분포하고 산조풀, 비짜루국화는 5dS m-1(0.32%)이내부터 분포하여 0.16dS m-1(0.01%)이하까지 넓은 분포특성을 나타냈다. 이 같은 식물상의 분포는 타 조사들에서 획득된 내염성정도에 따라 나타나는 식물상의 흐름과 비슷한 분포상을 나타냈으나, 본 조사에서는 절대 염농도가 기존에 조사된 자료들(Kim 등 2009)에서 보다 낮은14dS m-1 내외의 장소에서 발생되고 있었다.
- 일반토양에서는 토양유기물 보존과 제고 방법으로 농산부산물의 투입과 녹비작물이 이용되고 있고, 투입량이 증가할수록 유기탄소의 축적량이 증가된다(Yang 등 2010). 본 연구결과에서도 식생량이 증가될수록 유기물함량이 증가되는 정의 상관을 나타내었는데, 이 같은 관점에서 생장량이 많은 식생군락인 갈대, 갈대+자귀풀 군락의 이용은 유기물을 가장 친환경적이고 효과적으로 증진시킬 수 있는 재료들 중의 하나로 생각된다.
- 한편 조사위치별 생장량은 주로 염생식물이 자생하는 해변쪽의 생장량이 적었고, 특히 염농도가 높아 식생밀도가 상대적으로 적었던 2번과 3번 지점의 생장량이 적었다. 본 조사에서 개체당 생장량이 큰 식물은 갈대였으며, 다음으로는 자귀풀이었다. 이에 따라 염 농도가 낮아져 염생식물과 중성식물이 공생하는 지역에서는 식생 내 갈대의 발생비율이 높아질수록 생장량이 증가되었으며, 생장량이 가장 많은 10번 지점의 경우 갈대의 우점도가 80이였고, 2번째로 생장량이 많았던 11번 지점의 경우에도 갈대의 우점도가 38.
- 본 조사에서 나타난 조사지점별 토양 염농도는(표 1) 해수면 경계지역이 22.3dS m-1(1.43%)로 가장 높았으며, 이후 해수면 경계와 거리가 멀어질수록 점점 낮아지는 경향을 나타냈다. 그러나 이 같은 경향은 일률적이지 않고 내부 쪽에 부분적으로 높은 농도를 나타냈는데(site 7) 이 같은 지점은 salt pan(Kim 2005)으로 토양의 점질함량, 표면의 높이, 지하수위 등의 영향을 받아 탈염화 속도가 느려져 주변보다 상대적으로 높은 염농도를 나타낸 것으로 생각된다.
- 9번 조사지점의 식생의 경우 국화과 3종, 명아주과의 갯댑싸리, 화본과의 갈대 등 5종과 갯질경 등 총 12종이 발생하였다. 우점초종은 비짜루국화이었으며, 우점도는 34.6를 나타냈고, 이어 피류가 10.9로 다양성이 증가된 군락특성을 나타냈다. 10번 군락은 탈염화가 마무리된 낮은 염농도 토양으로서 갈대우점도가 80.
- 한편 간척지에서 토양이화학성에 따른 식물의 분포에 대해서는 Ihm과 Lee(1998), Kim 등(2009)의 연구 결과가 있다. 이 자료들은 토양의 특성에 근거한 식물의 분포상을 구명한 결과인 반면에 본 연구에서는 우점하는 식물상에 근거한 토양특성을 조사 한 결과 조사지점의 식물개체수와 토양염농도는 부의 경향을 나타냈으나 상관정도는 낮았다(그림 5). 식생의 생장량과 토양염농도는 부의상관을 나타냈으며(그림 6), 유기물함량은 식생량과 정의상관을 나타냈고(그림 7), 식생의 우점도와 pH와 부의 상관을 나타내 알카리성 토양에서보다 중성토양에서 높은 우점도를 나타냈다(그림 8).
- 그러나 이 같은 경향은 일률적이지 않고 내부 쪽에 부분적으로 높은 농도를 나타냈는데(site 7) 이 같은 지점은 salt pan(Kim 2005)으로 토양의 점질함량, 표면의 높이, 지하수위 등의 영향을 받아 탈염화 속도가 느려져 주변보다 상대적으로 높은 염농도를 나타낸 것으로 생각된다. 이같이 부분적으로 높은 염농도의 salt pan이 모자이크화된 비율은 토양 염농도가 상대적으로 높은 지역에서 분포비율이 높고, 탈염화가 많이 진행된 위치에서 감소하였다.
- 본 조사에서 개체당 생장량이 큰 식물은 갈대였으며, 다음으로는 자귀풀이었다. 이에 따라 염 농도가 낮아져 염생식물과 중성식물이 공생하는 지역에서는 식생 내 갈대의 발생비율이 높아질수록 생장량이 증가되었으며, 생장량이 가장 많은 10번 지점의 경우 갈대의 우점도가 80이였고, 2번째로 생장량이 많았던 11번 지점의 경우에도 갈대의 우점도가 38.9였으며, 자귀풀 54.5로 타 조사구보다 2종의 비율이 상대적으로 높았다.
- 64%)에서는 앞 조사지점과 동일한 염생식물 종들이 300개체 이상으로 크게 증가되었는데 이 지점에서 개체수의 큰 증가는 토양 염농도가 우점종인 염생식물들의 종자 발아에 적당한 농도에 도달했기 때문으로 생각된다. 이후 해수면에서 내측으로 더 진행되면 상대적으로 탈염이 많이 진행된 내측의 조사지점들 중에서는 8번과 11번 지점은 식생 밀도가 감소하는 경향이었는데 그 원인은 우점한 갈대와 자귀풀 두 식물 모두 개체별 공간 지배율이 커서 자체 경합에 의해 밀도가 감소된 것으로 생각되며, 이 지점을 제외한 다른 지점에서는 120～150개/㎡로 비슷한 밀도의 식생을 보여주었다.
- 44dS m-1를 나타냈다. 자생하는 식물은 6과 26종이 조사되었으며, 식물종별 발생빈도는 갯개미취, 비짜루국화가 61.5로 가장 높은 빈도를 나타냈고, 이어 갈대와 갯꾸러미풀이 53.8이었다. 식생의 발생은 토양 염농도 14dS m-1 지점에서 시작되었고 주로 명아주과 염생식물들인 퉁퉁마디, 나문재, 칠면초, 해홍나물 등이 나타났다.
- 5를 나타냈다. 전체 조사지점을 종합한 누적 적산우점도는 갈대가 15로 가장 높았으며, 다음으로는 해홍나물 14.4, 퉁퉁마디 13.3, 비짜루국화 11.8이었고 이어 산조풀, 자귀풀, 갯꾸러미풀 순이었다.
- 본 시험이 실시된 조사구에서는 6과 26종이 조사되었으며 화본과가 10종으로 가장 많았고, 명아주과가 6종, 사초과 4종, 국화과 3종, 갯질경이과 2종, 마디풀과 1종이었다. 조사된 식물종의 발생빈도는 갯개미취, 비짜루국화가 61.5로 가장 높은 빈도를 나타냈고, 이어 갈대와 갯꾸러미풀이 53.8이었으며, 다음으로 망초, 나문제, 해홍나물이 46.2, 뒤를 이어 퉁퉁마디, 피, 갯질경 등이 38.5를 나타냈다. 전체 조사지점을 종합한 누적 적산우점도는 갈대가 15로 가장 높았으며, 다음으로는 해홍나물 14.
- 조사지점별 식생종의 발생 변화를 보면(표 2, 그림 2), 조사지역에 첫 식물이 발생 된 곳은 해수면에서 700～900m 떨어진 해변 가장자리 지역으로(site 2) 토양의 평균 염농도는 14.01dS m-1(0.9%)였고, 조사지점에서는 나문재, 해홍나물 퉁퉁마디 3종이 조사되었다. 인접한 3번째 조사지점은 2번 조사지점에서 육지 쪽으로 200m떨어진 지점으로 첫 조사지점에서 발생된 식생들 외에 칠면초, 가는갯능쟁이 등이 추가로 조사되었다.
- 조사지점별 유사성은 염농도가 높은 조사지점의 경우 명아주과 식물인 나문재, 해홍나물, 퉁퉁마디 등의 호염성 식물군으로 한정되어 유사성이 높았고, 반면 염농도가 낮은 조사지점들 간에는 상대적으로 낮은 경향을 나타냈다(표 3). 이 같은 차이는 염농도가 낮은 지역은 상대적으로 식생이 조기에 발생해 장기간의 천이과정을 거치면서 종간의 경합에 의해 지배 초종의 우점도가 커져 단순한 군락구조가 형성된 때문으로 생각된다.
- 한편 조사위치별 생장량은 주로 염생식물이 자생하는 해변쪽의 생장량이 적었고, 특히 염농도가 높아 식생밀도가 상대적으로 적었던 2번과 3번 지점의 생장량이 적었다. 본 조사에서 개체당 생장량이 큰 식물은 갈대였으며, 다음으로는 자귀풀이었다.
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