식물종 다양성이 높은 하천변 복원을 위해 8개 하천 13지점에서 자연하천변 식물군락의 이질성을 ${\beta}$-diversity로 조사하였다. 그 결과, 하천에서 내륙으로 들어감에 따른 이질성의 평균값은 0.32이었다(0.23~0.37범위). 이 값은 식물군락의 종 구성이 6번 완전히 바뀌는 community turnover를 나타낸다. ${\beta}$-diversity는 섬진강, 한강, 낙동강, 금강 수계 간에 차이가 없었고, 각 수계 안에서 하천 유역은 하류(0.23)보다 상류(0.36)에서 더 높았다(p level<0.05). 환경요인과의 관계를 알아보기 위해 다중회귀분석을 실시한 결과 ${\beta}$-diversity는 경사도에서 유의성이 나타났다. Belt-transect를 통해 나타난 종들과 ${\beta}$-diversity 값을 통해 하천변의 우점종 모식도를 그려보면 상류의 종조성은 6번 바뀌고, 하류의 종조성은 약 5번 바뀌었다. 본 연구 결과를 통해 하천 계획에 실질적으로 활용할 수 있는 식재 수종과 식재 패턴의 기초를 제시하였으며, 하천변 식물군락의 종 다양성을 높이기 위해서는 경사도를 높이는 것이 가장 중요하다.
식물종 다양성이 높은 하천변 복원을 위해 8개 하천 13지점에서 자연하천변 식물군락의 이질성을 ${\beta}$-diversity로 조사하였다. 그 결과, 하천에서 내륙으로 들어감에 따른 이질성의 평균값은 0.32이었다(0.23~0.37범위). 이 값은 식물군락의 종 구성이 6번 완전히 바뀌는 community turnover를 나타낸다. ${\beta}$-diversity는 섬진강, 한강, 낙동강, 금강 수계 간에 차이가 없었고, 각 수계 안에서 하천 유역은 하류(0.23)보다 상류(0.36)에서 더 높았다(p level<0.05). 환경요인과의 관계를 알아보기 위해 다중회귀분석을 실시한 결과 ${\beta}$-diversity는 경사도에서 유의성이 나타났다. Belt-transect를 통해 나타난 종들과 ${\beta}$-diversity 값을 통해 하천변의 우점종 모식도를 그려보면 상류의 종조성은 6번 바뀌고, 하류의 종조성은 약 5번 바뀌었다. 본 연구 결과를 통해 하천 계획에 실질적으로 활용할 수 있는 식재 수종과 식재 패턴의 기초를 제시하였으며, 하천변 식물군락의 종 다양성을 높이기 위해서는 경사도를 높이는 것이 가장 중요하다.
We have researched heterogeneity of naturalized river plant community by ${\beta}$-diversity for restoration of river community which has high diversity plant species. As a result the average of heterogeneity was 0.32(range 0.23~0.37) from the river to the inland. This value shows communi...
We have researched heterogeneity of naturalized river plant community by ${\beta}$-diversity for restoration of river community which has high diversity plant species. As a result the average of heterogeneity was 0.32(range 0.23~0.37) from the river to the inland. This value shows community turnover of species composition of plant communities 6 times. The ${\beta}$-diversity was no difference among water system of Seomjin river, Han river, Nakdong river and Geum river. The upper-river valley(0.36) was higher than lower-river valley(0.23) in each water system(p level<0.05). Multiple regressing analysis was used for look the relationship with Environmental factors as a result, it shows ${\beta}$-diversity significant on a slope. River mimetic diagram with dominant species that appear through Belt-transect painted. Dominant plant species turned 6 time in upper-river and turned about 5 time in lower-river. The result of this study suggested practical basis of planting species and planting pattern. To improve species diversity of river plant community, slope degree raise is the most important.
We have researched heterogeneity of naturalized river plant community by ${\beta}$-diversity for restoration of river community which has high diversity plant species. As a result the average of heterogeneity was 0.32(range 0.23~0.37) from the river to the inland. This value shows community turnover of species composition of plant communities 6 times. The ${\beta}$-diversity was no difference among water system of Seomjin river, Han river, Nakdong river and Geum river. The upper-river valley(0.36) was higher than lower-river valley(0.23) in each water system(p level<0.05). Multiple regressing analysis was used for look the relationship with Environmental factors as a result, it shows ${\beta}$-diversity significant on a slope. River mimetic diagram with dominant species that appear through Belt-transect painted. Dominant plant species turned 6 time in upper-river and turned about 5 time in lower-river. The result of this study suggested practical basis of planting species and planting pattern. To improve species diversity of river plant community, slope degree raise is the most important.
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문제 정의
본 연구는 하천과의 거리, 하천유역 및 하천수계에 따른 βt를 구하여, 다중회귀분석을 통해 식물의 분포에 영향을 미치는 환경요인에 대해 알아보아 기존의 연구와는 다른 이질성(Heterogeneous)이라는 초점으로 식물의 분포 패턴을 연구하였다.
본 연구에서는 하천복원을 위한 기초자료로 사용하고자 인간의 간섭에 의한 훼손이 없거나, 적은 자연하천을 군집생태학적 방법으로 조사하여 분석하였다. 이와 같은 연구를 통하여 식물종과 환경요인간의 관계를 이해하고, 자료를 활용하여 복원할 하천의 특성에 맞는 식물군락 및 식물종을 선택하고, 식물이 정착하여 지속가능한 환경을 조성하는데 기여하고자 한다.
본 연구에서는 하천복원을 위한 기초자료로 사용하고자 인간의 간섭에 의한 훼손이 없거나, 적은 자연하천을 군집생태학적 방법으로 조사하여 분석하였다. 이와 같은 연구를 통하여 식물종과 환경요인간의 관계를 이해하고, 자료를 활용하여 복원할 하천의 특성에 맞는 식물군락 및 식물종을 선택하고, 식물이 정착하여 지속가능한 환경을 조성하는데 기여하고자 한다.
가설 설정
식물은 각자 최적의 환경조건을 갖춘 서식처에서 생육하는데, 식물의 생존과 생장에 가장 중요한 3대 필수요소 중 하나인 수분의 구배가 달라지는 것은 서식처 환경이 달라 서식하는 식물에 차이가 나타날 수 있음을 뜻한다. 둘째, 경사도는 광의 유입과 긴밀한 연관이 있다. 생물의 서식을 고려한 구조적 패턴에서는 광의 양을 적절히 조절하는 것이 매우 중요한데, 일련의 연구에 따르면 침엽수가 있는 하천이나, 밀도 높은 관목덩굴 등으로 그늘이 있는 하천, 또는 수목이 부재하기 보다는 나무가 있어 그늘진 하천 등이 생물의 서식에 유리한 것으로 나타났다(Kim et al.
제안 방법
총 8개 하천 13개 지점을 조사지로 선정하였고, 조사지 선정 기준은 연구목적에 맞추어 주변에 경작지와 인가가 없고, 제방으로 인한 식생의 단절이 없는 곳으로 인간의 영향이 적다고 판단되는 곳을 선정하였다. 선정 방법은 항공사진을 이용하여 1차적으로 선정한 뒤 현장을 직접 방문 하여 조사지를 최종 결정 하였다.
하천에서 산림으로 이동함에 따라 식물종이 어떻게 변하는지 알아보기 위해서 하천으로부터 좌․우 양안에 각각 20m까지 1m×1m 방형구 20개를 만들어 방형구 안에 나타나는 식물을 조사하였다.
본 연구는 2009년 6월에서 9월까지 충청북도 단양군 영춘면의 사이곡천(1), 경상북도 영주시 문수면 내성천(2), 경상북도 문경시 마성면의 영강(3), 경상북도 봉화군 재선면의 낙동강(4), 경상북도 예천군 지보면의 낙동강(5), 경상북도 안동시 풍천면의 낙동강(6), 경상북도 안동시 서구동의 낙동강(7), 충청북도 옥천군 이원면에 위치한 금강(8), 전라남도 곡성군 고달면의 섬진강(9), 전라남도 곡성군 입면의 섬진강(10), 전라남도 화순군 동복면 연월리의 동복천(11), 전라남도 곡성군 죽곡면의 보성강(12), 전라남도 보성군 율어면의 보성강(13)을 조사 지역으로 정하여 수행하였다(Fig. 1 and Table 1).
1 and Table 1). 총 8개 하천 13개 지점을 조사지로 선정하였고, 조사지 선정 기준은 연구목적에 맞추어 주변에 경작지와 인가가 없고, 제방으로 인한 식생의 단절이 없는 곳으로 인간의 영향이 적다고 판단되는 곳을 선정하였다. 선정 방법은 항공사진을 이용하여 1차적으로 선정한 뒤 현장을 직접 방문 하여 조사지를 최종 결정 하였다.
데이터처리
2006)의 ANOVA 일원 배치 분산분석(One-way Anova)을 실시하였다. 분산분석 (analysis of variance ; ANOVA)은 측정한 항목을 독립변수와 종속변수로 나누고 각 수준에 따라 나누어진 집단 간의 평균차를 검정하여 통계적으로 유의한지를 검정하였다(Park and Yoon, 2008). 통계 차이의 유의성은 일원 배치 분산분석에 의해 평균치의 Fisher 최소유의차 법으로 5% 유의수준에서 검정하였다(Noh and Jeong, 2002).
식물군락과 환경요인(Al: Altitude, Sl: Slope degree, Pv: Percentage of vegetation cover, Tl: Tree layer height, Ai: Airt, Ns: Number of appearance species, Ss: Stream structure, Sw: Stream width, Ww: Waterway width)과의 관계를 알아보기 위해 Statistica 통계패키지(Statsoft Co. 2006)의 다중회귀분석을 사용하였다.
분산분석 (analysis of variance ; ANOVA)은 측정한 항목을 독립변수와 종속변수로 나누고 각 수준에 따라 나누어진 집단 간의 평균차를 검정하여 통계적으로 유의한지를 검정하였다(Park and Yoon, 2008). 통계 차이의 유의성은 일원 배치 분산분석에 의해 평균치의 Fisher 최소유의차 법으로 5% 유의수준에서 검정하였다(Noh and Jeong, 2002).
환경요인에 따른 식물군락의 경향성을 밝히기 위하여 Statistica 통계패키지(Statsoft Co. 2006)의 ANOVA 일원 배치 분산분석(One-way Anova)을 실시하였다. 분산분석 (analysis of variance ; ANOVA)은 측정한 항목을 독립변수와 종속변수로 나누고 각 수준에 따라 나누어진 집단 간의 평균차를 검정하여 통계적으로 유의한지를 검정하였다(Park and Yoon, 2008).
이론/모형
본 연구에서는 Belt-transect method를 이용하여 환경에 따라 나타난 식물의 β-diversity를 알아보았다.
하천에서 산림으로 이동함에 따라 식물종이 어떻게 변하는지 알아보기 위해서 하천으로부터 좌․우 양안에 각각 20m까지 1m×1m 방형구 20개를 만들어 방형구 안에 나타나는 식물을 조사하였다. 종의 동정은 Lee(1996)와 Lee(2003) 도감에 따랐으며, 미동정종은 채집 및 사진을 통하여 실내에서 동정하였다.
환경구배에 따른 종조성 변화와 군락 교체 및 종에 의한 생육지 분할정도를 나타내는 척도로 사용한 β -diversity는 방형구의 크기에 영향을 받지 않는 Wilson-Shmida(1984)가 제안한 종의 유무자료로부터 다음과 같이 계산하였다.
성능/효과
하천과의 거리가 먼 곳에 생강나무(Lindera obtusiloba)가 나타나고, 물과의 거리에 상관없이 또는 하천과의 거리가 보통인 곳에서 애기똥풀(Chelidonium majus var. asiaticum)과 사위질빵(Clematis apilfolia)이 나타나는 것은 본 논문의 결과와 달랐다.
본 연구의 결과와 비교하여 보았을 때, 조사지소가 하천과 산림이라는 차이가 있기 때문에 βt값의 차이가 있었으며, βt의 평균이 하천에서 높은 것은 하천 식물종이 더욱 다양하다는 것을 알 수 있으며, βt가 산림에서 넓은 폭으로 변하고 합이 더 큰 것은 교란이나 다른 환경요인에 의해 community turnover가 높다는 것을 알 수 있다.
이 값은 4개의 방형구마다 군집의 종조성이 완전히 바뀌는 community turnover를 나타내며, 전체 방형구의 βt의 합은 9.92로 약 10개의 서로 다른 군집이 존재함을 뜻하였다.
92로 약 10개의 서로 다른 군집이 존재함을 뜻하였다. 이 결과는 용암산 산림군집이 전체적으로 극상림이 지만, 국지적으로 빈번하게 형성되는 숲틈과 같은 교란으로부터 재생이 다른 모자이크의 미소천이(Climax- microsuccession)가 진행됨을 시사한다. 본 연구의 결과와 비교하여 보았을 때, 조사지소가 하천과 산림이라는 차이가 있기 때문에 βt값의 차이가 있었으며, βt의 평균이 하천에서 높은 것은 하천 식물종이 더욱 다양하다는 것을 알 수 있으며, βt가 산림에서 넓은 폭으로 변하고 합이 더 큰 것은 교란이나 다른 환경요인에 의해 community turnover가 높다는 것을 알 수 있다.
24로 가장 낮은 값을 보였다. 즉, 1-7m와 13-17m 구간에서는 하천과의 거리가 멀어짐에 따라 식물종이 점점 증가하지만, 7-13m와 17-19m 구간에서는 하천과의 거리가 멀어짐에 따라 식물종이 점점 감소한다는 것을 알 수 있다.
경사도에 대해 유의한 차이가 나타난 것은 두 가지 이유가 있다고 판단된다. 첫째, 하천의 식물은 경사도에 따라서 침수되는 면적이 달라지고, 이에 따라 흙속의 수분 구배가 달라진다. 식물은 각자 최적의 환경조건을 갖춘 서식처에서 생육하는데, 식물의 생존과 생장에 가장 중요한 3대 필수요소 중 하나인 수분의 구배가 달라지는 것은 서식처 환경이 달라 서식하는 식물에 차이가 나타날 수 있음을 뜻한다.
후속연구
이는 무작위 적으로 생물 다양성을 높이기보다, 환경구배에 따른 군락의 종 조성 변화를 파악하고, 목본식물과 초본식물의 조합과 배열을 적용함으로서 하천복원 시 적합한 군락을 제시할 수 있다. 이를 통해 하천복원을 위한 효율적인 식재 수종을 제안하고, 하천으로부터의 거리에 따른 식생 출현 특성과 그 동반종을 고려하여 하천의 생태계 기능을 최대화 할 수 있는 적절한 식생복원 모델을 성립하는데 식재 패턴의 기초로 이용할 수 있으며, 복원 시 종다양성을 높이기 위해서 경사도를 높이는 방안에 대해 고려해야 함을 알 수 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
하천은 무엇인가?
일반적으로 하천은 ‘크기에 관계없이 구배를 가지고 일정한 물길을 따라 흐르는 수괴’를 의미한다(Lee et al., 1996).
하천은 어떤 특성을 가지는가?
, 1996). 하천은 연속성을 가지며(Vannote et al., 1980; Hauer and Lamberti, 1996), 임지와 같은 다른 서식지와 생태통로를 이끌어내는 필수요소로서 자연적으로 다양한 식물상과 동물상을 부양하고, 특징적인 군집과 기능을 보유한다. 많은 종들이 다양한 서식지로 이루어진 하천에 의존한다(Van Andel and Aronson, 2006).
하천을 복원할 때 최대한 자연적인 상태로 복원하면서 인간과 공존할 수 있는 공간을 만들어주는 것이 필요한 이유는?
하천복원을 시행하는데 인간을 제외한 환경의 보전 및 복원은 있을 수 없다. 따라서 하천을 복원할 때 최대한 자연적인 상태로 복원하면서 인간과 공존할 수 있는 공간을 만들어주는 것이 필요하다.
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