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문제 정의
- 따라서 일본잎갈나무는 우리나라에 조성된 조림수종 중 가장 넓은 면적(424,668 ha)을 차지하고 있다(Korea Forest Service, 2011). 본 연구는 조성연도가 다른 일본잎갈나무조림지의 생태적 변화를 분석하여 그 결과를 복원 효과로 평가하는 데 목적을 두고 있다.
- 본 연구에서는 일본잎갈나무조림지와 해당지역의 천이 후기 식생으로 판단된 신갈나무군락의 종 조성을 비교하여 종 조성의 변화와 천이의 진행 정도를 평가하였다. 조림 후 경과 년 수가 다른 각 지소에서 조사된 식생자료와 대조지소인 신갈나무식분을 서열화한 결과(Fig.
제안 방법
- 식생의 계층구조는 식분의 계층을 임관층, 임관하층, 관목층 및 초본층의 4개 층으로 구분한 후 각 층의 높이 범위와 식피율을 측정하여 작성하였다. 각층의 높이 범위는 거리측정기(Haglof Distance Measurer, DME 201)를 이용하여 측정하였고, 식피율은 해당 높이범위의 식물들이 지면을 덮고 있는 비율을 10% 수준까지 구분하여 목측하였다.
- 식분별 종 조성을 비교하기 위하여 DCA (Detrended Correspondence Analysis) 서열법을 적용하였다. 수집된 식생자료에서 각종의 피도계급을 그 계급이 나타내는 식피율 범위의 중간 값으로 전환한 후 전체 출현종의 합에 대한 각 종의 상대 값으로 구한 중요치(important value)로 삼았다. 이 과정에서 출현빈도 5%이하의 종은 제외하였다.
- 식분을 이루는 주요 종의 직경급 분포는 각 조사구에 출현하는 모든 교목성 수종의 근주직경(지상 5 cm)을 측정하여 조사하였다.
- 식생의 계층구조는 식분의 계층을 임관층, 임관하층, 관목층 및 초본층의 4개 층으로 구분한 후 각 층의 높이 범위와 식피율을 측정하여 작성하였다. 각층의 높이 범위는 거리측정기(Haglof Distance Measurer, DME 201)를 이용하여 측정하였고, 식피율은 해당 높이범위의 식물들이 지면을 덮고 있는 비율을 10% 수준까지 구분하여 목측하였다.
- 조성연도가 다른 일본잎갈나무조림지를 대상으로 조림 후 시간이 경과함에 따라 식생의 발달과정을 분석하였다. 일본잎갈나무의 높이와 직경은 조림 후 24년까지 빠르게 생장하였고, 그 이후 양 생장이 모두 둔화되는 경향이었다.
- 해발고도(m), 경도 및 위도는 GPS (GARMIN GPSMAP 60CSx)를 이용하여 측정하였고, 경사도와 방위는 나침반 SUNNTO PM5)을 이용하여 측정하였다.
대상 데이터
- 조사구는 식분의 연령 단계 별로 5개씩 총 20개 설치하였다. 대조구는 해당지역의 잠재자연식생으로 인정되는 신갈나무군락에 정하였다(Kim and Kil, 2000). 대조구에 대한 조사는 20m×20 m 크기의 방형구를 5개 설치하여 수행하였다.
- 대조구에 대한 조사는 20m×20 m 크기의 방형구를 5개 설치하여 수행하였다.
- 본 연구는 강원도 태백시 일원에 조성된 일본잎갈나무 조림지를 대상으로 수행하였다. 연구대상은 조림 후 8년, 17년, 24년 및 41년 경과된 식분으로 선정하였다(Fig.
- 본 연구는 강원도 태백시 일원에 조성된 일본잎갈나무 조림지를 대상으로 수행하였다. 연구대상은 조림 후 8년, 17년, 24년 및 41년 경과된 식분으로 선정하였다(Fig. 1). 식분의 연령은 지상 10 cm 높이에서 채취한 연륜시료의 나이로부터 구하였다.
- 조사대상 식분은 해당지역의 지형적 위치 때문에 700m 이상의 지역에서 선정되었다. 조사지소는 주로 동향 사면에서 선정되었다.
데이터처리
- 이 과정에서 출현빈도 5%이하의 종은 제외하였다. 서열분석은 PC-ORD (Version 4.20; McCune and Mefford, 1999) 프로그램을 이용하여 수행하였다.
이론/모형
- 종 다양성은 종 순위-우점도 곡선을 작성하여 조사하였고, Shannon 지수 (H′) (Shannon, 1948; Brower and Zar, 1977)에 의한 검토를 병행하였다. 식물의 동정은 Lee (1996), Park (1995) 및 Park (2001)을 따랐다.
- 식생조사는 각 조사구에서 Braun-Blanquet (1964)법을 적용하여 수행하였다. 식분별 종 조성을 비교하기 위하여 DCA (Detrended Correspondence Analysis) 서열법을 적용하였다. 수집된 식생자료에서 각종의 피도계급을 그 계급이 나타내는 식피율 범위의 중간 값으로 전환한 후 전체 출현종의 합에 대한 각 종의 상대 값으로 구한 중요치(important value)로 삼았다.
- 식생조사는 각 조사구에서 Braun-Blanquet (1964)법을 적용하여 수행하였다. 식분별 종 조성을 비교하기 위하여 DCA (Detrended Correspondence Analysis) 서열법을 적용하였다.
- 종 다양성은 종 순위-우점도 곡선을 작성하여 조사하였고, Shannon 지수 (H′) (Shannon, 1948; Brower and Zar, 1977)에 의한 검토를 병행하였다.
성능/효과
- 한편, 41년생 식분에서 종 다양성의 감소는 성장한 자생 목본식물과 조림 수종이 함께 상층식생을 이루어 유입 광량을 차단한 데 기인한 결과로 해석된다. 결과적으로 식분 연령에 따라 종 다양성은 다소 변화하는 경향을 보였지만 조림지 식분의 종 다양성이 대조지소의 것보다 높았다. 이러한 결과로부터 일본잎갈나무조림지와 같은 수준의 조림은 종 다양성에 악영향을 미치지는 않는 것으로 평가되었다.
- 본 연구에서 일본잎갈나무조림지의 직경급 분포를 비교한 결과(Fig. 5), 우점종인 일본잎갈나무는 성숙목 계급에 주로 출현하고 유식물 집단에서는 출현빈도가 낮았다. 반면에 참나무류를 비롯한 자생식물은 유식물집단에서 출현빈도가 높은 역 J자형 분포를 보였다.
- 일본잎갈나무의 밀도는 8년생 식분과 17년생 식분에서는 유사한 밀도를 유지하였으나 24년생 식분에서 크게 감소하였고 그 이후에는 큰 변화를 보이지 않았다. 서열법을 적용하여 비교된 일본잎갈나무조림지의 종 조성은 조성연도에 따라 뚜렷한 변화경향을 나타내지 않았고, 조성연도가 다른 조림지 간의 차이가 대조구와의 차이보다 컸다. 주요 종의 직경급 별 빈도분포를 통해 분석한 결과 일본잎갈나무조림지는 신갈나무가 우점하는 자생식생으로의 천이경향을 보였다.
- 2 m 사이의 넓은 폭으로 유지되었다. 식피율은 17년생 식분을 제외한 전 식분에서 70% 이상의 높은 식피율을 보였다. 초본층의 수고는 1 m 이하로 큰 변화를 보이지 않았다.
- 결과적으로 식분 연령에 따라 종 다양성은 다소 변화하는 경향을 보였지만 조림지 식분의 종 다양성이 대조지소의 것보다 높았다. 이러한 결과로부터 일본잎갈나무조림지와 같은 수준의 조림은 종 다양성에 악영향을 미치지는 않는 것으로 평가되었다.
- 종 다양성은 모든 연령의 식분들이 대조구의 것보다 높았다. 이상의 결과에서 보여지듯이 일본잎갈나무조림지에서 나타난 대조지소와 유사한 종 조성, 자생식생으로의 천이 경향 그리고 높은 종 다양성은 생태적 복원의 성공을 의미하는 조건으로서 기능적 복원으로 출발한 일본잎갈나무조림지가 성공적인 복원을 이루어낸 것으로 평가할 수 있다.
- 조성연도가 다른 일본잎갈나무조림지를 대상으로 조림 후 시간이 경과함에 따라 식생의 발달과정을 분석하였다. 일본잎갈나무의 높이와 직경은 조림 후 24년까지 빠르게 생장하였고, 그 이후 양 생장이 모두 둔화되는 경향이었다. 일본잎갈나무의 밀도는 8년생 식분과 17년생 식분에서는 유사한 밀도를 유지하였으나 24년생 식분에서 크게 감소하였고 그 이후에는 큰 변화를 보이지 않았다.
- 일본잎갈나무조림지의 종 다양성은 8년생 식분(H′=5.31)이 가장 높았고, 24년생 식분(H′=4.90), 41년생 식분(H′=4.40) 및 17년생 식분(H′=3.97) 순으로 이어졌으며, 대조구의 종 다양성은 H′=3.08로 나타나 모든 조림지의 종 다양성이 대조지소의 것보다 높았다(Fig. 6).
- 본 연구에서는 일본잎갈나무조림지와 해당지역의 천이 후기 식생으로 판단된 신갈나무군락의 종 조성을 비교하여 종 조성의 변화와 천이의 진행 정도를 평가하였다. 조림 후 경과 년 수가 다른 각 지소에서 조사된 식생자료와 대조지소인 신갈나무식분을 서열화한 결과(Fig. 4), 일본잎갈나무조림지의 종 조성은 경과 년 수 증가에 따른 종 조성의 변화가 뚜렷하지 않았다. 그러나 조림지식분과 대조지소인 신갈나무식분 사이의 종 조성 차이는 경과 년수가 다른 조림지식분 간의 종 조성 차이만큼 크지 않았다.
- 일본잎갈나무는 생장속도가 빨라 삼림피복 조성을 위한 목적으로 해변을 제외한 중부이남 지역에 식재되었다(Korea Forest Service, 2000). 조림 후 경과 년 수가 다른 각 지소의 천이 경향을 분석한 결과, 일본잎갈나무는 후계수가 전혀 출현하지 않고 조성연도가 증가할수록 조림수종의 밀도가 감소하는 반면에 참나무류를 비롯한 자생식물은 지속적으로 후계수가 보충되고 비교적 높은 밀도를 유지하여 참나무류를 중심으로 한 자생수종이 이루는 식생으로 천이가 진행되는 경향을 보였다(Fig. 5).
- 조사지소들이 위치한 강원도 태백시는 북위 37º03′~37º20′, 동경 128º52′~129º06′에 위치하고, 연평균 기온과 강수량은 각각 8.70ºC와 1,324.3mm로 나타났다.
- 조성연도가 다른 일본잎갈나무조림지의 계층구조를 분석한 결과(Fig. 3), 임관층의 식피율은 초기 식분을 제외하면 50% 이상을 유지하였다. 임관하층의 수고는 8, 17, 24 및 41년생 식분에서 각각 2.
- 종 다양성은 조림 후 초기 단계인 8년생 식분에서 가장 높은 값을 나타내었고, 그 후 경과 년 수가 늘어남에 따라 감소와 증가를 반복하였다(Fig. 6). 초기 식분의 높은 종 다양성은 조림과정에서 발생한 인위적 간섭이 유입되는 광량을 증가시킨 데 기인한 결과로 해석된다(Halpern, 1989; Miller et al.
- 종 조성 자료에 기초하여 조성연도가 다른 일본잎갈나무조림지와 대조구의 식분들을 서열화한 결과(Fig. 4), 식 분의 배열은 조성연도가 같은 식분들이 서로 가까이 위치하고, 조성연도에 따른 변화는 뚜렷한 경향을 찾을 수 없었다. 대부분의 식분들이 대조구의 식분들과 비교적 가까이 위치하여 종 조성의 차이가 크지 않음을 알 수 있었다.
- 서열법을 적용하여 비교된 일본잎갈나무조림지의 종 조성은 조성연도에 따라 뚜렷한 변화경향을 나타내지 않았고, 조성연도가 다른 조림지 간의 차이가 대조구와의 차이보다 컸다. 주요 종의 직경급 별 빈도분포를 통해 분석한 결과 일본잎갈나무조림지는 신갈나무가 우점하는 자생식생으로의 천이경향을 보였다. 종 다양성은 모든 연령의 식분들이 대조구의 것보다 높았다.
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