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문제 정의
- 따라서 본 연구는 향로봉에서 깃대배기봉 구간을 대상으로 고도에 따른 신갈나무군락의 특성을 분석하여 관리를 위한 기초자료 제공을 목적으로 연구를 진행하였다.
- 본 연구는 백두대간 향로봉에서 깃대배기봉 구간의 주요식생인 신갈나무 군락을 대상으로 기후대를 기준으로 Ⅰ, Ⅱ권역으로 나누어 고도에 따른 특성을 살펴보았다.
- 본 연구를 통해 고도에 따른 백두대간 신갈나무의 특성을 살펴보고자 하였다. 하지만 백두대간 전체 신갈나무 특성을 분석하기에는 조사 범위가 향로봉에서 깃대배기봉으로 국한되어 있고, 조사구 수도 충분하지 못한 한계가 있었다.
제안 방법
- Classification 분석을 통해 나누어진 군락을 층위별로 상대우점치(I.P)와 평균상대우점치(M.I.P)를 산출하여 식생의 특성을 살펴보았다(Table 4).
- 고도에 따른 군락별 신갈나무 교목의 생장량 변화를 살펴보기 위해 수령 40년 이상인 신갈나무 44그루의 목편을 추출하여 40년까지의 생장량을 분석하였다(Table 8). 권역별 생장량 변화를 살펴보면 1,100m 이하 고도범위에서는 300cm2이상을 보였다.
- 고도에 따른 수목 개체수의 변화 양상을 살펴보기 위해 Ⅰ, Ⅱ권역으로 나누어 각 군락별로 층위별 개체수를 산출하여 분석하였다(Table 5). 비교가 가능한 B~E군락을 살펴보면 전 권역에서 4개 군락 전체가 교목과 관목층에서 고도가 높아짐에 따라 개체수가 적어지는 특성을 보였다.
- 식물군락분류는 식생조사 자료를 바탕으로 McCune and Mefford(1999)의 'PC-ORD'를 사용하여 TWINSPAN에 의한 classification 분석을 실시하였다(Hill, 1979). 그리고 현장 조사 자료를 바탕으로 생물기후구계에 따른 대관령형(Ⅰ권역)과 중부내륙형(Ⅱ권역)으로 구분하여 식물사회학적 분석을 실시하였다(Kim and Lee, 2006). 층위별로는 각 수종의 상대적 우세를 비교하기 위하여 Curtis and McIntosh(1951)의 중요도(Importance Value)를 백분율로 나타낸 상대우점치(Importance Percentage; I.
- )으로 설정하였다. 식생조사는 각 층위에 나타나는 수목을 대상으로 수종명, 수고, 흉고직경, 수관폭을 측정하였다. 환경요소는 경사, 향 그리고 GPS를 이용하여 위치, 고도를 조사하였다.
- 신갈나무군락에서 고도에 따라 출현하는 수종들과 기타수종들 간에 관계를 살펴보기 위해 상관분석을 실시하였다(Table 9). 이를 위해 조사 결과 수종, 생장량 등에 차이를 보이는 해발고도 1,000m를 기준으로 이상과 미만으로 나누어 살펴보았다. 분석대상 수목은 상재도가 15%이하의 낮은 출현 빈도를 보이는 수종을 제외하여 총 25개 수종을 대상으로 하였다.
- 식생조사는 각 층위에 나타나는 수목을 대상으로 수종명, 수고, 흉고직경, 수관폭을 측정하였다. 환경요소는 경사, 향 그리고 GPS를 이용하여 위치, 고도를 조사하였다.
대상 데이터
- 대상지는 현장조사 자료를 검토하여 상관식생 비율이 50% 이상인 신갈나무군락을 선정하였다.
- 본 연구의 대상지는 백두대간 지역 중 북위 37∘52′49.10″~37∘04′09.31″의 공간적 범위에 위치하고 있으며 해당지역 중 총 63개의 신갈나무군락을 선정하였다(Figure 1).
- 이를 위해 조사 결과 수종, 생장량 등에 차이를 보이는 해발고도 1,000m를 기준으로 이상과 미만으로 나누어 살펴보았다. 분석대상 수목은 상재도가 15%이하의 낮은 출현 빈도를 보이는 수종을 제외하여 총 25개 수종을 대상으로 하였다.
- 조사구의 크기는 층위별로 교목층 20m×20m(400m2), 아교목층 10m×10m(100m2), 관목층 4m×4m(16m2)으로 설정하였다.
- 현장조사 시기는 향로봉에서 구룡령 구간은 2011년 5~8월에 실시되었으며, 구룡령에서 깃대배기봉 구간은 2012년 6~8월 사이에 실시되었다.
데이터처리
- 또한 고도에 따른 개체수, 수고, 수목생장량 분석을 실시하였으며 통계 프로그램인 SPSS14를 이용하여 상관관계 분석을 실시하였다. 공간 분석은 GIS응용프로그램인 Arcmap 9.3을 이용하였다.
- , 1980)를 산출하였고 최대종다양도(Shannon and Weaver, 1963)를 분석하였다. 또한 고도에 따른 개체수, 수고, 수목생장량 분석을 실시하였으며 통계 프로그램인 SPSS14를 이용하여 상관관계 분석을 실시하였다. 공간 분석은 GIS응용프로그램인 Arcmap 9.
- 신갈나무군락에서 고도에 따라 출현하는 수종들과 기타수종들 간에 관계를 살펴보기 위해 상관분석을 실시하였다(Table 9). 이를 위해 조사 결과 수종, 생장량 등에 차이를 보이는 해발고도 1,000m를 기준으로 이상과 미만으로 나누어 살펴보았다.
이론/모형
- 식물군락분류는 식생조사 자료를 바탕으로 McCune and Mefford(1999)의 'PC-ORD'를 사용하여 TWINSPAN에 의한 classification 분석을 실시하였다(Hill, 1979).
- 층위별로는 각 수종의 상대적 우세를 비교하기 위하여 Curtis and McIntosh(1951)의 중요도(Importance Value)를 백분율로 나타낸 상대우점치(Importance Percentage; I.P.)와 식생 층위별로 가중치를 부여한 수식 ‘(교목층I.P.×3+아교목층 I.P.×2+관목층I.P.×1)/6’으로 평균상대우점치(Yim et al., 1980)를 산출하였고 최대종다양도(Shannon and Weaver, 1963)를 분석하였다.
성능/효과
- 1,100m 이상의 고도구간에서는 Ⅰ, Ⅱ권역 모두 231.20cm2이하로 급격히 낮아지는 특성을 보였다.
- A군락은 전 권역에서 신갈나무와 함께 고로쇠나무, 당단풍나무가 우점하고 있으며 아교목층에는 신갈나무와 함께 당단풍나무, 야광나무 등 낙엽활엽수가 다수 우점하고 있는 것으로 나타났다. 그리고 Lee et al.
- 군락이 위치하고 있는 해발고도의 특성을 살펴보면 A군락은 대상지 전체가 1,300m이상의 지역에서만 출현하였다. B, C군락은 700~1,500m 범위의 지역에서 출현하여 고도분포 범위가 넓은 것으로 나타났다. D, E군락은 타 군락에 비해 비교적 해발고도가 낮은 1,000m 미만인 곳에 대상지가 분포하고 있었다.
- Classification 분석 결과 A~E 군락이 각각의 권역을 중심으로 지리적인 차이를 보이며 나타났으며 고도에 따라서도 군락간에 분포 양상이 다르게 나타났다. 이는 거제수나무, 사스래나무, 소나무와 같이 지역 분포가 고도와 밀접한 관련이 있는 수종들이 영향을 미친 것으로 판단된다.
- Classification 분석 기법 중 TWINSPAN을 적용하여 군락분류를 실시 한 결과(Figure 2) Level 3 수준에서 신갈나무-당단풍나무군락(A), 신갈나무-피나무군락(B), 신갈나무-고로쇠나무군락(C), 신갈나무-물푸레나무군락(D), 신갈나무-철쭉군락(E)으로 총 5개 군락으로 구분되었다. 첫 번째 단계에서는 소나무, 고로쇠나무, 당단풍나무에 의해, 두 번째 단계에서는 귀룽나무, 미역줄나무, 청시닥나무에 의해, 세 번째 단계에서는 소나무, 철쭉에 의해, 네 번째 단계에서는 노린재나무, 당단풍나무, 피나무에 의해 군락이 구분되었다.
- 20cm2이하로 급격히 낮아지는 특성을 보였다. 각 권역의 신갈나무 군락의 평균 생장량을 분석한 결과 1,100m를 기점으로 편차를 보이는 것으로 분석되었다.
- 이는 거제수나무, 사스래나무, 소나무와 같이 지역 분포가 고도와 밀접한 관련이 있는 수종들이 영향을 미친 것으로 판단된다. 개체수 변화에서는 B~E군락이 고도가 높아질수록 각 군락의 교목 및 관목의 평균 개체수가 비교적 큰 차이를 보이며 차츰 적어지는 수치를 보였다. D군락의 경우는 최대, 최소값 차이가 15개체로 가장 큰 편차를 보였다.
- 권역별 군락의 수목 개체수 평균을 살펴보면 교목은 Ⅰ권역 해발고도 500~700m에서 가장 높은 35.17개를 보였으며 고도가 높아질수록 반비례하여 점차 적어지는 경향을 보였다. 고도가 가장 높은 1,300m 이상의 구간에서는 Ⅰ권역 20.
- , 2004). 권역별 군락의 평균 수고를 살펴보면 Ⅰ권역이 500~700m 범위에서 13.77m로 가장 높게 나타났으며 해발고도가 높아짐에 따라 점차 수고가 낮아지는 특성을 보였다. 1,300~1,500m의 고도범위에서는 평균 수고가Ⅰ권역 8.
- 본 연구의 대상 군락이 위치하고 있는 곳의 해발고도는 530~1,434m, 경사는 2~35∘, 목본식물의 평균 출현종수는 평균 8.2종, 교목층 신갈나무의 평균 수고는 11.24m로 나타났다(Table 2).
- 고도에 따른 수목 개체수의 변화 양상을 살펴보기 위해 Ⅰ, Ⅱ권역으로 나누어 각 군락별로 층위별 개체수를 산출하여 분석하였다(Table 5). 비교가 가능한 B~E군락을 살펴보면 전 권역에서 4개 군락 전체가 교목과 관목층에서 고도가 높아짐에 따라 개체수가 적어지는 특성을 보였다. 반면에 아교목층에서는 고도에 따른 각 군락의 개체수 변화가 뚜렷하게 나타나지 않았다.
- 그리고 교목의 평균생장량 변화는 B~E군락의 경우 1,100m를 기점으로 고도가 높아짐에 따라 큰 편차를 보이며 낮아지는 것으로 분석되었다. 상관관계 분석 결과는 1,000m 이상 고도범위에서는 1,100m 이상에서만 거제수나무와 신갈나무가 -0.53으로 나타났으며, 해발고도 1,000m 이하의 고도범위에서는 신갈나무와 산딸기가 0.59로 관련이 있는 것으로 나타났다. 연구결과를 바탕으로 종합해볼 때 해발고도에 따른 환경변화가 신갈나무 생육에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 신갈나무 5개 각 군락에 대한 지리적 분포(Figure 3)와 고도에 따른 분포(Table 3)를 분석한 결과 A군락이 주로 분포하고 있는 지역은 Ⅱ권역인 태백산 일대에서 4곳, Ⅰ권역에서 1곳이 나타났다. B, C군락은 Ⅰ역인 설악산과 오대산 지역에서 주로 나타났으며, Ⅱ권역에서는 일부 출현하였다.
- 79%로 높게 우점하고 있는 것으로 나타났다. 신갈나무 A, B 군락에서는 거제수나무, 사스래나무, 청시닥나무와 같은 고도가 높은 지역에 주로 분포하는 수종들이 다수 포함되어 있는 것으로 나타났다. C군락은 교목층에 물푸레나무와 고로쇠나무가 전권역에서 높게 우점하고 있으며 아교목층에서는 당단풍나무가 I.
- 79로 강한 양(+)의 상관관계를 보여 함께 출현하는 동반종으로 나타났다. 신갈나무와 유의한 상관관계를 가지는 수목은 거제수나무, 미역줄나무, 산딸기로 총 3종으로 나타났다.
- B군락은 교목층에서 피나무와 함께 거제수나무가 전 권역에서 우점하고 있으며 까치박달, 고로쇠나무 등이 동반 출현하고 있었다. 아교목층에는 까치박달과 피나무가, 관목층에는 철쭉이 Ⅰ권역 I.P 29.65%, Ⅱ권역 I.P 38.79%로 높게 우점하고 있는 것으로 나타났다. 신갈나무 A, B 군락에서는 거제수나무, 사스래나무, 청시닥나무와 같은 고도가 높은 지역에 주로 분포하는 수종들이 다수 포함되어 있는 것으로 나타났다.
- 59로 관련이 있는 것으로 나타났다. 연구결과를 바탕으로 종합해볼 때 해발고도에 따른 환경변화가 신갈나무 생육에 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 1162로 가장 높았다. 이후 Ⅰ, Ⅱ권역 모두 고도 1,300~1,500m 구간까지 지속적으로 평균 최대종다양도가 낮아지는 수치를 보였다. 고도 1,100~1,300m 구간에서는 최대종다양도가 Ⅰ권역 0.
- 전체 군락을 대상으로 고도에 따른 교목 생장량 변화를 분석한 결과도 1,100m를 기점으로 생장량의 최대값과 최소값의 차가 100cm2 이상으로 뚜렷한 차이를 보였다(Figure 6).
- 70개로 타 구간에 비해 많이 나타났으며 기타 구간에서는 점차적으로 적어지는 경향을 보였다. 전체 분석 결과 고도에 따라 교목은 20.60~35.17개, 관목은 3.30~14.70개로 변화를 보였는데 고도에 따른 환경변화가 개체수에 영향을 미친 것으로 판단된다(Figure 4).
- 92m로 각 권역에서 최저를 나타냈다. 전체를 종합해 볼 때 고도에 따른 기온, 바람 등의 변화요인이 수고 성장의 제한 요소로 작용하는 것으로 분석되었다.
- 최대종다양도의 경우도 해발 고도가 올라감에 따라 낮아지는 결과가 나타났다. 특히 해발고도 1,100m 이상의 군락에서는 평균 최대종다양도와 생장량이 급격히 낮아지는 경향을 보였다. 하지만 B군락의 경우 고도에 비례하여 일부 구간에서 최대종 다양도가 조금 더 높은 수치를 보였다.
- 54의 상관관계를 보여 함께 출현하는 빈도가 높은 것으로 나타났다. 해발고도 1,000m 이하지역에서는 신갈나무와 산딸기가 0.59로 양(+)의 상관관계를 보였으며, 미역줄나무와는 0.54의 양(+)의 상관관계를 보여 1,000m이상 지역과 비슷한 결과를 나타내었다. 타 수종은 경우 팥배나무와 피나무가 0.
- 해발고도에 따른 신갈나무 교목의 수고 변화를 살펴보면 비교가 가능한 Ⅰ, Ⅱ권역의 B~E군락 모두 정도의 차이는 있었지만 해발고도에 반비례해서 수고 높이가 작아지는 특성을 보였다(table 7). 이러한 특성은 일반적으로 해발고가 높아짐에 따라 수고가 낮아지는 기존의 연구 결과와 일치한다(Kil et al.
후속연구
- 본 연구를 통해 고도에 따른 백두대간 신갈나무의 특성을 살펴보고자 하였다. 하지만 백두대간 전체 신갈나무 특성을 분석하기에는 조사 범위가 향로봉에서 깃대배기봉으로 국한되어 있고, 조사구 수도 충분하지 못한 한계가 있었다. 향후 백두대간 전체를 대상으로 한 보완 연구가 뒤따라야 할 것으로 보인다.
- 하지만 백두대간 전체 신갈나무 특성을 분석하기에는 조사 범위가 향로봉에서 깃대배기봉으로 국한되어 있고, 조사구 수도 충분하지 못한 한계가 있었다. 향후 백두대간 전체를 대상으로 한 보완 연구가 뒤따라야 할 것으로 보인다.
- 따라서 신갈나무의 훼손 가능성도 함께 높아지고 있는 실정이다. 향후 훼손에 따른 합리적인 신갈나무 복원을 위한 관점에서 고도에 따른 차별화된 계획이 마련되어져야 할 것이다.
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