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문제 정의
- 본 연구는 댐 건설기간 중 하반림의 경관, 식생군집, 종 다양성의 변화를 모니터링 함으로써 하천의 수위변화를 유발하는 시설물이 식생 생태계에 미치는 영향관계를 파악하고 하천 생태자원을 보전하는 친환경적 하천 개발 시 고려하여야 할 시사점을 도출하는 데 목적을 두고 진행되었다.
- 본 연구는 댐 공사시 수위의 변화가 하반림의 식물사회에 미치는 영향을 알아보기 위해 시행되었다. 2008년부터 2012년 까지 한탄강 홍수조절댐으로부터 650 m 떨어진 하반림을 대상으로 수위변화와 식물 종다양성, 식생군집구조, 경관변화를 모니터링한 결과 다음과 같은 시사점을 도출하였다.
제안 방법
- (2013)은 호습성 버드나무속 식물이 고탁도 침수시에는 생장이 멈추는 것으로 보고한 바 있는데, 본 연구의 결과 또한 가물막이 설치로 인한 침수가 버드나무 고사의 원인이 되고 있음을 보여주고 있다. 또한, 종다양성 지수의 변화의 요인으로 작용하였다.
- 종풍부도(S) (Margalef 1958), 종균등도(E) (Pielou 1975), Shannon 종다양도(H) (Shannon and Weaver 1949), Simpson 종다양도(D) (Simpson 1949)를 사용하여 종다양성 지수를 분석하였다. 분석에 사용된 종의 척도는 식생조사표의 피도를 사용하였다.
대상 데이터
- 본 연구는 댐 공사시 수위의 변화가 하반림의 식물사회에 미치는 영향을 알아보기 위해 시행되었다. 2008년부터 2012년 까지 한탄강 홍수조절댐으로부터 650 m 떨어진 하반림을 대상으로 수위변화와 식물 종다양성, 식생군집구조, 경관변화를 모니터링한 결과 다음과 같은 시사점을 도출하였다.
- 본 연구의 대상지역은 한탄강 홍수조절댐 상류의 하반림으로 경기도 포천시 창수면과 연천군 연천읍 일원에 위치하고 있다(Table 1, Fig. 1). 한탄강댐은 임진강 유역의 홍수피해 경감을 위해 높이 83.
- 수위자료는 국가수자원관리종합정보시스템 (WAMIS)의 관측 자료를 활용하였고, 한탄강 홍수조절댐 상류에 위치한 관인관측소(관측소코드: 1022640)의 2008년부터 2012년까지의 수위자료를 이용하였다. 수위와 종 다양성과 상관성은 SPSS ver.
- 연도별 모니터링을 위해 20x20 m 방형구를 설치하였고 출현한 식물종 피도(abundance)는 수리적 분석을 위한 변환 통합 우점도(Westhoff and Van der Maarel 1973)를 사용하였다. 유수역에 인접한 지역의 버드나무 군락(Salix koreensis community)을 조사 방형구(Survey plot) 으로 선정하였으며, 조사기간은 2009년부터 2012년까지이며 매년 8월, 9월에 조사하였다(Table 2). 연도별 방형구의 식생형을 파악하기 위해 조사된 식생자료를 이용하여 종합상재도표(The synthesis table)를 작성하고 기여도(NCDi: Contribution Degree)를 통해 절대기여도(rNCD: relative Net Contribution Degree)를 산출하였다(Kim and Manyko 1994).
데이터처리
- 수위자료는 국가수자원관리종합정보시스템 (WAMIS)의 관측 자료를 활용하였고, 한탄강 홍수조절댐 상류에 위치한 관인관측소(관측소코드: 1022640)의 2008년부터 2012년까지의 수위자료를 이용하였다. 수위와 종 다양성과 상관성은 SPSS ver. 21을 이용하여 Pearson 상관계수에 의한 단순상관분석(simple correlation analysis)으로 분석하였고, 분석에 사용한 변수는 관인관측소의 조사연도별 8월수위 평균값과 연도별 분석된 종풍부도, 종균등도, Shannon 종다양도, Simpson 종다양도이다.
- 분석에 사용된 종의 척도는 식생조사표의 피도를 사용하였다. 조사기간별 하반림 식생군집의 유사성 분석은 PC-ORD ver. 4.25 (McCune and Mefford 1999)를 이용하여 유사도 분석 (Bray and Curtis 1957)을 실시하고 결과는 군집분석 (cluster analysis)으로 표현하였다.
이론/모형
- 군락의 종 조성과 구조를 알아보기 위해 Zurich-Montpellier (Z-M) 학파의 식물사회학적 연구방법 (Braun-Blanquet 1964)에 준하여 식생조사를 실시하였다. 연도별 모니터링을 위해 20x20 m 방형구를 설치하였고 출현한 식물종 피도(abundance)는 수리적 분석을 위한 변환 통합 우점도(Westhoff and Van der Maarel 1973)를 사용하였다.
- 종풍부도(S) (Margalef 1958), 종균등도(E) (Pielou 1975), Shannon 종다양도(H) (Shannon and Weaver 1949), Simpson 종다양도(D) (Simpson 1949)를 사용하여 종다양성 지수를 분석하였다. 분석에 사용된 종의 척도는 식생조사표의 피도를 사용하였다. 조사기간별 하반림 식생군집의 유사성 분석은 PC-ORD ver.
- 군락의 종 조성과 구조를 알아보기 위해 Zurich-Montpellier (Z-M) 학파의 식물사회학적 연구방법 (Braun-Blanquet 1964)에 준하여 식생조사를 실시하였다. 연도별 모니터링을 위해 20x20 m 방형구를 설치하였고 출현한 식물종 피도(abundance)는 수리적 분석을 위한 변환 통합 우점도(Westhoff and Van der Maarel 1973)를 사용하였다. 유수역에 인접한 지역의 버드나무 군락(Salix koreensis community)을 조사 방형구(Survey plot) 으로 선정하였으며, 조사기간은 2009년부터 2012년까지이며 매년 8월, 9월에 조사하였다(Table 2).
- 유수역에 인접한 지역의 버드나무 군락(Salix koreensis community)을 조사 방형구(Survey plot) 으로 선정하였으며, 조사기간은 2009년부터 2012년까지이며 매년 8월, 9월에 조사하였다(Table 2). 연도별 방형구의 식생형을 파악하기 위해 조사된 식생자료를 이용하여 종합상재도표(The synthesis table)를 작성하고 기여도(NCDi: Contribution Degree)를 통해 절대기여도(rNCD: relative Net Contribution Degree)를 산출하였다(Kim and Manyko 1994). 기여도 및 절대기여도의 산출식은 다음 ＜식 1, 2＞와 같다.
성능/효과
- 1) 하반림 모니터링 지역의 식생군집은 가물막이 건설 전후로 변화하였다. 가물막이 건설전의 하반림의 식생군집은 버드나무-달뿌리풀군락(Phragmites japonicaSalix koreensis community)의 2층위 구조의 식생 이었으나 가물막이 건설 이후 달뿌리풀군락(Phragmites japonica community)의 단층구조 식생으로 변화하였다.
- 2) 종풍부도, 종균등도, Shannon 종다양도, Simpson 종다양도지수 등의 식물 종다양성 지수는 가물막이가 건설된 2010년도에 가장 낮았고 2010년 이후 증가하였다. 종 다양성 지수의 변화는 버드나무가 고사한 지역의 초본층 종 조성의 변화가 원인으로 분석되었다.
- 4) 그러나 하반림의 경관적 변화는 시각적으로 분명히 관찰 되었으며, 시각적 변화는 하반림의 우점종이었던 버드나무 고사가 원인이었다. 2010년 사진 자료에 의하면(Fig.
- 9349로 2010년도에 가장 낮게 분석되었다(Table 4). 4개의 종다양성 지수는 공통적으로 2010년에 가장 낮은 값을 나타내었고, 이후 증가하였다. 이러한 현상은 2010년에 완공된 가물막이의 영향으로 하반림의 침수기간의 증가하였고 하반림의 침수는 버드나무의 고사를 유발하였다.
- 2010년 사진 자료에 의하면(Fig. 5) 홍수에 의한 수위가 하반림보다 상위에 있는 것을 알 수 있는데, 이는 가물막이 설치가 하반림의 침수기간을 증가시켜 우점종이던 버드나무를 고사시킨 직접적 원인임을 확증시키고 있다. Kim et al.
- 일부 환경단체, 생태관련 전문가는 낙동강의 보 건설이 수위를 상승시켜 버드나무속 식물에 영향을 주었다고 주장하고 있다. 본 연구의 결과도 낙동강 버드나무 고사의 원인으로 주장하는 부분과 상당 부분 일치하는 것으로 수위변화는 하반림의 주요종인 버드나무의 생육에 영향을 줄 것으로 예상된다.
- 종합상재도표에 의한 하반림의 syntaxon은 2008년, 2009년에 버드나무-달뿌리풀군락(Phragmites japonica-Salix koreensis community)으로 나타났고 2010년부터 2012년은 달뿌리풀군락(Phragmites japonica-community)으로 나타났다(Table 3). 조사시기별 군집의 유사성을 확인하기 위해 군집분석(cluster analysis) 분석을 실시한 결과 2008년 2009년 군집이 유사하고, 2010년, 2011년, 2012년 군집이 유사한 것으로 나타났다(Fig. 4). 식생군집형의 변화는 2010년 강우량이 증가하여 수위가 가장 높았으며, 이 시기는 가물막이 조성으로 조사지역 하반림의 침수 기간이 증가했기 때문이다.
- 000)로 가장 높은 상관관계를 보였다. 종풍부도(S)와 Shannon 종다양도(H)가 결정계수 0.996 (sig=0.000), 종풍부도와 Simpson 종다양도(D)가 결정계수 0.990 (sig=0.001)로 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다(Table 5). 종 다양성 지수간의 상관관계는 종수와 피도 등의 동일 변수로 산출된 지수값으로 상관관계가 있는 것은 당연한 결과이다.
- 종합상재도표에 의한 하반림의 syntaxon은 2008년, 2009년에 버드나무-달뿌리풀군락(Phragmites japonica-Salix koreensis community)으로 나타났고 2010년부터 2012년은 달뿌리풀군락(Phragmites japonica-community)으로 나타났다(Table 3). 조사시기별 군집의 유사성을 확인하기 위해 군집분석(cluster analysis) 분석을 실시한 결과 2008년 2009년 군집이 유사하고, 2010년, 2011년, 2012년 군집이 유사한 것으로 나타났다(Fig.
- 따라서 하천의 수위 변화를 유발하는 보, 소형 댐등의 수위 조절 목적의 시설물은 하천의 경관 및 종 다양성에 영향을 줄 있다. 최근 4대강 살리기 지역인 낙동강 일원에서 버드나무, 왕버들 등의 버드나무속 식물이 고사하고 있다는 언론 보도가 있었다. 일부 환경단체, 생태관련 전문가는 낙동강의 보 건설이 수위를 상승시켜 버드나무속 식물에 영향을 주었다고 주장하고 있다.
- 하반림의 수위변화와 식물 종다양성과의 상관관계 분석결과, Shannon 종다양도(H)와 Simpson 종다양도(D)가 결정계수 0.998 (sig=0.000)로 가장 높은 상관관계를 보였다. 종풍부도(S)와 Shannon 종다양도(H)가 결정계수 0.
후속연구
- 3) 본 연구는 하반림 지역의 직접적인 수위 관측자료가 없어 다양서 지수, 수위와의 유의성 높은 통계분석과 결과도출이 불가능한 연구한계점을 가진다. 향후 유사 연구를 시행할 때 하반림 지역에 관측 시설을 설치하면 수위, 강수량, 탁도, 유속 등의 자료와 생태적 정보를 이용한 유의성 분석이 가능할 것으로 판단된다.
- 그러므로 하천의 수위를 조절하는 시설물을 계획할 때 하반림과 같은 종다양성이 풍부한 지역의 수위 변화에 대한 영향예측이 필요하다. 또한 본 연구와 같은 기초연구를 지속적으로 수행하여 예측에 필요한 모델이 개발된다면 하천의 생태자원을 보전할 수 있는 친환경적 하천개발이 될 것으로 판단된다.
- 수위와 종 다양성 지수와의 상관관계는 단순한 수위측정값보다 수위의 일자료 및 시간자료 확보하여 다양한 변수를 이용한 상관 분석이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서 사용한 수위자료는 하반림에서 10 km 이상 이격된 지역의 관측자료로 하반림의 종다양성 지수와 상관관계를 규명하는 데 한계가 있었다.
- 935)로 낮은 상관관계를 보였다. 수위와 종 다양성 지수와의 상관관계는 단순한 수위측정값보다 수위의 일자료 및 시간자료 확보하여 다양한 변수를 이용한 상관 분석이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서 사용한 수위자료는 하반림에서 10 km 이상 이격된 지역의 관측자료로 하반림의 종다양성 지수와 상관관계를 규명하는 데 한계가 있었다.
- 3) 본 연구는 하반림 지역의 직접적인 수위 관측자료가 없어 다양서 지수, 수위와의 유의성 높은 통계분석과 결과도출이 불가능한 연구한계점을 가진다. 향후 유사 연구를 시행할 때 하반림 지역에 관측 시설을 설치하면 수위, 강수량, 탁도, 유속 등의 자료와 생태적 정보를 이용한 유의성 분석이 가능할 것으로 판단된다.
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