본 연구는 황폐계류 복원지의 식생변화에 대한 시계열 분석을 통하여 복원기법 및 효과에 대해 고찰하고자 수행 되었으며, 수질정화습지와 월류보, 수생식물 복원지에서 복원 전, 후 식생변화를 2년간 모니터링 하였다. 복원 1년 후 월류보에서 초본류 증가와 수질정화습지에서 줄풀의 피복도 증가가 조사되었다. 식생 피복률은 복원직후 10~30% 감소되었고, 복원 1년 후 복원 전 수준으로 조사 되었다. 황폐계류 복원지의 식생변화는 복원 후 1년 경과시점부터 서식종수, 귀화률, 피복률이 증가하는 것으로 조사되었다.
본 연구는 황폐계류 복원지의 식생변화에 대한 시계열 분석을 통하여 복원기법 및 효과에 대해 고찰하고자 수행 되었으며, 수질정화습지와 월류보, 수생식물 복원지에서 복원 전, 후 식생변화를 2년간 모니터링 하였다. 복원 1년 후 월류보에서 초본류 증가와 수질정화습지에서 줄풀의 피복도 증가가 조사되었다. 식생 피복률은 복원직후 10~30% 감소되었고, 복원 1년 후 복원 전 수준으로 조사 되었다. 황폐계류 복원지의 식생변화는 복원 후 1년 경과시점부터 서식종수, 귀화률, 피복률이 증가하는 것으로 조사되었다.
This study was conducted as a restoration research in a mountain stream of hydrologic cycle system, which is a type of microsites purposely changing vegetation. The status of vegetation in the three experimental sites, water purification site, small dammed pole site, and aquatic plant restoration si...
This study was conducted as a restoration research in a mountain stream of hydrologic cycle system, which is a type of microsites purposely changing vegetation. The status of vegetation in the three experimental sites, water purification site, small dammed pole site, and aquatic plant restoration site, and one control site within the area of the mountain forest stream were investigated in three different periods, namely before sites restoration, year of sites restoration, and year after sites restoration. After one year of restoration, number of vegetation was increased in the small dammed pool and control site respectively. Vegetation coverage ratio of Zizania latifolia was increased at the water purification area. The effects of habitats restoration appeared to be good a year after the restoration of the experimental sites, in terms of families and species composition of the introduced vegetation, and stream flow. Therefore, the results of the study strongly suggest that fairly effective ways to restore and reproduce degrading mountain hydroecological habitats are by way of forming pool sites and small dams in intermittent mountain streams and re-vegetating with selected plants.
This study was conducted as a restoration research in a mountain stream of hydrologic cycle system, which is a type of microsites purposely changing vegetation. The status of vegetation in the three experimental sites, water purification site, small dammed pole site, and aquatic plant restoration site, and one control site within the area of the mountain forest stream were investigated in three different periods, namely before sites restoration, year of sites restoration, and year after sites restoration. After one year of restoration, number of vegetation was increased in the small dammed pool and control site respectively. Vegetation coverage ratio of Zizania latifolia was increased at the water purification area. The effects of habitats restoration appeared to be good a year after the restoration of the experimental sites, in terms of families and species composition of the introduced vegetation, and stream flow. Therefore, the results of the study strongly suggest that fairly effective ways to restore and reproduce degrading mountain hydroecological habitats are by way of forming pool sites and small dams in intermittent mountain streams and re-vegetating with selected plants.
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문제 정의
이러한 연구는 복원기술의 타당성과 복원계획에 대한 검증이 될 수 있으며, 복원사업 대상지의 생태계 변화에 대하여 유연하고 순응적인 관리방안의 제시가 가능하게 된다. 따라서 본 연구는 황폐 계류에서의 복원 전과 후의 식생변화를 모니터링함으로써 복원 공법의 적용이 식생발달과 종다양성 변화에 미치는 영향을 알아보고 이를 통하여 계류복원이 산림생태계에 미치는 생태학적 영향을 밝히기 위하여 수행하였다.
본 연구는 황폐 계류지역을 대상으로 2010년 5월부터 5개월간 수질정화습지와 월류보, 수생식물 복원지를 조성하고, 이에 나타난 복원 효과를 복원전, 복원 직후, 복원 1년 후로 각각 구분하여 시계열 변화를 분석하기 위하여 수행되었다. 연구 결과 복원 1년 후 식생은 수질 정화습지에서 8종 감소하였고, 월류보는 12종 증가하였으며, 수생식물 복원지는 6종 감소, 대조구는 7종으로 증가하였다.
제안 방법
또한 물순환 기능의 약화로 황폐 계류의 수원이고갈되어 대부분의 계류구간은 건천화된 상태이며, 이로 인해 계류에 낙엽이 퇴적되고 식생이 천이 되어 계류가 가지고 있는 생태적 기능이 훼손된 상태이다. 따라서 상류의 계곡 유입부에서 하류로 내려오면서 수질 정화 습지(S1), 월류보(S2), 수생식물 복원지(S3) 및 대조구(S4) 등 황폐계류 복원 시 공지를 대표할 수 있는 4개 지점으로 구분하여 선정하였다(Figure 1).
복원 대상지별 식생조사는 복원전, 복원중, 복원 1년 후로 2년에 걸쳐 복원 대상지 내 조사를 실시하였으며, 시간의 경과에 따른 식생의 변화를 조사하기 위하여 각 복원 시 공지별로 부정형 방형구를 설정하여 우점종 및 식물상, 식생피복률을 조사하는 Braun-Blanquet(1964)의 식물 사회학적 연구방법을 사용하였다. 또한 조사된 식물상을 바탕으로 인간의 간섭 정도를 나타내는 입지별 귀화률을 분석하였다. 입지별 귀화률은 Macoto(1975)의 (귀화식물의 종수)/(전체 식물의 종수)×100(%)식을 이용하여 하였고, Raunkiaer(1934)의 생활형을 분석하였다.
대상 데이터
대조구로 설정한 지역은 복원연구 지역과 연결되는 북측의 소규모 계류지역이다. 현재 산림 내 교목층의 수관에 의한 울폐도가 높아 상대적으로 일조가 불량한 조건을 가지고 있으며, 계류는 건천화되었으나 지속적으로 소량의 유지수가 흐르고 있고, 하층에는 낙엽층이 두텁게 형성되어 있다(Figure 5).
본 연구대상지는 경상북도 구미시 옥성면 주아리에 위치하고 있으며, 지리적으로는 북위 36°16'25", 동경 128°17'86"에 위치하고 있다.
이론/모형
복원 대상지별 식생조사는 복원전, 복원중, 복원 1년 후로 2년에 걸쳐 복원 대상지 내 조사를 실시하였으며, 시간의 경과에 따른 식생의 변화를 조사하기 위하여 각 복원 시 공지별로 부정형 방형구를 설정하여 우점종 및 식물상, 식생피복률을 조사하는 Braun-Blanquet(1964)의 식물 사회학적 연구방법을 사용하였다. 또한 조사된 식물상을 바탕으로 인간의 간섭 정도를 나타내는 입지별 귀화률을 분석하였다.
입지별 귀화률은 Macoto(1975)의 (귀화식물의 종 수)/(전체 식물의 종 수)×100(%)식을 이용하여 하였고, Raunkiaer(1934)의 생활형을 분석하였다.
성능/효과
5%까지 증가하는 것으로 나타나 식생기반 및 식물종 변화에 따라 귀화종의 발달이 우세한 것으로 판단된다. 대상지와 인접하여 식생 피복률에 영향을 미치는 교목층은 산벚나무와 물오리나무이고 복원 공사로 인해 하층식생이 소실되어 식생 피복률은 80%에서 65%로 감소하였다가 복원 1년 후에 70%로 다소 상승하는 것으로 나타났다(Table 2).
수생식물은 부들, 수연, 달뿌리풀 등 식재에 의하여 3종이 증가되었고, 산 괴불 주머니, 고깔제비꽃 등은 현재 소실된 것으로 판단되나 매토종자에 의한 향후 출현 가능성이 있을 것으로 사료된다. 대상지의 식물종수는 차수에 따라 지속적으로 증가되는 추세이고, 침전 및 수질정화 습지의 조성으로 인해 일시적으로 훼손되었던 참싸리, 큰 까치 수염 등 원식생이 복원 후 조사를 통하여 재확인된 것으로 보아 종다양성이 증가한 것으로 판단된다.
대조구의 식물상은 복원전 15과 18종, 복원 당년 13과 16종, 복원 1년 후 19과 23종으로 조사되어 큰 변화가 없는 것으로 나타났다. 복원 당년 귀화종은 발견되지 않았으며, 이는 두꺼운 낙엽층의 영향으로 초본류의 생육이 불량하기 때문으로 판단된다.
생활형은 복원 1년 후 대형 지상식물과 소형 지상식물이 증가하였는데, 이는 목본성 식물의 치수가 성장하여 출현하였기 때문으로 판단된다. 대조구의 현존식생은 크게 변화되지 않은 상태로서 고사리, 주름조개풀 및 진달래가 대부분의 하층 지역을 차지하고 있었으며, 특히 관목인 진달래가 우점하여 피도 15% 수준을 나타내고 있었으며, 그 외의 식물의 생육은 활발하지 않는 것으로 조사되었다. 또한 이곳은 상부에 이미 수림이 형성되어 하층부에 햇빛이 차단됨으로써 새로운 식물종의 유입이나 변화는 크지 않았던 것으로 판단된다.
생활형에 있어 대형 지상식물들은 대부분 공사로 인하여 일부 감소되었고, 대상지 내부의 지표식물을 제외한 다른 유형은 모두 증가하였는데 이것은 조사 시기에 따른 식물 생육의 차이와 복원공사로 인한 종의 이입 때문으로 판단된다. 또한 월류 보내에 출현한 식물종은 대상지에서식하고 있는 자연식생 외에 식재종과 복원공사로 반입된 암석 및 토양에 동반된 매토종자에서 발아된 식물종으로 확인되었다.
복원 1년 후 자 귀나무, 산박하 등 목본치수와 초본류가 복원공사로 인해 나지화된 생육지반에서 새로 발견되었으며, 이는 낙엽층 및 퇴적층의 새로운 식생의 이입을 유발한 것으로 향후 지속적인 원식생의 재생육과 이입이 지속될 경우 종다양성이 더욱 증가할 것으로 판단된다.
식생 피복률은 복원 전 80%에서 복원 당년 70%로 감소하였지만, 원식생의 재생육과 이입종으로 인해 생활형 7개 항목 중 지표식물을 제외한 나머지 6개 항목에서 증가 추세를 보였다. 복원 1년 후에는 85%로 복원 전보다 오히려 식생 피복률이 증가하였던 것으로 나타났다(Table 3).
식생 피복률의 조사 결과 전 지역에서 복원 직후 10~30%가량 감소되었고, 복원 1년 후 복원 전 수준으로 회복하였다. 복원전에 비해 복원 1년 후 시간이 경과할수록 종수가 증가하고 귀화률과 피복률이 높아지는 등 서식처 복원 효과는 양호한 것으로 나타났다. 건천화된 황폐계류를 습지 및 보를 형성하여 식물을 도입하는 연구에서 복원 후 시간이 경과할수록 서식처 복원의 효과는 양호한 것으로 분석되었으며, 향후 황폐계류 복원에 있어서 식물 도입에 의한 서식처 복원 기능 제고의 가능성은 높다고 판단된다.
수생식물 복원지에서 서식하는 식물은 복원 전 9과 10종에서 복원 당년에는 16과 23종, 복원 1년 후 11과 17종으로 각각 조사되어 복원 1년 후에는 식물상이 감소하는 것으로 나타났다. 귀화률은 복원 당년에는 변화가 없다가 1년 후 20%로 급증하였다.
생활형에 있어 대형 지상식물은 시공으로 인하여 일부 감소되었고, 지중식물과 1~2년생 식물이 증가하였는데, 이것은 조사 시기에 따른 식물 생육의 차이와 시공으로 인해 이입된 것으로 판단된다. 수생식물은 부들, 수연, 달뿌리풀 등 식재에 의하여 3종이 증가되었고, 산 괴불 주머니, 고깔제비꽃 등은 현재 소실된 것으로 판단되나 매토종자에 의한 향후 출현 가능성이 있을 것으로 사료된다. 대상지의 식물종수는 차수에 따라 지속적으로 증가되는 추세이고, 침전 및 수질정화 습지의 조성으로 인해 일시적으로 훼손되었던 참싸리, 큰 까치 수염 등 원식생이 복원 후 조사를 통하여 재확인된 것으로 보아 종다양성이 증가한 것으로 판단된다.
수질 정화습지에서 서식하고 있는 식물은 복원전 14과 28종에서 복원 당년 22과 37종, 복원 1년 후 18과 29종으로 각각 조사되어 복원 공사 1년 후에는 복원 당년에 비하여 식물상이 감소된 것으로 나타났다. 귀화률은 복원 당년 8.
수질 정화습지의 식생 현황을 조사한 결과 습지의 개방 수면을 따라줄 풀, 붓꽃, 주름조개 풀, 달뿌리풀 및 물봉선이 식재되어 생장하고 있는 것으로 나타났으며, 식생복원 시 식재한 줄풀이 피복도 60%를 차지하는 등 우점하여 활발히 생육하고 있었다. 정수식물인 줄풀은 유기인 및 질소 등의 영양염류의 흡수 능력을 가지고 있어 수처리 식물로 적용한 선행 연구(Min et al.
3% 증가하였으나 종의 변화는 크지 않았다. 식생 피복률은 교목층과 아교목 층에 형성된 참나무류 군락의 수관에 의해 하층식생의 피복률이 반영되지 않았으며, 조사기간 동안 65~70%로 조사되어 큰 변화가 없는 것으로 나타났다(Table 4).
이는 Macoto(1975)의 초본류와 관목류 위주의 대상지 특성에 관한 입지별 귀화률 연구 결과와 유사한 결과를 보였으며, 계류복원 초기 단계에서는 귀화종의 침입이 매우 두드러진 것으로 나타났다. 식생 피복률은 복원 전 70%에서 복원 당년에 40%로 낮아졌지만 1년 후 75%로 회복된 것으로 나타났는데, 복원 당년에 30% 감소한 것은 복원공사로 인한 하층식생의 소실 때문으로 판단된다(Table 1).
식생 피복률은 복원 전 80%에서 복원 당년 70%로 감소하였지만, 원식생의 재생육과 이입종으로 인해 생활형 7개 항목 중 지표식물을 제외한 나머지 6개 항목에서 증가 추세를 보였다. 복원 1년 후에는 85%로 복원 전보다 오히려 식생 피복률이 증가하였던 것으로 나타났다(Table 3).
주요 출현종은 수질 정화습지에서 줄 풀의 피복도가 60%로 가장 높게 나타났고, 월류보에서는 도입하지 않은 가막사리가 조사되었다. 식생 피복률의 조사 결과 전 지역에서 복원 직후 10~30%가량 감소되었고, 복원 1년 후 복원 전 수준으로 회복하였다. 복원전에 비해 복원 1년 후 시간이 경과할수록 종수가 증가하고 귀화률과 피복률이 높아지는 등 서식처 복원 효과는 양호한 것으로 나타났다.
본 연구는 황폐 계류지역을 대상으로 2010년 5월부터 5개월간 수질정화습지와 월류보, 수생식물 복원지를 조성하고, 이에 나타난 복원 효과를 복원전, 복원 직후, 복원 1년 후로 각각 구분하여 시계열 변화를 분석하기 위하여 수행되었다. 연구 결과 복원 1년 후 식생은 수질 정화습지에서 8종 감소하였고, 월류보는 12종 증가하였으며, 수생식물 복원지는 6종 감소, 대조구는 7종으로 증가하였다. 주요 출현종은 수질 정화습지에서 줄 풀의 피복도가 60%로 가장 높게 나타났고, 월류보에서는 도입하지 않은 가막사리가 조사되었다.
월류보에서 서식하고 있는 식물은 복원 전 15과 20종에서 복원 당년 20과 27종, 복원 1년 후에는 21과 39종이 각각 조사되어 복원 공사 1년 후 복원 당년에 비하여 1과 12종의 증가를 보였다. 특히 국화과와 마디풀과, 벽과의 증가가 두드러지게 나타났는데 이는 계절적인 요인인 것으로 판단된다.
연구 결과 복원 1년 후 식생은 수질 정화습지에서 8종 감소하였고, 월류보는 12종 증가하였으며, 수생식물 복원지는 6종 감소, 대조구는 7종으로 증가하였다. 주요 출현종은 수질 정화습지에서 줄 풀의 피복도가 60%로 가장 높게 나타났고, 월류보에서는 도입하지 않은 가막사리가 조사되었다. 식생 피복률의 조사 결과 전 지역에서 복원 직후 10~30%가량 감소되었고, 복원 1년 후 복원 전 수준으로 회복하였다.
후속연구
복원전에 비해 복원 1년 후 시간이 경과할수록 종수가 증가하고 귀화률과 피복률이 높아지는 등 서식처 복원 효과는 양호한 것으로 나타났다. 건천화된 황폐계류를 습지 및 보를 형성하여 식물을 도입하는 연구에서 복원 후 시간이 경과할수록 서식처 복원의 효과는 양호한 것으로 분석되었으며, 향후 황폐계류 복원에 있어서 식물 도입에 의한 서식처 복원 기능 제고의 가능성은 높다고 판단된다. 특히 황폐화가 진행되고 있는 산지 계곡에 보와 작은 바닥막이를 설치하고, 식물을 녹화하는 방법이 매우 효과적인 복원기법으로 조사되었다.
복원공사로 인해 소실된 식물은 갈참나무, 곰취, 담쟁이덩굴로 파악되었으나 이수종들은 주로 산림 내에서식하는 식물로서 대상 지식생이 안정화된 후 주변 산림으로부터 재이입 및 원식생의 잔존으로 인해 재서식의 가능성이 있을 것으로 판단된다. 복원공사에 도입된 수종은 골풀, 달뿌리풀, 붓꽃 등이 있으며 도입하지 않은 미국가 막사리가 월류보 사이공간에서식하고 있었는데, 미국가 막사리는 번식 속도가 빠르며, 생육이 좋은 종으로 점차 세력을 확대해 갈 것으로 보여지며, 식재종의 활착을 위해서는 적절한 관리가 필요할 것으로 판단된다.
, 2000). 시간이 경과될수록 달뿌리풀의 우점도가 더욱 높아질 것으로 보여지며, 그 외 생육종들의 활착을 도모하기 위한 추가적인 복원 작업이 필요할 것으로 사료된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
황폐화된 계류의 발생이 산림생태계에 좋지 않은 이유는?
최근 기상이변으로 여름철 집중호우가 증가됨에 따라 산지재해의 발생빈도가 늘어나고 있으며, 이는 산지 물순환 체계에도 영향을 주어 산지계류의 황폐화를 가속화시키고 있다. 이렇게 황폐화된 계류는 주변에 있는 식생의 서식공간을 변화시켜 종 다양성을 감소시키는 등 산림생태계에 좋지 않은 영향을 주게 된다. 이처럼 계류를 보호하고 보존하는 것은 산림생태계유지에 영향을 주는 중요한 요인이 된다(Lee, 2009).
황폐화된 계류 발생을 가속하는 요인은?
최근 기상이변으로 여름철 집중호우가 증가됨에 따라 산지재해의 발생빈도가 늘어나고 있으며, 이는 산지 물순환 체계에도 영향을 주어 산지계류의 황폐화를 가속화시키고 있다. 이렇게 황폐화된 계류는 주변에 있는 식생의 서식공간을 변화시켜 종 다양성을 감소시키는 등 산림생태계에 좋지 않은 영향을 주게 된다.
최근 산지재해 발생 빈도가 늘어나는 이유는?
최근 기상이변으로 여름철 집중호우가 증가됨에 따라 산지재해의 발생빈도가 늘어나고 있으며, 이는 산지 물순환 체계에도 영향을 주어 산지계류의 황폐화를 가속화시키고 있다. 이렇게 황폐화된 계류는 주변에 있는 식생의 서식공간을 변화시켜 종 다양성을 감소시키는 등 산림생태계에 좋지 않은 영향을 주게 된다.
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