본 연구는 국립생태원 캠퍼스 내에서 주요 습지로 자리잡은 국립생태원 건립 전의 논을 자연의 과정에 맡긴 습지, 물길을 내어 자발적 복원을 유도한 습지 그리고 생태적 원리에 바탕을 두고 복원 처리한 저수지, 즉 생태연못을 대상으로 식생의 정착과정을 모니터링하여 복원의 진행정도를 평가하기 위해 수행하였다. 경관변화 분석 결과, 국립생태원의 현존 습지는 주로 이전의 논에 기원하였고, 일부는 주거지와 산림에서 기원한 것으로 나타났다. 식생의 종 조성 변화에서 초기에는 경작식물이나 인간 간섭에 내성을 갖는 식물이 우세한 경향이었으나 복원이 진행됨에 따라 인간 간섭에 의해 제거되었던 식물들과 습지의 생태적 특성에 어울리는 식물들이 늘어나는 경향을 보였다. 종 다양성과 외래종 출현 비율은 둘 다 복원 사업 진행 단계에서 가장 높았고, 복원 후와 복원 전 단계 순으로 이어져 외래종의 침입이 종 다양성에 영향을 미친 것으로 나타났다. 생태연못에서 나타난 변화는 수변 완충용으로 도입한 식생의 성공적인 정착이 두드러져 향후 외부로부터 오는 환경영향을 완충하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 국립생태원에 성립한 습지식생의 변화는 묵논에서 일어나는 전형적인 천이 초기과정의 모습을 보여 성공적인 복원을 이루어내고 있는 것으로 평가되었다. 최소한의 인위적 보조를 가한 생태연못에서도 복원의 과정은 성공적으로 진행되고 있다고 평가할 수 있다. 특히 다양한 생태적 기능을 발휘할 수 있는 완충식생대의 성공적인 정착은 의미있는 복원효과로 평가할 수 있다. 그러나 아직 완충식생대가 빈약한 구역에 대해서는 그 질을 개선하기 위한 적응관리대책이 요구되었다.
본 연구는 국립생태원 캠퍼스 내에서 주요 습지로 자리잡은 국립생태원 건립 전의 논을 자연의 과정에 맡긴 습지, 물길을 내어 자발적 복원을 유도한 습지 그리고 생태적 원리에 바탕을 두고 복원 처리한 저수지, 즉 생태연못을 대상으로 식생의 정착과정을 모니터링하여 복원의 진행정도를 평가하기 위해 수행하였다. 경관변화 분석 결과, 국립생태원의 현존 습지는 주로 이전의 논에 기원하였고, 일부는 주거지와 산림에서 기원한 것으로 나타났다. 식생의 종 조성 변화에서 초기에는 경작식물이나 인간 간섭에 내성을 갖는 식물이 우세한 경향이었으나 복원이 진행됨에 따라 인간 간섭에 의해 제거되었던 식물들과 습지의 생태적 특성에 어울리는 식물들이 늘어나는 경향을 보였다. 종 다양성과 외래종 출현 비율은 둘 다 복원 사업 진행 단계에서 가장 높았고, 복원 후와 복원 전 단계 순으로 이어져 외래종의 침입이 종 다양성에 영향을 미친 것으로 나타났다. 생태연못에서 나타난 변화는 수변 완충용으로 도입한 식생의 성공적인 정착이 두드러져 향후 외부로부터 오는 환경영향을 완충하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 국립생태원에 성립한 습지식생의 변화는 묵논에서 일어나는 전형적인 천이 초기과정의 모습을 보여 성공적인 복원을 이루어내고 있는 것으로 평가되었다. 최소한의 인위적 보조를 가한 생태연못에서도 복원의 과정은 성공적으로 진행되고 있다고 평가할 수 있다. 특히 다양한 생태적 기능을 발휘할 수 있는 완충식생대의 성공적인 정착은 의미있는 복원효과로 평가할 수 있다. 그러나 아직 완충식생대가 빈약한 구역에 대해서는 그 질을 개선하기 위한 적응관리대책이 요구되었다.
This study was carried out to evaluate restoration process of a few wetlands in the National Institute of Ecology (NIE). Wetlands were composed of the former rice paddies that passive restoration was led through only natural process and by creating waterway, and an ecological pond, a reservoir that ...
This study was carried out to evaluate restoration process of a few wetlands in the National Institute of Ecology (NIE). Wetlands were composed of the former rice paddies that passive restoration was led through only natural process and by creating waterway, and an ecological pond, a reservoir that restorative treatment was practiced. As the result of analysis on landscape change in the current wetland space, existing wetland in NIE was usually from the former rice field and some parts were from the residential area or forest. Change of species composition was progressed from crops or ruderals resistant to human interferences to plant species, which has removed artificially for cultivation and grow usually in the typical wetland. Both species diversity and occurrence of exotic plants were the highest when restoration project is in progress and stages after and before restoration were followed. In an ecological pond that restorative treatment was done, vegetation introduced as riparian buffer was established successfully and thereby it was expected that it could contribute to buffer environmental stress comming from the outside. Synthesized the above mentioned results, change of wetland vegetation established in NIE resembled the typical trend of early successional stage occurring in the abandoned rice paddy and consequently, it was estimated that successful restoration is under progress. Restoration under progress in an ecological pond where artificial aid in the least level was added, could be evaluated in successful as well. In particular, successful establishment of buffering vegetation, which can play diverse ecological functions, could be evaluated as significant restoration effect. But adaptive management to improve ecological quality for the section that buffering vegetation is insufficient, is required.
This study was carried out to evaluate restoration process of a few wetlands in the National Institute of Ecology (NIE). Wetlands were composed of the former rice paddies that passive restoration was led through only natural process and by creating waterway, and an ecological pond, a reservoir that restorative treatment was practiced. As the result of analysis on landscape change in the current wetland space, existing wetland in NIE was usually from the former rice field and some parts were from the residential area or forest. Change of species composition was progressed from crops or ruderals resistant to human interferences to plant species, which has removed artificially for cultivation and grow usually in the typical wetland. Both species diversity and occurrence of exotic plants were the highest when restoration project is in progress and stages after and before restoration were followed. In an ecological pond that restorative treatment was done, vegetation introduced as riparian buffer was established successfully and thereby it was expected that it could contribute to buffer environmental stress comming from the outside. Synthesized the above mentioned results, change of wetland vegetation established in NIE resembled the typical trend of early successional stage occurring in the abandoned rice paddy and consequently, it was estimated that successful restoration is under progress. Restoration under progress in an ecological pond where artificial aid in the least level was added, could be evaluated in successful as well. In particular, successful establishment of buffering vegetation, which can play diverse ecological functions, could be evaluated as significant restoration effect. But adaptive management to improve ecological quality for the section that buffering vegetation is insufficient, is required.
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문제 정의
모니터링은 복원 실행 후 설정된 목표와 목적의 달성도 확인 또는 복원 공법의 적용에 따른 예상치 못한 문제점 파악과 대응 방안을 구축하는데 목적이 있다. 또한 향후 다른 장소에서 유사한 복원 사업을 시행할 때 참고자료로 활용될 수 있다 (Lee et al.
, 2011). 본 연구는 국립생태원 부지의 습지생태원 및 생태연못을 대상으로 사업 전, 사업 중 및 사업 후 식생의 변화를 모니터링하여 습지 복원사업의 문제점 진단과 향후 관리방향을 제시하기 위해 수행되었다.
제안 방법
식생도 작성을 위해 Google Earth에서 제공하는 인공위성사진에서 균질한 상태로 출현하는 식생단위를 구분한 후 (image interpretation), 이를 현지에서 확인하는 작업 (ground truth)을 거쳤다. GIS 프로그램 (ArcGIS 9.3; ESRI 2005)을 이용하여 구분된 식생단위를 1:25,000 수치지형도와 중첩시켜 지도 체계화하였다.
본 지역에서 복원은 자발적 복원을 기본으로 하고 있으나 그 과정을 촉진하기 위해 기존의 논 지역에는 자연의 과정을 유도하기 위해 수로를 내고 강변구역에는 목본식물 중심으로 강변식생을 도입하는 최소한의 복원 처리를 하였다. 생태연못에서는 수변구역의 경사를 완만하게 다듬고, 역시 목본식물 중심으로 강변식생을 도입하는 복원 처리를 하였다.
생태연못의 수변식생 변화는 복원 처리가 완료된 2011년 용화실못의 수변구역에 동, 서, 남, 북의 네 방향으로 설치한 띠조사구에서 작성된 식생 단면도를 3년 후인 2014년 재조사하여 분석하였다. 2011년 북쪽 구역의 식생단면도에서, 수변에는 마름, 도루박이, 갈대, 피 등이 분포하고, 제방 사면에는 부들, 고마리, 미국가막사리, 갈대 등이 그리고 제방 상에는 화살나무, 버드나무 등이 분포하고 그 하층에는 줄, 갈대 등이 출현하였다 (Fig.
국립생태원 캠퍼스의 연도별 종 조성을 비교하기 위하여 NMS (Nonmetric Multidimensional Scaling) 서열법을 적용하였다. 수집된 식생자료에서 각종의 피도계급을 그 계급이 나타내는 식피율 범위의 중간 값으로 전환한 후 전체 출현종의 합에 대한 각 종의 상대 값은 중요치(important value)로 삼았다. 이 과정에서 출현빈도 5% 이하의 종은 제외하였다.
식생도는 2009년 9월과 2014년 6월에 상관식생도 (physiognomic map)로 작성하였다. 식생도 작성을 위해 Google Earth에서 제공하는 인공위성사진에서 균질한 상태로 출현하는 식생단위를 구분한 후 (image interpretation), 이를 현지에서 확인하는 작업 (ground truth)을 거쳤다. GIS 프로그램 (ArcGIS 9.
대상 데이터
본 연구를 수행한 국립생태원은 충남 서천군 마서면 도삼리 및 송내리 일원 (N 36° 02′ 09″, E 126° 43′ 08″)에 위치한다 (Fig. 1).
본 연구에서는 그 중 묵논으로 방치한 장소와 복원 촉진 지역 그리고 복원처리한 용화실못을 대상으로 수행하였다.
1 및 Table 1에 나타내었다. 조사지역은 해발고도 100m 이하의 구릉지와 평지가 대부분을 차지하는 장소로서, 국립생태원 조성 전인 2009년에는 논이 차지하는 면적이 가장 넓었고 (13.9 ha), 개방수면 (2.1 ha), 주거지역 (1.8 ha), 묵논 (0.2 ha), 곰솔군락 (0.1 ha) 및 상수리나무군락 (0.06 ha)이 그 뒤를 이었다. 국립생태원 조성 후인 2014년 이 지역은 습지 (12.
데이터처리
모든 기술통계는 Excel 2010을 이용하여 분석하였고, 상관분석은 SigmaPlot 2011 (Version 7.0; SPSS Inc) 및 SASTAT 10 (SPSS 2000)을 이용하여 수행하였다. 식생의 서열화는 PC-ORD (Version 6.
이론/모형
식생조사는 2009년, 2011년 및 2014년에 식물사회학적 방법 (Braun-Blanquet 1964)을 적용하여 수행하였다. 국립생태원 캠퍼스의 연도별 종 조성을 비교하기 위하여 NMS (Nonmetric Multidimensional Scaling) 서열법을 적용하였다. 수집된 식생자료에서 각종의 피도계급을 그 계급이 나타내는 식피율 범위의 중간 값으로 전환한 후 전체 출현종의 합에 대한 각 종의 상대 값은 중요치(important value)로 삼았다.
종 다양성은 종 순위-우점도 곡선을 작성하여 조사하였고, Shannon Index (H′) (Shannon, 2001)에 의한 검토를 병행하였다. 식물의 동정은 Lee (1985), Park (1995) 및 Park (2001)을 따랐다.
0; SPSS Inc) 및 SASTAT 10 (SPSS 2000)을 이용하여 수행하였다. 식생의 서열화는 PC-ORD (Version 6.0; McCune and Mefford, 1999)를 이용하여 수행하였다.
식생조사는 2009년, 2011년 및 2014년에 식물사회학적 방법 (Braun-Blanquet 1964)을 적용하여 수행하였다. 국립생태원 캠퍼스의 연도별 종 조성을 비교하기 위하여 NMS (Nonmetric Multidimensional Scaling) 서열법을 적용하였다.
종 다양성은 종 순위-우점도 곡선을 작성하여 조사하였고, Shannon Index (H′) (Shannon, 2001)에 의한 검토를 병행하였다.
성능/효과
6. A change of vegetation stratification on the northern riparian zone (line A in Fig. 2) of Yonghwasil pond for three years from 2011 to 2014 (Eua: Euonymus alatus, Zl: Zizania latifolia, Sk: Salix koreensis, Phc: Phragmites communis, Pt: Persicaria thunbergii, Al: Actinostemma lobatum, Bf: Bidens frondosa, To: Typha orientalis, Pl: Persicaria longiseta, Eu: Echinochloa utilis, Ek: Eleocharis kuroguwai, Pef: Persicaria filiformis, Sr: Scirpus radicans, Bt: Bidens tripartita, Tj: Trapa japonica, Cl: Carpinus laxiflora, Sv: Setaria viridis, Ms: Miscanthus sacchariflorus, Coc: Conyza canadensis, Hj: Humulus japonicus, Gls: Glycine soja, Zl: Zizania latifolia ).
9. A change of vegetation stratification on the western riparian zone (line D in Fig. 2) of Yonghwasil pond for three years from 2011 to 2014 (Hj: Humulus japonicus, Cs: Carex siderosticta, Dc: Dryopteris crassirhizoma, Sk: Salix koreensis, Sv: Setaria viridis, Pl: Persicaria longiseta, Bf: Bidens frondosa, Zl: Zizania latifolia, Ah: Adenocaulon himalaicum, Ec: Echinochloa crusgalli var oryzicola, Tj: Trapa japonica, Ruc: Rumex crispus, Eqa: Equisetum arvense, Af: Amorpha fruticosa, Era: Erigeron annuus, Sai: Salix integra, Sr: Scirpus radicans).
이는 기존의 묵논을 자연상태로 유지하고, 부분적 복원을 수행하고 나아가 기존에 존재하지 않았던 연못형 습지를 조성한 결과이다. 묵논 지역을 대상으로 조사한 식생자료를 바탕으로 식분을 서열화한 결과 (Fig. 3), 초기에는 벼 (Oryza sativa)와 같은 잔존 작물과 여뀌바늘 (Ludwigia prostrata) 같이 인간간섭의 영향에 내성을 갖는 식물 중심에서 돌피 (Echinochloa crusgalli)나 물피 (Echinochloa crusgalli var. oryzicola)와 같이 인간의 간섭으로 제거되었던 식물 중심으로 변하고, 이는 다시 갈대 (Phragmites communis)와 환삼덩굴 (Humulus japonicus) 같이 지소의 생태적 특성에 어울리는 식생으로 변해가는 과정을 확인할 수 있었다.
종 다양성을 비교한 결과, 종 다양성은 복원 과정 중인 2011년에 가장 높은 값을 나타내었고, 복원 후(2014)와 복원전 (2009) 순으로 높게 나타났다 (Fig. 4). 이는 앞서 언급한 바와 같이 과거 경작 시 인간 간섭으로 제거되었던 식물의 출현 (Fig.
종 풍부도는 복원 과정 중인 2011년에 78종이 출현하여 가장 높았고, 복원 후인 2014년 (44종)과 복원 전인 2009년 (20종) 순으로 이어졌다. Shannon 지수로 검토한 종 다양성은 그 차이가 크지는 않지만 복원과정 중인 2011년 (H′=3.
3), 그 배열은 Ⅱ축 상의 왼쪽에서 오른쪽으로 이동함에 따라 복원 후 (2014), 복원 중 (2011) 및 복원 전 (2009) 순으로 배열되는 경향이었다. 즉 복원 전의 식생은 재배과정의 낙곡으로 발생한 벼와 논경작지에 자주 등장하는 여뀌바늘이 우점하는 식생에서 전형적인 논잡초인 물피와 돌피 우점 식생을 거쳐 갈대와 환삼덩굴이 우점하는 식생으로 변해가는 경향이었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
습지의 역할은 무엇인가?
, 1996). 습지는 홍수조절, 오염조절, 토양안정화, 야생생물의 서식처, 레크리에이션 기능 등 다양한 기능을 수행한다 (Admiraal et al., 1997; CERE, 1998; Cylinder et al.
목표에 의해 구분된 복원의 종류에는 무엇이 있는가?
, 1997). 훼손된 생태계의 구조와 기능을 교란되기 전의 상태, 즉 본래 상태로 완전히 회복하고자 하는 복원 (restoration), 본래의 자연수준은 아니지만 그와 유사한 (그보다는 약간 덜한) 균형 있는 자연을 이루고자 하는 부분적 복원 (rehabilitation), 그리고 본래의 자연과 관계없이 기능적 안정을 이루고자 하는 기능적 복원 (reallocation or replacement) 이 있다 (Lee et al., 2011a).
람사협약에서 습지란 무엇인가?
습지의 개념은 다양하게 정의되고 있으나 람사협약에 따르면, 습지는 “자연적이든 인공적이든, 영구적이든 일시적이든, 정수이든 유수이든, 담수, 기수 혹은 염수이든, 간조 시 수심 6 m를 넘지 않는 해수 지역을 포함하는 늪, 습원, 이탄지 또는 수체”로 규정되고 있다 (Ramsar Convention Secretariat, 2016). 반면에 Cowardin 체계는 수심 2 m까지를 습지의 한계로 보고 그 이상을 깊은 물 (deep water)로 구분하여 람사 협약에 의한 정의와 차이를 보이고 있다.
참고문헌 (34)
Admiraal, AN, Morris, MJ, Brooks, TC, Olson, JW, Miller, MV (1997). Illinois Wetland Restoration and Creation Guide. Illinois Natural History Survey. Special Publication 19. A Division of the Illinois Department of Natural Resources.
An, JH, Lim, CH, Lim, YK, Nam KB, Lee, CS (2014). A review of restoration project evaluation and post management for ecological restoration of the river. Journal of Restoration Ecology, 4(1), pp. 15-34. [Korean Literature]
Aronson, J, Floret C, Le Floc'h E, Ovalle C, Pontanier R (1993). Restoration and rehabilitation of degraded ecosystems in arid and semiarid regions. I. A view from the south. Restoration Ecology, 1, pp. 8-17.
CERES (1998). ICEMAPS2: Interactive Natural Resources Query System. University of California, Davis. http://icemaps.des.ucdavis.edu/scripts.
Cowardin, LM, Carter, V, Golet, FC, LaRoe, ET (1979). Classification of Wetland and Deepwater Habitats of the United States, U.S. Department of the Interior, Fish and Wildlife Service Office of Biological Services.
Cylincer, PD, KM, Bogdan, EM, Davis, AI, Herson (1995). Wetlands Regulation: A Complete Guide to Federal and California Programs. Point Arena: Solano Press Books. Washington, DC.
Dobson, AP, Bradshaw, AD, Baker, AA (1997). Hopes for the future: restoration ecology and conservation biology. Science, 277 (5325), pp. 515-522.
Hong, SK, Lee, EJ, Kang, H, Kim, CH, Choung, HL, Ihm, BS, Kim, ES (2005). Restoration ecology and engineering: Conservation and management of habitats and ecotope. Life Science. [Korean Literature].
Howe, EA, Harrington JA, Glass SB (2012). Introduction to Restoration Ecology. Island Press.
Lee, CS (2016). Role and task of restoration ecology in the changing environment. Trend and issues of study (Biology). The National Academy of Sciences, 5, pp. 481-527. [Korean Literature]
Lee, CS, Cho, YC, Shin, HC, Kim, GS, Pi, JH (2010). Control of an invasive alien species, Ambrosia trifida with restoration by introducing willows as a typical riparian vegetation. Journal of Ecology and Field Biology, 32(3), pp. 207-215.
Lee, CS, Jeong, YM, Kang, HS (2011a). Concept, direction and task of ecological restoration. Journal of restoration ecology, 2(1), pp. 59-71. [Korean Literature]
Lee, CS, Kim, GS, Pi, JH, Kim, SM (2011b). Ecological diagnosis and restoration plan of the National Ecological Institute(Ecoplex) construction area. Journal of Restoration Ecology, 2(1), pp. 79-89. [Korean Literature]
Lee, CS, You, YH (2001). Development and outlook of restoration ecology as an ecology for the future. Journal of Ecology and Environment, 24, pp. 191-202. [Korean Literature]
Lee, CS, You, YH, Robinson, GR (2002). Secondary succession and natural habitat restoration in abandoned rice fields of central Korea. Restoration Ecology, 10(2), pp. 306-314.
Lee, SM, Cho, YC, Shin, HC, Oh, WS, Seol, ES, Park, SA, Lee, CS (2008). Successional Changes in Seed Banks in Abandoned Rice Fields in Gwangneung, Central Korea. Journal of Ecology and Field Biology, 31, pp. 269-276.
Ju, EJ, Kim, JG (2009). The Analysis of Soil Seed Bank at Major Wetlands in Nakdong River Basin and Central Korea. Journal of the Korea Society of Environmental Restoration Technology, 12(5), pp. 77-91. [Korean Literature]
Kim, CH, Choi, YE, Kim, JW, Kim, HM, Myong, H, Lee, SI (2011). 3-year Change of Vegetation and Life Form at the Man-made Wetland in Sinpyeoncheon City. Korean Journal of Ecology and Environment, 25(1), pp. 57-64.
Kim, GG (2003). Wetland and Environment. Academy Co. Seoul. [Korean Literature]
Kim, GS, Lim, YK, An, JH, Lee, JS, Lee, CS (2014). Carbon budget in campus of the National Institute of Ecology, Korean Journal of Ecology and Environment, 47(3), pp. 167-175. [Korean Literature]
Kusler, J, Opheim, T (1996). Our National Wetland Heritage : A Protection Guide (2nd. ed.). An Environmental Law Institute Publication.
Mulamoottil, G, Warner, BG, McBean (ed.), EA (1996). Wetlands: Environmental Gradients, Boundaries, and Buffers. Lewis Publishers.
NIE (Planning Office for Construction of National Institute of Ecology) (2012). Development of a program to estimate $CO_2$ budget in the whole operation process of the National Institute of Ecology. NIE, Gwacheon. [Korean Literature]
National Research Council (1991). The Restoration of Aquatic Ecosystems: Science, Technology, and Public Policy. National Academy Press, Washington, DC.
Park, SH (1995). Colored illustrations of naturalized plants of Korea. Ilchokak, Seoul, pp. 256-257. [Korean Literature]
Park, SH (2001). Colored Illustrations of Naturalized Plants of Korea (Appendix). Ilchokak. Korea, 1995, pp. 51-59. [Korean Literature]
Ramsar Convention Secretariat (2016). An Introduction to the Convention on Wetlands. Ramsar Convention Secretariat, Gland, Switzerland.
SERI (Society for Ecological Restoration International Science & policy Working Group) (2004). The SER International Primer on Ecological Restoration.
Shannon, CE (2001). A mathematical theory of communication. ACM SIGMOBILE Mobile Computing and Communications Review, 5(1), pp. 3-55.
United States Army Corps of Engineers (USACE) (1998). Recognizing Wetlands. US Army Corps of Engineers.
United States Geological Survey (USGS) (1999). Restoration, Creation, and Recovery of Wetlands : Wetland Functionsm Values, and Assessment, National Water Summary on Wetland Resources. United States Geological Survey Water Supply Paper 2425.
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