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문제 정의
- 따라서 본 연구는 우리나라 중부권의 충청북도 청주시 도심에 위치한 도시림을 대상으로 자연성과 현존식생, 식생구조 및 밀도 등을 분석하는 한편, 토양의 생태학적 특성을 밝힘으로써 도시림의 생태적 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.
- 2006). 따라서 본 연구지 또한 도시림 식생에 의한 토양 형성이 오래되지 않았거나 자연적인 토양 형성 과정이 인위적인 간섭의 영향을 많이 받았을 가능성을 의미한다고 볼 수 있다.
제안 방법
- 매목조사를 통해 얻은 자료를 이용하여 Curtis and McIntosh(1951)의 방법에 따라 전체 종에 대한 조사지에 출현한 각 종의 상대밀도, 상대빈도, 상대피도를 합산한 중요치를 산출하고 흉고직경급을 분석하였다. 군집 내에서 중요치가 높은 교목의 흉고직경급 빈도 분포자료를 기초로 교목층의 식생천이경향을 분석하였다(Whittaker, 1975).
- 식물 사회학적인 조사를 위하여 Braun-Blanquet(1964)의 7단계 구분법을 사용하여 조사구 내의 출현종을 교목층(수고 8m이상), 아교목층(수고 8m 이하), 관목층(수고 3m 이하), 초본층으로 구분하여 조사하였다. 또한 각 조사구에 출현하는 수목 가운데 흉고직경 2cm 이상을 대상으로 매목조사를 실시하였다.
- kr)을 참고로 실내에서 동정하였다. 매목조사를 통해 얻은 자료를 이용하여 Curtis and McIntosh(1951)의 방법에 따라 전체 종에 대한 조사지에 출현한 각 종의 상대밀도, 상대빈도, 상대피도를 합산한 중요치를 산출하고 흉고직경급을 분석하였다. 군집 내에서 중요치가 높은 교목의 흉고직경급 빈도 분포자료를 기초로 교목층의 식생천이경향을 분석하였다(Whittaker, 1975).
- 조사구의 환경요인은 해발고, 방위, 경사도를 비롯하여 조사구에 출현하는 목본식물을 대상으로 교목층과 아교목층의 평균 수고, 평균 흉고직경 및 평균 피도 등을 조사하였다. 식물 사회학적인 조사를 위하여 Braun-Blanquet(1964)의 7단계 구분법을 사용하여 조사구 내의 출현종을 교목층(수고 8m이상), 아교목층(수고 8m 이하), 관목층(수고 3m 이하), 초본층으로 구분하여 조사하였다. 또한 각 조사구에 출현하는 수목 가운데 흉고직경 2cm 이상을 대상으로 매목조사를 실시하였다.
- 식생조사법에 따라 조사구 내에 출현하는 각종의 피도와 개체수를 조합시킨 우점도(dominance) 계급을 층위별로 구분하여 판정하여 기록 하였다. 종 개체의 집합 혹은 이산의 정도에 따른 군도(sociality) 계급은 조사에 포함하지 않았다.
- 2015년 4~6월에 예비조사를 통해 가능한 등산객으로 인한 훼손이 없는 지역을 중심으로 지형, 사면 등의 생육 환경과 현존식생을 고려하여 조사지점을 선정하였으며, 2015년 9월에 15m × 15m 크기의 조사구 방형구 20개를 설치하고 식물사회학적 방법으로 본 조사를 수행하였다. 조사구의 환경요인은 해발고, 방위, 경사도를 비롯하여 조사구에 출현하는 목본식물을 대상으로 교목층과 아교목층의 평균 수고, 평균 흉고직경 및 평균 피도 등을 조사하였다. 식물 사회학적인 조사를 위하여 Braun-Blanquet(1964)의 7단계 구분법을 사용하여 조사구 내의 출현종을 교목층(수고 8m이상), 아교목층(수고 8m 이하), 관목층(수고 3m 이하), 초본층으로 구분하여 조사하였다.
- 토양 시료는 Tullgren Funnel을 모사하여 제작한 장치에 부식층 250ml와 표토 250ml를 넣어 96시간 이상 동안 토양미소절지동물을 추출하였다. 추출된 토양미소절지동물은 70% Ethanol 수용액에 보관하였으며, 해부현미경(X10)을 이용하여 강 또는 목별로 구분한 후 개체수를 조사하였다.
- 토양 중 유기물함량은 작열감량법으로 분석하였고, 토성은 hydrometer법을 이용하여 점토, 미사, 모래의 비율을 구하였다. 토양 pH와 전기전도도는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 분석하였다.
- 토양미소절지동물 조사를 위한 토양 시료는 선정된 20개의 조사구에서 조사구를 4분위로 나눈 후 각 분위에서 수목에서 1m 이상 떨어지고 고사목이나 다른 훼손이 없는 지점을 선정하여 20 × 20cm 단위로 부식층을 포함한 표토를 채취하였다. 토양 시료는 Tullgren Funnel을 모사하여 제작한 장치에 부식층 250ml와 표토 250ml를 넣어 96시간 이상 동안 토양미소절지동물을 추출하였다. 추출된 토양미소절지동물은 70% Ethanol 수용액에 보관하였으며, 해부현미경(X10)을 이용하여 강 또는 목별로 구분한 후 개체수를 조사하였다.
- 토양은 각 조사구에서 조사구의 중앙과 네 모서리 지점에서 유기물층을 제거한 후 0~10cm 깊이로 채취하였으며, 실험실로 운반한 후 그늘에서 자연 건조한 후 토양의 이화학적 특성을 분석하였다. 토양 중 유기물함량은 작열감량법으로 분석하였고, 토성은 hydrometer법을 이용하여 점토, 미사, 모래의 비율을 구하였다.
대상 데이터
- 2015년 4~6월에 예비조사를 통해 가능한 등산객으로 인한 훼손이 없는 지역을 중심으로 지형, 사면 등의 생육 환경과 현존식생을 고려하여 조사지점을 선정하였으며, 2015년 9월에 15m × 15m 크기의 조사구 방형구 20개를 설치하고 식물사회학적 방법으로 본 조사를 수행하였다.
- 토양미소절지동물 조사를 위한 토양 시료는 선정된 20개의 조사구에서 조사구를 4분위로 나눈 후 각 분위에서 수목에서 1m 이상 떨어지고 고사목이나 다른 훼손이 없는 지점을 선정하여 20 × 20cm 단위로 부식층을 포함한 표토를 채취하였다.
이론/모형
- 종 개체의 집합 혹은 이산의 정도에 따른 군도(sociality) 계급은 조사에 포함하지 않았다. 수집된 식생자료는 ZM방식에 따른 군락분류 방법으로 표작성법에 의하여 식생단위를 추출하고 군락을 구분하였다(Mueller-Dombois and Ellenberg, 1974). 조사구 내 출현 식물은 가능한 현장에서 동정을 수행하였으며, 확인이 어려운 식물은 채집 후 Lee(2003)와 산림청의 국가표준 식물목록(http://nature.
- 수집된 식생자료는 ZM방식에 따른 군락분류 방법으로 표작성법에 의하여 식생단위를 추출하고 군락을 구분하였다(Mueller-Dombois and Ellenberg, 1974). 조사구 내 출현 식물은 가능한 현장에서 동정을 수행하였으며, 확인이 어려운 식물은 채집 후 Lee(2003)와 산림청의 국가표준 식물목록(http://nature.go.kr)을 참고로 실내에서 동정하였다. 매목조사를 통해 얻은 자료를 이용하여 Curtis and McIntosh(1951)의 방법에 따라 전체 종에 대한 조사지에 출현한 각 종의 상대밀도, 상대빈도, 상대피도를 합산한 중요치를 산출하고 흉고직경급을 분석하였다.
- 토양은 각 조사구에서 조사구의 중앙과 네 모서리 지점에서 유기물층을 제거한 후 0~10cm 깊이로 채취하였으며, 실험실로 운반한 후 그늘에서 자연 건조한 후 토양의 이화학적 특성을 분석하였다. 토양 중 유기물함량은 작열감량법으로 분석하였고, 토성은 hydrometer법을 이용하여 점토, 미사, 모래의 비율을 구하였다. 토양 pH와 전기전도도는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 분석하였다.
성능/효과
- 아교목층의 수고는 7m, 평균피도는 48%였으며, 아까시나무, 밤나무, 목련이 주로 출현하였다. 관목층의 평균피도는 43%로, 졸참 나무, 벚나무, 개암나무, 목련이 주로 나타났다. 초본층의 평균피도는 17%였으며, 졸참나무, 청미래덩굴이 주로 출현하였다.
- 8cm)였으며, 노암율은 0%로 암석이 노출된 곳은 없었다. 교목층의 수고는 평균 12m, 평균피도는 86%였으며, 리기다소나무가 우점하나 조사구에 따라 소나무, 아까시나무, 은사시나무가 혼생하였다. 아교목층의 수고는 평균 약 7m, 평균피도는 21%였으며, 리기다소나무는 출현하지 않고, 밤나무와 아까시나무가 가장 많이 분포하였으며, 졸참나무, 고욤나무, 대팻집나무, 갈참나무, 일본목련, 목련, 산딸나무 등이 드물게 출현하였다.
- , 2007). 그러나 앞선 연구와 달리 본 연구에서 확인된 청주시 도시림의 상수리군락은 출현종수나 식생 구조 측면에서 매우 빈약한 것으로 확인되었다.
- 74㎲/cm로 가장 낮았으며, 잣나무군락을 제외한 다른 식물군락은 3~5㎲/cm 수준으로 큰 차이가 없는 듯 보였다. 다른 군락과 비교하여 잣나무군락은 특이하게 높은 토양 전기전도도 값을 보였는데, 이는 잣나무군락의 토양 내 과도한 염이 자연적인 과정보다는 인위적인 영향에 의한 것일 수도 있다는 추론을 가능하게 한다. 토양 pH는 잣나무군락에서는 5.
- 리기다소나무군락에는 총 6개의 조사구가 포함되었으며, 경사도는 20~40°(평균 28°)이고 주로 남사면에 분포하는 것으로 나타났다.
- 초본층의 피도는 10~70%(평균피도 28%)로 식피율이 다양하게 나타났으며, 미국자리공이 모든 조사구에 출현하였고, 주름조개풀과 청미래덩굴 등이 주로 나타났다. 리기다소나무군락의 전체 평균 출현종수는 22종이었다. 리기다소나무는 내건성이 높아 척박한 토양에서도 생장이 양호하다는 장점 때문에 1970년대에 사방용으로 널리 식재되었는데, 군락은 대개 남사면에 분포하는 특성을 보인다(Yee et al.
- 본 연구 조사지의 밤나무군락 및 잣나무군락에서는 응애류 및 톡토기류의 개체수가 적어 전체 토양미소절지동물 개체수가 낮게 나타났다. 사람들에 의한 열매채취와 같은 인위적인 영향을 받을 가능성이 높은 밤나무군락은 낙엽층의 발달이 미약하고 토양 유기물함량이 다른 군락에 비해 낮다는 점이 영향을 미친 것으로 판단 된다.
- 초본층의 평균피도는 17%였으며, 졸참나무, 청미래덩굴이 주로 출현하였다. 상수리나무군락의 전체 평균출현종수는 18종이었다. 상수리나무군락은 해발고가 낮은 지역이나 도시 근교 및 야산에 출현하며, 대전 대덕연구단지의 산림식생에서도 확인되었으며, 공주시의 공산성 산림 식생을 구성하는 주요 군락으로 나타났다(Song et al.
- 중요치 및 흉고직경 분석 결과, 인공조림식생은 참나무류로의 자연식생으로 천이가 일어나는 과정에 있으나, 밤나무, 아까시나무, 리기다소나무 등의 조림수종이 식생을 대표하는 우점종의 위치를 일정 기간 동안 유지할 것으로 예상되었다. 식물군락별로 토양 특성 및 미소절지동물을 분석한 결과, 전반적으로 토양은 모래 비율이 높고 유기물 함량이 낮으며 산성화도가 높은 것으로 나타났으며, 특히 인위적인 간섭이 심한 것으로 여겨지는 밤나무군락과 잣나무군락에서 토양 미소절지동물상이 매우 빈약한 것으로 확인되 었다.
- 교목층은 수고가 평균 12m, 평균피도는 97%로, 우점종 밤나무 외에 소나무, 리기다소나무, 상수리나무, 물오리나무 등이 드물게 혼생하였다. 아교목층의 수고는 평균 7m, 평균피도는 43%였으며, 모든 조사구에서 졸참나무가 출현하였으며, 밤나무, 벚나무 등이 혼생하였다. 관목층의 평균피도는 30%로, 밤나무, 벚나무, 개암나무, 다릅나무 등이 출현하였다.
- 교목층의 수고는 평균 12m, 평균피도는 86%였으며, 리기다소나무가 우점하나 조사구에 따라 소나무, 아까시나무, 은사시나무가 혼생하였다. 아교목층의 수고는 평균 약 7m, 평균피도는 21%였으며, 리기다소나무는 출현하지 않고, 밤나무와 아까시나무가 가장 많이 분포하였으며, 졸참나무, 고욤나무, 대팻집나무, 갈참나무, 일본목련, 목련, 산딸나무 등이 드물게 출현하였다. 관목층의 평균피도는 44%였으며, 졸참나무, 개암나무, 고욤 나무, 밤나무 등이 주로 출현하였다.
- 교목층은 수고가 평균 17m, 평균피도는 81%로, 우점하는 아까시나무와 함께 밤나무가 주로 혼생하고, 팽나무, 신갈나무가 일부 출현하였다. 아교목층의 수고는 평균 약 7m, 평균피도는 46%였으며, 밤나무가 가장 많이 출현하고, 졸참나무, 갈참 나무, 아까시나무, 목련 등이 간혹 분포하였다. 관목층의 평균피도는 37%로 개암나무가 주로 출현하였으며, 신갈나무, 졸참나무, 쥐똥나무, 팽나무 등이 간혹 분포하였다.
- 밤나무군락에는 총 3개의 조사구가 포함되었으며, 경사도는 30~35°(평균 32°)이고 북동 및 북서사면에 주로 분포하였다. 암석이 노출된 곳은 없었으나, 낙엽층의 두께는 0.5~2cm(평균 1cm)로 다른 식물군락에 비해 낙엽층이 크게 발달하지 않은 것으로 나타났다. 교목층은 수고가 평균 12m, 평균피도는 97%로, 우점종 밤나무 외에 소나무, 리기다소나무, 상수리나무, 물오리나무 등이 드물게 혼생하였다.
- 하층식생 또한 종다양성이 빈약하며, 우리나라 산림에서 자주 나타나는 식물종의 풍부도가 낮은 것으로 확인되었다. 중요치 및 흉고직경 분석 결과, 인공조림식생은 참나무류로의 자연식생으로 천이가 일어나는 과정에 있으나, 밤나무, 아까시나무, 리기다소나무 등의 조림수종이 식생을 대표하는 우점종의 위치를 일정 기간 동안 유지할 것으로 예상되었다. 식물군락별로 토양 특성 및 미소절지동물을 분석한 결과, 전반적으로 토양은 모래 비율이 높고 유기물 함량이 낮으며 산성화도가 높은 것으로 나타났으며, 특히 인위적인 간섭이 심한 것으로 여겨지는 밤나무군락과 잣나무군락에서 토양 미소절지동물상이 매우 빈약한 것으로 확인되 었다.
- , 2002). 청주 매봉산 도시림 식물군락의 토양 유기물 함량은 밤나무군락이 5.36%로 가장 낮았으며, 리기다소나무군락이 9.02%로 가장 높은 것으로 나타났다. 월악산 국립공원의 식물군락을 대상으로 한 Shin et al.
- 청주 매봉산 도시림의 식물군락에서 채집된 토양의 토성은 주로 양질사토 또는 사양토로 모래 함량이 높은 특성을 보였다. 한국지질자원연구원의 웹 제공 자료에 따르면 청주 매봉산 도시림은 모재가 화강암으로 이루어진 지역이다(https://mgeo.
- 청주시 매봉산 도시림 내 20개의 조사구에 출현한 수목 29종을 대상으로 중요치를 분석한 결과, 전체 군락에서 나타난 중요치는 밤나무가 56.88%로 가장 높았으며, 다음으로 아까시나무 51.29%, 리기다소나무 48.76%, 졸참나무 19.96%, 상수리 나무 18.98% 등의 순으로 나타났다. 아교목층 이하에서 주로 출현하였던 목련이 11.
- 청주시 매봉산 도시림에서 확인된 식생은 리기다소나무군락, 아까시나무군락, 밤나무군락, 상수리나무군락, 스트로브잣나무군락, 잣나무군락, 일본잎갈나무군락으로 대부분 인공조림식생이며, 리기다소나무군락 및 아까시나무군락이 가장 많이 확인되었다. 확인된 식물군락들은다층식생구조를 형성하고 있으나 구성종의 다양성은 다소 낮은 편으로 인공조림수종이 주로 출현하였다.
- , 1990). 청주시 매봉산 도시림의 주요 우점종인 리기다소나무, 밤나무, 상수리나무, 아까시나무, 졸참나무의 흉고직경급별 분포도를 작성한 결과(Figure 2), 가장 높은 중요도를 보인 밤나무와 아까시나무는 인공적으로 조림된 수종이지만 흉고직경 5cm 이하의 어린 개체 밀도가 높다는 점에서 자연적으로 갱신되면서 앞으로도 우점종의 지위를 유지할 것으로 판단된다. 리기다소나무는 흉고직경 기준으로 어린 개체와 큰 개체의 밀도가 낮고 중간 개체의 밀도가 높은 정규분포의 형태를 보이고 있어 일정 기간 동안은 높은 중요치를 유지할 것으로 판단된다.
- 관목층의 식피율은 7%로 다른 식물군락에 비해 매우 낮은 편이며, 상수리나무, 굴참나무, 조팝나무가 출현하였다. 초본층의 식피율 역시 5%로 매우 낮으며, 청미래덩굴, 청가시덩굴, 사위질빵, 주름조개풀 등이 나타났다. 스트로브잣나무군락은 전형적인 조림식생이며, 하층식생에 스트로브잣나무가 전혀 출현하지 않는다는 점에서 천이과정에서 점차 쇠퇴하고 하층에 나타나는 참나무류 식생으로 변화될 것으로 판단된다.
- 관목층의 평균피도는 37%로 개암나무가 주로 출현하였으며, 신갈나무, 졸참나무, 쥐똥나무, 팽나무 등이 간혹 분포하였다. 초본층의 피도는 10~95%(평균 48%)로 조사구에 따라 다양하였으며, 주름조개풀이 모든 조사구에 출현하였으나, 산딸기, 미국자리공, 파리풀, 족제비고사리, 큰기름새 등도 주로 나타났다. 아까시나무군락의 전체 평균출현종수는 20종이었다.
- 총 20개의 조사구를 대상으로 조사구에 출현한 총 93종을 표작성법으로 구분을 하고 군락표를 작성하여 분석한 결과, 청주시 도심 매봉산은 리기다소나무 군락, 아까시나무 군락, 밤나무 군락, 상수리나무 군락, 스트로브잣나무 군락, 잣나무 군락, 일본잎갈나무 군락으로 분류되었다(Table 1).
- 확인된 식물군락들은다층식생구조를 형성하고 있으나 구성종의 다양성은 다소 낮은 편으로 인공조림수종이 주로 출현하였다. 하층식생 또한 종다양성이 빈약하며, 우리나라 산림에서 자주 나타나는 식물종의 풍부도가 낮은 것으로 확인되었다. 중요치 및 흉고직경 분석 결과, 인공조림식생은 참나무류로의 자연식생으로 천이가 일어나는 과정에 있으나, 밤나무, 아까시나무, 리기다소나무 등의 조림수종이 식생을 대표하는 우점종의 위치를 일정 기간 동안 유지할 것으로 예상되었다.
- 청주시 매봉산 도시림에서 확인된 식생은 리기다소나무군락, 아까시나무군락, 밤나무군락, 상수리나무군락, 스트로브잣나무군락, 잣나무군락, 일본잎갈나무군락으로 대부분 인공조림식생이며, 리기다소나무군락 및 아까시나무군락이 가장 많이 확인되었다. 확인된 식물군락들은다층식생구조를 형성하고 있으나 구성종의 다양성은 다소 낮은 편으로 인공조림수종이 주로 출현하였다. 하층식생 또한 종다양성이 빈약하며, 우리나라 산림에서 자주 나타나는 식물종의 풍부도가 낮은 것으로 확인되었다.
후속연구
- 따라서 우선적으로 보다 정밀한 생태조사를 통해 자연성이 높은 공간을 찾아 보전공간으로 설정하여 도심 속 생물 서식처 네트워크 및 교육적 기능의 잠재성을 높여야 할 것이다. 더불어 무분별한 등산로 확장으로 인한 자연식생 파괴 및 외래식물의 유입, 답압 및 토양유실의 피해를 줄이기 위한 대책으로 숲 안쪽으로의 진입을 막는 안내문 및 숲길 안내용 로프 설치 등을 통해 탐방로를 정리하고 관리할 필요가 있다. 원활한 자연식생으로의 천이유도를 위하여, 귀화식물에 대한 조사를 통해 관리방안을 마련하고, 인공조림수종의 적절한 밀도조절 방안을 고려하는 한편, 수종갱신을 위하여 자연 식생의 구조를 모델로 산림에서 출현 가능한 생태적으로 적합한 종을 식재하는 방안도 고려할 필요가 있다.
- 따라서 우선적으로 보다 정밀한 생태조사를 통해 자연성이 높은 공간을 찾아 보전공간으로 설정하여 도심 속 생물 서식처 네트워크 및 교육적 기능의 잠재성을 높여야 할 것이다. 더불어 무분별한 등산로 확장으로 인한 자연식생 파괴 및 외래식물의 유입, 답압 및 토양유실의 피해를 줄이기 위한 대책으로 숲 안쪽으로의 진입을 막는 안내문 및 숲길 안내용 로프 설치 등을 통해 탐방로를 정리하고 관리할 필요가 있다.
- 아까시나무군락의 전체 평균출현종수는 20종이었다. 아까시나무는 사방용으로 많이 식재되었기 때문에, 본 연구 조사지의 아까시나무군락은 조림식생으로 판단되나, 점차 하층식생에 출현하는 수종으로 교체될 것으로 보인다.
- 더불어 무분별한 등산로 확장으로 인한 자연식생 파괴 및 외래식물의 유입, 답압 및 토양유실의 피해를 줄이기 위한 대책으로 숲 안쪽으로의 진입을 막는 안내문 및 숲길 안내용 로프 설치 등을 통해 탐방로를 정리하고 관리할 필요가 있다. 원활한 자연식생으로의 천이유도를 위하여, 귀화식물에 대한 조사를 통해 관리방안을 마련하고, 인공조림수종의 적절한 밀도조절 방안을 고려하는 한편, 수종갱신을 위하여 자연 식생의 구조를 모델로 산림에서 출현 가능한 생태적으로 적합한 종을 식재하는 방안도 고려할 필요가 있다. 지상 식생발달을 뒷받침하는 토양 환경의 개선을 위하여 토양 산성화가 심한 지역에 대해서는 석회, 고토 등의 토양 개량제를 처리하는 방안을 고려하며, 건조가 심하고 낙엽층이 빈약한 지역은 목재 칩 산포 등의 인위적인 유기물층 조성을 통해 다양한 토양생물의 서식처 토대를 제공하고 유기물 및 양분공급이 원활하게 이루어질 수 있는 환경을 마련해줄 필요가 있다.
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