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문제 정의
- 우리나라 기후대 변화 및 낙동정맥 마루금상의 소나무군락에 대한 식생구조 특성에 관한 연구는 현재까지 보고가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 남북방향으로 길쭉하게 이어져 있는 낙동정맥의 특성에 따른 소나무우점군락의 식생 구조 특성을 지역 및 군락별로 분석하고자 하였다.
제안 방법
- 이것과 동시에 TWINSPAN에 의한 군집분석(classification analysis)으로26개 조사구의 식생조사 자료를 몇 개의 식물군락으로 그룹화해 식생구조를 파악하였다. 2차원 좌표상 지역과 조사구, 주요수종별 분포를 알아보기 위해 각각 DCA 서열분석(ordination analysis)을 실시했다. 또한 식생자료를 토대로 지역 및 군락별 유사도를 분석했다.
- 5개 지역에서 조사된 식생조사 데이터를 군집분석인 TWINSPAN기법을 이용해 그룹화한 결과, 4개 식생유형으로 나누어졌다(Figure 2). TWINSPAN기법은 식별종(indicatorspecies)에 따라 군락이 묶이며, 식별종은 군락별 환경요인을 간접적으로 반영하게 된다(Lee et al.
- 2m 높이에서 생장추를 이용하여 목편을 추출했고 추출된 목편을 분석해 수목의 수령 및 생장량을 조사했다. 각 조사구의 환경요인으로서 해발고, 사면방위, 경사도, 식피율 등을 조사했다.
- 경북 울진군에 위치한 백암산 지역은 해발고 712~811m, 경사도 12~35°, 경북 포항시에 가까운 운주산 지역은 해발고 316~447m, 경사도 6~21°에 식생조사를 실시했다.
- 교목층과 아교목층에 출현한 수목은 방형구(크기 10m×10m)에서 수목의 흉고직경을 측정했고, 관목층은 방형구의 가장자리 좌우측에 크기 5m×5m의 소방형구 1개소를 설치해, 소방형구 내 출현한 수목의 수관폭(장변×단변)을 조사했다.
- 그룹화된 조사지별로종구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인 종다양도는Shannon의 수식을 이용하여 종다양도(Species Diversity,H′), 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D)를 계산했고, 단위면적당(100㎡) 종수 및 개체수를 분석하였다.
- 2차원 좌표상 지역과 조사구, 주요수종별 분포를 알아보기 위해 각각 DCA 서열분석(ordination analysis)을 실시했다. 또한 식생자료를 토대로 지역 및 군락별 유사도를 분석했다. 그룹화된 조사지별로종구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인 종다양도는Shannon의 수식을 이용하여 종다양도(Species Diversity,H′), 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D)를 계산했고, 단위면적당(100㎡) 종수 및 개체수를 분석하였다.
- Korea Forest Research Institute(2005)에서 소나무가 분포하는 통상 해발고 범위는 100∼900m로서 해발고 500m 내외의 지대가 수직적 분포영역의 중심이라 보고했다. 백병산의 경우에는 이 범위에서 약간 높은 곳에서 소나무우점군락을 조사했고, 나머지 지역은 통상 소나무가 분포하는 해발고에서 식생조사를 실시했다. 운주산 지역에서 조사된 소나무우점군락에서비교적 출현종이 많았으며, 다른 지역은 비슷한 수준이었다.
- 상대우점치(Importace Percentage; IP)는 (상대밀도+상대피도)/2로 계산했으며, 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별로 가중치를 부여한 (교목층 IP×3+아교목층IP×2+관목층 IP×1)/6으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage)를 구했다.
- 상대우점치(Importace Percentage; IP)는 (상대밀도+상대피도)/2로 계산했으며, 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별로 가중치를 부여한 (교목층 IP×3+아교목층IP×2+관목층 IP×1)/6으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage)를 구했다. 식생조사 자료를 바탕으로 지역별 식물군락 특성을 알아보기 위해 5개 지역으로 식물군락을 그룹화하여 지역별 식생구조를 파악했다. 이것과 동시에 TWINSPAN에 의한 군집분석(classification analysis)으로26개 조사구의 식생조사 자료를 몇 개의 식물군락으로 그룹화해 식생구조를 파악하였다.
- 식생조사 자료를 토대로 각 수종의 상대적 우세를 비교하기 위해 상대우점치(Brower and Zar, 1977)를 수관층위별로 분석했다. 상대우점치(Importace Percentage; IP)는 (상대밀도+상대피도)/2로 계산했으며, 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별로 가중치를 부여한 (교목층 IP×3+아교목층IP×2+관목층 IP×1)/6으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage)를 구했다.
- 식생조사는 마루금을 따라 이동하면서 능선부와 사면부를 중심으로 각 구간별 대표적인 식생에 조사구를 설치했으며, 6개 중점조사지역에 대해 총 166개의 방형구(크기 10m×10m)를 설치하여 조사했다.
- 식생조사 자료를 바탕으로 지역별 식물군락 특성을 알아보기 위해 5개 지역으로 식물군락을 그룹화하여 지역별 식생구조를 파악했다. 이것과 동시에 TWINSPAN에 의한 군집분석(classification analysis)으로26개 조사구의 식생조사 자료를 몇 개의 식물군락으로 그룹화해 식생구조를 파악하였다. 2차원 좌표상 지역과 조사구, 주요수종별 분포를 알아보기 위해 각각 DCA 서열분석(ordination analysis)을 실시했다.
- 그룹화된 조사지별로종구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인 종다양도는Shannon의 수식을 이용하여 종다양도(Species Diversity,H′), 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D)를 계산했고, 단위면적당(100㎡) 종수 및 개체수를 분석하였다. 한편, 조사구에서 소나무 중 평균 흉고직경에 해당하는 수목을 선정한 후 지상으로부터 1.2m 높이에서 생장추를 이용하여 목편을 추출했고 추출된 목편을 분석해 수목의 수령 및 생장량을 조사했다. 각 조사구의 환경요인으로서 해발고, 사면방위, 경사도, 식피율 등을 조사했다.
대상 데이터
- 본 연구에서는 낙동정맥 마루금 일대의 식생상황을 파악하기 위해 환경조건 등을 고려해 중점조사지 6개 지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산, 구덕산)을 선정해 식생 조사를 실시했다(Park and Kang, 2015). 중점조사지 선정은 Oh et al.
- 현지조사는2015년 5월부터 6월 사이에 실시했다(Park and Kang, 2015).이 식생조사 데이터 중에 교목층 상대우점치의 비율이 70% 이상인 소나무우점군락을 대상으로 식생구조를 분석했다. 중점조사지 중 부산광역시에 위치한 구덕산 지역에서는 소나무우점군락이 조사되지 않아 본 연구 대상지에서 제외되어 총 5개 지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산)26개 방형구(크기 10m×10m)의 식생조사 데이터를 본 연구에서 이용했다(Figure 1).
- 중점조사지 중 부산광역시에 위치한 구덕산 지역에서는 소나무우점군락이 조사되지 않아 본 연구 대상지에서 제외되어 총 5개 지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산)26개 방형구(크기 10m×10m)의 식생조사 데이터를 본 연구에서 이용했다(Figure 1).
- 식생조사는 마루금을 따라 이동하면서 능선부와 사면부를 중심으로 각 구간별 대표적인 식생에 조사구를 설치했으며, 6개 중점조사지역에 대해 총 166개의 방형구(크기 10m×10m)를 설치하여 조사했다. 현지조사는2015년 5월부터 6월 사이에 실시했다(Park and Kang, 2015).이 식생조사 데이터 중에 교목층 상대우점치의 비율이 70% 이상인 소나무우점군락을 대상으로 식생구조를 분석했다.
성능/효과
- 5개 지역의 종다양도(H′)는 0.6417~0.9046으로서 운주산(0.9046) 및 고헌산(0.8578) 지역이 전반적으로 높았고, 칠보산 지역(0.6417)은 가장 낮았다(Table 7).
- , 2010) 등의 낙엽활엽수종이 출현한 식생 발달단계의 이차림인 것으로 판단된다. 군락Ⅲ(6개 조사구 포함)은 백병산, 운주산, 고헌산 지역에 분포한 군락으로서 군락별 출현 종수가 9~17종으로 가장 많았으며, 관목층의 식피율 또한 10~90%로 다른 군락에 비해 다소 높았다. 이 군락은 TWINSPAN분석에서 식별종이 특정되지 않았는데 다른 군락에 비해 소나무와 함께 다양한 출현종이 광범위한 입지환경에 나타나는 수종이기 때문인 것으로 보인다.
- 개옻나무와 진달래가 비교적 우점치가 높은 것으로 보아 군락Ⅰ보다 최근에 교란이 있어 보다 안정된 식생구조로 발달될 것이다. 군락Ⅲ은 교목층에서 소나무(IP 93.17%) 외에 신갈나무(IP 5.79%), 굴참나무(IP 1.03%)가 확인되었으며, 아 교목층에서는 신갈나무(IP 24.71%)와 비목나무(IP 15.70%)가 주요종이었다. 관목층에서는 진달래(IP 15.
- , 2010)의 세력이 우세해질 것이다. 더불어, 위도 및 해발고가 상대적으로 높은 백병산, 칠보산, 백암산에서는 진달래보다 철쭉의 상대우점치가 높았지만, 운주산과 고헌산은 반대 경향을 보였다. 철쭉과 진달래가 소나무우점군락의 하층에 우점하는 수종이지만, 입지환경에 따른 고지대(고위도)는 철쭉이, 저지대(저위도)는 진달래가 상대적으로 달리 출현하는 것으로 보인다.
- 이러한 경향으로 보아 1축은 토양수분 정도, 2축은 해발고 또는 위도에 따라 좌표상에 수종이 배치된 것으로 추측된다. 더불어, 좌표상 소나무와 비교적 가깝게 위치한 수종은 쇠물푸레나무와 신갈나무, 진달래, 팥배나무, 굴피나무 등이었다. 이 수종들은 소나무와 입지환경이 비슷하기 때문이며 특히, 교목성 신갈나무는 정맥의 마루금에서 소나무와 경쟁관계(Cho and Choi, 2002)에 있는 수종이다.
- 이 군락은 TWINSPAN분석에서 식별종이 특정되지 않았는데 다른 군락에 비해 소나무와 함께 다양한 출현종이 광범위한 입지환경에 나타나는 수종이기 때문인 것으로 보인다. 마지막 군락Ⅳ(1개 조사구 포함, 백병산)는 떡버들이 식별종으로서 군락Ⅰ, Ⅲ에 비해 토양수분이 많고 비교적 햇볕이 잘 드는 해발고 1,090m의 고산지대인 것으로 판단된다.
- 아교목층에 개옻나무의 상대우점치가 높은 것은 과거 교란된 이차림이기 때문으로서 다양한 수종들이 아교목층과 관목층에서 경쟁하는 상황을 보였다. 마지막, 고헌산 지역(E)은 교목층에서 소나무(IP 100.00%)만이 확인되었고, 아교목층에서는 진달래(IP34.78%), 신갈나무(IP 14.89%), 비목나무(IP 12.54%)가 관목층에서는 물푸레나무(IP 21.21%)가 우점하는 가운데 작살나무(IP 9.15%), 두릅나무(IP 8.76%), 누리장나무(IP8.26%), 비목나무(IP 8.17%) 등 다양한 수종이 출현했다. 교목층은 소나무만이 우점하고, 아교목층에는 진달래, 신갈나무, 비목나무, 철쭉 등의 낙엽활엽수가 서로 경쟁하는 소나무우점군락이었다.
- 마지막, 군락Ⅳ의 교목층에서는 소나무(IP 80.15%)가 우점했으며, 신갈나무(IP 13.58%), 물박달나무(IP 6.27%)도출현했다. 아교목층에서는 물푸레나무(IP 36.
- 앞에서 기술한 것처럼 고헌산과 운주산 지역은 과거 소나무 벌채 등의 식생교란으로 인해 타지역에 비해 소나무 수령이 적은 수준이었다. 반면, 종다양성이 타 지역에 비해 낮아 안정된 식생 구조를 보였던 백암산과 백병산 지역의 소나무 수령은 비교적 많았다.
- 6693)은 가장 낮았다(Table 8). 운주산 지역의 조사구가 포함되거나 식별종인 떡버들 및 개옻나무, 물푸레나무였던 군락Ⅲ, Ⅳ, Ⅱ의 종다양도가 높은 편이었다. 정맥 마루금에 전형적으로 나타나는 소나무우점군락Ⅰ은 종다양도가 가장 낮았다.
- 최종적으로 소나무우점군락은 식별종에 의해 4개 군락(군락Ⅰ∼Ⅳ)으로 유형화되었다.
- 93%)가 우점했다. 칠보산과 더불어 백암산, 운주산, 고헌산 지역에서도 아 교목층과 관목층에서 진달래의 상대우점치가 다른 수종에 비해 높았다. 진달래는 소나무군락에서 전형적으로 출현하는 양수성 수종이자 척박한 강산성 토양을 선호한다(Kimet al.
후속연구
- 60%)가 주요 출현종이었다. 개옻나무와 진달래가 비교적 우점치가 높은 것으로 보아 군락Ⅰ보다 최근에 교란이 있어 보다 안정된 식생구조로 발달될 것이다. 군락Ⅲ은 교목층에서 소나무(IP 93.
- 정맥의 특수한 지형이나 입지환경인 경우에는 소나무우점군락이 일부 존속하겠지만, 일반적인 식생구조 발달과정에서는 낙동정맥 마루금 일대 소나무우점군락은 신갈나무군락으로의 천이가 이루어질 것이다. 단, 기후변화와 함께 정맥 마루금의 개발 및 개벌 등의 인위적인 간섭이라는 특수한 상황을 고려해 식생구조 변화에 대한 모니터링이 필요할 것이다.
- 현재 낙동정맥 마루금상에 분포한 소나무우점군락은 지역 및 군락별 일부 차이는 있으나, 교목층의 소나무를 제외하고 아교목층과 관목층에서 신갈나무, 쇠물푸레나무, 진달래, 철쭉 등의 세력이 높았고, 소나무 치수 및 소경목은 출현하지 않았다. 추후 소나무는 아교목층 우점종이자 천이계열상 후기종인 신갈나무와의 경쟁에서 도태될 것이다. 기존연구결과를 보더라도, 자연식생의 경우 숲 발달과정상 종간 경쟁으로 소나무가 신갈나무에 의해 도태될 것으로 밝힌 바 있다(Cho and Choi, 2002; Kim and Lee, 2012).
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