본 연구는 지리정보시스템(Geometric Information System, GIS)을 이용하여 가야산 국립공원의 주요 우점식생인 신갈나무군락과 소나무군락의 분포에 영향을 미치는 고도, 경사, 사면방위, 지형지수, 연평균 온도, 온량지수, 잠재증발산량 등 7개 요인들을 분석하고, 요인별 식생분포 특성을 밝혔다. 가야산국립공원의 정밀식생 조사(1/5,000축척)결과, 신갈나무군락(29.42%), 신갈나무-소나무군락(7.38%), 소나무군락(27.66%), 소나무-신갈나무군락(7.44%), 졸참나무군락(1.40%), 굴참나무군락(1.10%) 등 총 128개의 식생유형이 확인되었고, 이들 중 신갈나무 우점림과 소나무 우점림이 전체 식생의 80.58%를 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 분포요인 분석결과, 신갈나무군락과 소나무군락의 고도는 각각 575~1,065m(80.4%), 465~965m(84.1%), 경사는 $21^{\circ}$이상(78%), $21^{\circ}$이상(71.3%), 사면방위의 경우 신갈나무는 북사면, 소나무는 남사면이 우세한 것으로 분석되었고, 지형지수는 모두 5~6에 집중되어 있고, 연평균 기온은 $7{\sim}8^{\circ}C$(83%), $8{\sim}9^{\circ}C$(84%), 온량지수는 $59{\sim}70^{\circ}C{\cdot}month$와 $58{\sim}88^{\circ}C{\cdot}month$에서 주로 분포하며, 잠재증발산량은 560~590mm/yr, 580~610mm/yr에서 가장 많은 분포역을 보였다.
본 연구는 지리정보시스템(Geometric Information System, GIS)을 이용하여 가야산 국립공원의 주요 우점식생인 신갈나무군락과 소나무군락의 분포에 영향을 미치는 고도, 경사, 사면방위, 지형지수, 연평균 온도, 온량지수, 잠재증발산량 등 7개 요인들을 분석하고, 요인별 식생분포 특성을 밝혔다. 가야산국립공원의 정밀식생 조사(1/5,000축척)결과, 신갈나무군락(29.42%), 신갈나무-소나무군락(7.38%), 소나무군락(27.66%), 소나무-신갈나무군락(7.44%), 졸참나무군락(1.40%), 굴참나무군락(1.10%) 등 총 128개의 식생유형이 확인되었고, 이들 중 신갈나무 우점림과 소나무 우점림이 전체 식생의 80.58%를 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 분포요인 분석결과, 신갈나무군락과 소나무군락의 고도는 각각 575~1,065m(80.4%), 465~965m(84.1%), 경사는 $21^{\circ}$이상(78%), $21^{\circ}$이상(71.3%), 사면방위의 경우 신갈나무는 북사면, 소나무는 남사면이 우세한 것으로 분석되었고, 지형지수는 모두 5~6에 집중되어 있고, 연평균 기온은 $7{\sim}8^{\circ}C$(83%), $8{\sim}9^{\circ}C$(84%), 온량지수는 $59{\sim}70^{\circ}C{\cdot}month$와 $58{\sim}88^{\circ}C{\cdot}month$에서 주로 분포하며, 잠재증발산량은 560~590mm/yr, 580~610mm/yr에서 가장 많은 분포역을 보였다.
This study analysed 7 distribution features of dominant natural vegetation, such as elevation, slope, aspect, topographic index, annual mean temperature, warmth index and potential evapotranspiration using geographic information system(GIS) in Gayasan national park. The Gayasan national park has tot...
This study analysed 7 distribution features of dominant natural vegetation, such as elevation, slope, aspect, topographic index, annual mean temperature, warmth index and potential evapotranspiration using geographic information system(GIS) in Gayasan national park. The Gayasan national park has total 128 communities in which Pinus densiflora community occupies with 29.42%, Quercus mongolica community 27.66% relatively. These two communities comprise 80.58% out of total area, considering Q. mongolica & P. densiflora dominantly mixed communities. The Q. mongolica communities range around 575~1,065m(80.4%) in elevation, and the P. densiflora communities range around 465~965m(84.1%), respectively. The slopes of those two communities areas showed over $21^{\circ}$(78.0%) and (71.3%) respectively. In terms of slope aspect occurrence, Q. mongolica communities occur mostly on northern slope, and the P. densiflora communities on southern slope. The topographic indices of both communities occur around 5~6 most frequently. The Annual mean temperature distributions of Q. mongolica and P. densiflora range $7{\sim}8^{\circ}C$(83%), $8{\sim}9^{\circ}C$(84%), respectively, And the warmth index range of Q. mongolica is $59{\sim}70^{\circ}C{\cdot}month$ and the P. densiflora community, $58{\sim}88^{\circ}C{\cdot}month$. The potential evapotranspiration ranges mostly from 560 to 590mm/yr, in Q. mongolica communities, and from 580 to 610mm/yr in P. densiflora communities.
This study analysed 7 distribution features of dominant natural vegetation, such as elevation, slope, aspect, topographic index, annual mean temperature, warmth index and potential evapotranspiration using geographic information system(GIS) in Gayasan national park. The Gayasan national park has total 128 communities in which Pinus densiflora community occupies with 29.42%, Quercus mongolica community 27.66% relatively. These two communities comprise 80.58% out of total area, considering Q. mongolica & P. densiflora dominantly mixed communities. The Q. mongolica communities range around 575~1,065m(80.4%) in elevation, and the P. densiflora communities range around 465~965m(84.1%), respectively. The slopes of those two communities areas showed over $21^{\circ}$(78.0%) and (71.3%) respectively. In terms of slope aspect occurrence, Q. mongolica communities occur mostly on northern slope, and the P. densiflora communities on southern slope. The topographic indices of both communities occur around 5~6 most frequently. The Annual mean temperature distributions of Q. mongolica and P. densiflora range $7{\sim}8^{\circ}C$(83%), $8{\sim}9^{\circ}C$(84%), respectively, And the warmth index range of Q. mongolica is $59{\sim}70^{\circ}C{\cdot}month$ and the P. densiflora community, $58{\sim}88^{\circ}C{\cdot}month$. The potential evapotranspiration ranges mostly from 560 to 590mm/yr, in Q. mongolica communities, and from 580 to 610mm/yr in P. densiflora communities.
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제안 방법
본 연구는 가야산국립공원에 대하여 실시한 1:5,000도엽의 정밀식생조사 결과를 토대로 확인된 주요 우점군락인 신갈나무군락(Quercus mongolica community)과 소나무군락(Pinus densiflora community)에 대하여 식생분포요인을 고도, 경사, 사면방위, 지형지수(Topographic Index, TI)등의 지형요인과 연평균기온, 온량지수(Warmth Index,WI), 잠재증발산량(Potential evapotranspiration, PET) 등의 기후요인 등 총 7가지 요인을 수치표고모델(Digital elevation model, DEM)을 이용하여 이들 군락의 지형적,기후적 공간분포특성과 분포역의 요인을 분석하였다.
본 연구는 가야산국립공원을 대상으로 2013년 “가야산국립공원 정밀식생도 제작 용역”시 축적된 식생 현지 조사자료를 토대로 현존식생도를 작성하였고, 주요 우점군락(신갈나무, 소나무)의 분포에 영향을 미치는 요인 중에서 사면의 방향, 고도분석, 경사 등을 수치표고모델(Digital elevation model, DEM)을 통하여 비교․분석함으로써 식생의 공간적인 분포에 대한 정략적이고 체계적인 해석을 시도하였다.
본 연구에서는 지형요인으로 고도(Elevation), 경사(Slope), 사면방위(Aspect), 지형지수(Topographic Index, TI)와 기후요인으로 연평균기온(Annual mean temperature), 온량지수(Warmth Index, WI), 잠재증발산량(Potential evapotranspiration,PET) 등 총 7가지 요인을 수치표고모델(Digital elevation model, DEM)을 이용하여 주제도를 작성하였다.
분석은 Acrmap Ver. 9.3을 사용하여 vector형태의 자료를 grid (10 × 10m) 격자 형태로 전환한 후, 각 군락을 서열화 하였고, 고도는 10m 단위로, 경사는 1°, 사면방위는 45° 단위로 숫자화 하여 중첩․분석 하였다.
연평균기온과 온량지수는 국립공원 주변의 거창 기상대 및 자동측정망 5개 지점의 자료를 이용하여 거리역가중방법(Inverse Distance Weighted, IDW)으로 5개 지점 내부의 모든 격자(10 × 10m)의 월평균 기온을 산정하고, 고도증가에 따른 단열체감율은[-0.65℃/100m]를 적용하여 주제도를 작성하였다.
현존식생도는 1/5,000의 영상자료 및 수치지형도 등 참조자료를 활용하여 산림과 비 산림지역, 산림내의 활엽수림, 침엽수림, 혼효림 등으로 대분류한 후, 현지에서 방형구법(quadrat method)으로 실시하였으며, 군락명은 상관(physiognomy)에 의해 수관부(tree crown)를 이루는 교목층의 우점종을 기준으로 명명하였다.
대상 데이터
본 연구는 인위적인 교란이 배제되어 자연 보전상태가 양호한 가야산국립공원을 대상으로 하였다. 지리적 위치는 동경 128°02′30″~128°09′30″, 북위 35°45′00″~ 35°49′30″이며, 행정구역상 경상남도 합천군, 거창군, 경상북도 고령군, 성주군, 김천시에 걸쳐 있다 (Fig.
이론/모형
수치표고모델은 국립지리원의 수치지도에서 등고선 및 표고점을 추출하여 10×10m의 격자 크기를 갖는 DEM을 구축하였고, 고도의 경우 분석을 위해 10m 간격으로 재분류하여 정수화하였고, 경사 및 사면방위는 Arc map 9.3 프로그램의 slope 함수와 aspect 함수를 이용 추출하였고, 지형지수는 물의 흐름에 기여하는 상부 사면면적과 경사도를 이용하여 해당 위치의 토양 수분량을 나타내는 지수인자로서 다음과 같은 계산식을 이용하여 식생분포와의 중첩분석에 사용하였다 (Beven and Kirkby, 1979).
성능/효과
가야산 국립공원의 평균고도는 761.7m이며, 최소 215m에서 최고 1,430m로 가야산 국립공원내의 고도분포는 500~1,000m에서 전체 면적의 약 78.8%를 차지하고 있었으며, 그 중에서 885~895 m의 고도분포가 가장 많이 차지하는 것으로 나타났다. 고도에 따른 식생의 분포를 중첩 분석한 결과, 신갈나무군락의 경우 평균 838.
가야산국립공원내 지형지수(Topographic index, TI)의분포는 4~9의 범위를 나타내었으며, 평균 5.6으로 나타났다. 94%이상이 5에서 7의 범위를 나타내었으며, 8이상은 0.
가야산국립공원의 8개의 사면방위별 분포면적은 비슷하게 나타났으나, 신갈나무군락은 북동, 북, 북서 사면에 상대적으로 많이 분포하고 있어 남향의 분포비율은 낮은 것으로 나타났으며, 소나무군락의 경우 남동사면에서 가장 많이 분포하며, 남사면, 동사면의 순으로 많이 나타났다.
가야산국립공원의 잠재증발산량의 분포는 470~700 mm/yr로 나타났으며, 530~680 mm/yr에서 전체의 97%가 분포하는 것으로 나타났다. 잠재증발산량의 분포에 따른 우점식생군락의 분포를 살펴보면, 신갈나무군락의 경우 평균값은 583.
가야산국립공원의 현존식생조사 결과 총 128개의 군락이 분포하는 것으로 조사되었으며, 이를 대분류 하면 활엽수림(38,764,133.7m2), 침엽수림(29,740,636.2m2), 산지습성림, 하반림, 암벽식생, 관목림, 식재림 및 기타식생과 비식생 등으로 구분되었다. 활엽수 중에서는 신갈나무 우점군락이 82.
8%를 차지하고 있었으며, 그 중에서 885~895 m의 고도분포가 가장 많이 차지하는 것으로 나타났다. 고도에 따른 식생의 분포를 중첩 분석한 결과, 신갈나무군락의 경우 평균 838.3m (표준편차 188.7)이고, 575~1,065 m에서 전체의 80.4%가 분포하는 것으로 나타났으며, 소나무군락은 평균 702.0m(표준편차 174.6)이고, 465~965m 범위에서 약 84.1%로 대부분 분포하는 것으로 나타났다.
1)이며, 8~9℃에서 약 84%가 분포하는 것으로 나타났다. 따라서 연평균 기온에 따른 소나무군락과 신갈나무군락의 분포의 차이는 0.9℃로 크지 않은 것으로 나타났다(Fig. 6).
본 연구지역인 가야산국립공원은 경사가 급한 산악지역의 특성으로 인하여 경사에 따른 군락 간의 식생분포의 유의한 차이는 없는 것으로 나타났다.
본 조사결과, 가야산국립공원의 경사범위는 0~85.8°로 분포하고, 평균경사도 26.2°의 급경사지가 우세한 지역으로 나타났다.
신갈나무군락과 소나무군락의 고도에 따른 식생분포는 각각 575~1,065m(80.4%), 465~965m(84.1%)에서 주로 분포하고 있으며, 경사는 두 군락 모두 21° 이상의 급경사 지역에서 각각 78%, 71.3%로 분포하여 군락간의 유의한 차이점이 없었으나, 사면방위에 따른 신갈나무는 북동사면, 소나무는 남동사면이 우세한 것으로 분석되었다.
신갈나무군락의 연평균기온에 따른 분포를 보면, 평균값이 7.7℃(표준편차 1.2)이고, 7~8℃에서 83% 이상이 분포하고 있었으며, 소나무군락의 경우 평균값은 8.6℃(표준편차 1.1)이며, 8~9℃에서 약 84%가 분포하는 것으로 나타났다. 따라서 연평균 기온에 따른 소나무군락과 신갈나무군락의 분포의 차이는 0.
평균경사도는 각각 신갈나무군락이 27.5°(표준편차 9.5), 소나무군락이 26.0°(표준편차 10.1)로 조사되어 20°이상의 급경사지에 각각 78.0%, 71.3%로 주로 분포하는 것으로 나타났다(Table 1).
2m2), 산지습성림, 하반림, 암벽식생, 관목림, 식재림 및 기타식생과 비식생 등으로 구분되었다. 활엽수 중에서는 신갈나무 우점군락이 82.4%(31,954,089.9m2)로 가장 많이 분포하고, 침엽수림 중에서는 소나무군락이 71.2%,(21,176,248.2m2), 소나무-신갈나무군락 19.2%(5,694,101.8m2)로 소나무가 우점하는 군락이 대부분을 차지하는 것으로 조사되었다 (Fig. 2). 이와 같은 결과는 가야산 국립공원 지역의 현존식생 및 녹지자연도 연구에서 본 지역이 소나무군집과 신갈나무 군집이 주를 이루며, 졸참나무군집, 서나무-졸참나무군집으로 분류한 조사결과와 유사한 것으로 나타났다 (Kim et al.
후속연구
이는 삼림식생의 관리와 개발에 있어 장기적인 관리와 보전 방안의 수립에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
온량지수란?
온량지수는 1년 중 월평균기온 5℃ 이상인 달에 대해 월평균기온과 5℃와의 차를 합산하여 나타낸 값이다. 잠재증발산량은 가능한 증발산량을 의미하는 것으로 한반도에서는 잠재증발산량과 온량지수 사이에서 직선의 일차 회귀식 PET = 4.
식생의 분포와 자연환경과의 관계를 분석한 선행연구에는 어떤 것이 있는가?
식생의 분포와 자연환경과의 관계를 분석한 선행연구로는 남한지역을 대상으로 임상도와 현존식생, GIS의 지형인자분석 등을 이용하여 소나무 인공림의 공간분포 특성파악연구 (Yoon, 2003), DEM과 Landsat영상을 이용하여 북청-단청지역의 식생분포와 지형요소의 공간적 관계를 분석하여 고도, 사면방향, 하천으로 부터의 거리가 식생분포에 미치는 주요 인자임을 보고한 연구 (Lee et al., 2003), 남한의 각종 조사자료를 이용하여 수치현존식생도를 작성하고 각 식물군락의 기후적, 지형적 공간분포특성과 분포역 및 ZM법에 의한 식물군집들의 종조성적 특성을 결정하는 요인을 규명한 연구 (Yang, 2001), GIS를 기반으로 지리산 식물군락의 분포와 지형적 특성을 연구한 결과 등이 있다 (Yeon etal., 2006).
본 논문에서 신갈나무군락과 소나무군락의 식생분포요인을 분석한 결과는?
신갈나무군락과 소나무군락의 고도에 따른 식생분포는 각각 575~1,065m(80.4%), 465~965m(84.1%)에서 주로 분포하고 있으며, 경사는 두 군락 모두 21° 이상의 급경사 지역에서 각각 78%, 71.3%로 분포하여 군락간의 유의한 차이점이 없었으나, 사면방위에 따른 신갈나무는 북동사면,소나무는 남동사면이 우세한 것으로 분석되었다. 지형지수는 두 군락 모두 계곡부와 정상부의 전이지대(transition)인 5~6구간에 집중되어 있고, 연평균 기온은 각각 7~8℃(83%),8~9℃(84%), 온량지수는 59~70℃ㆍmonth와 58~88℃ㆍmonth에서 주로 분포하며, 잠재증발산량은 560~590mm/yr,580~610mm/yr에서 가장 많은 분포역을 보였다.
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