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문제 정의
- 본 연구는 천연기념물 제176호인 범어사 등나무군락의 분포현황 및 개체군 특성과 서식처와의 상관관계 등을 파악하는데 목적을 두고 있다. 동북아시아에서 한반도는 식생지리적으로 등나무군락지의 북한계 분포지역에 해당되므로 국내 최대 자생군락지인 연구지역 내에서의 등나무군락 특성은 추후 종의 유지와 보존을 위해 의미 있는 결과로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 그러나 등나무는 다수 분지(分枝) 생장특성과 입지환경에 따른 포복형 등경성장 등을 고려할 때 흉고직경에 의한 조사법은 적절한 방법으로 고려되기 어렵다. 본 연구에서도 이러한 특성을 고려하여 근원직경을 통한 현장조사를 실시하였으며, 모든 개체에 대한 정밀 GPS 분포정보를 포함한 현황을 제시하고자 노력하였다(Figure 3). 선행연구와의 개체군 분포에 관한 비교를 시도하고자 하였으나 앞선 연구에서 개체에 대한 위치정보를 포함하고 있지 않아 분포의 차이에 대해 확인할 수 없었다.
제안 방법
- 등나무의 등반식물로 등나무를 포함해 개서어나무, 삼나무,비목, 느티나무, 졸참나무 등의 종이 확인되었으며, 상대적으로 열린상관 입지의 교목성 종을 통해 서식하고 있는 것으로 확인되었다. 개체군 내 반시계방향의 등반방향을 지니는 개체가 40개체 확인되었으며, 관련된 후속연구에 대해 제안하였다. 현존식생을 바탕으로 한 등나무의 분포 경향은 계곡림에 전체의 76.
- 현존식생도 최종보완을 위해 9월에 추가적인 현장조사가 이루어졌다. 연구지역 내 분포하고 있는 등나무 중 근원직경 1cm 이하의 비목질화유묘를 제외한 등나무를 대상으로 위치좌표(GPS), 근원직경(RCC; Root-Collar Caliper, ㎜), 등반수종, 등반방향 등을 전수조사를 통해 확인하였다. 식생지도 평가 방법 중 식생자원의 디지털화 및 계량화에 용이한 격자법[24]을 활용하였으며, 등나무의 분포지구를 고려한 최소면적 10 ×10 m로 격자화 하였다.
- 현장 조사는 2016년에 3월~8월까지 보호지역 일대의 등나무 개체군 전수조사를 목표로 실시하였으며, 등나무 개체정보 및 서식처 환경에 대한 전반적인 정보를 수집하였다. 연구지역에 대한 군락수준의 현존식생도 상관구분작업은 식생최성기인 8월에 이루어졌으며, 원격탐사법(remote sensing)을 병행한 데이터 입력 및 실내분석 작업이 수행되었다. 현존식생도 최종보완을 위해 9월에 추가적인 현장조사가 이루어졌다.
- 연구지역에 대한 군락수준의 현존식생도 상관구분작업은 식생최성기인 8월에 이루어졌으며, 원격탐사법(remote sensing)을 병행한 데이터 입력 및 실내분석 작업이 수행되었다. 현존식생도 최종보완을 위해 9월에 추가적인 현장조사가 이루어졌다. 연구지역 내 분포하고 있는 등나무 중 근원직경 1cm 이하의 비목질화유묘를 제외한 등나무를 대상으로 위치좌표(GPS), 근원직경(RCC; Root-Collar Caliper, ㎜), 등반수종, 등반방향 등을 전수조사를 통해 확인하였다.
대상 데이터
- 식생지도 평가 방법 중 식생자원의 디지털화 및 계량화에 용이한 격자법[24]을 활용하였으며, 등나무의 분포지구를 고려한 최소면적 10 ×10 m로 격자화 하였다. 본 연구에서 확인된 등나무 분포지와 천연기념물 제176호 지정 구역을 바탕으로 주변 10m buffer를 경계로 하여 2016년 정밀 현존식생도가 작성되었다. 군락지 내 종의 분포도와 데이터 분석 및 현존식생도 제작은 QGIS (ver.
- 연구지역은 천연기념물 제176호 범어사 등나무군락보호구역과 그 일대로, 행정구역상 부산광역시 금정구 청룡동에 소재해있으며, 총 면적은 65,502㎡이다[18](Figure 2). 부산 금정산중턱에 위치한 범어사의 남동측 사면부와 계곡부에 위치해 있으며, 크고 작은 계곡과 골짜기가 비교적 복잡하게 발달해 있다.
- 천연기념물 제176호 범어사 등나무군락과 그 인접지역에 대한 조사가 이루어졌다. 연구결과 1,158개체의 등나무 개체군 분포가 확인되었으며, 범어사 일대 계곡을 중심으로 개체군의 높은 지속 잠재력을 지닌 집단이 발달하고 있는 것으로 확인되었다.
- 현장 조사는 2016년에 3월~8월까지 보호지역 일대의 등나무 개체군 전수조사를 목표로 실시하였으며, 등나무 개체정보 및 서식처 환경에 대한 전반적인 정보를 수집하였다. 연구지역에 대한 군락수준의 현존식생도 상관구분작업은 식생최성기인 8월에 이루어졌으며, 원격탐사법(remote sensing)을 병행한 데이터 입력 및 실내분석 작업이 수행되었다.
데이터처리
- 14)를 활용하였다. 개체 분포점으로부터 수계와의 거리 분석은 공간처리분석에서 점변환회선법을 통해 최저거리분석을 통해 측정하였으며, 개체군의 종내경쟁 및 개체군 세력권 분석은 공간연산도구를 이용하여, 모든 개체의 10m 반경 buffer를 설정하고 분석 도구를 활용하여 폴리곤 내 개체수를 확인하였으며, 종의 성장과 경쟁의 상관관계를 비교하였다.
이론/모형
- 본 연구에서 확인된 등나무 분포지와 천연기념물 제176호 지정 구역을 바탕으로 주변 10m buffer를 경계로 하여 2016년 정밀 현존식생도가 작성되었다. 군락지 내 종의 분포도와 데이터 분석 및 현존식생도 제작은 QGIS (ver. Essen 2.14)를 활용하였다. 개체 분포점으로부터 수계와의 거리 분석은 공간처리분석에서 점변환회선법을 통해 최저거리분석을 통해 측정하였으며, 개체군의 종내경쟁 및 개체군 세력권 분석은 공간연산도구를 이용하여, 모든 개체의 10m 반경 buffer를 설정하고 분석 도구를 활용하여 폴리곤 내 개체수를 확인하였으며, 종의 성장과 경쟁의 상관관계를 비교하였다.
- 식생지도 평가 방법 중 식생자원의 디지털화 및 계량화에 용이한 격자법[24]을 활용하였으며, 등나무의 분포지구를 고려한 최소면적 10 ×10 m로 격자화 하였다.
성능/효과
- 계곡림에 분포하는 등나무의 평균 근원직경은 59.4 ㎜(±36.7)로 확인되었으며, 본 연구에서 확인된 최대 근원직경종(365 ㎜)도 계곡림 내에 위치해 있다.
- 주요 구성종은 교목층에 개서어나무, 느티나무, 비목나무, 졸참나무, 소나무, 등나무 등으로 다양하며, 관목층에 때죽나무, 매화말발도리가 가장 높은 빈도로 출현하였다. 계곡림은연구지역 등나무의 76.6%에 해당하는 887개체가 분포하는 것으로 확인되어 가장 선호되는 식생형으로 확인되었다(Table 1). 특히 계곡림의 경우 근원직경의 분포가 유묘 및 성장기에 해당하는 100 ㎜ 이하의 개체가 전체의 약 90%를 차지하고 있어 지속적인 종의 공급이 이루어지고 있는 것으로 확인되었다(Figure 9).
- 군락 내 분포하는 등나무의 평균 근원직경은 103 ㎜ (±54.8)로 나타나 전체 평균 근원직경에 비해 30 ㎜ 이상 높은 수치를 보였다.
- 그 외 등나무의 등반수종은 개서어나무(9.8%) > 삼나무(9.3%) > 비목나무(8.2%) > 느티나무, 졸참나무(4.7%) 등의 순으로 확인되었으며, 이들은 주변지역에서 가장 빈도 높게 관찰되는 교목 또는 아교목종들이다.
- 등나무 개체와 수계와의 최단거리측정결과 전체 개체의 평균 수계거리는 10.5m(±10.3)였으며, 전체 개체의 90%가 수계에서 20m 내에 분포하고 있는 것으로 확인되었다(Figure 4).
- 등나무군락의 보호지역 및 일대에 대한 등나무 개체분포 조사 결과 등나무 개체 수는 총 1,158개체가 확인되었다(Figure 3). 이 가운데 천연기념물 보호지역 내에서 분포를 보인 개체는 1,066개체(92.
- 그러나 천연기념물 보호지역을 벗어난 범위에서 연구지역 내 최고수준의 근원직경을 지니는 종들이 다수 분포하고 있어 보호지역 경계선정에 있어서 수정이 요구된다. 등나무의 개체군 조사를 바탕으로 등나무가 자가솎음에 의해 집단 수가 결정됨을 확인할 수 있었으며, 현재 범어사 계곡부에서 높은 출현 밀도를 나타내며, 종내 경쟁이 발생되고 있는 것으로 확인되었다. 등나무의 등반식물로 등나무를 포함해 개서어나무, 삼나무,비목, 느티나무, 졸참나무 등의 종이 확인되었으며, 상대적으로 열린상관 입지의 교목성 종을 통해 서식하고 있는 것으로 확인되었다.
- 등나무의 개체와 주변개체군의 분포에 대한 분석에서 근원직경이 증가할수록 주변 개체의 분포수가 감소하는 경향을 보이는 것으로 확인하였다. 이러한 특징은 등나무가 많은 수의 종자생산으로부터 개체군의 회복이 빠르게 일어나는 집단이며,자가솎음(self-thinning)에 의해 집단 내 개체군의 수를 결정해가는 것으로 판단된다[28][29].
- 등나무의 개체군 조사를 바탕으로 등나무가 자가솎음에 의해 집단 수가 결정됨을 확인할 수 있었으며, 현재 범어사 계곡부에서 높은 출현 밀도를 나타내며, 종내 경쟁이 발생되고 있는 것으로 확인되었다. 등나무의 등반식물로 등나무를 포함해 개서어나무, 삼나무,비목, 느티나무, 졸참나무 등의 종이 확인되었으며, 상대적으로 열린상관 입지의 교목성 종을 통해 서식하고 있는 것으로 확인되었다. 개체군 내 반시계방향의 등반방향을 지니는 개체가 40개체 확인되었으며, 관련된 후속연구에 대해 제안하였다.
- 등반하는 개체들은 각 종이 소속된 군락 내에서 상대적으로 왜소하거나, 열린 상관(open canopy)에서 확인되는 종으로 안정된 군락구조가 형성된 지역의 대교목에서는 등나무의 등반이 제한된다는 선행연구와 유사한 결과로 판단된다[33]. 등나무의 등반이 확인된 종은 총 28분류군으로 교목 20분류군, 아교목 6분류군, 관목 2분류군으로 확인되었으며, 전반적으로 광환경에 이점을 확보할 수 있는 교목성 종을 선호하는 것으로 확인되었다. 반면 등반하지 않는 종은 동백나무, 광나무, 가막살나무, 당단풍, 꽝꽝나무, 사철나무, 식나무 등 상관이 발달된 군락의 수관하층에 출현하는 내 음성종들이 주를 이루었으며, 서식처의 분할로 인해 등반의 대상이 되지 못한 것으로 판단된다[34][35].
- 9%)를 확인하였다(Figure 3). 본 연구에서 확인된 보호지역 내 개체군수는 금정구청[21]에서 확인된 1,917 본에 비해다소 적은 수의 개체군 분포가 확인된 것으로 보이나, 이는 연구기간 차이에 따른 개체수의 변화로 보이지는 않으며, 연구방법의 차이로부터 발생된 결과로 판단된다. 금정구청[21]의 조사에서는 군락지 내 등나무의 개체분포를 흉고직경(DBH)을이용해 파악하였다.
- 수계와의 거리 또한 평균 10.7m(±8.7)로 유의미한 차이를 보이지 않았고, 등반수종도 전체 개체군과 유사한 경향을 보여 반시계방향으로 등반하는 등나무의 형태적 차이로부터 서식에 있어서의 유/불리가 존재하지는 않는 것으로 판단되었다.
- 천연기념물 제176호 범어사 등나무군락과 그 인접지역에 대한 조사가 이루어졌다. 연구결과 1,158개체의 등나무 개체군 분포가 확인되었으며, 범어사 일대 계곡을 중심으로 개체군의 높은 지속 잠재력을 지닌 집단이 발달하고 있는 것으로 확인되었다. 그러나 천연기념물 보호지역을 벗어난 범위에서 연구지역 내 최고수준의 근원직경을 지니는 종들이 다수 분포하고 있어 보호지역 경계선정에 있어서 수정이 요구된다.
- 연구지역 내 등나무가 등반하는 대상은 식물체 외에도 다양한 자연 및 인공구조물인 것으로 관찰되었다. 연구결과 등반 시 가장 선호하는 수종은 등나무인 것으로 확인되었으며, 전체의 44.0%에 해당하는 종이 등나무를 등반식물로 활용하는 것으로 나타났다. 이러한 특징은 등나무의 발아가 기회의존적으로 발생되며, 상관이 개방된 서식처의 형성과 함께 다수 종이 일제발아 및 성장의 경향을 보이기 때문으로 판단된다[33].
- 연구결과를 종합할 때 범어사 등나무 집단에 있어 최우선적으로 고려되어야 할 관리사항은 보호지역의 변경이다. 현재 군락의 최대크기 개체인 300 ㎜ 이상 개체목 5주 중 4주가 보호지역 외부에 위치했다.
- 연구결과에서 확인된 바와 같이 등나무집단은 계곡서식지에 의존되어 고유 경관을 형성하고 있으며, 연구지역에서는 이들 집단을 중심으로 유지 보존하는 것이 고유의 경관인 ‘등운곡’과 맞닿은 보존과 복원이라 판단된다.
- 연구지역에서 확인된 등나무 개체군의 근원직경은 평균 69.0 ㎜ (±45.5)이었으며, 직경범위별 빈도는 51~100(43.6%) 1', '>1')">>1~50(41.0%) > 101~150(9.5%) > 151~200(3.5%) > 201~250(1.5%) > 251~300(0.4%) > 301~350(0.3%) > 351~400(0.2%)등의 순으로 나타났으며(Figure 5) 근원직경 1~100 ㎜ 구간이 전체의 84.6%에 해당하는 높은 개체 수를 나타내어, 연구지역 내 집단은 L형의 개체군 연령구조를 가지며 안정적 구조로 발달할 것으로 예측되었다[26].
- 연구지역 등나무 중 일반적인 등반 방향의 시계방향 외에 반시계방향으로 등반하는 개체가 특이적으로 확인되었다. 연구지역에서 확인된 등나무의 등반방향 빈도는 일반적 특성인 시계방향 등반종이 1,118개체로 전체의 96.5%에 해당되는 것으로 확인되었으나, 전체의 3.5%에 해당하는 40개체가 반시계방향으로 등반하는 것이 확인되었다. 등나무의 등반방향 결정에 대해서는 여전히 명확한 이유가 알려져 있지 않으며, 유전적 소양 또는 초기 등반 시의 환경조건 등 다양한 이유가 고려될 수 있다[1].
- 천연기념물 제176호 보호지역 영역과 등나무 조사지점의 상관우점종을 확인하였으며 현존식생도가 작성되었다(Figure 8). 연구지역은 계곡림, 편백나무-삼나무조림지, 개서어나무-이대우점림, 칡우점군락, 소나무우점림, 개서어나무-굴참나무우점림, 경작지, 인공지역 등 8개 상관형이 확인되었다(Table 1).
- 연구지역의 등나무는 연중 지표면으로 물이 흐르는 산간도랑, 골짜기 지형을 따라 강우 시 간헐적으로 수류가 형성되는 건천, 물이 고일 수 있는 함몰지 등 전반적으로 습윤한 조건의지역에서 높은 출현빈도를 나타내는 것으로 확인되었다. 등나무 개체와 수계와의 최단거리측정결과 전체 개체의 평균 수계거리는 10.
- 주변 산지로부터 암석의 집적이 반복적으로 이루어져 계류폭이 10m 미만으로 넓게 발달되지는않는다. 주요 구성종은 교목층에 개서어나무, 느티나무, 비목나무, 졸참나무, 소나무, 등나무 등으로 다양하며, 관목층에 때죽나무, 매화말발도리가 가장 높은 빈도로 출현하였다. 계곡림은연구지역 등나무의 76.
- 천연기념물 보호지역 내에서 확인된 등나무 개체의 평균 근원직경은 66.4 ㎜ (±40.3)인데 반해, 보호지역 외에서 확인된 등나무의 평균 근원직경은 98.9 ㎜ (±79.7)로 확인되었다(Figure 5).
- 천연기념물 제176호 보호지역 영역과 등나무 조사지점의 상관우점종을 확인하였으며 현존식생도가 작성되었다(Figure 8). 연구지역은 계곡림, 편백나무-삼나무조림지, 개서어나무-이대우점림, 칡우점군락, 소나무우점림, 개서어나무-굴참나무우점림, 경작지, 인공지역 등 8개 상관형이 확인되었다(Table 1).
- 이러한 특징은 등나무가 많은 수의 종자생산으로부터 개체군의 회복이 빠르게 일어나는 집단이며,자가솎음(self-thinning)에 의해 집단 내 개체군의 수를 결정해가는 것으로 판단된다[28][29]. 특히 300 ㎜ 이상의 개체에서는 개체 10m 반경 내에 평균 2.4 개체만이 서식하고 있는 것으로 확인되어 전체 평균 14.7의 개체가 확인되는 것에 비하여 월등히 낮은 수치를 보였다. 현재 연구지역 내에서 가장 높은 종 출현밀도(5 level)를 나타내는 권역은 범어사 입구 계곡 일대와 보호지역 중앙부의 계곡 일대로 확인되었으며, 서식처 내에서 높은 종내 경쟁이 발생되고 있는 지역으로 판단된다(Figure6).
- 6%에 해당하는 가장 많은 개체가 분포하였으며, 개체군 구조가 전체 집단과 유사한 경향을 보이는 상대적으로 안정적 집단을 형성하고 있었다. 편백나무-삼나무조림지, 개서어나무-이대우점림, 칡군락, 소나무우점림 등에서 개체 분포가 확인되었으나, 개체수가 제한적으로 분포하거나 개체군 구조가 지속성을 지니기 어려운 구조를 보이고 있어 등나무 개체군 집단형성에 불리한 환경을 형성하고 있는 것으로 확인되었다.
- 7의 개체가 확인되는 것에 비하여 월등히 낮은 수치를 보였다. 현재 연구지역 내에서 가장 높은 종 출현밀도(5 level)를 나타내는 권역은 범어사 입구 계곡 일대와 보호지역 중앙부의 계곡 일대로 확인되었으며, 서식처 내에서 높은 종내 경쟁이 발생되고 있는 지역으로 판단된다(Figure6). 이들 지역은 범어사 등나무집단의 후계 개체군으로 현재의 분포가 연구지역 중심부에 위치해 있다는 사실에서 상대적으로 훼손 위협에 대해 보호받고 있다고 여겨진다.
- 개체군 내 반시계방향의 등반방향을 지니는 개체가 40개체 확인되었으며, 관련된 후속연구에 대해 제안하였다. 현존식생을 바탕으로 한 등나무의 분포 경향은 계곡림에 전체의 76.6%에 해당하는 가장 많은 개체가 분포하였으며, 개체군 구조가 전체 집단과 유사한 경향을 보이는 상대적으로 안정적 집단을 형성하고 있었다. 편백나무-삼나무조림지, 개서어나무-이대우점림, 칡군락, 소나무우점림 등에서 개체 분포가 확인되었으나, 개체수가 제한적으로 분포하거나 개체군 구조가 지속성을 지니기 어려운 구조를 보이고 있어 등나무 개체군 집단형성에 불리한 환경을 형성하고 있는 것으로 확인되었다.
후속연구
- 그러나 1~30 ㎜구간에서의 상대적으로 낮은 개체수 출현은 많은 수의 유묘공급에 비해 현재 연구지역 내 개체군이 포화상태에 이르러 높은 자가솎음압(self-thinning pressure)에 노출되어 있음을 반영한 결과로 판단되며, 추후 연구지역 등나무개체군의 면적 및 개체수의 증가가 일어나지 않거나 현재의 상황을 유지할 것으로 판단된다[27].
- 본 연구는 천연기념물 제176호인 범어사 등나무군락의 분포현황 및 개체군 특성과 서식처와의 상관관계 등을 파악하는데 목적을 두고 있다. 동북아시아에서 한반도는 식생지리적으로 등나무군락지의 북한계 분포지역에 해당되므로 국내 최대 자생군락지인 연구지역 내에서의 등나무군락 특성은 추후 종의 유지와 보존을 위해 의미 있는 결과로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 그 외에도 다층구조를 형성한 소나무우점림, 편백나무-삼나무우점림 등에서의 벌채행위 또한 식생복원성을 고려할 때 등나무에만 집중된 수관층 훼손은 적절한 방안으로 판단되지 않는다. 따라서 등나무 집단의 안정적 보존(preservation)을 위한 구체적인 공간목표 및 개체군 크기 목표를 제시하고 이를 달성하기 위한 식생 및 서식처별 관리방안이 차별적으로 적용되어야 할 것으로 판단된다.
- 본 연구결과는 천연기념물 제176호인 등나무 자생군락지에 대한 위치정보 및 종정보를 포함한 최초의 기록이며, 추후 개체군의 변화추이의 모니터링과 개체군 보존 및 복원을 위한 중요 기초정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
- 따라서 등나무집단 서식지에 대한 교란영향을 저감할 최소 보호경계면적인 식생고의 자승한 값을 바탕으로 보호지역의 재설정안을 제시한다(Figure 10)[24]. 추후 보호지역 경계설정의 적절성 및 현장상황을 고려한 적용가능성에 대한 실제적 논의가 요구된다. 또한 개체군 실체 정보를 포함한 집단의 보호가 수행되어야 한다.
- sinensis의 계통학적 연구를 통해 두 종의 유전적 차이가 크지 않아 동일종으로 취급해야 한다는 견해도 보고된 바 있으나, 표현형적 특성에서 등반방향의 차이는 개체군 전체를 고려할 때 여전히 존재한다[38]. 특히 국내에서는 반시계방향의 W. sinensis 분포가 보고된 바 없으며, 연구지역 내에서도 W. sinensis의 분포가 확인되지 않은 상황에서 등반방향의 이러한 차이는 추후 양국 등나무집단에 대한 추가적인 유전자 분석을 포함한 계통분류학적 논의를 통해 식물지리 및 메타개체군 분석을 통한 종 유전자급원(species pool) 연구에 활용되어야 할 것으로 기대된다.
- 한편, 연구지역내의 대형 개체 모두가 저밀도로 분포하고 있는 점을 고려할 때 외부에 존재하는 대형개체 또한 높은 연령을 지녔을 가능성이 높으며, 보다 넓은 수세와 근권을 지니고 왕성한 유·무성 생식능력을 나타낼 것으로 기대된다.
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