한라산(영실) 장기생태연구(LTER) 조사지 구상나무 숲 식생 변화 Vegetation Change of Long-Term Ecological Research (LTER) Site of Abies koreana Forests in Hallasan Mountain (Yeongsil Area)원문보기
본 연구는 한라산 영실 지역의 구상나무 숲에서 식생구조와 종다양성 지수의 변화를 분석하여 장기생태연구의 기초자료를 구축하기 위해 실시하였다. 조사결과 1ha당 목본식물은 1,781개체에서 804개체(45.1%)가 증가한 2,585개체였으며, 살아 있는 구상나무는 796개체로 큰 변화는 없었지만 죽은 개체는 190개체에서 312개체로 122개체(64.2%)가 증가하였다. 기타 수종은 살아있는 개체가 982개체에서 1,789개체로 807개체(82.2%)가 증가했으며, 죽은 개체는 10개체에서 31개체가 증가한 41개체였다, 평균 중요도지수 분석결과 상층 구상나무는 감소하였고, 하층 병꽃나무, 산철쭉, 함박꽃나무는 증가하였다. 종다양도는 최대종다양도 대비 상층 6.7%, 하층 7.2%가 증가하였다. 줄기 형태 분석결과 구상나무는 AS형이 700개체로 가장 많았으며, AS형>AL형>DS형>DB형에서 AS형>DS형>AL형>DB형으로 변하였다. 기타 수종은 AS형이 1,580개체로 가장 많았으며, AL형>AS형>AF형>AB형에서 AS형>AL형>AB형> AD형으로 변경되었다. 치수 발생 변화는 2014년에 420개체에서 2016년 453개체로 증가하였다. 2014년에 살아있던 개체 중에서 23개체는 죽었으며, 3년생 미만의 새로운 개체가 33개체 새롭게 발생하였다. 2014년 이후 죽은 치수와 새롭게 발생한 치수는 2년생 치수가 가장 많았다. 영실 구상나무 숲은 구상나무의 고사목과 구상나무를 제외한 기타 수종의 밀도가 급격히 증가하고 있고 치수발생이 급격히 감소하고 있어 식생구조의 변화가 빠르게 발생하고 있다. 따라서 식생변화를 모니터링 할 수 있는 지속적인 장기 생태연구가 필요하고 효율적인 자생지 복원 연구의 기초자료로 활용가능하다.
본 연구는 한라산 영실 지역의 구상나무 숲에서 식생구조와 종다양성 지수의 변화를 분석하여 장기생태연구의 기초자료를 구축하기 위해 실시하였다. 조사결과 1ha당 목본식물은 1,781개체에서 804개체(45.1%)가 증가한 2,585개체였으며, 살아 있는 구상나무는 796개체로 큰 변화는 없었지만 죽은 개체는 190개체에서 312개체로 122개체(64.2%)가 증가하였다. 기타 수종은 살아있는 개체가 982개체에서 1,789개체로 807개체(82.2%)가 증가했으며, 죽은 개체는 10개체에서 31개체가 증가한 41개체였다, 평균 중요도지수 분석결과 상층 구상나무는 감소하였고, 하층 병꽃나무, 산철쭉, 함박꽃나무는 증가하였다. 종다양도는 최대종다양도 대비 상층 6.7%, 하층 7.2%가 증가하였다. 줄기 형태 분석결과 구상나무는 AS형이 700개체로 가장 많았으며, AS형>AL형>DS형>DB형에서 AS형>DS형>AL형>DB형으로 변하였다. 기타 수종은 AS형이 1,580개체로 가장 많았으며, AL형>AS형>AF형>AB형에서 AS형>AL형>AB형> AD형으로 변경되었다. 치수 발생 변화는 2014년에 420개체에서 2016년 453개체로 증가하였다. 2014년에 살아있던 개체 중에서 23개체는 죽었으며, 3년생 미만의 새로운 개체가 33개체 새롭게 발생하였다. 2014년 이후 죽은 치수와 새롭게 발생한 치수는 2년생 치수가 가장 많았다. 영실 구상나무 숲은 구상나무의 고사목과 구상나무를 제외한 기타 수종의 밀도가 급격히 증가하고 있고 치수발생이 급격히 감소하고 있어 식생구조의 변화가 빠르게 발생하고 있다. 따라서 식생변화를 모니터링 할 수 있는 지속적인 장기 생태연구가 필요하고 효율적인 자생지 복원 연구의 기초자료로 활용가능하다.
This study sought to analyze changes in the vegetation structure and species diversity indices in the Abies koreana forest in the Yeongsil area of Hallasan Mountain and establish basic data for Long-Term Ecological Research (LTER). The results show that the number of woody plants per 1ha has increas...
This study sought to analyze changes in the vegetation structure and species diversity indices in the Abies koreana forest in the Yeongsil area of Hallasan Mountain and establish basic data for Long-Term Ecological Research (LTER). The results show that the number of woody plants per 1ha has increased by 804 (45.1%) from 1,781 to 2,585 individual plants, whereas the number of live A. koreana did not change much with 796 individual plants. The number of dead tree plants, however, jumped by 807 (82.2%) from 982 to 1,789 plants. With other tree species, the number of live individual plants increased by 807 (82.2%) from 982 to 1,789 plants, whereas the number of dead plants increased by 31 from 10 to 41 individual plants. Results of the average importance index analysis show that the number of A. koreana decreased, while the number of Weigela subsessilis, Rhododendron yedoense for. poukhanense, and Magnolia sieboldii increased. The species diversity index increased by 6.7% as per the maximum level in the upper layer and by 7.2% in the lower layer, respectively. Results of the stem morphology analysis show that the number of AS type was highest with 700 individual plants among A. koreana, while their distribution by type shifted from AS>AL>DS>DB to AS>DS>AL>DB. As for other species, the AS type was most abundant with 1,580 individual plants, while their distribution by type shifted from AL>AS>AF>AB to AS>AL>AB>AD. The number of newly sprouted tree plants has increased from 420 in 2014 to 453 in 2016. Of the individual plants that were alive in 2014, 23 were found dead and 33 individual plants younger than 3 years old have been newly added to the group. The number of deaths after 2014 was highest among the 2 years olds, whereas the number of 2 years olds that sprouted in 2014 was highest among the newly sprouted tree plant group. In the A. koreana forest in Yeongsil, the density of other species was rising rapidly with the exception of the dead and live A. koreana. The occurrence of new tree plants is decreasing rapidly, thereby confirming the rapid change in the area's vegetation structure. Therefore, there is a need for continuous long-term ecological research to monitor vegetation change. It can also be used as a basic data for efficient restoration research.
This study sought to analyze changes in the vegetation structure and species diversity indices in the Abies koreana forest in the Yeongsil area of Hallasan Mountain and establish basic data for Long-Term Ecological Research (LTER). The results show that the number of woody plants per 1ha has increased by 804 (45.1%) from 1,781 to 2,585 individual plants, whereas the number of live A. koreana did not change much with 796 individual plants. The number of dead tree plants, however, jumped by 807 (82.2%) from 982 to 1,789 plants. With other tree species, the number of live individual plants increased by 807 (82.2%) from 982 to 1,789 plants, whereas the number of dead plants increased by 31 from 10 to 41 individual plants. Results of the average importance index analysis show that the number of A. koreana decreased, while the number of Weigela subsessilis, Rhododendron yedoense for. poukhanense, and Magnolia sieboldii increased. The species diversity index increased by 6.7% as per the maximum level in the upper layer and by 7.2% in the lower layer, respectively. Results of the stem morphology analysis show that the number of AS type was highest with 700 individual plants among A. koreana, while their distribution by type shifted from AS>AL>DS>DB to AS>DS>AL>DB. As for other species, the AS type was most abundant with 1,580 individual plants, while their distribution by type shifted from AL>AS>AF>AB to AS>AL>AB>AD. The number of newly sprouted tree plants has increased from 420 in 2014 to 453 in 2016. Of the individual plants that were alive in 2014, 23 were found dead and 33 individual plants younger than 3 years old have been newly added to the group. The number of deaths after 2014 was highest among the 2 years olds, whereas the number of 2 years olds that sprouted in 2014 was highest among the newly sprouted tree plant group. In the A. koreana forest in Yeongsil, the density of other species was rising rapidly with the exception of the dead and live A. koreana. The occurrence of new tree plants is decreasing rapidly, thereby confirming the rapid change in the area's vegetation structure. Therefore, there is a need for continuous long-term ecological research to monitor vegetation change. It can also be used as a basic data for efficient restoration research.
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문제 정의
따라서 본 연구는 한라산 영실 지역의 구상나무 숲에서 2009년부터 2016년까지 조사된 자료를 이용하여 식생구조 및 종다양성 지수의 변화를 분석하여 장기생태연구와 효율적인 자생지복원 연구를 위한 기초자료를 구축하기 위하여 실시하였다.
본 연구는 한라산 영실 지역의 구상나무 숲에서 식생구조와 종다양성 지수의 변화를 분석하여 장기생태연구의 기초자료를 구축하기 위해 실시하였다. 조사결과 1ha당 목본식물은 1,781개체에서 804개체(45.
제안 방법
2009년과 2016년에 조사결과를 이용해 출현종의 입목 변화, 수목의 형태 변화, 치수발생 변화, Curtis and Mclntosh(1951)의 중요치를 통합하여 백분율로 나타낸 상대중요치를 계산하고, 이를 층위[상층(Upper layer), 하층(Lower layer), 초본층(Herbaceous layer)]를 고려한 평균중요도지수(Mean Importance Values: MIV)와 ShannonIndx(Pielou, 1975)에 의한 종다양도지수(Species Diversity index: H'), 최대종다양도(H'max), 균등도(Evenness: J'), 우점도(Dominant: D')를 산출하여 변화를 비교하였다.
구상나무 치수는 발아 직후의 개체부터 초본층(제주조릿대 분포 층위)에 분포하는 모든 개체를 대상으로 2014년에 1차 조사를 실시한 후 2016년에 2차 조사를 실시하였다. 치수발생 조사는 5m×5m(25㎡)의 고정 조사구 16개를 설치하여 치수의 개체수, 수고, 수령(매년 1회 발생되는 마디의 개수로 추정) 등을 조사하였다.
수목의 줄기 형태는 장기생태연구의 조사방법으로(Lim, 2004; National Institute of Environmental Research, 2009) 9개 유형[AS (standing alive), AB(broken alive), AL(leaning alive),AF(fallen/prone alive), AD(standing alive dead top), DS(standing dead), DB(broken dead),DL(leaning dead), DF(fallen/prone dead)]으로구분하여 유형별 개체수 변화를 분석하였다. 줄기 형태는 물리적 환경변화에 오랫동안 적응한 결과이기 때문에 강한 바람, 많은 적설 등의 물리적 환경에 의해 쓰러지거나 기울어지는 등의 직접적인 영향을 추측하게 할 수 있고, 줄기 형태에 따라 개체군이 어떻게 발달해 왔는지부터 어떻게 변할 것인지에 대한 추측이 가능하다.
조사지역에 전체 100m×100m(10,000㎡)의 고정 조사구를 설치하고, 여기에 20m×20m(400㎡)의 소조사구 25개를 세분화하여 설치하였다.
치수발생 조사는 5m×5m(25㎡)의 고정 조사구 16개를 설치하여 치수의 개체수, 수고, 수령(매년 1회 발생되는 마디의 개수로 추정) 등을 조사하였다.
성능/효과
수목 줄기의 형태 조사결과, 구상나무는 줄기가 곧바로 서서 자라는 개체(AS)가 44개체 증가하여 700개체로 가장 많았으며, 줄기가 기울어져서 자라는 개체(AL)가 132개체에서 54개체로 약 60%가 감소하였다. 각 유형의 변화를 세부적으로 비교한 결과 새롭게 발생한 개체의 대부분이 AS 유형이며, 기울어져서 자라던 개체는 대부분 땅에 쓰러지거나(DF) 줄기가 부러져서자라는 개체(DB)로 발달하였다. 특히 구상나무 중에서 죽은 개체는 모든 유형이 증가했으며,곧바로 서서 죽은 개체(DS)가 가장 많이 차지하였다.
구상나무를 제외한 기타 종은 AL형>AS형>AF형>AB형에서 AS형>AL형>AB형>AD형으로 변화하였다. 곧바로 서서 자라는 개체(AS)가 4배가 증가한 1,580개체로 가장 많이 증가하였다. 관목층에서 발생된 신규 개체의 경우 생장 초기에는 대부분 곧바로 서서 자라는 특성이 있기 때문에 이들 개체의 모니터링을 통해 유형 변화를 확인하고 변화의 원인을 구명할 필요가 있다.
따라서 한라산 영실 지역 구상나무 숲은 AS형>AL형>DS형>DB형에서 AS형>DS형>AL형>DB형으로 변경되었으며, 줄기 형태의 변화는 발생되는 환경 변화에 따라 다양하게 나타나게 될 것이다.
특히 구상나무 중에서 죽은 개체는 모든 유형이 증가했으며,곧바로 서서 죽은 개체(DS)가 가장 많이 차지하였다. 부러져서 죽은 개체(DF)는 가장 높은 비율로 증가하였으며, 이는 강한 바람이나 많은 눈에 의한 물리적으로 강한 외부의 충격에 의해 발생되므로, 최근 발생했던 강한 태풍이나, 겨울철 북서계절풍 등에 의해 증가한 것으로 판단된다. 따라서 한라산 영실 지역 구상나무 숲은 AS형>AL형>DS형>DB형에서 AS형>DS형>AL형>DB형으로 변경되었으며, 줄기 형태의 변화는 발생되는 환경 변화에 따라 다양하게 나타나게 될 것이다.
이는 아고산 지역에서 오랫동안 적응한 제주조릿대는 물리적인 환경변화가 발생하지 않으면 급격한 피도 변화가 없고, 물이 지표로 흐르지 못하고 지하로 빠르게 침투하는 특성 때문인 것으로 추정된다. 상층 식생의 평균 높이는 0.2m 낮아졌으며 식생피도는 상층 22.4% 증가하였으며, 하층은 6.4% 감소하였다. 온대 낙엽활엽수 종의 개체수 증가로 인해 식생피도가 증가하였으며, 키가 큰 구상나무 개체가 고사되어 식생높이가 감소한 것으로 판단된다.
수목 줄기의 형태 조사결과, 구상나무는 줄기가 곧바로 서서 자라는 개체(AS)가 44개체 증가하여 700개체로 가장 많았으며, 줄기가 기울어져서 자라는 개체(AL)가 132개체에서 54개체로 약 60%가 감소하였다. 각 유형의 변화를 세부적으로 비교한 결과 새롭게 발생한 개체의 대부분이 AS 유형이며, 기울어져서 자라던 개체는 대부분 땅에 쓰러지거나(DF) 줄기가 부러져서자라는 개체(DB)로 발달하였다.
4% 감소하였다. 온대 낙엽활엽수 종의 개체수 증가로 인해 식생피도가 증가하였으며, 키가 큰 구상나무 개체가 고사되어 식생높이가 감소한 것으로 판단된다.
본 연구는 한라산 영실 지역의 구상나무 숲에서 식생구조와 종다양성 지수의 변화를 분석하여 장기생태연구의 기초자료를 구축하기 위해 실시하였다. 조사결과 1ha당 목본식물은 1,781개체에서 804개체(45.1%)가 증가한 2,585개체였으며, 살아 있는 구상나무는 796개체로 큰 변화는 없었지만 죽은 개체는 190개체에서 312개체로 122개체(64.2%)가 증가하였다. 기타 수종은 살아있는 개체가 982개체에서 1,789개체로 807개체(82.
줄기 형태 분석 결과 구상나무는 AS형이 700개체로 가장 많았으며, AS형>AL형>DS형>DB형에서 AS형>DS형>AL형>DB형으로 변하였다.
2%)가 증가했으며, 죽은 개체는 10개체에서 31개체가 증가한 41개체였다. 흉고직경이 가장 큰 구상나무는 2.8㎝가 성장하였으며, 10㎝ 미만의 흉고직경을 갖는 구상나무는 평균 5.8㎝로서 0.4㎝ 증가했으나, 10㎝ 이상의 개체에서는 2.2㎝가 증가하였다(Table 3).
후속연구
영실 구상나무 숲은 구상나무의 고사목과 구상나무를 제외한 기타 수종의 밀도가 급격히 증가하고 있고 치수발생이 급격히 감소하고 있어 식생 구조의 변화가 빠르게 발생하고 있다. 따라서 식생변화를 모니터링 할 수 있는 지속적인 장기생태연구가 필요하고 효율적인 자생지 복원 연구의 기초자료로 활용가능하다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
21세기말 한반도의 기후변화는 어떻게 예측되는가?
, 2008; Korea MeteorologicalAdministration, 2009). 한반도의 경우 21세기말이면 평년(1971～2000년) 대비 기온은 4 ℃ 상승하고, 강수량은 17% 증가할 것으로 예측하고있으며, 태백산백과 소백산맥 산지를 제외한 서해안과 동해안 중부까지 아열대의 기후대가 형성될 것으로 전망된다(National Institute of Meteorological Research, 2007; Korea Meteorological Administration, 2009). 최근 우리나라에서는 기후변화에 따른 생태계 변화 현상을 지역별로 중장기적으로 관찰하여 생물종 감소 및 생태계 변화관련 기초 자료를 확보하고 생태계 보호,복원 및 멸종 방지 대책에 활용하기 위해 2000년대 이후 장기생태연구(LTER: Long-Term Ecological Research)가 이루어지고 있다.
전나무속(Abies) 식물은 어디에 분포하는가?
전 세계적으로 전나무속(Abies) 식물은 산악지역의 고산 지대에 주로 분포한다. 전나무속 식물은 약 60여종에 달하며, 대부분 기후변화에 민감하여 다양한 환경 변화에 취약한 수종으로 알려지고 있다(Tanaka et al.
기후변화로 인한 부정적 변화는 무엇인가?
기후변화는 수자원의 감소, 생태계의 구조와 역할 변화, 식량 부족, 해수면 상승으로 인한 수해 지역 확대와 주변 생태계 변화, 각종 전염성 질병의 확산 등 다양한 부정적 변화가 나타나게 된다(Bates et al., 2008; Korea MeteorologicalAdministration, 2009).
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