생태계 보호지역의 생물다양성 평가지표 선정 및 적용 연구 - 지리산 및 북한산 국립공원을 중심으로 - Evaluation Criteria of Biodiversity in Ecosystem Protected Areas - In Mt. Jiri and Mt. Bukhan National Parks -원문보기
생물다양성을 보전하기 위하여 생물의 서식처가 되는 주요 지역을 생태계 보호지역으로 지정하여 관리하고 있다. 보호지역의 생물다양성의 보존 및 확보 전략 수립에 타당성을 부여하기 위해서 보호지역간 생물다양성을 상대적으로 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 산림생태계에 해당하는 보호지역의 생물다양성을 객관적으로 비교할 수 있는 평가지표를 선정하였고, 이를 지리산 국립공원과 북한산 국립공원의 생물다양성 비교에 적용하였다. 평가지표를 선정하기 위해서 문헌 조사를 실시하였다. 언급된 빈도가 높은 지표들과 산림 생물다양성에서 중요한 역할을 하는 산림구조를 평가지표로 선정하였다. 이를 통해 선정된 평가지표는 총 7개로 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 교란종, 고유생물자원 및 산림구조이다. 지리산 국립공원과 북한산 국립공원에서 종다양도는 3.492와 2.943, 종풍부도는 8.998과 9.793, 균등도는 0.849와 0.680, 희귀성지수는 11.976과 10.783, 교란종지수는 0.214과 0.357으로 나타났다. 두 국립공원 모두에서 고유생물자원은 풍부하게 나타났다. 산림구조는 다양한 임상을 보이고 안정적인 4층 구조를 이루고 있으며 수관울폐도는 지리산 국립공원에서 더 높게 나타났다. 대부분의 평가지표에서 지리산 국립공원의 생물다양성이 북한산 국립공원보다 높은 것으로 평가되었다.
생물다양성을 보전하기 위하여 생물의 서식처가 되는 주요 지역을 생태계 보호지역으로 지정하여 관리하고 있다. 보호지역의 생물다양성의 보존 및 확보 전략 수립에 타당성을 부여하기 위해서 보호지역간 생물다양성을 상대적으로 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 산림생태계에 해당하는 보호지역의 생물다양성을 객관적으로 비교할 수 있는 평가지표를 선정하였고, 이를 지리산 국립공원과 북한산 국립공원의 생물다양성 비교에 적용하였다. 평가지표를 선정하기 위해서 문헌 조사를 실시하였다. 언급된 빈도가 높은 지표들과 산림 생물다양성에서 중요한 역할을 하는 산림구조를 평가지표로 선정하였다. 이를 통해 선정된 평가지표는 총 7개로 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 교란종, 고유생물자원 및 산림구조이다. 지리산 국립공원과 북한산 국립공원에서 종다양도는 3.492와 2.943, 종풍부도는 8.998과 9.793, 균등도는 0.849와 0.680, 희귀성지수는 11.976과 10.783, 교란종지수는 0.214과 0.357으로 나타났다. 두 국립공원 모두에서 고유생물자원은 풍부하게 나타났다. 산림구조는 다양한 임상을 보이고 안정적인 4층 구조를 이루고 있으며 수관울폐도는 지리산 국립공원에서 더 높게 나타났다. 대부분의 평가지표에서 지리산 국립공원의 생물다양성이 북한산 국립공원보다 높은 것으로 평가되었다.
For conservation of biodiversity, we designate and manage the major areas that are habitats of organisms as ecosystem protected areas. It is necessary to evaluate the biodiversity of protected areas relatively in order to establish strategies to protect and secure the biodiversity of protected areas...
For conservation of biodiversity, we designate and manage the major areas that are habitats of organisms as ecosystem protected areas. It is necessary to evaluate the biodiversity of protected areas relatively in order to establish strategies to protect and secure the biodiversity of protected areas. In this study, we selected evaluation indicators by which we can compare objectively the biodiversity of protected areas corresponding to forest ecosystem, and applied them to Mt. Jiri and Mt. Bukhan National Parks. We reviewed literatures to select evaluation criteria. Frequently mentioned criteria and the structure of the forest which plays an importantrole of forest biodiversity were selected as the evaluation criteria. As the result, the selected evaluation indicators were 7-species diversity, species richness, evenness, rarity, disturbance species, indigenous species, and forest structure. In Mt. Jiri and Mt. Bukhan National Parks, species diversity were 3.492 and 2.943, species richness were 8.998 and 9.793, evenness were 0.849 and 0.680,rarity were 11.976 and 10.783, and disturbance species index were 0.214 and 0.357 respectively. Both national parks had abundant indigenous species and showed various forest physiognomies and stable 4-layer structure. It was found that crown density was higher in Mt. Jiri. Most indicators were implied high biodiversity in Mt. Jiri and Mt. Bukhan national parks.
For conservation of biodiversity, we designate and manage the major areas that are habitats of organisms as ecosystem protected areas. It is necessary to evaluate the biodiversity of protected areas relatively in order to establish strategies to protect and secure the biodiversity of protected areas. In this study, we selected evaluation indicators by which we can compare objectively the biodiversity of protected areas corresponding to forest ecosystem, and applied them to Mt. Jiri and Mt. Bukhan National Parks. We reviewed literatures to select evaluation criteria. Frequently mentioned criteria and the structure of the forest which plays an importantrole of forest biodiversity were selected as the evaluation criteria. As the result, the selected evaluation indicators were 7-species diversity, species richness, evenness, rarity, disturbance species, indigenous species, and forest structure. In Mt. Jiri and Mt. Bukhan National Parks, species diversity were 3.492 and 2.943, species richness were 8.998 and 9.793, evenness were 0.849 and 0.680,rarity were 11.976 and 10.783, and disturbance species index were 0.214 and 0.357 respectively. Both national parks had abundant indigenous species and showed various forest physiognomies and stable 4-layer structure. It was found that crown density was higher in Mt. Jiri. Most indicators were implied high biodiversity in Mt. Jiri and Mt. Bukhan national parks.
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문제 정의
상대적 지표들을 이용하여 보호지역에 적용하였을 때 절대적인 기준을 마련할 수 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 상대적 평가가 가능한 지표들을 선정하고, 이를 두 지역에 대입해 비교해봄으로써 지표의 적용 가능성을 검토하고자 한다.
평가지표 선정의 연구 범위는 현재 9개 법에서 관리하고 있는 10개의 보호지역 중 가장 많은 면적을 차지하고 있는 산림에 초점을 두었다. 따라서 산림청에서 지정 및 관리하고 있는 백두대간 보호지역과 산림보호구역, 그리고 자연공원에 적용할 수 있는 평가지표를 선정하고자 한다. 이 중에서 자연공원에 해당하는 지리산 및 북한산 국립공원의 생물다양성을 평가하는데 선정된 지표들을 적용하고자 한다.
본 연구에서는 산림생태계 보호지역의 생물다양성을 평가할 수 있는 지표를 제시하였다. 문헌 분석을 통하여 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 생태계 교란종, 고유 생물자원, 산림구조의 7가지 지표를 선정하였다.
특히 보호지역의 목적이라고 할 수 있는 생물다양성 보전을 직접적으로 평가하기 위해서는 보호지역의 생물다양성을 객관적으로 평가하는 것이 의미가 있다. 연구범위를 산림생태계 보호지역으로 제한하여 이에 특성화된 지표를 선정하고 적용하고자 하였다.
따라서 산림청에서 지정 및 관리하고 있는 백두대간 보호지역과 산림보호구역, 그리고 자연공원에 적용할 수 있는 평가지표를 선정하고자 한다. 이 중에서 자연공원에 해당하는 지리산 및 북한산 국립공원의 생물다양성을 평가하는데 선정된 지표들을 적용하고자 한다.
제안 방법
생물다양성 평가를 위해 「국립공원 자연자원 모니터링」 자료, 환경부 「전국 자연환경조사」 자료 등을 이용하여 국립공원 내의 동식물 서식 현황 및 산림구조를 조사하였다(KNP 2010; KNP 2014; NIE 2016a; NIE 2015). 개체수 조사가 가능한 조류의 서식현황자료를 이용해 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성을 평가하였다(KNP 2010; KNP 2014). 지리산 조류 개체수 자료는 지리산의 5개 계곡 일대(화엄사 계곡, 피아골, 대성골, 칠선계곡, 뱀사골)에서 동계, 춘계, 하계, 추계에 관찰한 자료 중에서 최대관찰수를 개체 수로 산정하여 자료로 이용하였다.
고유생물 자원은 양적으로 그 가치를 판단할 수는 없지만 「국립공원 자연자원 모니터링」에서 조사된 고유종과 멸종위기종을 참고하여 종합적으로 판단하였다. 지리산에서 고유종인 쉬리(Coreoleuciscus splendidus), 자가사리(Liobagrus mediadiposalis),꺽지(Coreopercaherzi),미유기(Silurus microdorsalis),왕종개(Iksookimia longiacorpa)가 발견되었다(KNP 2010).
따라서 자료를 통해 외래식물로 지정된 14종에 해당하는 식물종이 대상 지역에 분포하는지 확인하여 교란종 지수를 산출하였다. 고유생물자원은 고유종, 멸종위기종 및 희귀종의 서식 여부를 종합적으로 판단하여 평가하였다.
환경부의 외래생물 연구에서 지정한 생태계교란 생물 중에는 조류에 해당하는 생물이 지정되어있지 않다(NIE 2016b). 따라서 자료를 통해 외래식물로 지정된 14종에 해당하는 식물종이 대상 지역에 분포하는지 확인하여 교란종 지수를 산출하였다. 고유생물자원은 고유종, 멸종위기종 및 희귀종의 서식 여부를 종합적으로 판단하여 평가하였다.
종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 생태계 교란종은 각각 지수를 사용하여 정량적으로 평가가 가능하며, 질적 지표로 고유 생물자원이 있다. 또한 산림의 임상, 수직적 구조, 수관울폐도로 구성되는 산림구조를 간접지표로 사용하였다. 선정한 7개의 지표가 산림 보호지역을 대표하는 지리산 국립공원과 북한산 국립공원의 생물다양성 비교에 적용이 가능한 것으로 판단되었다.
양적으로 지수화하여 평가할 수 있는 것은 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 교란종이다. 또한 질적 평가지표는 고유생물자원, 간접 평가지표로서 산림구조를 각각 선정하였다.
본 연구에서는 산림생태계 보호지역의 생물다양성을 평가할 수 있는 지표를 제시하였다. 문헌 분석을 통하여 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 생태계 교란종, 고유 생물자원, 산림구조의 7가지 지표를 선정하였다. 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 생태계 교란종은 각각 지수를 사용하여 정량적으로 평가가 가능하며, 질적 지표로 고유 생물자원이 있다.
산림구조는 「전국 자연환경조사」를 참고하여 임상, 수직적 구조, 수평적 구조를 조사하였다. 임상은 군락의 종류를 판단하여 구분하였다.
생물다양성에 주로 이용되는 지수들을 선정하기 위하여 ‘생물다양성’, ‘건강성 평가’ 등의 검색어를 설정하여 학술검색엔진을 이용하여 게재된 학술지 및 학위논문을 중심으로 문헌을 조사하였다.
이러한 교란은 북한산 국립공원 생물다양성 보전에 방해 요인이 되고 있다. 생물다양성에 차이가 있을 것으로 예상되는 두 국립공원에 선정한 평가지표를 적용해봄으로써 평가지표로서의 타당성을 검토하였다.
선정한 양적, 질적, 간접 생물다양성 평가지표를 이용하여 보호지역 간의 상대 비교가 가능한지 검토하기 위하여 실제 보호지역에 적용하였다. 대상지역은 연구대상 보호지역 중에서 자연공원에 속하는 지리산 국립공원과 북한산 국립공원이다(Figure 1).
대상 데이터
선정한 양적, 질적, 간접 생물다양성 평가지표를 이용하여 보호지역 간의 상대 비교가 가능한지 검토하기 위하여 실제 보호지역에 적용하였다. 대상지역은 연구대상 보호지역 중에서 자연공원에 속하는 지리산 국립공원과 북한산 국립공원이다(Figure 1).
문헌조사를 통해 산림생태계에 해당하는 보호지역에 적용할 수 있는 7개의 생물다양성 평가지표를 선정하였다. 양적으로 지수화하여 평가할 수 있는 것은 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성, 교란종이다.
지리산의 조류는 총 61종 787개체로 파악되었다. 북한산 조류 개체수 자료는 북한산 8개 조사구에서 동계, 춘계, 하계, 추계에 관찰한 자료 중에서 최대관찰수를 개체수로 산정하여 자료로 이용하였다. 북한산 조류는 총 76종 2119개체로 파악되었다.
생물다양성 평가를 위해 「국립공원 자연자원 모니터링」 자료, 환경부 「전국 자연환경조사」 자료 등을 이용하여 국립공원 내의 동식물 서식 현황 및 산림구조를 조사하였다(KNP 2010; KNP 2014; NIE 2016a; NIE 2015). 개체수 조사가 가능한 조류의 서식현황자료를 이용해 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성을 평가하였다(KNP 2010; KNP 2014).
개체수 조사가 가능한 조류의 서식현황자료를 이용해 종다양도, 종풍부도, 균등도, 희귀성을 평가하였다(KNP 2010; KNP 2014). 지리산 조류 개체수 자료는 지리산의 5개 계곡 일대(화엄사 계곡, 피아골, 대성골, 칠선계곡, 뱀사골)에서 동계, 춘계, 하계, 추계에 관찰한 자료 중에서 최대관찰수를 개체 수로 산정하여 자료로 이용하였다. 지리산의 조류는 총 61종 787개체로 파악되었다.
지리산 조류 개체수 자료는 지리산의 5개 계곡 일대(화엄사 계곡, 피아골, 대성골, 칠선계곡, 뱀사골)에서 동계, 춘계, 하계, 추계에 관찰한 자료 중에서 최대관찰수를 개체 수로 산정하여 자료로 이용하였다. 지리산의 조류는 총 61종 787개체로 파악되었다. 북한산 조류 개체수 자료는 북한산 8개 조사구에서 동계, 춘계, 하계, 추계에 관찰한 자료 중에서 최대관찰수를 개체수로 산정하여 자료로 이용하였다.
생물다양성 평가지표 선정은 보호지역 간 생물다양성을 상대적으로 비교하기 위한 것으로, 다양한 연구에서 보편적으로 사용되는 지표들을 선정하여 기존 문헌과 통일성을 유지하면서 적용이 용이하도록 하였다. 총 15개의 국내 생물다양성 관련 논문 자료를 수집하였고 논문에서 생물다양성을 평가하기 위해 사용된 지표 중 높은 빈도로 다뤄진 지표들을 보호지역 생물다양성 평가지표로 선정하였다(Table 1).
평가지표 선정의 연구 범위는 현재 9개 법에서 관리하고 있는 10개의 보호지역 중 가장 많은 면적을 차지하고 있는 산림에 초점을 두었다. 따라서 산림청에서 지정 및 관리하고 있는 백두대간 보호지역과 산림보호구역, 그리고 자연공원에 적용할 수 있는 평가지표를 선정하고자 한다.
이론/모형
보편적으로 종다양도를 측정하기 위해 Shannon index,H´(Pielou 1966)를 이용한다.
생물다양성 평가지표는 국내 연구를 참고하여 선정하였다. 생물다양성에 주로 이용되는 지수들을 선정하기 위하여 ‘생물다양성’, ‘건강성 평가’ 등의 검색어를 설정하여 학술검색엔진을 이용하여 게재된 학술지 및 학위논문을 중심으로 문헌을 조사하였다.
희귀성은 질적인 평가지표로 사용되기도 하지만 종이 서식하는 지역 수를 이용하여 지표화하기도 한다. 주로 Rarity-Weighted Richness Index, RWR (Usher 1996)를 사용하여 희귀성을 정량화하고 평가한다.
지리산에서는 천왕봉의 식생보전등급판정표를, 북한산에서는 서울·고양 식생보전등급판정표 중 북한산에 해당하는 지역을 참고하였다.
성능/효과
북한산은 활엽수림 군락이 1종류, 침엽수림 군락이 1종류, 혼효림 군락이 2종류2)로 나타났다. 또한 수직적 분포는 지리산의 낙엽활엽수림과 혼효림에서 대부분 교목층과 아교목층, 관목층, 초본층으로 구성되는 안정적인 4층 구조를 가지는 것으로 조사되었다. 침엽수림인 소나무 군락은 대부분 아교목층이 존재하나, 불안정한 구조이었다.
북한산에서는 참갈겨니(Zacco koreanus),미유기, 꺽지, 얼룩동사리(Odontobutis interrupta),한국산개구리(Rana coreana)와 저서형 무척추동물 6종 등 11종의 고유종이 발견되었다(KNP 2014). 또한 조류상 연구결과를 참고하면 지리산 국립공원에서 멸종위기 II급 조류인 말똥가리, 까막딱다구리 2종이 관찰되었고 붉은배새매, 황조롱이, 소쩍새 및 까막딱다구리 4종의 천연기념물이 관찰되어 조류 서식지로서 높은 가치를 가지고 있음을 알 수 있다. 또한 멸종위기 I급 동물인 반달가슴곰과 수달이 서식한다고 알려져 있으며, 노고단에서 천왕봉에 이르는 구역에 희귀종인 구상나무가 분포하기 때문에 고유생물자원이 매우 풍부하다고 평가하였다(KNP 2011).
또한 산림의 임상, 수직적 구조, 수관울폐도로 구성되는 산림구조를 간접지표로 사용하였다. 선정한 7개의 지표가 산림 보호지역을 대표하는 지리산 국립공원과 북한산 국립공원의 생물다양성 비교에 적용이 가능한 것으로 판단되었다.
최근 몇 년 사이에 생태계 교란종 또는 유입종에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 언급된 횟수가 많은 여섯 가지 지표(종 다양도, 종 풍부도, 균등도, 희귀종, 고유생물자원, 생태계 교란종)를 생물다양성 평가지표로 사용하기에 적절하다는 결론을 얻었다.
북한산 국립공원에는 멸종위기 I급 동물과 식물이 발견되지 않았으나, 원앙, 붉은배새매, 새매, 황조롱이, 소쩍새, 솔부엉이, 까막딱다구리 7종의 천연기념물과 붉은배새매, 새매, 새호리기, 까막딱다구리 4종의 멸종위기 II급 조류가 지속적으로 관찰되어 고유생물 자원이 풍부하다고 평가하였다(KNP 2014). 종다양도, 균등도, 희귀성, 생태계교란종, 고유생물자원의 지표에서는 지리산 국립공원이 북한산 국립공원에 비해 생물다양성을 확보하고 있는 것으로 보이나, 종풍부도는 북한산 국립공원에서 더 높게 나타났다.
357으로 나타났다(Table 2). 지리산 국립공원에서 북한산 국립공원보다 종다양도와 균등도, 희귀성이 높았다. 이는 북한산 국립공원이 서울과 경기 지역에 위치해 있어 도시형 조류에 해당하는 멧비둘기와 참새가 높은 개체수 비율을 나타내기 때문인 것으로 분석된다.
평가지표를 대상지역에 각각 적용하여 산출한 결과, 지리산 국립공원과 북한산 국립공원에서 종다양도는 3.492와 2.943, 종풍부도는 8.998과 9.793, 균등도는 0.849와 0.680, 희귀성지수는 11.976과 10.783, 교란종지수는 0.214과 0.357으로 나타났다(Table 2). 지리산 국립공원에서 북한산 국립공원보다 종다양도와 균등도, 희귀성이 높았다.
후속연구
본 연구에서 선정한 지표는 정량적인 숫자로 표현되기는 하나, 산림 생태계의 생물다양성의 높고 낮음을 판단하기보다 지역 간의 생물다양성을 상대적으로 비교하는 데 의미가 있다. 금후 지표의 적용 대상 지역을 전국적으로 확대하여 다수의 지역 간의 생물다양성을 비교하면 보다 의미 있는 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 향후 선정된 지표들을 국내 및 해외 보호지역들을 지표화하면 우리나라 산림 생태계의 평균적인 생물다양성 수준의 파악이 가능해지고 나아가 이를 기준으로 하여 각 평가항목의 높고 낮은 정량적 평가 기준을 마련할 수 있을 것이다.
향후 선정된 지표들을 국내 및 해외 보호지역들을 지표화하면 우리나라 산림 생태계의 평균적인 생물다양성 수준의 파악이 가능해지고 나아가 이를 기준으로 하여 각 평가항목의 높고 낮은 정량적 평가 기준을 마련할 수 있을 것이다. 또한 이를 통하여 보호지역 별 생물다양성의 보전ㆍ확보 전략 수립이 가능해질 것이다.
금후 지표의 적용 대상 지역을 전국적으로 확대하여 다수의 지역 간의 생물다양성을 비교하면 보다 의미 있는 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상된다. 향후 선정된 지표들을 국내 및 해외 보호지역들을 지표화하면 우리나라 산림 생태계의 평균적인 생물다양성 수준의 파악이 가능해지고 나아가 이를 기준으로 하여 각 평가항목의 높고 낮은 정량적 평가 기준을 마련할 수 있을 것이다. 또한 이를 통하여 보호지역 별 생물다양성의 보전ㆍ확보 전략 수립이 가능해질 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
생태계 보호지역을 지정하는 이유는?
생물다양성을 보전하기 위하여 생물의 서식처가 되는 주요 지역을 생태계 보호지역으로 지정하여 관리하고 있다. 보호지역의 생물다양성의 보존 및 확보 전략 수립에 타당성을 부여하기 위해서 보호지역간 생물다양성을 상대적으로 평가할 필요가 있다.
제 10차 생물다양성 협약이 제시한 목표는 무엇인가?
제 10차 생물다양성 협약(Convention on Biological Diversity, CBD) 당사국 총회에서 2020년까지 육상생태계의 17%, 해양생태계의 10%를 보호지역(Protected Area)으로 지정하는 목표를 제시하였고 보호지역 작업반(Working Group on Protected Area)을 만들어 관리하고 있다. 이에 우리나라는 자연환경보전법, 야생생물보호법, 습지보전법, 자연공원법, 백두대간 보호에 관한 법률, 산림보호법, 독도 등 도서지역의 생태계 보전에 관한 특별법, 해양환경관리법, 해양생태계의 보전 및 관리에 관한 법률의 9개 법에서 각각 보호지역을 규정하여 관리하고 있다.
제 10차 생물다양성 협약에 따라 우리나라에서 만든 9개의 법률은?
제 10차 생물다양성 협약(Convention on Biological Diversity, CBD) 당사국 총회에서 2020년까지 육상생태계의 17%, 해양생태계의 10%를 보호지역(Protected Area)으로 지정하는 목표를 제시하였고 보호지역 작업반(Working Group on Protected Area)을 만들어 관리하고 있다. 이에 우리나라는 자연환경보전법, 야생생물보호법, 습지보전법, 자연공원법, 백두대간 보호에 관한 법률, 산림보호법, 독도 등 도서지역의 생태계 보전에 관한 특별법, 해양환경관리법, 해양생태계의 보전 및 관리에 관한 법률의 9개 법에서 각각 보호지역을 규정하여 관리하고 있다.
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