[논문]공검지 습지보호지역의 식생 구조와 분포 및 보전을 위한 제안

이철호; 김휘래; 박소현; 추연수; 윤정도; 조강현

doi:10.17820/eri.2019.6.4.267

공검지 습지보호지역의 식생 구조와 분포 및 보전을 위한 제안
Structure and Distribution of Vegetation and Their Implications for the Conservation in the Gonggeomji Wetland Protection Area, South Korea 원문보기

Ecology and resilient infrastructure, v.6 no.4, 2019년, pp.267 - 276

이철호 (인하대학교 생명과학과) , 김휘래 (인하대학교 생명과학과) , 박소현 (라나생태연구소) , 추연수 (국립생태원 습지연구팀) , 윤정도 (국립생태원 습지연구팀) , 조강현 (인하대학교 생명과학과)

초록
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상주 공검지는 8세기에 축조된 고대 유적 저수지로서 습지보호지역으로 지정되어 있다. 이곳에서 지속가능한 보전 전략을 수립하는데 필요한 기초자료를 수집하기 위하여, 현존 식생을 분류하고 식생도를 작도하며 식생의 구조적 특징을 파악하고 환경과의 관계를 규명하였다. 공검지 습지보호지역에서는 저습지, 하천, 산림, 초지, 농경지, 과수원 식생에 속하는 총 26개 식물군집이 분류되었다. 탈경향대응분석 (detrended correspondence analysis) 결과에 따르면 습지 식생의 구조는 주로 수심과 인간 교란에 따라서 영향을 받았다. 저수지 습지에서는 통발, 마름과 같은 부수식물과 연꽃, 부들류와 같은 정수식물이 수면을 완전히 피복하고 있었다. 2014년 이후에 점차 정수식물과 습생식물의 분포 면적이 늘어나는 육역화가 빠르게 진행되고 있었다. 습지보호지역의 지속가능한 보전과 복원을 위하여, 지형과 식생을 복원하고, 수문 체계를 회복시키며, 습지로부터 산지까지의 생태계 연결성을 회복한 것이 필요하다고 생각된다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Gonggeomji Reservoir is a historical irrigation facility built in the 8th century and designated as a wetland protected area by Ministry of Environment, Korea. In order to collect the baseline data necessary for developing a sustainable conservation strategy, we investigated the classification of actual vegetation, the vegetation distribution and the floristic structure of the vegetation in the Gonggeomji Wetland Protection Area. In the whole protection area, a total of 26 plant communities were classified including the wetland, riparian, grassland, forest, farmland, and orchard vegetation. According to the results of detrended correspondence analysis, the structure of wetland vegetation was mainly affected by water depth and human disturbance. In reservoir wetlands, floating vegetation such as Utricularia vulgaris var. japonica, Trapa japonica, and emergent vegetation such as Nelumbo nucifera, Typha spp. completely covered the water surface. Since 2014, the reservoir wetland has been terrestrialized with the expansion of emergent and hygrophytic plants. For the sustainable conservation and restoration of wetland protected areas, it is necessary to naturalize the topography and wetland vegetation, recovery the hydrologic system, and restore ecosystem connectivity from wetlands to forests.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. Map showing the sampling sites (yellow circle and site number) in the Gonggeomji Wetland Protection Area (inside red line).
표 Table 1. Dominant and abundant species with their relative cover and distribution area of the plant communities of the Gonggeomji Wetland Protection Area, South Korea
그림 Fig. 2. Shannon species diversity index of the wetland vegetation in the Gonggeomji Wetland Protection Area, South Korea (abbreviation of the plant community refers to Table 1).
그림 Fig. 3. Biplots of detrended correspondence analysis (DCA).
그림 Fig. 4. Vegetation map of the Gonggeomji Wetland Protection Area, South Korea (abbreviation of the plant community refers to Table 1).

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 조사에서는 공검지 습지보호지역의 지속가능한 보전을 위한 전략을 수립하고 생태계 변화를 추적하기 위한 기초자료를 수립하기 위하여 1) 습지와 인접 육상지역에서 나타나는 현존 식생을 분류하고, 2) 분류된 식생의 구조적 특징을 규명하고, 3) 이들 식생의 분포지를 조사하여, 4) 최종적으로 생태계 보전을 위한 제언을 하고자 한다.

가설 설정

3) 산림 구릉지: 습지보호지역 중앙부의 북쪽에 작은 구릉의 산지가 잔존하고 있다. 이곳에는 산림, 묘지 초지 및 인삼 밭이 위치하고 있다.

제안 방법

(2012)를 참고하였다. DCA 분석을 위한 식물종 특성 자료는 각 방형구에서 해당 생활형 또는 외래종의 종 특성의 빈도를 구하여 만들었다. 이러한 종 특성 자료를 환경요인 분석과 같은 방법으로 vegan의 “envfit” 함수를 이용하여 분석하였다 (Oksanen 2019).
공검지 습지보호지역에서 식생의 분포를 파악하기 위하여 현존식생도를 작도하였다. 식생도 작도를 위하여 DJI 사의 Phantom 4 pro를 이용하여 공중 영상을 촬영하였다.
공검지에서 식생 조사는 총 3회 실시하였다. 1차 조사는 2019년 5월, 2차 조사는 7월 및 3차 조사는 9월에 실시하였다.
2018). 또한 퇴적층에 대한 지질학적 연구에 의하여 저수지의 기후변화에 대하여 조사하였다 (Yoon et al. 2013). 그러나 이곳에서 식생 구조와 분포에 대하여 조사한 보고서 이외의 학술 보고는 아직 없다.
환경요인인 수심과 식생과의 관계를 파악하기 위하여 vegan의 “envfit” 함수를 이용하여 분석하였다(Oksanen 2019). 마지막으로 식물종 특성과 식생구조의 관계를 구명하기 위하여 식물종 특성을 생활형에 따라서 침수식물, 부수식물, 부엽식물, 정수식물, 습생식물, 육상식물로 구분하였고, 또한 외래종 여부에 따라서 고유종과 외래종으로 구분하였다. 식물종 특성의 분류는 Jeong et al.
특히 저수지 습지와 산림 지역을 중점조사지로 선정하여 이곳에 대하여 세밀한 식생조사를 실시하였다. 습지에 39개, 산지에 6개, 조림지에 2개, 경작지에 4개 및 잔디밭에 1개의 조사 방형구를 설치하여 식생을 조사하였다.
식물사회학적 방법으로 공검지 습지보호지역에서 총 26개 식물군집으로 분류하였다 (Table 1). 본 조사지역은 삼림, 농경지, 하천 및 습지 등을 포괄하고 있기 때문에 매우 이질적이고 다양한 식물군집이 출현하였다.
현장에서 식생조사구의 위치 선정은 해당 서식처의 상관,종조성 및 환경을 종합적으로 고려하여 그 서식처를 대표할 수 있는 전형적인 종조성과 균질한 환경을 갖춘 곳을 택하였다. 식생 조사구의 면적은 원칙적으로 식생 최고 높이의 자승한 값에 준하는 면적을 정하였다. 즉,부수, 침수, 부엽 식생, 논과 밭, 습초지 및 건초지에서는 1 m x 1 m, 정수식생에서는 2 m x 2 m, 버드나무림과 과수원에서는 5 m x 5 m, 교목 산림 식생에서는 10 m x 10 m의 방형구를 설치하였다.
공검지 습지보호지역에서 식생의 분포를 파악하기 위하여 현존식생도를 작도하였다. 식생도 작도를 위하여 DJI 사의 Phantom 4 pro를 이용하여 공중 영상을 촬영하였다. 영상을 촬영할 때는 Map Pilot for DJI –Business 어플리케이션을 이용하여 100 m 상공에서 지상 사진영상이 75 % 겹치도록 촬영 간격을 조정하였다.
촬영된 영상은 Pix4D 사의 PIX4Dmapper를 이용하여 정사 보정한 영상으로 지도화하였다. 식생도를 작도하기 위하여 정사 보정된 영상을 인쇄한 사진에 분류된 식물군집의 경계를 현장에서 눈으로 관측하여 그렸다. 현장에서 작도한 식생의 경계를 QGIS (ver 3.
영상을 촬영할 때는 Map Pilot for DJI –Business 어플리케이션을 이용하여 100 m 상공에서 지상 사진영상이 75 % 겹치도록 촬영 간격을 조정하였다.
우선 각 방형구에서 출현종별 전환된 피도를 이용하여 상대피도를 산출하여 우점종과 기타 피도가 높은 종을 선별하였다. 또한 각 식물군집의 종다양성을 비교하기 위하여 Shannon index를 계산하였다 (Shannon 1948).
종별피도 자료를 로그 변환하여 R ver. 3.5.1 (R Core Team 2019) 환경에서 vegan 패키지의 “decorana” 함수로 DCA를 수행하였다 (Oksanen 2019).
1차 조사는 2019년 5월, 2차 조사는 7월 및 3차 조사는 9월에 실시하였다. 특히 2차 조사기에 식생구조와 식생도 조사를 집중적으로 실시하였다.
1). 특히 저수지 습지와 산림 지역을 중점조사지로 선정하여 이곳에 대하여 세밀한 식생조사를 실시하였다. 습지에 39개, 산지에 6개, 조림지에 2개, 경작지에 4개 및 잔디밭에 1개의 조사 방형구를 설치하여 식생을 조사하였다.
또한 각 식물군집의 종다양성을 비교하기 위하여 Shannon index를 계산하였다 (Shannon 1948). 한편 식생 구조와 식생과 환경과의 관계는 다변량 분석인 탈경향대응분석 (detrended correspondence analysis,DCA)으로 분석하였다. 종별피도 자료를 로그 변환하여 R ver.
출현 식물종의 정량적 평가는 Westhoff and van der Maarel (1973)가 BraunBlanquet 척도를 변환한 피도-우점도 척도를 이용하였다. 한편 식생을 조사할 때 습지에서 가장 중요하다고 생각되는 환경요인인 수심을 자를 이용하여 측정하였다.
식생도를 작도하기 위하여 정사 보정된 영상을 인쇄한 사진에 분류된 식물군집의 경계를 현장에서 눈으로 관측하여 그렸다. 현장에서 작도한 식생의 경계를 QGIS (ver 3.4)에 입력하여 현존식생도를 작도하였다. 각 식물군집의 분포면적은 QGIS (ver 3.
환경요인인 수심과 식생과의 관계를 파악하기 위하여 vegan의 “envfit” 함수를 이용하여 분석하였다(Oksanen 2019).

대상 데이터

본 연구의 조사지는 경상북도 상주시 공검면 양정리에 위치한 공검지 습지보호지역이다 (Fig. 1). 보호지역의 총면적은 26.
2014). 본연구의 대상지인 공검지는 통일신라시대 후기인 8세기에 축조되었고, 그 후 기후변화와 저수지 내 퇴적에 의하여 수 차례 제방을 증축하여 왔다 (Hwang et al. 2014). 고려시대에 공검지는 제방의 길이 430 m, 저수지 둘레 8.
조사지 전역에서 식생의 상관, 서식처 유형과 습지의 수심을 고려하여 총 52개의 조사지점을 선정하였다(Fig. 1). 특히 저수지 습지와 산림 지역을 중점조사지로 선정하여 이곳에 대하여 세밀한 식생조사를 실시하였다.
영상을 촬영할 때는 Map Pilot for DJI –Business 어플리케이션을 이용하여 100 m 상공에서 지상 사진영상이 75 % 겹치도록 촬영 간격을 조정하였다. 촬영된 영상은 Pix4D 사의 PIX4Dmapper를 이용하여 정사 보정한 영상으로 지도화하였다. 식생도를 작도하기 위하여 정사 보정된 영상을 인쇄한 사진에 분류된 식물군집의 경계를 현장에서 눈으로 관측하여 그렸다.

이론/모형

우선 각 방형구에서 출현종별 전환된 피도를 이용하여 상대피도를 산출하여 우점종과 기타 피도가 높은 종을 선별하였다. 또한 각 식물군집의 종다양성을 비교하기 위하여 Shannon index를 계산하였다 (Shannon 1948). 한편 식생 구조와 식생과 환경과의 관계는 다변량 분석인 탈경향대응분석 (detrended correspondence analysis,DCA)으로 분석하였다.
분류된 식물군집의 이름은 해당 군집의 우점종명을 이용하여 명명하였다. 또한 식생 자료를 활용하여 다양한 자료 및 통계 처리를 수행하기 위하여, 식물사회학적 조사에 의하여 구하여진 피도-우점도 척도를 Van der Maarel (1979)의 방법에 따라서 피도로 전환하였다.
식물군집 조사는 전통적인 식물사회학적 방법을 따랐다 (Braun-Blanquet 1965, Kim and Lee 2006). 현장에서 식생조사구의 위치 선정은 해당 서식처의 상관,종조성 및 환경을 종합적으로 고려하여 그 서식처를 대표할 수 있는 전형적인 종조성과 균질한 환경을 갖춘 곳을 택하였다.
마지막으로 식물종 특성과 식생구조의 관계를 구명하기 위하여 식물종 특성을 생활형에 따라서 침수식물, 부수식물, 부엽식물, 정수식물, 습생식물, 육상식물로 구분하였고, 또한 외래종 여부에 따라서 고유종과 외래종으로 구분하였다. 식물종 특성의 분류는 Jeong et al. (2012)를 참고하였다. DCA 분석을 위한 식물종 특성 자료는 각 방형구에서 해당 생활형 또는 외래종의 종 특성의 빈도를 구하여 만들었다.
이러한 종 특성 자료를 환경요인 분석과 같은 방법으로 vegan의 “envfit” 함수를 이용하여 분석하였다 (Oksanen 2019).
즉,부수, 침수, 부엽 식생, 논과 밭, 습초지 및 건초지에서는 1 m x 1 m, 정수식생에서는 2 m x 2 m, 버드나무림과 과수원에서는 5 m x 5 m, 교목 산림 식생에서는 10 m x 10 m의 방형구를 설치하였다. 출현 식물종의 정량적 평가는 Westhoff and van der Maarel (1973)가 BraunBlanquet 척도를 변환한 피도-우점도 척도를 이용하였다. 한편 식생을 조사할 때 습지에서 가장 중요하다고 생각되는 환경요인인 수심을 자를 이용하여 측정하였다.

성능/효과

1) 수문 체계의 회복과 관리: 유입수, 유출수 및 습지 내부의 물 순환 체계를 파악하여 습지 전체로 물 순환이 원활하도록 수문 체계를 회복하여야 한다. 현재는 유입수가 습지 전체로 흐르지 못하고 주로 저수지의 서쪽을 따라서 흐르고 있는 것으로 판단된다.
2) 육역화 방지: 현재 부엽식물, 정수식물, 습생식물이 저수지 전체로 확대되어 육역화가 빠르게 진행되고 있다. 우선 습지로 물이 유입되기 전에 침사지를 설치하여 토사가 유입되는 것을 막아야 한다.
3) 개방수면의 확대: 현재 저수지 수면이 수생식물에 의하여 거의 피복된 상태로서 다른 생물의 다양성 확보를 위하여 전체 면적의 약절반 정도를 개방수면으로 유도할 수 있도록 충분한 수심을 확보하고 지형을 조성하야 한다.
3) 정수 식생: 이 식생은 주로 공검지 습지에 분포하는 연꽃, 큰고랭이, 큰잎부들, 애기부들, 갈대가 우점하는 군집이었다. 일반적으로 이들 군집은 안정된 습지에서 한 종이 과우점하는 단일종 군집을 형성하는데 반하여 (Daoust and Childers 1999), 공검지에서는 다양한 종이 혼재하는 정수식물 군집을 형성하는 것이 특이하였다.
4) 습생 식생: 습초지 군집으로서 여뀌와 명아자여뀌가 우점하는 군집이 속하였고 지형이 약간 높아서 수심은 없으나 수분으로 포화된 땅에서 발견되었다.
4) 지형과 식생의 자연화: 현재 조경, 공원 용도 구획화되어 변형된 인위적인 지형을 자연 습지로 복원하여야 한다. 또한 현재 조경용으로 식재된 수련, 연꽃 등의 식생을 우리나라 고유의 식생으로 유도하여야 한다.
5) 나무습지 (Swamp) 식생: 버드나무-갈대 군집이 속하며, 버드나무 수관 아래갈대가 수면 또는 지면을 덮고 있었다.
6) 건생초지 식생: 습지보호지역의 중앙 상부에 위치한 산지에서 발견된 군집으로서 묘지 식생인 띠-조개나물 군집이 여기에 속하였다.
7) 하록활엽수림 식생: 산지에서 발견된 군집으로서 아까시나무가 혼생하는 상수리나무와 갈참나무 군집이 교목림을 형성하고 있었다.
8) 관리 교란 식생: 농경지로서 논, 콩, 인삼 군집과 과수원으로서 밤, 사과나무 군집이 분류되었다. 또한 조경용으로 조성된 잔디 군집이 여기에 속하였다.
공검지 습지 식생간의 관계와 식생과 환경 사이의 관계를 분석하기 위하여 적용한 탈경향대응분석 (DCA)에서 1축과 2축의 설명력이 각각 40% 및 25%으로 총 65%에 달하여 이 두 축으로 전체 식생 분포 경향을 비교적 잘파악할 수 있었다 (Fig. 3). 군집의 배열에서 1축의 왼쪽에 수련, 연꽃 등의 군집이 오른쪽에 습초지 군집이 위치하고 있었고 왼쪽 아래로 참통발, 마름-붕어마름 군집 등이 배열되었다 (Fig.
공검지 습지보호지역에서 총 26개 식물군집이 분류되었는데, 저수지 습지, 하천, 산지, 농경지 등의 이질적인 서식처에서 다양한 식물군집이 분포하였다. 주요 서식처의 식생 현황과 이에 따른 관리방안을 살펴보면 다음과 같다.
3 (c)). 마지막으로 식물종 특성을 살펴보면 1축의 오른쪽에 습지에서 교란지 특성을 나타내는 외래종과 육상식물이 위치하였으며 2축의 위에 정수식물이 아래에 침수식물이 배치되어 수심에 따른 대형수생식물의 분포 경향을 잘 설명하고 있었다 (Fig. 3 (d)).
공검지 습지의 2014년 이후 식생분포의 경년변화를 살펴보면, 식생이 점차 육역화, 단순화되고 있었다(DREO 2014, 2017, 2018). 즉 개방수면과 부수식물인 생이가래 군집의 분포지가 감소하였고, 정수식물의 분포 면적이 증가하고 있었다. 또한 2017년 이후에 물 관리의 변화로 수위가 상승하여 갈대와 버드나무 군집이 감소하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	8세기에 축조된 고대 유적 저수지로서 습지보호지역으로 지정된 곳은 어디인가?	상주 공검지는 8세기에 축조된 고대 유적 저수지로서 습지보호지역으로 지정되어 있다. 이곳에서 지속가능한 보전 전략을 수립하는데 필요한 기초자료를 수집하기 위하여, 현존 식생을 분류하고 식생도를 작도하며 식생의 구조적 특징을 파악하고 환경과의 관계를 규명하였다.
	상주시 공검면 양정리에 위치한 공검지 습지보호지역이 포함하고 있는 것은?	공검지는 수심이 얕은 저수지 습지 유형이다. 공검지 습지보호지역은 저수지뿐만 아니라 주변의 하천, 산림, 농경지 등의 다른 토지이용 지역도 포함하고 있다. 주요 지역의 개황은 다음과 같다.
	공검지 습지보호지역이 특이한 것은 무엇인가?	또한 공검지는 역사, 문화적 가치뿐만 아니라 생태적 가치가 높아서 환경부는 2011년 6월 이곳을 국내 최초로 논 습지보호지역으로 지정하였다 (DREO 2014). 공검지 습지보호지역이 특이한 것은 이 보호지역 안에 저수지 습지뿐만 아니라 산림, 하천, 농경지가 포함되어 있다는 것이다. 따라서 이 보호지역은 습지의 현명한 이용에 대한 좋은 본보기가 될 수 있는 조건을 갖춘 것으로 생각된다(Finlayson et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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