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문제 정의
- 이는 신갈나무의 중요성 및 우리나라에서의 차지하는 비중이 그만큼 중요하다는 것을 말해주는 것이기도 하다. 신갈나무는 기타 참나무류(굴참나무, 상수리나무, 졸참나무 등)나 소나무 등과 함께 비교 연구가 진행되기도 하였는데, 본 연구에서는 지금까지 진행된 연구 중 신갈나무만을 대상으로 실시된 연구를 중심으로 살펴보았다. 식물사회학적 연구(Lee et al.
- 백두대간과 함께 우리나라의 주요 산줄기라 할 수 있는 13정맥 중 남북방향으로 길게 이어지는 낙동정맥은 온대림(온대북부림, 온대중부림, 온대남부림)에서 난대림까지 폭넓은 산림대를 포함하고 있으나 이러한 연결성을 고려한 연구는 부족한 상태라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 낙동정맥 마루금상에 위치한 지역의 신갈나무우점군락을 대상으로 지역 및 군락별 식생구조 특성을 분석하고자 실시하였다.
제안 방법
- 6개 지역에서 조사된 식생조사 데이터를 군집분석인 TWINSPAN 기법을 이용하여 4개 군락으로 유형화하였다(Figure 2). TWINSPAN기법은 식별종(indicator species)에 따라 군락이 묶이며, 식별종은 군락별 환경요인을 간접적으로 반영하게 된다(Lee et al.
- TWINSPAN기법에 의해 분리된 4개 군락에 대해 상대우점치 및 평균상대우점치 분석을 실시하였다(Table 6). 군락 Ⅰ은 교목층에서 신갈나무의 상대우점치는 92.
- 교목층과 아교목층은 출현하는 수목의 흉고직경을 기준으로 측정하였으며, 관목층은 수관폭(장변×단변)을 기준으로 조사하였다.
- 교목층과 아교목층의 방형구는 10m×10m로 설정하였으며, 관목층의 방형구는 교목층과 아교목층의 방형구 내에 가장자리 좌우측에 크기 5m×5m의 소방형구 1개소를 설치하는 방식으로 방형구 내의 목본수종 전체를 대상으로 수종명과 규격을 측정하였다.
- 교목층과 아교목층은 출현하는 수목의 흉고직경을 기준으로 측정하였으며, 관목층은 수관폭(장변×단변)을 기준으로 조사하였다. 그 외 층위별 평균수고와 평균식피율을 조사하였으며, 각 조사지의 환경요인을 파악하기 위해 해발고, 사면방향, 경사도 등을 조사하였다.
- 상대우점치(Importance Percentage; I.P.)는 (상대밀도 + 상대피도)/2로 계산하였으며, 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별로 가중치를 부여한 (교목층 I.P.×3 + 아교목층 I.P.×2 + 관목층 I.P.× 1)/6으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage; M.I.P.)를 구하였다(Park, 1985).
- 식생자료를 토대로 지역 및 군락별 유사도를 비교 분석하였으며, 그룹화된 조사지별로 종구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인 종다양도는 Shannon의 수식(Pielou, 1975)을 이용하여 종다양도(Species Diversity, H′), 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D)를 계산했고, 단위면적당(100㎡) 종수 및 개체수를 분석하였다.
- )를 구하였다(Park, 1985). 식생조사 자료를 바탕으로 식물군락별 특성을 알아보기 위해 6개 지역으로 식물군락을 그룹화하여 지역별 식생구조를 파악했으며, 동시에 TWINSPAN에 의한 군집분석(classification analysis)(Hill, 1979b)을 통해 44개 조사구의 식생조사 자료를 4개의 식물군락으로 그룹화하여 식생구조를 파악하였다. 그룹화된 군락의 분포 특성을 알아보기 위해 DCA ordination(Hill, 1979a)분석을 함께 실시하였다.
- 식생조사 자료를 토대로 각 수종의 상대적 우세를 비교하기 위하여 Curtis and McIntosh(1951)의 중요치(Importance Value; I.V.)를 통합하여 백분율로 나타낸 상대우점치(Brower and Zar, 1977)를 수관층위별로 분석하였다. 상대우점치(Importance Percentage; I.
- 중점조사지역 별 신갈나무군락에 대한 상대우점치 및 평균상대우점치 분석을 실시하였다(Table 5). 백병산 지역(A) 신갈나무군락은 교목층에서 신갈나무(I.
- 지역 및 군락별 유사도지수 분석을 실시하였다(Table 3, 4). 지역별 유사도지수 분석결과, 칠보산(B)과 고헌산(E) 지역의 유사도지수가 80.
대상 데이터
- 6개 중점조사지역에 대해 총 166개의 방형구(10m×10m)를 설치하였으며, 이 중 교목층의 상대우점치 비율이 70% 이상인 신갈나무우점군락을 대상으로 연구범위를 설정하였다.
- 강원도 태백시에 위치한 백병산 지역은 남북으로 길게 뻗은 낙동정맥 마루금 중 가장 북쪽에 위치하고 있는 조사지로 조사구는 6곳의 조사지역 중 가장 높은 해발고 975~1,208m 사이에 위치하고 경사도 10~47° 사이의 능선부에 분포하고 있었다.
- 본 연구는 낙동정맥 일대의 식생상황을 파악하기 위해 낙동정맥 마루금상에 위치하고 있는 지역 중 환경조건 등을 고려해 6개 지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산, 구덕산)을 중점조사지로 선정해 식생조사를 실시하였다(Park and Kang, 2016). 중점조사지의 식생조사 구간은 중점조사지의 대표적인 산을 중심으로 마루금 좌우 구간을 해발고가 하강하는 재 또는 고개까지로 설정하였다(Park and Oh, 2015).
- 신갈나무가 우점하고 있는 낙동정맥 마루금 일대 6곳의 중점조사지역을 대상으로 조사지 개황을 살펴보았다(Table 1). 강원도 태백시에 위치한 백병산 지역은 남북으로 길게 뻗은 낙동정맥 마루금 중 가장 북쪽에 위치하고 있는 조사지로 조사구는 6곳의 조사지역 중 가장 높은 해발고 975~1,208m 사이에 위치하고 경사도 10~47° 사이의 능선부에 분포하고 있었다.
- 6개 중점조사지역에 대해 총 166개의 방형구(10m×10m)를 설치하였으며, 이 중 교목층의 상대우점치 비율이 70% 이상인 신갈나무우점군락을 대상으로 연구범위를 설정하였다. 이에 따라 6개 중점조사지역 166개 방형구 중 44개 방형구의 식생조사 데이터를 이용하였다(Figure 1).
데이터처리
- 조사구별 평균상대우점치가 10% 이상인 수종을 기준으로 수종 간 상관분석을 실시하였다(Table 10). 수종간 상관관계에서 신갈나무와 평균상대우점치가 10% 이상인 수종 중 높은 상관관계를 갖는 수종은 확인되지 않았다.
이론/모형
- 각 조사구간의 종조성 상이성을 바탕으로 조사구를 배치하는 서열분석인 DCA기법(Orloci, 1978)을 적용하여, 지역 및 군락별 분석을 실시하였다(Figure 3, 4). 지역별 분석결과, 조사지역에 상관없이 모든 조사구가 연속적으로 분포하고 있는 것으로 확인되었다.
- 식생조사 자료를 바탕으로 식물군락별 특성을 알아보기 위해 6개 지역으로 식물군락을 그룹화하여 지역별 식생구조를 파악했으며, 동시에 TWINSPAN에 의한 군집분석(classification analysis)(Hill, 1979b)을 통해 44개 조사구의 식생조사 자료를 4개의 식물군락으로 그룹화하여 식생구조를 파악하였다. 그룹화된 군락의 분포 특성을 알아보기 위해 DCA ordination(Hill, 1979a)분석을 함께 실시하였다. 식생자료를 토대로 지역 및 군락별 유사도를 비교 분석하였으며, 그룹화된 조사지별로 종구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인 종다양도는 Shannon의 수식(Pielou, 1975)을 이용하여 종다양도(Species Diversity, H′), 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D)를 계산했고, 단위면적당(100㎡) 종수 및 개체수를 분석하였다.
성능/효과
- 6개 중점조사지역 교목층의 신갈나무 상대우점치는 85% 이상으로 확인되었으며, 운주산과 구덕산 지역을 제외하면 90% 이상의 상대우점치를 보이는 것으로 확인되었다. 아교목층은 철쭉, 쇠물푸레나무, 신갈나무 등이 관목층은 쇠물푸레나무, 조록싸리, 미역줄나무 등이 확인되었으며, 구덕산 지역만이 아교목층과 관목층에서 진달래가 우점종으로 확인되었다.
- TWINSPAN기법에 의해 분류된 4개 군락의 일반적 개황을 살펴보면(Table 2), 군락 Ⅰ(12개 조사구 포함)은 해발고 741~1,146m의 백병산, 칠보산, 운주산, 고헌산 지역에서 확인되었다. 군락 Ⅱ(12개 조사구 포함)는 6개 중점조사지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산, 구덕산)인 모든 조사구역의 해발고 346~1,146m의 능선부와 사면부에서 위치하고 있다.
- TWINSPAN기법에 의해 분리된 4개 군락의 교목층 신갈나무 상대우점치는 80% 이상으로 확인되었으며, 아교목층은 철쭉, 쇠물푸레나무 등이 관목층에서는 조록싸리, 쇠물푸레나무, 철쭉, 미역줄나무 등이 주요 종으로 출현하였다. 군락 Ⅰ~Ⅲ은 교목층에 이어 아교목층에서도 신갈나무가 확인되고 있어 신갈나무군락이 유지될 것으로 예상되며, 군락 Ⅳ는 교목층에서 신갈나무 외에 또 다른 낙엽성 참나무류인 굴참나무와 졸참나무가 출현하고 있어 입지적인 특징이 반영된 것으로 보여 지나 군락 Ⅳ(1개 조사구)가 포함된 운주산 지역의 조사구가 군락 Ⅰ~Ⅳ까지 모든 군락에 포함되어 있어 전체적인 경향을 고려해 볼 때 군락 Ⅳ 또한 신갈나무군락이 유지될 가능성이 높은 것으로 판단된다.
- 우리나라의 산림대를 기준으로 볼 때 백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산 지역은 온대림에 속하는 지역들로 자연림 상태에서는 참나무류와 서어나무가 중심이 되는 낙엽활엽수림이 주 임상(Korea Forest Research Institute, 2005)을 이루는 것으로 알려져 있으며, 구덕산 지역은 난대림에 속하는 지역으로 산림대의 고유 임상은 상록활엽수림이지만 과거 과도한 벌채, 산불 그리고 경지 개발 등에 의해 대부분 파괴되어 현재는 낙엽활엽수림, 침･활혼효림 그리고 소나무림으로 변한 곳이 많은 것(Korea Forest Research Institute, 2005)으로 알려져 있다. 구덕산 지역은 난대림에 속하긴 하지만 신갈나무군락이 조사된 지역은 현재 낙엽활엽수림에서도 참나무류가 중심이 되는 임상을 이루고 있는 것으로 확인되었다. 이러한 특징을 고려해 볼 때 낙동정맥 마루금 일대의 신갈나무우점군락은 우리나라의 온대 산림대의 특성을 가지고 있는 것으로 판단된다.
- 아교목층은 철쭉, 쇠물푸레나무, 신갈나무 등이 관목층은 쇠물푸레나무, 조록싸리, 미역줄나무 등이 확인되었으며, 구덕산 지역만이 아교목층과 관목층에서 진달래가 우점종으로 확인되었다. 구덕산 지역을 제외한 5개 중점조사지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산)에서는 교목층에 이어 아교목층에서도 신갈나무가 확인되었다. 이러한 특징을 고려해 볼 때 신갈나무군락은 외부 요인이 없는 한 신갈나무군락이 계속 유지될 것으로 판단된다.
- TWINSPAN기법에 의해 분리된 4개 군락의 교목층 신갈나무 상대우점치는 80% 이상으로 확인되었으며, 아교목층은 철쭉, 쇠물푸레나무 등이 관목층에서는 조록싸리, 쇠물푸레나무, 철쭉, 미역줄나무 등이 주요 종으로 출현하였다. 군락 Ⅰ~Ⅲ은 교목층에 이어 아교목층에서도 신갈나무가 확인되고 있어 신갈나무군락이 유지될 것으로 예상되며, 군락 Ⅳ는 교목층에서 신갈나무 외에 또 다른 낙엽성 참나무류인 굴참나무와 졸참나무가 출현하고 있어 입지적인 특징이 반영된 것으로 보여 지나 군락 Ⅳ(1개 조사구)가 포함된 운주산 지역의 조사구가 군락 Ⅰ~Ⅳ까지 모든 군락에 포함되어 있어 전체적인 경향을 고려해 볼 때 군락 Ⅳ 또한 신갈나무군락이 유지될 가능성이 높은 것으로 판단된다.
- 군락 Ⅱ(12개 조사구 포함)는 6개 중점조사지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산, 구덕산)인 모든 조사구역의 해발고 346~1,146m의 능선부와 사면부에서 위치하고 있다. 군락 Ⅲ(19개 조사구 포함)은 가장 많은 조사구가 포함된 군락으로 백병산, 칠보산, 백암산, 운주산 지역에 분포하고 있는 군락으로 교목층의 평균 흉고직경이 24.6㎝로 가장 큰 것으로 확인되었다. 군락 Ⅳ(1개 조사구 포함)는 전체 조사구 중 유일하게 올괴불나무가 출현하는 군락으로 운주산 지역에서 확인되었다.
- 6㎝로 가장 큰 것으로 확인되었다. 군락 Ⅳ(1개 조사구 포함)는 전체 조사구 중 유일하게 올괴불나무가 출현하는 군락으로 운주산 지역에서 확인되었다.
- 이는 Park and Kang(2016)의 연구가 환경조건 및 인위적 영향 등을 고려하여 다양한 군락을 대상으로 조사한 후 군락을 분리한 것에 비해 본 연구는 교목층의 신갈나무 상대우점치가 70% 이상인 조사구만을 대상으로 하여 나타난 차이로 판단된다. 기존 연구 중 낙동정맥 마루금 일대 소나무우점군락만을 대상으로 실시한 연구의 평균종다양도는 0.7580(Kang et al., 2016)으로 본 연구와 연구방법은 동일하나 우점종을 다르게 선정한 연구로 본 연구에 비해 높은 종다양도를 보이는 것을 확인할 수 있다. 이는 Kang et al.
- 높은 부의 상관관계를 보이는 수종들은 미역줄나무와 철쭉, 철쭉과 물푸레나무로 확인되었다. 철쭉은 토양수분이 건조하고 척박한 능선부에 흔하게 출현하는 수종(Oh et al.
- 5820으로 확인되었다. 동일한 방법을 통해 기존에 연구된 낙동정맥 마루금 일대 식생의 평균종다양도는 1.5132(소나무 군락 2.3096, 편백-사방오리군락 0.5969)로 확인되었으며, 신갈나무군락의 종다양도는 1.4162(Park and Kang, 2016)로 본 연구에 비해 높게 나타났다. 이는 Park and Kang(2016)의 연구가 환경조건 및 인위적 영향 등을 고려하여 다양한 군락을 대상으로 조사한 후 군락을 분리한 것에 비해 본 연구는 교목층의 신갈나무 상대우점치가 70% 이상인 조사구만을 대상으로 하여 나타난 차이로 판단된다.
- 낙동정맥 마루금의 중점조사지역 중 신갈나무가 우점하는 군락은 첫 번째 단계에서 쇠물푸레나무(-), 철쭉(-), 진달래(-)가 출현하는 그룹(A)과 미역줄나무(+)와 물푸레나무(+)가 출현하는 그룹(B)으로 분리되었다. 두 번째 단계에서 관목･아교목 성상의 쇠물푸레나무(-), 철쭉(-), 진달래(-)를 식별종으로 갖는 그룹 A는 조록싸리(-)를 식별종으로 갖는 그룹과 진달래(+), 당단풍나무(+)를 식별종으로 갖는 그룹으로 구분되었으며, 미역줄나무(+), 물푸레나무(+)를 식별종으로 갖는 그룹 B는 올괴불나무(-)의 출현여부에 따라 구분되었다. 최종적으로 신갈나무우점군락은 식별종에 의해 4개 군락(군락 Ⅰ~Ⅳ)으로 유형화하였다.
- 71%(Korea Forest Service, 2015)를 차지하고 있어 백두대간보호지역 내에서 가장 넓은 면적으로 분포하고 있다. 또한, 우리나라 남한지역 정맥의 현존식생 특성을 종합한 결과 전체 정맥에서 소나무와 신갈나무가 우점(Korea Forest Service, 2014)하는 것으로 나타나 신갈나무는 백두대간과 정맥 등에서 가장 넓은 면적으로 분포(Park and Oh, 2015)하고 있는 것으로 확인되었다. 신갈나무는 식물구계 상중부아구와 남부아구 고지대에 분포(Lee and Yim, 1978)하는 종으로 우리나라 중부와 남부 전 지역에서 수평적으로는 전라남도 해남군 대둔산(북위 34°30′)으로부터 함경북도 온성군 증산(북위 42°20′)에 이르기까지, 수직적으로는 표고 100m부터 1,800m에 분포한다(Jung and Lee, 1965).
- , 1994b)에 의해서 첫 번째 단계에서 하나의 그룹으로 묶인 군락 Ⅰ과 Ⅱ가 가장 높게 나타난 것으로 판단된다. 반면 군락 Ⅰ과 군락 Ⅳ의 유사도지수가 45.50%로 가장 낮게 확인되고 있는데, 이 또한 군락분류 시 적용된 식별종의 영향으로 군락 Ⅳ는 군락 Ⅰ, Ⅱ와 다른 그룹으로 분류된 그룹의 군락 중 하나로 군락 Ⅰ과 군락 Ⅳ 뿐만 아니라 군락 Ⅱ와 군락 Ⅳ 또한 45.52%로 낮은 유사도지수를 나타내는 것으로 확인되었다. 이러한 유사도지수 분석결과는 서열분석의 결과와도 어느 정도 일치하는 부분이 있는 것으로 나타났다.
- 수종간 높은 정의 상관관계를 갖는 수종들을 살펴보면, 물박달나무와 쇠물푸레나무, 소사나무와 비목나무, 왕느릅나무와 조릿대, 미역줄나무와 물푸레나무, 당단풍나무와 조릿대가 확인되었다. 이 중 전석지대에 출현하는 것으로 알려진 물박달나무(Kim et al.
- 조사구별 평균상대우점치가 10% 이상인 수종을 기준으로 수종 간 상관분석을 실시하였다(Table 10). 수종간 상관관계에서 신갈나무와 평균상대우점치가 10% 이상인 수종 중 높은 상관관계를 갖는 수종은 확인되지 않았다.
- 8㎝로 대경목의 수목이 조사되기도 하였다. 아교목층에서는 구덕산 지역을 제외한 5곳의 중점조사지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산)에서 철쭉이 가장 우점하는 것으로 나타났으며, 구덕산 지역에서는 진달래가 우점하였다.
- 80%)가 우점하였다. 아교목층에서는 물푸레나무(I.P. 19.58%), 찰피나무(I.P. 17.85%), 피나무(I.P. 12.32%) 등이 관목층에서는 미역줄나무(I.P. 22.20%), 조록싸리(I.P. 18.89%), 조릿대(I.P. 16.03%), 생강나무(I.P. 9.12%) 등의 다양한 수종이 우점종으로 확인되었다. 군락 Ⅳ는 교목층에서 신갈나무(I.
- 6개 중점조사지역 교목층의 신갈나무 상대우점치는 85% 이상으로 확인되었으며, 운주산과 구덕산 지역을 제외하면 90% 이상의 상대우점치를 보이는 것으로 확인되었다. 아교목층은 철쭉, 쇠물푸레나무, 신갈나무 등이 관목층은 쇠물푸레나무, 조록싸리, 미역줄나무 등이 확인되었으며, 구덕산 지역만이 아교목층과 관목층에서 진달래가 우점종으로 확인되었다. 구덕산 지역을 제외한 5개 중점조사지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산)에서는 교목층에 이어 아교목층에서도 신갈나무가 확인되었다.
- 이를 통해 볼 때 철쭉과 물푸레나무는 토양의 수분 조건과 지형적(능선, 사면, 계곡 등)인 특징이 상반되는 종으로 이러한 영향에 의해 높은 부의 상관관계를 보이는 것으로 판단된다. 이러한 결과를 통해 각 수종은 선호하는 생육환경이 같거나 다를 때 높은 상관관계를 갖는 것으로 판단된다.
- 04%로 나타나고 있다. 일부 차이는 있으나 구덕산(F) 지역의 경우 다른 지역간의 유사도지수 또한 50%대로 다른 지역간의 유사성이 대체로 낮은 것으로 확인되었다. 이는 구덕산(F) 지역의 경우 다른 지역들과 마찬가지로 신갈나무가 교목층의 우점종이기는 하나 아교목층과 관목층의 우점종이 진달래로 구덕산(F) 지역을 제외한 나머지 중점조사지의 아교목층과 관목층 우점종의 차이로 인해 나타난 결과로 보여진다.
- 중점조사지역 6개 지점의 신갈나무군락에 대한 종다양도 분석 결과(Table 7), 종다양도지수는 칠보산 지역(B)이 0.5080으로 가장 낮았으며, 고헌산 지역(E)이 0.6909로 가장 높았다. 군락별로는 군락 Ⅰ의 종다양도가 0.
- 각 조사구간의 종조성 상이성을 바탕으로 조사구를 배치하는 서열분석인 DCA기법(Orloci, 1978)을 적용하여, 지역 및 군락별 분석을 실시하였다(Figure 3, 4). 지역별 분석결과, 조사지역에 상관없이 모든 조사구가 연속적으로 분포하고 있는 것으로 확인되었다. 이는 교목층의 우점종이 신갈나무로 동일하고, 구덕산 지역을 제외한 5개 중점조사지역의 아교목층 우점종이 철쭉으로 동일하며, 관목층의 우점종 또한 쇠물푸레나무, 조록싸리, 미역줄나무 등으로 비슷하게 출현하고 있어 이러한 분포를 보이는 것으로 판단된다.
- 지역별 신갈나무의 연륜 및 생장량 분석 결과(Table 9), 평균 수령은 백병산(64.0년), 칠보산(66.3년), 백암산(64.2년) 지역의 평균 수령은 비슷하게 나타났으며, 운주산 지역은 다른 지역에 비해 약 20년 정도가 낮은 46.5년으로 확인되었다. 평균 생장량은 백병산 지역이 2.
- 7714)가 가장 높았다(Table 8). 평균종다양도는 0.5820으로 확인되었다. 동일한 방법을 통해 기존에 연구된 낙동정맥 마루금 일대 식생의 평균종다양도는 1.
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