[논문]낙동강 수변공원에 서식하는 식물 군집의 종 다양성 분석 : 조사 방법에 따른 차이 비교

남기정; 김민중

doi:10.17663/jwr.2022.24.4.312

낙동강 수변공원에 서식하는 식물 군집의 종 다양성 분석 : 조사 방법에 따른 차이 비교
Comparison of sampling methods in biodiversity analysis of plant communities living in a riparian park area of Nakdong river 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.24 no.4, 2022년, pp.312 - 319

남기정 (경상국립대학교 생물교육과) , 김민중 (경상국립대학교 생물교육과)

초록
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식물 군집의 종다양성은 정량적으로 측정되며 이때 군집을 조사하는 방법이 결과에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구는 낙동강 수변 생태 공원 다섯지역에 서식하는 초본 군집을 대상으로, 세 가지 군집 조사 방법(modified Whittaker 법, modified Daubenmire 법, modified Point-line intercept transect 법)을 적용하였을 때 군집의 구조 및 다양성 양상이 어떻게 다르게 나타나는지 실험적으로 살펴보았다. 연구 결과로 산출한 다양도 profile에 따르면, modified Whittaker 법으로 조사하였을 때 지역에 상관없이 종풍부도가 가장 높게 나타났으나, 지역에 따라 우점하는 종의 다양도가높은 방법이 서로 달랐다. 지역들간 𝛽다양성을 조사한 결과, modified Whittaker 법, modified Daubenmire 법은 다섯지역의 식물군집의 구조가 유사함을 시사한 반면, Point-line intercept 법은 소수의 우점종을 공유함을 시사하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The species diversity of plant communities is quantitatively measured, and can be affected by plant monitoring methods. This study experimentally compared the structure and diversity of plant communities living in five waterfront park areas in Nak-dong River using three plant survey methods (modified Whittaker, modified Daubenmire, and modified point-line intercept method). According to the diversity profile, the modified Whittaker method produced the highest species richness regardless of the location, but which method makes the highest diversity of dominant species varies depending on the location. The Beta diversity of the communites calculated from the modified Whittaker and the modified Daubenmire suggested that structures of plant communities in five locations were similar, while the Point-line interception method suggested that a small number of dominant species were shared between communities.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. A map showing study locations. A : Changneung-Hapchun Bo Green Eco park (N35° 35.953’, E128° 21.436'); B : Haman Gilgok Riverside Eco park (N35° 22.929', E128° 34.731'); C : Hakpo Riverside Eco park (N35° 22.644', E128° 38.838'); D : Myongre Riverside park (N35° 20.937', E128° 45.960'); E : Samrangjin Culture Eco park (N35° 23.522', E128° 50.511'). Parentheses are GPS figures of study sites in study locations.
그림 Fig. 2. Diversity profiles for plant communities in five locations (Changneung, Haman, Hakpo, Myongrye and Samrangjin), surveyed using three sampling methods, Modified Whittaker (WH), Modified Daubenmire (MD) and Modified Point-line intercept sampling (PL).
그림 Fig. 3. Species richness, Effective numbers of species-Shannon, and Effective numbers of species-Simpson calculated using results from three sampling methods, Modified Whittaker (WH), Modified Daubenmire (MD) and Modified Point-line intercept sampling (PL).
그림 Fig. 4. Number of native, non-native and unidentified species detected in plant communities in five locations (Changneung, Haman, Hakpo, Myongrye and Samrangjin), surveyed using three sampling methods, Modified Whittaker (WH), Modified Daubenmire (MD) and Modified Point-line intercept sampling (PL).
그림 Fig. 5. Beta diversity profile for plant communities in five locations (Changneung, Haman, Hakpo, Myongrye and Samrangjin), calculated from results from three sampling methods, Modified Whittaker (WH), Modified Daubenmire (MD) and Modified Point-line intercept sampling (PL).

AI 본문요약
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문제 정의

또한 피도를 조사하는 방형구의 위치가 WH 법이 MD 법보다 더 넓게 펼쳐져 있어, 두 방법간 공간적인 자기상관(autocorrelation) 정도에 차이가 있을 수 있다. 본 연구는 이러한 차이를 줄이려 노력하기보다 차이 자체를 방법이 가진 특징으로 간주하고 결과를 분석하고자 하였다.
본 연구는, 낙동강 하천변의 인위적으로 교란된 환경에서 서식하는 초본 군집을 대상으로, 세 가지 군집 조사 방법(modified Whittaker 법, modified Daubenmire 법, modified Point-line intercept transect 법)을 적용하였을 때 군집의 구조 및 다양성 양상이 어떻게 다르게 나타나는지 실험적으로 살펴보고자 하였다.

제안 방법

1m×1m 방형구에 출현한 모든 종의 피도를 측정하였고, 이후 20m×5m 방형구, 20m×50m 방형구 순으로 이동하면서 식물종을 조사하여 기록하였다
MD 방법을 위해, 50m 줄자를 이용하여 50m line transect을 설치한 후, 매 10m 마다 0.5m×1m 방형구 2개를 나란히 붙인 방형구에 출현한 모든 종을 동정하고 피도를 측정하였다
PL 방법도 2번 반복하였다. 방형구 내 식물의 피도를 가능한한 객관적으로 측정하기 위해 사전에 방형구 넓이의 1%, 5% 크기의 정사각형 투명틀을 만들어 피도 측정에 사용하였다. 방형구에 출현한 모든 식물 종의 피도는 1% 수준에서 측정하였으며, 현장에서 동정이 어려운 종은 샘플을 채집하여 실험실에서 도감을 이용하여 동정하였으며, 화서가 없는 벼과 식물이나 로제트 형태로 동정이 어려운 종은 종1, 2 등으로 임의의 이름을 붙여 구분하여 분석하였다.
방형구 내 식물의 피도를 가능한한 객관적으로 측정하기 위해 사전에 방형구 넓이의 1%, 5% 크기의 정사각형 투명틀을 만들어 피도 측정에 사용하였다. 방형구에 출현한 모든 식물 종의 피도는 1% 수준에서 측정하였으며, 현장에서 동정이 어려운 종은 샘플을 채집하여 실험실에서 도감을 이용하여 동정하였으며, 화서가 없는 벼과 식물이나 로제트 형태로 동정이 어려운 종은 종1, 2 등으로 임의의 이름을 붙여 구분하여 분석하였다.
식물 피도 조사를 위해 큰 방형구 선을 따라 6개, 작은 방형구 선을 따라 4개로 총 10개의 1m×1m 방형구를 선택하였고, 1m×1m 방형구는 0.5m×1m 방형구 2개를 나란히 붙여 피도 측정에 사용하였다

대상 데이터

본 연구는 낙동강 중, 하류에 위치한 다섯 군데 수변공원 내에서 수행되었다(Fig.1). 수변공원은 4대강 사업시에 일차적으로 형성된 이후 4대강 살리기 사업으로 다시 생태공원으로 조성된 곳으로, 다양한 수준으로 관리되고 있으나 대부분 넓은 지역 중 일부가 관리되고 나머지는 산책길 혹 자전거길 위주로 관리되고 있어 그 외 지역은 인위적인 교란으로 만들어진 토양에 10여년동안 외래식물을 포함한 다양한 초본식물들이 정착하여 자라고 있다.

데이터처리

각 지역별로 WH, MD, PL 방법으로 식물군집을 조사하여 종다양성을 분석한 결과를 Fig.2에, 다섯지역 종풍부도, 샤논, 심슨 다양도-유효숫자의 평균값과 mixed effect modelling으로 통계분석한 조사 방법들 간 차이는 Fig.3에 나타냈다. 종다양성지수를 중심으로 살펴보면, 종풍부도를 나타내는 q=0일 때의 값은 지역에 상관없이 모든 지역에서 WH 방법으로 조사하였을 때 가장 높은 반면, MD 방법과 PL 방법으로 조사한 값은 둘 간에 큰 차이가 없었다.

이론/모형

식생 조사는 2022년 8~9월, 비가 오지 않는 맑은 날에 수행하였다. 식물 군집 조사를 위해 modified Whittaker plot (이하 WH) 방법, modified Daubenmire transect (이하 MD) 방법, modified Point-line intercept transect (이하 PL) 방법을 적용하였다. WH 방법을 위해, 공원 내 임의의 장소를 정한 뒤 50m 줄자를 이용하여 50m×20m의 큰 방형구를 설치하고, 방형구 내에 다시 20m×5m 작은 방형구를 설치하였다.

성능/효과

본 연구에서 조사한 다섯지역에서 외래 식물들은 대부분 주요 우점종이 아니며 전체 피도 5%를 넘는 종도 거의 없다. 각 조사지역에서 발견된 자생 식물 및 외래 식물의 종 수는 WH 방법으로 조사한 경우가 MD 방법이나 PL 방법으로 조사한 경우보다 더 많았고 MD 방법이나 PL 방법으로 얻은 결과는 둘 사이에 큰 차이가 없었는데(Fig.3), 이는 앞의 추론과 일맥상통하는 결과이다.
다양도 profile은 군집내 소수의 종들을 위주로 분석할 경우, WH 방법으로 조사한 값이 지역과 상관없이 전체적으로 다양도가 가장 높은 반면, 우점종 위주로 분석하는 경우, 창녕, 함안, 학포 지역에서는 PL 방법이 WH 방법이나 MD방법보다 다양도가 더 높은 값을 산출할 수 있음을 시사한다. 그러므로 연구의 목적이 군집의 주요 구성원에 초점을 맞추는 것인지 혹은 군집내 개체수가 적은 종들에 초점을 맞추는 것인지에 따라 조사 방법을 달리 하는 것이 더 나은 결과를 얻을 수도 있음을 추론할 수 있다. 본 연구에서 조사한 다섯지역에서 외래 식물들은 대부분 주요 우점종이 아니며 전체 피도 5%를 넘는 종도 거의 없다.
2는 다양도가 높은 값을 산출하는 조사 방법이 조사지역별로 다를 수 있음을 보여주고, 이는 조사지역 식물 군집 자체의 특성이 조사 방법에 따른 다양도 profile의 차이에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 다양도 profile은 군집내 소수의 종들을 위주로 분석할 경우, WH 방법으로 조사한 값이 지역과 상관없이 전체적으로 다양도가 가장 높은 반면, 우점종 위주로 분석하는 경우, 창녕, 함안, 학포 지역에서는 PL 방법이 WH 방법이나 MD방법보다 다양도가 더 높은 값을 산출할 수 있음을 시사한다. 그러므로 연구의 목적이 군집의 주요 구성원에 초점을 맞추는 것인지 혹은 군집내 개체수가 적은 종들에 초점을 맞추는 것인지에 따라 조사 방법을 달리 하는 것이 더 나은 결과를 얻을 수도 있음을 추론할 수 있다.
그러므로 연구의 목적이 군집의 주요 구성원에 초점을 맞추는 것인지 혹은 군집내 개체수가 적은 종들에 초점을 맞추는 것인지에 따라 조사 방법을 달리 하는 것이 더 나은 결과를 얻을 수도 있음을 추론할 수 있다. 본 연구에서 조사한 다섯지역에서 외래 식물들은 대부분 주요 우점종이 아니며 전체 피도 5%를 넘는 종도 거의 없다. 각 조사지역에서 발견된 자생 식물 및 외래 식물의 종 수는 WH 방법으로 조사한 경우가 MD 방법이나 PL 방법으로 조사한 경우보다 더 많았고 MD 방법이나 PL 방법으로 얻은 결과는 둘 사이에 큰 차이가 없었는데(Fig.
3에 나타냈다. 종다양성지수를 중심으로 살펴보면, 종풍부도를 나타내는 q=0일 때의 값은 지역에 상관없이 모든 지역에서 WH 방법으로 조사하였을 때 가장 높은 반면, MD 방법과 PL 방법으로 조사한 값은 둘 간에 큰 차이가 없었다. 샤논, 심슨 다양도-유효숫자를 나타내는 q=1, 2의 값은, 모든 지역에서 세 개의 조사방법 간에 차이가 없었다(Fig.

참고문헌 (25)

Abrahamson, IL, Nelson, CR and Affleck, DLR (2011), Assessing the performance of sampling designs for measuring the abundance of under story plants, Ecological Applications, 21, pp. 452-464. [DOI: 10.1890/09-2296.1]

상세보기
Chao, A, Chiu, CH and Jost, L (2014a), Unifying species diversity, phylogenetic diversity, functional diversity, and related similarity and differentiation measures through Hill numbers, Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 45, pp. 297-324. [DOI: 10.1146/annurev-ecosys-120213-091540]

상세보기
Chao, A, Nicholas, JG, Hsie, TC, Sander, EL, Corwell, RK and Ellison, AM (2014b), Rarefaction and extrapolation with Hill numbers: a framework for sampling and estimation in species diversity studies, Ecological Monographs, 84(1), pp. 45-67. [DOI: 10.1890/13-0133.1]

상세보기
Chase, JM and Knight, TM (2013), Scale-dependent effect sizes of ecological drivers on biodiversity: Why standardised sampling is not enough, Ecology Letters, 16, pp. 17-26. [DOI: 10.1111/ele.12112].

상세보기
Cox, KD, Black, MJ, Filip, N, Miller, MR, Mohns, K, Mortimor, J, Freitas, TR, Loerzer, RG, Gerwig, TG, Juanes, F and Dudas, SE (2017), Community assessment techniques and the implications for rarefaction and extrapolation with Hill numbers, Ecology and Evolution, 7, pp.11213-11226.

상세보기
Daly, AJ, Baetens, JM and De Baets, B (2018), Ecological Diversity: Measuring the unmeasurable, Mathematics, 6, 119. [DOI: 10.3390/math6070119]

상세보기
De Stenfano, A, Fowers, B and Mealor, BA (2021), Comparison of visual estimation and line-point intercept vegetation survey methods on annual grass-invaded rangelands of Wyoming, Invasive Plant Science and Management, 14, pp. 240-252. [DOI: 10.1017/inp.2021.36]

상세보기
Fagua, JC, Jantz, P, Burns, P, Massey, R, Butrago, JY, Saatchi, S, Hakkenberg, C and Goetz, SJ (2021), Mapping tree diversity in the tropical region of Choco-Colombia, Environmental Research Letters, 16, 05424. [DOI: 10.1088/1748-9326/abf58a]

상세보기
Godinez-Alvarez, H, Herrick, JE, Mattocks, M, Toledo, D and Van Zee, J (2009), Comparison of three vegetation monitoring methods: Their relative utility for ecological assessment and monitoring, Ecological Indicators, 9, pp. 1001-1008. [DOI: 10.1016/j.ecolind.2008.11.011]

상세보기
Halffter, G and Ros, M (2013), A strategy for measuring biodiversity, Acta Zoologica Mexicana (n.s.), 29(2), pp. 400-411. [DOI: 10.21829/AZM.2013.2921117]

상세보기
Hulvey, KB, Thomas, K and Thacker, E (2018), A comparison of two herbaceous cover sampling methods to assess ecosystem services in High-shrub rangelands: Photography-based grid point intercept versus quadrat sampling, Rangelands, 40, pp. 152-159. [DOI: 10.1016/j.rala.2018.08.004]

상세보기
Iknayan, KJ, Tingley, MW, Furnas, BJ and Beissinger, SR (2014), Detecting diversity: emerging methods to estimate species diversity, Trends in Ecology & Evolution, 29., pp. 97-106.

상세보기
Korb, JE, Covington, WW and Fule, PZ (2003), Sampling techniques influence understory plant trajectories after restoration: an example from ponderosa pine restoration, Restoration Ecology, 11, pp. 504-515. [DOI: 10.1046/j.1526-100X.2003.rec0170.x]

상세보기
Lee, S, Lee, K and Jeong, J (2014), The vegetation analysis of Northern region at Jungnang riverside, Journal of Environmental Impact Assessment, 23, pp. 315-322. [DOI: 10.14249/eia.2014.23.4.315]

원문보기 상세보기
Lee, SY, Jang, RH, Han, YS, Jung, Lee, SI, Lee, EP and You, YH (2018), Health Condition Assessment Using the Riparian Vegetation Index and Vegetation Analysis of Geumgang mainstream and Mihocheon, Korean Journal of Environment and Ecology, 32, pp. 105-117. [DOI: 10.13047/KJEE.2018.32.1.105]

원문보기 상세보기
Marion, ZH, Orwin, KH, Wood, JR, Holdaway, RJ and Dickie, IA (2021), Land use, but not distance, drives fungal beta diversity, Ecology, 102, pp. e03487. [DOI: 10.1002/ecy.3487]

상세보기
McGlinn, DJ, Xiao, X, May, F, Gotelli, NJ, Engel, T, Blowes, SA, Knight, TM, Purschke, O, Chase, JM and McGill, BJ (2018), Measurement of Biodiversity(MoB): A method to separate the scale-dependent effects of species abundance distribution, density, and aggregation on diversity change, Methods in Ecology and Evolution, 10, pp. 258-269. [DOI: 10.1111/2041-210X.13102]

상세보기
McGill, BJ (2010), Towards a unification of unified theories of biodiversity, Ecology Letters, 13, pp. 627-642. [DOI: 10.1111/j.1461-0248.2010.01449.x]

상세보기
Moreno, CE, Calderon-Patron, JM, Martin-Regalado, N, Martinez-Falcon, AP, Ortega-Martinez, IJ, Rios-Diaz, CL and Rosas, F (2018), Measuring species diversity in the tropics: a review of methodological approaches and framework for future studies, Biotropica, 50, pp. 929-941. [DOI: 10.1111/btp.12607]

상세보기
Pilliod, D and Arkle, RS (2013), Performance of quantitative vegetation sampling methods across gradients of cover in Great Basin plant communities, Rangeland Ecology and Management, 66, pp.634-647. [DOI: 10.2111/REM-D-13-00063.1]

상세보기
Pavoine, S (2020), adiv: AN R package to analyse biodiversity in ecology, Methods in Ecology and Evolution, 11, pp. 1106-1112. [DOI: 10.1111/2041-210X.13430]

상세보기
R Core Team (2022), R: A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R foundation for Statistical Computing. Retrieved from https://www.R-project.org
Roswell, M, Dushoff, J and Winfree, R (2021), A conceptual guide to measuring species diversity, Oikos, 130, pp. 321-338. [DOI: 10.1111/oik.07202]

상세보기
Stohlgren, TJ, Falkner, MB and Schell, LD, (1995), A modified-Whittaker nested vegetation sampling method, Vegetatio, 117, pp. 113-121. [DOI: 10.1007/BF00045503]

상세보기
Stohlgren, TJ, Bull, KA and Otsuki, Y (1998), Comparison of rangeland vegetation sampling techniques in the Central Grasslands, Journal of Rangeland Management, 51, pp. 164-172. [DOI: 10.2307/4003202]

상세보기

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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