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제1분과 : 보호지역 식생구조 및 관리 ; 가지산도립공원 통도사지구의 식물군락과 환경요인의 상관관계
이상철 ( Sang Cheol Lee ),강현미 ( Hyun Mi Kang ),최송현 ( Song Hyun Choi ),바오위친 ( Yu Qin Bao ),유찬열 ( Chan Yeol Yu ) 한국환경생태학회 2014 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2014 No.1
가지산도립공원은 한반도 남동쪽에 위치하고 있으며, 국민휴양 및 정서 함양에 이바지하기 위한 목적으로 1979년11월에 지정되었다. 가지산도립공원은 백두대간에서 분기되어 남동쪽으로 뻗어있는 낙동정맥에 일부 속해 있으며, 주위의 운문산(1, 190m), 천황산(1, 189m), 신불산(1, 209m), 간월산(1, 083m), 영취산(1, 059m)과 함께 영남알프스로 불린다(Kim et al., 2010). 또한 가지산도립공원은 사찰을 중심으로 통도사지구, 내원사지구, 석남사지구 등 3개의 지구로 나눠 관리중이다. 가지산도립공원에 관한 연구는 석남사지구, 내원사지구등 지구별로 수행되었지만 통도시지구에 대한 식물사회학적 연구는 부족한 실정이다. 최근 들어, 통도사지구의 자연환경에 대한 전반적인 조사가 이루어졌으나(Kim et al. , 2014) 현존식생과 그 식생구조에 대한 현황에 그치고 있다. 현존하는 식물사회는 그들이 처한 다양한 환경 인자에 적응하여 이룩한 결과물이라 할 수 있으므로(Ellenberg, 1992), 본 연구는 가지산도립공원 통도사지구를 중심으로 식생구조를 파악하고 대표적 식물군락과 그 환경요인의 상관관계를 밝혀보고자 하였다. 2013년 7월 10일부터 12일까지 3일간 현장조사를 실시하였고, 식물군락구조 특성을 파악하기 위해 금수암, 백운암, 반야암 등을 중심으로 Ellenberg(1956)와 Westhoff and Maarel(1973)을 참고하여 200~300㎡ 크기의 방형구 (quadrat) 31개소를 설치하였다. 식생조사는 교목층, 아교목층, 관목층으로 나누어 수관층위별로 실시하였고, 식생조사 자료를 토대로 상대우점치(Brower and Zar, 1977)를 분석하였다. 이를 토대로 TWINSPAN에 의한 classification 분석(Hill, 1979a)과 DCA ordination(Hill, 1979b)분석을 실시하였으며, 종 구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인종다양도 분석 및 유사도를 비교 분석하였다. 가지산도립공원 통도사지구 산림지역의 토양 이화학적 특성을 알아보기 위해 31개 조사구 내에서 임의의 지점 3곳을 골라 Ao층을걷어내고 표층으로부터 30cm정도의 깊이의 토양을 채취·혼합하여 실내에서 음건하였다. 분석용 토양을 토양 및 식물체 분석법(National Institute of Agricultural Science and Technology, 2000)에 의한 pH, EC, 유기물함량, 유효인산과 전질소함량, 치환성양이온의 함량 등을 분석하였다. 산림군락은 환경요인에 따라 그 구조가 달라지며, 군락구조를 분석하고 환경요인과의 관계를 분석하는데 있어 ordination방법이널리 이용되고 있다(Song and Kim, 1992). Ordination 분석은 DCA(Detrended Correspondence Analysis)의 확장인 DCCA(Detrended Canonical Corresponded Analysis)를 사용하였으며(Hill and Gauch, 1980), DCCA결과에서 식물군락은 점으로 분포를 나타내고 환경요인은 화살표로 나타내어 화살표의 방향과 길이로부터 식물군락과의 유의성을 알 수 있다(Jongman et al. , 1995). MVSP (Multi-Variate Statistical Package) 3. 2 program을 사용하여 분석하였으며, ordination 분석을 통하여 산림식생과 환경 요인과의 관계를 규명하고자 하였다. 전체 31개 조사구에 대해 유형별 분류를 하기 위하여 classification 분석 중 지표종(indicator species)을 중심으로 군락을 분류할 수 있는 TWINSPAN기법을 적용한 결과, 소나무-갈참나무군락(Ⅰ), 개서어나무-참나무류군락(Ⅱ), 소나무-개서어나무군락(Ⅲ), 소나무-굴참나무군락(Ⅳ), 굴참나무-신갈나무군락(Ⅴ) 등 총 5개 군락으로 분리되었다. Classification 분석의 상호보완적 방법으로 군락분포를 알아보기 위해(Lee et al. , 1994; Choi and Kang, 2006) ordination 분석 방법 중 DCA 기법을 적용하여 군락의 분포상태를 살펴 본 결과, 소나무와 갈참나무가 우점하는 군락Ⅰ과 굴참나무와 신갈나무가 우점하고 있는 군락Ⅴ를 제외하면, 그 외 군락들은 소나무, 개서어나무, 굴참나무 등을 중심으로 연속적으로 분포하였다. Classification 분석과 ordination 분석을 통해 분리된 5개군락에 대해 각 군락별로 층위별 상대우점치 및 평균상대우 점치를 분석하였다. 군락Ⅰ은 교목층에서 소나무가 우점하는 가운데 갈참나무, 졸참나무 등과 함께 경쟁하고 있었으며, 아교목층에서는 소나무가 출현하지 않았다. 갈참나무, 노각나무, 비목나무 등이 아교목층에서 우점하고 있었고, 관목층에서는 노각나무, 비목나무 등이 우점하였다. 군락Ⅱ는 교목층에서 개서어나무가 졸참나무, 굴참나무 등과 경쟁하고 있었으나, 아교목층에서 개서어나무에 비해 졸참나무, 굴참나무의 세력이 크게 형성되지 못하였다. 관목층에서는 비목나무, 생강나무 등이 우점하고 있어, 군락Ⅱ는 향후에도 개서어나무를 중심으로 한 낙엽활엽수림으로 유지될 것으로 사료된다. 군락Ⅲ은 교목층에서 소나무와 개서어나무, 졸참나무 등이 경쟁을 하고 있었다. 아교목층에서 개서어나무와 때죽나무가 우점하고 있어, 소나무와의 경쟁을 통해장기적으로는 개서어나무를 중심으로 한 낙엽활엽수림으로의 천이가 예상되었다. 군락Ⅳ는 소나무-굴참나무군락으로 소나무와 굴참나무, 졸참나무 등의 참나무류가 경쟁하고 있어, 낙엽성 참나무류로의 천이가 예상되었다. 군락Ⅴ는굴참나무와 신갈나무가 교목층에서 우점하고 있으며, 아교목층에서는 쇠물푸레나무, 철쭉, 생강나무 등이 우점하였다. 가지산도립공원 통도사지구의 31개 조사구에 대하여 토양을 채취·분석한 결과, 평균 수소이온농도는 pH 4. 9로 경남의 전체적인 평균 pH 5. 27(Jeong et al. , 2002)보다 낮게나타났다. 수소이온농도는 여러 가지 요인에 의해 시·공간적으로 변화를 보이기 때문에 직접적인 비교는 어려우나 산림지역에서 pH 5. 0 이하의 강산성토양 분포비율의 증가는 환경오염물질에 의한 토양산성화물질의 기여도가 높을 가능성을 시사하고 있다(Lee and Park, 2001). 또한 침엽수의 생육범위가 pH 4. 8~5. 5(Lee, 2000)인 점을 고려하고 가지산도립공원 통도사지구에는 소나무림이 폭넓게 분포하며 본 연구의 평균 수소이온농도 pH 4. 9 이하의 조사구에서 소나무가 상당수 출현하는 점을 감안할 때, 그에 따른 영향으로 판단된다. 유기물 함량은 약 96g/kg으로 나타났고, 전질소함량은 0. 33~0. 74%의 범위로 우리나라 산림토양의 평균값인 0. 19%보다 다소 높게 나타났다. 31개 조사구의 산림식생을 5개 군락으로 분류하여 해발고, 경사, 토양의 화학적 특성 등 11개의 환경요인과 DCCA ordination 분석한 결과, 해발고도, 경사도, 수소이온농도(pH), 유기물함량, Ca2+, K+ 등이 식생분포에 영향을 미치는 환경인자로 나타났다. 제 1축에서 해발고 외에 수소이온농도(pH), 유기물함량, 경사도 등이 비교적 높은 상관관계를 보였으며, 제 2축에서는 상관관계가 뚜렷하게 나타나지 않았다. 해발고도는 식생분포에 영향을 미치는 환경인자들 중에서 가장 중요한 인자로 알려져 있는데(Seo et al. , 1995;Chung et al. , 1997; Song et al. , 1998; Lee et al. , 2010), 본 연구에서도 해발고도가 군락의 분포에 상관이 높은 것으로 나타났고, 굴참나무-신갈나무군락(Ⅴ)은 비교적 해발고가 높은 지역에서 출현하였다.
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