한라산국립공원영실소나무림의22년간(1990~2012년) 식생구조변화연구 A Study on the Changes of Vegetation Structure of the Pinus densiflora S. et. Z Forest in Yeongsil, Hallasan Mountain National Park for Twenty-two Years (1990~2012), Korea
pp.19-20
한라산은 한반도의 최남단에 위치하고 있으며 해발 1,950m로 남한에서 가장 높은 우리나라 3대 명산중의 하나 이다. 다양한 식물 분포를 이뤄 학술적 가치가 매우 높고 동ㆍ식물의 보고로서, 1966년 10월 12일 천연기념물 제182 호인 한라산천연보호구역으로 지정, 보호되고 있다. 한라산 은 1970년 3월 24일 국립공원으로 지정되었고, 2002년 12 월에는 UNESCO생물권 보전지역으로 지정되었다. 2007년 6월 27일 제주화산섬과 용암동굴이 우리나라 최초의 유네 스코 세계자연유산으로 등재되었고, 2010년 10월 4일 세계 지질공원으로 인증받았다. 본 연구는 한라산국립공원 중 산림청에서 지정한 아름다 운 소나무숲인 영실 소나무림을 대상으로 식물군집구조를 조사하여 고산지역 소나무림의 생태적 가치 및 환경적 특성 을 규명하고, 식물의 수직적 분포가 뚜렷한 한라산국립공원 영실 소나무림의 식생구조 특성을 밝혀 22년 간 식생구조변 화를 파악하고자 하였다. 한라산국립공원은 제주시와 서귀포시에 위치하고 공원 구역은 총 153,332㎢으로 공원자연보전지구 89,060㎢, 공 원자연환경지구 64,272㎢, 천연보호구역 91,654㎢ 이었다. 한라산의 표고범위는 400∼1,950m로 표고차가 1,550m이 고, 경사는 20° 미만이 84.9%이었다. 연구대상지는 한라산 국립공원 영실지역을 대상으로 20m×20m(400㎡) 크기의 방형구 24개소를 설정하였고, 비교조사구는 20m×25m(500 ㎡)로 1990년 군집 C(소나무-개서어나무군집)로 총 13개 조사구이었다. 식생조사는 각 조사구에서 출현하는 흉고직경 2㎝ 이상 의 수목은 교목층과 아교목층, 그 이하의 수목은 관목층으 로 구분하여 수종명, 흉고직경(DBH), 수고, 지하고, 수관폭 등을 조사하였다. 한라산국립공원 영실지역 식생구조 조사 는 2012년 9월에 실시하였다. 군집분류는 TWINSPAN에 의한 classification 분석과 DECORANA 분석을 실시하였 으며, 'PC-ORD' 프로그램을 사용하여 상대우점치에 의한 종조성 특성을 고려하여 군집을 분류하고 군집을 명명하였 다. 상대우점치는 층위별 출현종의 세력비교를 통하여 각 조 사구의 생태적 천이경향 예측 및 층위구조 형성을 판단하기 위한 방법이다. 식생조사 자료를 바탕으로 각 수종의 상대적 우세를 비교하기 위하여 중요치(Importance value: I.V.)를 통 합하여 백분율로 나타낸 상대우점치를 수관층위별로 분석하 였다. 상대우점치(Importance percentage: I.P.)는 (상대밀 도+상대피도)/2로 계산하였으며 수관피도는 흉고단면적을 기준으로 하였으며 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별 로 가중치를 부여한 {(교목층I.P.×3)+(아교목층I.P.×2)+(관 목층I.P.×1)}/6으로 평균상대우점치(Mean importance percentage: M.I.P.)를 구하였다. 흉고직경급별 분포는 식생조사 자료를 바탕으로 수령 및 임분동태의 간접적인 표현으로 산림천이 양상을 추정하기 위하여 해당 군집의 생태적 천이계열을 밝히기 위해 필요한 분석항목 중 하나로 분석하였다. 군집별 Shannon의 종다양 도지수(H'), 균재도(J'), 우점도(D), 최대종다양도(H'max)를 산출하여 식생구조를 정량적으로 평가하고자 하였다. 연구대상지 내 설정한 식물군집구조 조사구 내에서 대표 조사구의 환경적 구조를 고려하여 표토를 제거하고 토양 A층 에서 시료를 채취하였고, 음건 후 SSSA(Soil Science society of America)의 Method of Soil Analysis를 준용하여 토양산 도(pH), 전기전도도(EC: Electrical Conductivity), 유기물함 량(Soil Organic Matter), 유효인산(Abailable Phosphorus), 전질소(T-N: Total Nirogen), 양이온교환용량(CEC: Cation Exchange Capacity), 치환성양이온(Exchangeable Cation), 토 성(Soil Texture)을 분석하였다. 총 24개 조사구(400㎡)는 소나무군집(Ⅰ), 소나무-서어 나무류군집(Ⅱ) 2개 군집으로 구분되었다. 군집 Ⅰ은 소나 무군집으로 해발 1,230∼1,350m로 군집 Ⅱ보다 상대적으로 높은 해발고에 위치하며, 경사도는 7∼24°이고, 본 군집의 교목층 평균수고는 15∼20m, 평균흉고직경은 40∼45 ㎝, 식피율은 60∼80%이었다. 아교목층 평균수고는 7∼ 10m, 평균흉고직경은 15∼20㎝, 식피율은 60∼80%이었 고, 관목층은 평균수고 1∼3m이고, 식피율은 15∼40%이 었다. 초본층은 초장 1m 이하, 식피율 0∼20%로 초본층의 발달은 미미하였으며, 제주조릿대의 식피율이 90∼95%인 군집으로 평지와 사면에 위치하였다. 상대우점치 분석결과 소나무가 교목층에서는 서어나무류 보다 우위의 세력으로 경쟁하고 있어 당분간은 소나무군집으로 유지될 것이다. 아 교목층에서는 소나무의 세력이 미약하였고, 관목층에서는 출현하지 않아 소나무세력이 약화되어 가고 있는 것으로 판단되었다. 향후 본 군집은 당분간은 소나무군집으로 유지 될 것이나 장기적으로 아교목층에서 세력을 확장하고 있는 서어나무류가 우점하면서 당단풍나무, 물참나무 간 세력 경 쟁이 예상되었다. 군집 Ⅱ는 소나무-서어나무류군집으로 해발 1,075∼ 1,160m로 군집Ⅰ보다 상대적으로 낮은 해발고에 위치하며, 경사도는 5∼8°이며, 본 군집의 교목층 평균수고는 15∼ 17m, 평균흉고직경은 40∼45㎝, 식피율은 75∼80%이었 다. 아교목층 평균수고는 8m, 평균흉고직경은 15∼20㎝, 식피율은 60∼80%이었고, 관목층은 평균수고 1.3m 이하, 식피율은 40∼45%이었다. 초본층은 초장 1m 이하로 식피 율 15∼30%이었고, 제주조릿대의 식피율은 90%로 주로 평지에 위치하고 있는 군집이었다. 상대우점치 분석결과 교 목층에서는 소나무가 서어나무류 보다 우위의 세력으로 경 쟁하고 있어 당분간은 소나무군집으로 유지될 것이다. 아교 목층에서는 소나무 세력이 미약하였고, 관목층에서는 출현 하지 않았다. 향후 본 군집은 소나무 세력의 세력 약화가 예상되어 장기적으로 아교목층에서 세력을 확장하고 있는 서어나무류가 우점하는 식생구조 변화가 예상되었다. 흉고직경급별 분포 및 천이경향에서 군집 Ⅰ(소나무군 집)은 DBH 27㎝ 이상의 소나무 대경목이 높은 출현빈도를 보이고 있어 소나무의 세력이 매우 컸으나, DBH 27㎝ 이하 에서는 개서어나무, 서어나무, 물참나무가 주로 출현하고 소나무의 출현은 줄어들어 서어나무류의 세력이 확대될 것 으로 판단되었다. 군집 Ⅱ(소나무-서어나무류군집)은 DBH 27㎝ 이상의 소나무 대경목이 다수 출현하였으나, DBH 27 ㎝ 이하에서는 서어나무, 개서어나무, 층층나무의 개체수가 다수 출현하였다. 본 군집은 소나무세력은 점차 약화되고 서어나무류의 세력이 빠르게 확대될 것으로 판단되었다. Shannon의 종다양도는 단위면적 400㎡당 0.7854∼ 1.0713으로 소나무군집(군집 Ⅰ) 0.7854∼1.0685, 소나무- 서어나무류군집(군집 Ⅱ)는 0.9557∼1.0713로 타 국립공원 보다 낮은 수준이었다. 상재도 분석결과 소나무, 비목나무, 서어나무, 개서어나무, 당단풍나무가 12∼24회 출현하여 90∼100%로 가장 높았으며, 주목, 마삭줄 등도 70∼90% 로 높았다. 또한 고산지역 수종인 주목이 출현하였고 난온 대 수종인 마삭줄, 굴거리나무, 꽝꽝나무가 생육하였다. 따 라서 난대, 온대 남부, 온대 중부, 고산지대의 식생이 동시에 출현하는 특성이 있었다. 종간 상관관계를 살펴보면 소나무 와 윤노리나무는 정의 상관관계이었다. 서어나무와 소나무, 덜꿩나무와 소나무는 부의 상관관계이었다. 토양 분석결과, 토성은 대부분 미사질 양토였으며, 토양 산도는 pH 4.22∼5.30로 미경작산지토양의 평균 산도인 pH 4.80과 비슷한 강산성이었다. 유기물함량은 7.15∼ 29.26%로 미경작산지 토양의 평균 유기물함량인 6.4%보 다 높은 상태이었다. 식물체에 흡수․이용될 수 있는 형태의 토양인 유효인산은 0.35∼5.50㎎/㎏이었으며 미경작산지 토양의 평균 유효인산인 5.60㎎/㎏보다 낮은 상태이었다. 영실 소나무의 형태적 특성은 평균지하고율은 0.75로 중 남부고지형인 속리산 0.75, 치악산 0.77과 유사하였다. 통 직성은 375개체 중 270개체(75%)가 통직한 금강형으로 나 타났다. 평균수관지수는 1.41로 중남부평지형인 가야산의 1.48과 유사했다. 또한 남제주군 개체의 평균지하고율 0.70 과 유사했으나 평균수관지수 1.17보다 컸다. 영실 소나무는 형태적 특성으로 줄기는 금강형, 수관지수는 중남부평지형, 지하고율은 중남부고지형의 독특한 형태이었다. 22년간 식생구조 변화를 분석한 결과 각 군집별 상대우 점치의 분석을 통해 1990년과 비교하여 2012년 교목층의 소나무 상대우점치는 별차이가 없었고, 아교목층에서 소나 무와 서어나무류의 세력은 약간 증가했다. 따라서 영실 소 나무림의 천이진행은 판단 할 수 없었다. 주요수종 규격변 화는 1990년도에 비해 평균수고 2∼5m, 평균흉고직경 15 ∼20㎝ 성장하였다. 천이예측 검증에서 22년 전 연구에서 한라산 어리목, 영실, 돈내코지역의 식생은 소나무는 도태 되고 서어나무가 출현하고 있어, 소나무→서어나무로의 천 이경향을 예측하였으나 상대우점치 변화 분석 결과 22년간 상대우점치 변화가 거의 없었다. 따라서 영실 소나무-서어 나무류군집의 천이 진행은 판단 할 수 없었고 수목의 규격은 향상되었다. 한라산국립공원 영실지역은 소나무, 서어나무류가 우점 하면서 지속적으로 소나무림으로 유지될 것이다. 따라서 영 실지역 소나무림은 산림청에서 지정한 아름다운 숲이고 소 나무는 줄기가 통직하고 우량한 개체들로서 육종, 생태, 경 관상 중요한 자원으로 소나무림의 보호 관리가 필요하였다.