본 연구는 지리산국립공원 세석평전 일대 설치류에 의한 수목피해실태를 조사하고, 피해목 주변에서 확인된 설치류 배설물 분석을 통하여 가해 의심종을 확인하고자 하였다. 피해목 조사는 대상지 내 탐방로를 중심으로 접근과 육안관찰이 가능한 지역에 한해 수종에 관계없이 실시하였으며, 가해 의심종 확인을 위해 피해목 주변 설치류 배설물에 대한 미토콘드리아 DNA Cyt-b의 염기서열 분석을 수행하였다. 설치류에 의한 피해목은 총 52개체로 모두 구상나무로 확인되었으며, 구상나무가 높은 밀도로 군락을 형성하고 있는 곳에서 집중되어 있었다. 수고 1.5m 이상 구상나무가 40개체가 조사되었으며, 이중 39개체는 피해 입은 가지부만 고사한 것으로 나타나 수목 전체에 영향을 미치지 않았다. 수고 1.5m 미만 구상나무는 12개체가 조사되었으며, 이중 7개체는 완전히 고사한 것으로 나타나, 상대적으로 어린 구상나무가 피해를 입을 경우 고사 가능성이 높은 것으로 나타났다. 배설물의 유전자 염기서열 분석결과 구상나무를 가해한 종은 대륙밭쥐로 확인되었다.

분비나무 등 국내 아고산대 서식지에 대한 경관생태학적 분석 사례는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 설악산국립공원 아고산대에 자생하고 있는 분비나무개체군을 대상으로 식피율 차이에 따른 15가지 경관지수 분석을 통해 서식지 특성을 정량적으로 해석·평가하고자 하였다. 설악산국립공원 내 자생하고 있는 모든 분비나무 서식지를 대상지로 설정하였다. 설악산 국립공원 내 분비나무군락의 식피율 증･감에 따른 경관생태학적 경향성을 확인하기 어려웠다. 다만, 식피율 50% 미만의 분비나무 서식지가 전체의 85% 이상을 차지하고 있을 만큼 설악산국립공원의 분비나무 서식지는 전반적으로 낮은 피도와 개체밀도로 서식하고 있는 것으로 나타났다. 또한 식피율 10~50% 구간의 분비나무 서식지는 총 286개의 패치로 파편화되어 있어 서식지 연결성이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 물리적 형태에 따른 주연부 효과를 판단할 수 있는 총 가장자리 길이와 가장자리 밀도는 식피율 26~50% 서식지에서 가장 높게 나타나, 다른 식피율의 서식지에 비해 외부로부터 받는 영향이 상대적으로 많은 것으로 나타났다. 동일한 크기의 패치일지라도 식피율 10~50%의 분비나무 서식지가 더욱 복잡한 형태를 나타내고 있으며, 이러한 특성이 서식지 파편화 및 외적 교란에 더욱 취약하게 만들 것으로 판단된다. 향후 본 연구결과 를 활용하여 설악산국립공원 분비나무 서식지의 확대 혹은 축소에 대한 시계열 분석이 가능하며, 각 서식지를 구성하는 패치의 형태변화와 연결성, 파편화 등에 관한 후속연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

지리산국립공원 내 자생하는 아고산대 침엽수(구상나무 등)의 주요 분포지를 대상으로 약 10년 전･후의 고해상도 항공영상을 활용해 고사목 증가량, 확산패턴 등을 분석하고자 하였다. 나아가 침엽수 고사목이 위치한 지점의 해발고도, 지형정보, 일사량, 수분환경 등을 분석하여 고사에 영향을 미칠 것으로 판단되는 입지요인을 파악하였다. 지리산국립공원 반야봉, 영신봉, 천왕봉 지역 모두 최근 10여 년간 아고산대 침엽수 고사목 개체수가 2~5배 증가한 것으로 나타났다. 반야봉은 약 2배, 영신봉은 약 3.9배, 천왕봉은 약 5.2배 증가한 것으로 나타나 천왕봉 지역의 증가세가 비교적 빠른 것으로 확인되었다. 높은 경사도로 토양수분함량이 낮고, 남향에 위치하여 높은 일사량으로 증발산량이 많은 건조 환경, 이에 더해 태양광에 의한 강한 일사량 및 강우의 체류시간이 짧아 토양이 건조할 것으로 추정되는 입지환경에 고사목이 주로 분포하는 것으로 판단된다. 즉, 건조한 입지환경에서 아고산대 침엽수 고사가 집중되고 있는 것으로 판단되며, 10여 년 전과 비교해도 동일한 경향이 이어지고 있는 것으로 판단된다.

설악산 분비나무 개체군의 쇠퇴징후에 대한 요인과 군락의 변화 양상을 파악하기 위하여 귀때기청봉, 관모능선, 설악폭포 지역에 고정조사구를 설치하였으며, 군락구조, 개체군동태, 비대생장 및 활력도 등을 2009년부터 모니터링 하였다. 설악폭포지를 제외한 3개 조사지는 아교목층이 수관층을 형성하는 3층구조를 보였다. 목본수종의 중요치에서는 분비나무, 눈측백, 신갈나무, 사스래나무, 당단풍나무 등이 주요 종으로 분포하였으며, 설악폭포지에 분포하는 분비나무의 중요치는 2009년 45.3%에서 2018년 36.8%로 가장 크게 감소하였다. 생육목의 개체수(DBH≥5cm)는 귀때기청봉2와 관모능선에서 각각 1,800개체/ha와 1,700개체/ha로 가장 많았으며, 지난 10년 동안 고사율은 귀때기청봉1과 설악폭포지에서 각각 38.3%와 35.3%로 매우 높게 나타났다. 분비나무 개체군의 흉고직경급 분포에서는 귀때기청봉1 지역에서 가장 안정적인 역 J자형의 분포를 보였다. 분비나무의 연평균 비대생장은 0.96∼1.73mm/year 였으며, 활력도가 감소 추세를 보인 귀때기청봉2, 관모능 선, 설악폭포 지역에서 비대생장은 대체로 생장이 저하되는 추세를 나타내었다. 향후 모니터링 과정이 지속적으로 이루어진다면, 아고산 식생의 보전과 관리를 위한 기초자료 확보가 가능할 것으로 생각된다.

최근 기후변화 등의 원인으로 전나무속 식물인 분비나무와 구상나무의 쇠퇴 및 고사현상이 가속화되고 있다. 분비 나무의 경우 설악산, 오대산, 태백산, 소백산을 중심으로 백두대간 능선을 따라 군락규모의 자생지가 분포하고 있으며, 우리나라 최대 자생지인 설악산 귀때기청봉, 관모능선을 중심으로 쇠퇴 및 고사현상이 두드러지게 나타나고 있다. 구상나무의 경우 덕유산, 지리산을 중심으로 주요 능선을 따라 군락규모의 자생지가 분포하고 있으며, 덕유산 향적봉, 지리산 반야봉, 천왕봉을 중심으로 쇠퇴 및 고사현상이 두드러지게 나타나고 있다. 이처럼 우리나라 주요 지역에 분포하는 군락규모 자생지에 대한 공간정보 및 생육실태조사는 꾸준히 진행되고 있으며, 앞으로도 지속될 것으로 예상된다. 그러나 군락을 이루지 못하는 소군상 혹은 산생 분포 하는 분비나무, 구상나무 자생지에 대한 서식지 정보는 한정적이다. 전나무속 식물(분비나무, 구상나무)의 대표적인 소군상 분포지로 알려진 치악산과 속리산, 가야산도 구체적인 식물분포 정보와 생육상태에 대한 조사정보는 부족한 실정이다. 이들 지역은 비록 작은 규모의 개체군이 분포하고 있지만, 쇠퇴해 가는 국내 전나무속 식물의 현지 내 보전을 위해 반드시 보호･보전해야 할 자생지이다. 이에 본 연구에서는 치악산국립공원 내 분비나무와 속리산 및 가야산국립공원 내 구상나무의 소군상 분포지를 파악하고, 자생지 내 각 개체의 위치정보와 수고, 흉고직경, 생육상태 등을 조사하고자 하였다. 치악산국립공원 내 분비나무는 남대봉과 비로봉 일원에서 주로 자생하는 것으로 확인되었다. 남대봉에서 100개체가 확인되었으며, 수고 10m 이상의 분비나무 성목이 22개 체 확인되었다. 최대수고 15m에 달하는 수목도 4개체 확인 되었다. 또한 수고 2m 미만의 어린 분비나무도 15개체 확인 되었다. 비로봉에서는 76개체가 확인되었으며, 수고 10m 이상의 성목은 없었으며, 2m 미만의 어린나무가 17개체 확인되었다. 속리산국립공원 내 구상나무는 신선대에서 입석대 구간에서 주로 자생하는 것으로 확인되었다. 총 75개체가 확인되었으며, 수고 10m 이상의 성목은 12개체 확인되었으며, 수고 2m 미만의 어린 구상나무는 43개체 확인되었다. 가야산국립공원 내 구상나무는 상왕봉에서 칠불봉 구간 에서 주로 자생하는 것으로 확인되었다. 총 66개체가 확인 되었으며, 모두 10m 이하의 수고를 나타냈으며, 수고 2m 이하의 어린 구상나무도 4개체 확인되었다. 모든 지역에서 성목과 어린나무가 고르게 생육하고 있는 것으로 확인되었으며, 대규모로 군락을 이루는 타 지역에 비해 비교적 낮은 수고를 나타내는 것으로 판단된다. 이를 통해 군락규모 자생지에 비해 소군상 자생지의 수목이 상대적으로 낮은 수령을 나타내는 것임을 알 수 있다. 다만, 분비나무와 구상나무 가 대부분 고지대의 바람이 많이 불고 척박한 지형에서 생육한다는 점을 고려하면 단순히 수고를 통해 수령을 비교･ 추정하는 것은 큰 오류를 범할 수 있다. 따라서 지역별, 개체군 크기, 자생지 규모 등에 대한 객관적 비교를 위해서는 나이테 분석을 통한 정확한 수령파악이 선행되어야 할 것이다. 나아가 우리나라 분비나무와 구상나무의 보전 방안 수립을 위한 기초자료로 활용될 수 있도록, 소군상 자생지에 대한 생육실태 및 천이과정을 지속적으로 조사･모니터링하는 것이 필요하다.

최근 국립공원을 중심으로 분포하는 아고산 지역 상록침 엽수에 대한 쇠퇴 및 고사현상이 확인되고 있다. 일부 지역에서는 탐방로에서도 고사목을 쉽게 관찰 할 수 있을 정도로 심각한 수준이며, 이러한 상황이 언론보도를 통해 알려지면서 국민적 관심을 받고 있다. 쇠퇴 및 고사현상이 두드러지게 나타나는 수종은 전나무속 식물인 구상나무와 분비 나무로 알려져 있으며, 특히 구상나무는 우리나라에서만 자생하는 고유종이라는 점에서 보전가치가 높다. 이러한 이유로 다양한 연구기관 및 학계에서 구상나무를 둘러싼 생육･ 고사 실태조사 및 고사원인 구명에 많은 힘을 쏟고 있는 상황이다. 최근 국립공원관리공단의 연구결과에 따르면, 기후변화에 따른 겨울철 기온상승과 봄철 가뭄이 구상나무 생육에 부정적 영향을 미쳐왔다는 사실을 확인할 수 있다. 또한, 대부분의 고사목의 수령이 100년 미만의 유사한 수령을 나타낸 것으로 보아 생태적 수명에 따른 자연사 가능성을 뒷받침하고 있다. 생태적 수명에 따른 고사 가능성은 그 동안 몇몇 연구를 통해서도 제시되었던 부분이기도 하다. 그러나 최근 지리산국립공원에서 구상나무의 고사 및 쇠퇴를 야기할 수 있는 새로운 원인이 확인되었다. 2018년 4월 세석평전 일대에서 설치류에 의한 구상나무 고사 및 피해 현상이 최초로 확인되었다. 세석대피소 앞에 식재된 구상나무에서 소형 동물의 이빨에 의해 수피가 갉아 먹힌 흔적이 확인되었으며, 주변에 설치류로 추정되는 배설물이 모여 있었다. 이러한 피해 사례는 국내 아고산대 상록침엽수 군락 내에서 최초 발견된 사례로 최근 이슈가 되고 있는 구상나무군락의 보전 및 관리를 위해 시급히 전후관계를 파악할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 지리산국립공원 세석평전 일대 설치류에 의해 피해 입은 수목의 위치, 수고, 생육상태 등을 조사하였으며, 주변에서 확인된 배설물 유전자 분석을 통해 가해의심종을 확인하고자 하였다. 이외에 지리산국립공원뿐만 아니라 주요 아고산대 상록침엽수군락이 분포하는 설악산, 오대산, 태백산, 소백산, 덕유산국립 공원을 대상으로 유사 피해사례를 조사하였다. 설치류에 의한 구상나무 피해는 지리산국립공원 영신봉에서 촛대봉까지 분포하는 구상나무군락 내에서만 확인되었으며, 52개체가 피해를 입은 것으로 조사되었다. 주로 구 상나무가 높은 밀도로 군락을 형성하고 있는 곳에서 집중 확인되었으며, 성목의 경우 지면으로부터 높이 1.5m 이내, 직경 2cm 이하의 가지에서 주로 확인되었다. 성목의 경우 피해 입은 가지부는 고사하고 있었지만, 그렇지 않은 가지는 양호한 생육상태를 나타냈다. 또한 수고 1.5m 이내의 어린 구상나무에서도 다수 피해가 관찰되었으며, 피해 입은 어린 구상나무는 100% 고사한 것으로 나타났다. 일부 잣나무에서도 가해흔적을 찾을 수 있었지만 대다수가 구상나무를 가해한 것으로 확인되었다. 그밖에 타 지역에서는 피해를 확인할 수 없었다. 피해목 주변에서 확인된 배설물 유전자 분석 결과 대륙밭쥐(Myodes rufocanus)로 확인되었다. 가해현상이 봄철에만 집중관찰된 것으로 보아 먹이원이 부족한 특정시기 생존을 위해 구상나무 수피의 영양분을 섭취한 것으로 추정된다. 이에 대한 명확한 원인을 파악하기 위해 의심종인 대륙밭쥐에 대한 생태적 특성을 파악하고, 피해지역 장기 모니터링을 통해 시기적 반복성과 입지특성을 조사할 계획이다.

산업혁명 이후 화석연료의 사용 증가는 전 지구의 온도를 상승시켰다. 지난 100년간 전 세계에서 측정된 자료에 따르면 전 지구의 평균온도는 0.89℃ 상승하였으며, 같은 기간 우리나 전체 평균온도는 약 1.70℃가 상승하였다. 전 세계의 상승 온도보다 2배정도 빠른 것으로 관측되는 국내의 빠른 온난화는 국내 아고산대에서 자생하는 주요 침엽수의 생육을 위협하고 있다. 그 중 구상나무는 국제 자연보전연맹(IUCN)으로부터 2011년 멸종위기종(EN)으로 평가되었다. 분포면적이 10Km2이하로 줄어들 시 극심멸종위기종 (CR)으로 될 것으로 예상하고 있다. 이와 같이 기후변화로 인해 생육에 위협을 받는 수종들의 보전을 위해서는 기후요소와 수목생장과의 관계를 이해하는 것이 매우 중요하다. 수목의 생장은 연륜폭(ring width)으로 대표되고 있으며 이는 생육기간 중에 형성층에서 지속적으로 발생하는 분열, 확대, 비후 과정을 거치면서 결정된다. 형성층 활동 시기는 수종, 생육조건, 환경조건 등에 따라 다르므로 수목이 자라기에 척박한 환경인 아고산대 침엽수들의 형성층 활동기간에 대한 기초자료 확보는 기후와의 연관성을 연구하는데 중요하다. 수종별 형성층 활동 시기를 비교하고자 덕유산 국립공원 아고산대에서 구상나무(Abies koreana), 잣나무(Pinus Koraiensis), 가문비나무(Picea jezoensis), 주목(Taxus cuspidata)을 5본씩을 선발하여 2017년도에 형성층 활동을 조사하였다. 금년에는 흉고직경별 형성층 활동 시기를 비교하기 위하여 구상나무와 주목을 흉고직경별로 나누어 조사를 실시하였다. 구상나무의 경우 흉고직경을 30cm이상(AKL), 20~25cm(AKM), 10~15cm(AKS)로 구분하여 수목을 선정 하였으며, 각 흉고직경 등급에서 5본씩을 선발하였다. 주목의 경우는 흉고직경을 50cm이상(TCL)과 20~40cm(TCS)로 구분하여 수목을 선정하였으며, 각 흉고직경 등급에서 5본씩을 선발하였다. 형성층 시료 채취 시 상해조직(callus) 발생을 고려하여 2.5cm간격을 두고 시료를 채취하였다. 현미경 관찰을 위한 박편 제작을 위해 모든 시료를 PEG(Polyethylene glycol)2000으로 임베딩 하였으며, 활주식 마이크로톰(sliding microtome)을 이용하여 7-12㎛ 두께의 박편으로 제작하였다. 형성층 활동 개시는 형성층대(cambial zone)에서 새로운 목부세포(xylem cell)가 관찰되었을때로 정의하였다. 적 산온도는 Sarvas(1972)모델을 이용하여 계산하였다. 이는 율리우스일(Julian day)을 기준으로 일일 평균온도가 처음으로 +5℃이상이 5일 이상 지속된 날부터 일일 평균온도를 합한 값이다. 2017년 형성층 활동 개시를 유도한 평균 적산온도는 구상 나무 78.4(±14.3), 잣나무 105.8(±25.9), 주목과 가문비나무는 127.6(±34.7)이었다. 2018년의 경우, AKL은 99.3(±14.1), AKM은 87.6(±5.2), AKS는 71.3(±34.4)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었으며, TCL은 161.5(±29.0), TCS는 135.5(±35.6)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었다. 수종별로 비교했을 경우 2017년, 2018년 모두 구상나무가 주목보다 낮은 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었다. 연도별로 비교해 보면, 구상나무의 경우 2017년 78.4(±14.3), 2018년 86.1(±23.3)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었고, 주목의 경우 2017년 127.6(±34.7), 2018년 148.5(±33.5)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었다. 전체적으로 2017년 보다 2018년에 모든 수목이 상대적으로 높은 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었었다. 2018년에 실시한 흉고 직경별 형성층 활동 개시와 적산온도와의 관계를 보면, 흉고 직경이 클수록 높은 적산온도에서 형성층활동이 개시되는 것으로 확인되었다.

구상나무는 아고산대에 한정되어 생육하는 것으로 알려져 있는데 최근 국립공원 내에서 고사하는 개채가 많이 발견되고 개체 수 또한 줄어들고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 쇠퇴 현상을 보이고 있는 구상나무 군락의 토양 환경 특성 파악을 통하여 추후 국립공원 내 구상나무 군락의 보전방안 마련 및 관리를 위한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 국립공원 내 구상나무군락의 토양 환경 특성을 파악하기 위하여 소백산 비록봉(1지점), 덕유산 서봉(1지점), 향적봉(4지점) 그리고 지리산 노루목(1지점), 돼지평전(1지점), 반야봉(2지점), 벽소령(1지점), 세석평전(1지점), 영신봉(1지 점), 임걸령(1지점), 장터목(1지점), 제석봉(2지점)에 존재 하는 구상나무 군락을 조사 대상지로 선정하였다. 토양의 물리적 특성을 분석한 결과 평균 토심은 소백산에서 68cm, 덕유산에서 41cm 그리고 지리산에서 44cm로 나타났으며, 특히 지리산 돼지평전과 벽소령 지역 내 구상나무군락의 경우에는 10cm 이하로 매우 낮게 조사되어 매우 열악한 토양 환경을 보이고 있었다. 0~10cm 깊이에서 가비중 평균은 소백산에서 0.38g/㎤, 덕유산에서 0.48g/㎤, 지리산에서 0.62g/㎤로 분석되어 우리나라 산림토양(정진현 등, 2002) A층 평균 0.88g/㎤ 그리고 B층 평균 1.01g/㎤보다 낮은 수준을 보이고 있었으며, 토심이 깊어질수록 가비중은 증가하는 경향을 보이고 있었다. 토양 수분함량의 경우에는 0~10cm 깊이에서 평균 39.69%~47.57%로 나타났다. 토양의 화학적 특성을 분석한 결과 토양 산도(pH)는 소백산에서 평균 4.90, 덕유산에서 4.59 그리고 지리산에서 4.69로 우리나라 산림의 토양 산도(pH) A층 평균 5.48 그리고 B층 평균 5.52보다 매우 낮게 나타났다. 토양 내 유기물 함량은 소백산에서 평균 9.08%, 덕유산에서 12.92% 그리고 지리산에서 12.68%로 양호한 수준이었으며, 모든 조사 지점에서 우리나라 산림토양 내 A층 유기물 평균 4.49%, B층 평균 2.03% 보다도 높은 함량을 보이고 있었다. Miller and Donahue(1990)에 의하면 유기물은 토양 중 양이온 치환용량(C.E.C.)의 30~70%를 제 공하며 부식으로 인하여 양이온치환 입지가 제공되는 것으로 알려져 있는데, 본 연구대상지의 양이온 치환용량을 분석한 결과 유기물 함량이 상대적으로 높았던 덕유산과 지리산에서 각각 22.05cmolc･kg-1과 19.69cmolc･kg-1로 높게 나타났다. 그리고 유기물 함량이 상대적으로 낮았던 소백산에서 17.58cmolc･kg-1로 조사되었는데, 이는 우리나라 산림토양 내 A층 양이온 치환용량 평균 12.5cmolc･kg-1, B층 평균 10.7cmolc･kg-1 보다는 높은 수준을 보이고 있었다. 유기물과 밀접한 관계를 가지고 있는 전질소 함량의 경우에도 소백 산에서 평균 0.52%, 덕유산에서 0.58% 그리고 지리산에서 0.59%로 조사되어 우리나라 산림토양 내 A층 전질소 평균 0.19%, B층 평균 0.09% 보다도 높은 함량을 보이고 있었다. 치환성양이온 K+은 덕유산과 지리산 조사 지역에서 평균 0.20cmolc･kg-1로 조사되어 우리나라 산림토양 A층 평균 0.22cmolc･kg-1, B층 평균 0.21cmolc･kg-1과 유사한 수치를 보였으나, 소백산 구상나무림의 경우에는 0.10cmolc･kg-1으로 다소 낮은 수치를 보였다. 하지만 치환성 양이온 Na+, Ca2+, Mg2+의 경우에는 우리나라 산림토양과 비교하여 매우 낮은 수치를 보이고 있었으며, 김창환(2012)이 보고한 지리 산 국립공원 내 구상나무림의 토양 조사 결과와 비교하여도 다소 낮은 수준이었다. 따라서 본 조사 대상지인 지리산, 덕유산, 소백산 국립공원 내 구상나무 임분의 건전한 생육을 위해서는 토양 산도의 개선과 치환성 양이온 부족 문제에 대한 개선 대책이 필요할 것으로 판단된다.

분비나무는 깊은 산 중 한랭한 곳에서 잘 자라는 교목성 상록침엽수로 한반도 백두대간의 주 산계를 따라 지리산부터 북한의 차유산까지 분포하며, 우리나라에서는 설악산국립공원 고해발지역에 가장 넓은 면적으로 분포하고 있다. 20세기 후반부터 전 세계적으로 분비나무를 비롯한 전나무속 식물의 생장 둔화 및 수목고사에 따른 서식지 소멸 혹은 축소가 진행되고 있으며, 특히 아고산생태계에 분포하는 식물은 기후변화에 따른 수분 공급량 부족 등 생리적 스트레스 가중으로 멸종 위험성이 점차 높아질 것으로 예상된다. 그러나 서식지 차원에서 이를 정량적으로 해석하고 이해하기 위한 객관적·구체적 자료는 한정적이다. 기존 식생도에서 일부 설악산국립공원 내 분포하고 있는 분비나무 대한 공간정보를 제공하고 있지만, 서식밀도가 낮아 상관을 이루지 못하는 임상에 대한 자료는 여전히 부족한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 설악산국립공원 내 분비나무 서식지 공간분포도를 작성한 후 경관지수 분석을 통한 서식밀도별 서식지의 형태와 구조적 특성을 정량적으로 해석·평가하고자 하였다. 분포도의 작성은 국토지리정보원에서 제공하는 항공영상을 활용하여 생육밀도 10% 이상 서식지에 대해 ArcGIS 10.2 프로그램을 통해 공간적 분포현황을 데이터베이스화 하였으며, 경관지수의 분석은 ArcGIS Patch Analyst 5.0 프로그램을 사용하였다. 경관지수는 최근 경관 규모의 서식지 형태 및 구조를 정량적으로 평가하기 위한 효과적인 지표로 활용되고 있다. 생육밀도 10% 이상의 서식지 총 면적은 3,930ha이며, 789개의 패치로 확인되었다. 10% 이상 25% 미만의 서식지는 1,035ha의 면적과 160개의 패치, 25% 이상 50% 미만은 1,517ha의 면적과 244개의 패치, 50% 이상 75% 미만은 975ha의 면적과 227개의 패치, 75% 이상은 402ha의 면적과 158개의 패치로 나타났다. 전체적으로 10% 이상 50% 미만의 생육밀도를 나타내는 서식지가 전체 면적의 64.94%를 차지하는 것으로 나타났으며, ‘패치 면적 변동계수(PSCoV)’ 역시 비교적 높아 각 패치별 크기의 편차가 비교적 높은 것으로 나타났다. 또한 생육밀도가 높아질수록 ‘평균 패치 면적(MPS)’은 6.47ha, 6.22ha, 4.30ha, 2.55ha 순으로 감소하였으며, ‘패치 면적의 표준편차(PSSD)’ 역시 11.5, 12.05, 6.28, 2.96 순으로 감소하였다. 패치의 주연부 노출정도를 판단할 수 있는 지표인 ‘평균 가장자리 길이(MPE)’는 생육밀도가 높아질수록 1,658.8m, 1,629.0m, 1,290.4mm 971.7m 순으로 감소한 반면 ‘가장자리 밀도(ED)’는 256.4, 262.0, 300.3, 381.0 순으로 증가하여, 생육밀도가 높아질수록 평균적인 가장자리 길이는 짧지만 단위면적당 길이는 길어지는 것으로 나타났다. 또한 패치 형태의 복잡성을 판단할 수 있는 지표인 ‘평균 형태 지수(MSI)’를 분석한 결과 생육밀도가 높아질수록 2.0, 1.98, 1.89, 1.84 순으로 감소하여 패치의 형태가 원형에 가까워지는 것으로 나타났다. 요컨대 설악산국립공원의 분비나무 서식지는 25% 이상 50% 미만의 생육밀도를 가지는 패치의 개수와 면적에서 가장 높은 비율을 차지하였으며, 생육밀도가 높아질수록 패치의 평균면적과 표준편차는 감소하였다. 또한 생육밀도가 높아질수록 패치의 평균 가장자리 길이는 짧아졌으며 패치의 형태 역시 원형에 가까워지는 것으로 나타났다.

신갈나무는 우리나라의 산림을 이루는 가장 대표적인 활엽수로서 개엽시기, 낙엽시기의 시간변화는 잎을 먹이로 하는 나비목 곤충의 산란시기와 더불어 개체수의 변화를 야기할 수 있으며, 나비목 유충을 먹이로 하는 조류뿐만 아니라, 열매를 먹이로 하는 다람쥐, 청서, 너구리, 멧돼지, 반달가슴곰 등의 척추동물까지 다양한 생물들에게 직간접적인 영향을 미칠 수 있다. 노랑붓꽃은 멸종위기 야생식물 Ⅱ급에 해당하는 식물로서 전세계적으로 우리나라에만 분포하는 특산종이며 주로 전북 변산반도 일대와 전남 내장산 일대에 국한하여 자생하는 것으로 알려져있어 생물다양성에 있어서뿐만 아니라 지리분포학적인 측면에서 매우 중요한 종이다. 본 연구는 기후변화에 따른 국립공원의 자연생태계의 변화를 파악하기 위한 목적으로 수행된 생물계절 모니터링의 일환으로써 신갈나무의 개엽시기, 노랑붓꽃의 개화시기 관찰을 통하여 식물계절 변화와 기온 변화와의 관계를 분석하고자 하였다. 신갈나무 개엽은 개체단위 및 경관단위로 관찰하였으며, 개체단위는 월출산, 지리산, 설악산에서 Time Lapse Camera로 촬영된 동영상을 바탕으로 분석하였으며, 경관단위는 지리산의 종석대-수도암 구간의 천은사골 유역, 설악산의 미시령계곡-울산바위 구간의 우측에 자리한 용소골유역을 대상으로 촬영된 DSLR 정지화상을 바탕으로 분석하였다. 월출산국립공원의 구름다리에서 2011년부터 2016년까지 신갈나무의 봄철 개엽시기를 비교 분석한 결과, 최초 2011년 5월 4일에 비해 2016년에는 4월 23일 개엽이 확인되어, 5년 동안 10일이 빨라진 것으로 나타났다. 월출산 국립공원과 인접한 강진군의 기상청 자료를 분석한 결과 2011년 연평균기온이 13.1℃에서 2016년에는 14.4℃로 나타나 5년간 1.3℃ 상승한 것을 확인하였으며, 특히, 식물생장이 활발해지는 4월 평균기온은 11.1℃에서 14.2℃로 3.1℃가 상승한 것으로 나타났다. 또한 지리산 성삼재 지역 의 신갈나무 개엽은 2013년에 5월 11일이었으나 2016년에는 4월 30로 확인되어 10일이 앞당겨졌으며, 시암재 인근의 신갈나무 개엽은 2013년에 5월 7일이었으나, 2016년에는 4월 22일로 14일 더 빨라진 것으로 확인되었다. 아울러, 본 지역과 인접한 남원지역의 2013년 연평균기온은 12.6 ℃에서 2016년에는 13.5℃로 나타나 3년간 0.9℃ 상승한 것을 확인하였으며, 4월 평균기온은 9.6℃에서 14.3℃로 4.7℃가 상승한 것으로 확인되었다. 한편, 개체단위 관찰 지역의 해발고도를 경관단위 관찰지역과 연계하여 정지화상을 분석한 결과 동일 유역권의 신록의 진행이 유사하게 진행되는 것을 확인하였으며, 지리산천은사골 유역에서는 해발고도 600 m에서 1000 m까지 2015년에는 12일, 2016년에는 10일이 소요되는 것으로 나타났으며, 설악산 용소골 유역에서는 해발고도 400 m에서 1000 m까지 2015년에는 14일이 소요된 반면, 2016년에는 21일이 소요된 것으로 확인되었다. 노랑붓꽃은 1개체에 2개의 꽃이 순차적으로 피는 특징을 이용하여 1차 개화시기와 2차 개화시기를 구분하여 분석한 결과, 2013년에서부터 2016년까지 1차 개화시기는 3년간 2일이 빨라진 반면, 2차 개화시기는 5일이 빨라진 것으로 확인되었다. 본 지역과 인접한 정읍의 2013년 연평균기온은 10.7 ℃에서 2016년에는 14.2℃로 나타나 3년간 0.7℃ 상승하였으며, 4월 평균기온은 10.7℃에서 14.2℃로 3.5℃가 상승한 것으로 확인되었다. 상기 결과에 따르면, 신갈나무 개엽시기와 노랑붓꽃의 개화시기는 온도가 상승함에 따라 모두 앞당겨졌으나, 노랑붓꽃에 비해 신갈나무가 민감하게 반응하는 것으로 확인되었다. 본 연구는 1) 육안관찰 모니터링으로 직접 수행하는 기존 방법에서 타임랩스 카메라를 이용하여 장기적으로 객관적인 영상자료를 얻어 분석할 수 있는 생물계절 관찰 방법이며, 2) 국립공원이라고 하는 국토의 핵심 보호지역에서 수행하고 있는 점, 3) 농업분야를 제외하면 2∼3년간의 단기 결과를 분석한 자료가 대부분인 기후변화의 자연생태계 영향을 과학적이고 객관적인 모니터링을 장기 수행하여 얻어지고 있는 데이터라는 점에서 의의가 크다고 할 수 있다. 향후 기후변화에 따른 자연생태계 영향을 파악하기 위해 본 연구에서 다루어진 대상종을 비롯한 다양한 식물들의 개엽, 개화, 단풍, 낙엽시기의 변화와 더불어, 곤충, 양서류, 조류, 포유류와 같은 동물들의 출현시기 변화를 시계열적으로 분석함으로써 생태계 구성원간의 엇박자를 파악할 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

구상나무는 러시아 극동의 해안에서 한반도의 고산을 따 라 제주도까지 분포하고 있으나 대부분 숲을 형성하지 못하 고 있을 뿐만 아니라 소수의 개체만이 드물게 발견되고 있 어서 IUCN은 절멸위기종으로 지정하고 있다. 그럼에도 불 구하고 한라산 천연보호구역에는 광대한 면적에 순림을 형 성하고 있는데 이는 세계 최대 규모의 구상나무림이다. 국내에서 구상나무림의 분포는 한라산뿐 아니라 덕유산, 지리산, 가야산 등이 있으며, 최대 분포지역은 한라산으로 2003년을 기준으로 약 617.1 ha로 보고된 바 있다. 최근 각 지역 구상나무림의 쇠퇴가 확인되고 있으며, 이 에 대해서는 바람의 영향, 기후변화의 영향, 타수종간의 생 육에서의 도태 등 다양한 분야에서 구상나무림의 쇠퇴를 규명하고자 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 쇠퇴해가고 있는 한라산의 구상나무림의 군집 구조를 분석하고, 나아가 구상나무림의 지속여부를 판단하 고자 한다. 본 연구에서 사용될 식생조사방법으로는 방형구법으로서 현장조사를 기반으로 20×20m의 방형구를 설치하여 Braun- Blanquet의 우점도와 위스콘신학파의 상대우점도 ․ 평균상대 우점도 ․ 우점도 등을 이용하여 식생구조를 분석하였다. 식생조사구의 선정은 대상지 내 구상나무림의 특성을 반 영 할 수 있는 지역을 대상으로 총 25개의 조사구를 선정하 고, 선정된 조사구를 대상으로 방형구법(400㎡)을 이용하 여 군락별로 표본 조사 실시하였다. 측정항목은 교목층, 아 교목층은 수고(m), 흉고직경(㎝), 수관폭(m)을 측정하고, 관목층은 수고(m), 수관폭(m)을 측정하였으며, 초본층의 경우 초장(m), 피도(%)를 측정하였다. 또한 구상나무의 고 사목 현황을 분석하기 위해 개체수조사와 수고조사, 흉고직 경조사를 진행하였다. 층위의 구분은 관목층 0-2m미만, 아 교목층 2-6m미만, 교목층 6m이상으로 수고를 이용하여 구 분하였다. 연구결과 조사구내 출현한 목본 총 종수는 34종으로 나 타났고, 총 개체수는 30,381목으로 나타났으며 구상나무는 2,225그루가 나타났다. 이 중 고사목은 720개체로 약 32.35% 로 나타났으며 평균수고는 5.44m, 평균흉고직경은 20.84㎝ 로 주로 교목상의 개체들이 주를 이루었다. 각 층위별 상대 우점치는 다음과 같다. 교목층의 상대우점치(IP)는 구상나무가 75.21%로 가장 높았고, 다음으로 마가목 11.1%, 산개벚지나무 6.81%, 물 참나무 4.4% 등의 순으로 나타났다. 아교목층의 상대우점치는 구상나무가 33.33%, 다음으로 마가목 22.01%, 산개벚지나무 19.69%, 주목 17.69%, 물참 나무 2.35% 등의 순으로 나타났다. 관목층의 상대우점치는 주목이 70.52%로 가장높게 나타 났고, 다음으로 산개벚지나무 5.12%, 화살나무 4.29%, 마 가목 3.86% 등의 순으로 나타났으며, 구상나무는 2.83%에 불과 하였다. 평균상대우점치는 구상나무가 49.19%로 가장 높았고, 다음으로 주목이 17.93%, 마가목 13.53%, 산개벚지나무 10.82% 등의 순으로 나타났다. 구상나무림의 경급분포를 분석한 결과 관목층이 매우 취 약한 종형의 형태를 내타내고 있어 지속적으로 숲을 유지하 는 것이 힘들 것으로 보이며 치수관리와 관목층의 유지관리 대책이 필요할 것으로 보인다.

청산도의 구들장논은 과거 산비탈 같은 척박한 땅을 활용한 경작행위를 위해 만들어진 논으로서, 일반 경작지와는 달리 독 특한 구조적 특징을 나타낸다. 구들장논은 일반적으로 계단식 논의 형태를 나타내며, 산악지역이나 경사지 등 한계지역에 위 치한 일반 다랑이논과 흡사한 특성을 나타낸다. 또한, 주로 흙을 사용하며 별다른 지하구조를 나타내지 않는 일반 다랑이논과는 달리, 구들장논의 경우 돌기둥과 온돌(구들)을 활용한 지하 통 수로 구조를 가지고 있다. 이러한 구조적 차이는 습도 및 온도 등 식물의 생육환경에도 영향을 미칠 것으로 보이며, 나아가 출현 식물종의 구성 및 특성, 생물다양성에도 차이를 나타낼 것으로 판단된다. 본 연구는 구들장논으로 인한 생물다양성 증진 및 유지에 관한 특성을 확인하기 위해 진행되었다. 이를 위해 청산도 내 연속적으로 관개가 이루어지고 있는 구들장논을 중심으로 관속 식물상 조사를 실시하였으며, 구들장논 이외의 다른 토지이용 유형과 관속식물상 및 생황형 특성을 비교하였다. 조사대상지는 구들장논이 주요하게 분포하고 있는 부흥 리, 양중리, 상동리, 청계리 4지역으로 구분하였으며, 청계 리를 제외한 3지역 모두 연속적으로 관개가 이루어지는 구 들장논을 대상으로 하였다. 또한, 각 지역별 토지이용 유형 에 따라 산림 주연부, 일반 경작지, 연속관개 구들장, 마을로 공간을 구분하여 조사를 진행하였다. 총 4개 지역과 4개 유형으로 구분된 총 16개 조사구가 설정되었으며, 2014년 6월 9일부터 13일까지 5일간 조사를 진행하였다. 조사경로를 중심으로 조사자가 접근 가능한 범위 내에 서 관속식물상을 조사하였으며, 토지이용 유형에 따라 산 림 주연부, 일반 경작지, 연속관개 구들장논, 마을로 구분 하여 조사를 진행하였다. 식물에 대한 배열순서와 학명의 기재는 국립수목원과 한국식물분류학회(2007)의 국가표준 식물목록과 Engler 분류체계(Melchior, 1964)에 따라 정리 하였다. 귀화식물은 이유미 등(2011)의 321분류군, 귀화율 (NR: Naturalization Rate)은 본 조사지역에서 출현한 총 식물 종수에 대한 귀화식물 총 종수의 비율(沼田眞, 1975) 로 산정하였다. 생활형은 Raunkiaer(1934)의 생활형을 구 체화시켜 표현한 Numata and Asano(1969)의 기준으로 집 계하였다. 조사 결과, 4지역 모두 산림 주연부에서 가장 많은 관속 식물이 조사되었다. 또한, 4지역 모두 연속관개 구들장논이 일반 경작지 및 마을보다 많은 수의 출현식물이 조사되어, 청산도의 연속관개 구들장논이 주는 생물다양성 증진효과 를 확인 할 수 있었다. 산림 주연부 > 연속관개 구들장논 > 일반 경작지 > 마을 순으로 많은 출현식물이 나타남을 확인할 수 있었다. 또한, 모든 연속관개 구들장논에서 관목 성 식물과 초본류가 일반 경작지 및 마을과 비교해 더욱 다양하게 출현하였으며, 일반 경작지 및 마을에 비해 더욱 다양한 덩굴성 식물이 돌벽 혹은 돌담을 기반으로 생육하고 있는 것으로 나타났다. 구들장논 주변에 존재하는 돌벽 혹 은 돌담이 생물다양성 증진에 큰 역할을 하고 있는 것으로 판단된다. 과별 비율을 살펴보면, 국화과와 장미과, 벼과, 마디풀과, 포도과, 대극과, 마과가 전체적으로 주요하게 출현하였으 며, 산림 주연부에서는 장미과, 일반 경작지에서는 국화과, 연속관개 구들장논에서는 국화과와 벼과, 마을에서는 국화 과가 높은 비율로 나타났다. 또한, 연속관개 구들장논이 일 반 경작지 및 마을보다 많은 과 단위가 조사되었으며, 속 단위에서도 동일한 경향을 나타내어 청산도의 연속관개 구 들장논이 주는 생물다양성 증진효과를 확인 할 수 있었다. 멸종위기식물은 모든 조사구에서 출현하지 않았으며, 특 산식물은 오동나무와 은사시나무가 출현하였으나 식재된 것으로 큰 의미를 부여하기는 어려웠다. 귀화식물은 모든 조사구에서 총 21분류군이 출현하였으며, 환경부 지정 생태 계교란식물로는 도깨비가지가 나타났다. 또한, 산림 주연부 를 제외한 나머지 조사구에서 흡사한 귀화율을 나타냈다. 산림 주연부가 평균 2.5%로 낮은 귀화율을 나타냈으며, 이외 유형은 일반 경작지 평균 15.7%, 연속관개 구들장논 평 균 16.4%, 마을 평균 16.6%로 산림 주연부에 비해 비교적높은 귀화율을 나타냈다. 전반적으로 개망초, 큰방가지똥, 흰명아주, 털별꽃아재비 등의 귀화식물이 전 지역에 걸쳐 출현하였으며, 환경부 지정 생태계교란식물인 도깨비가지 가 출현하기도 하였다. 생활형 분석에서 휴면형은 산림 주연부에서는 미소지상 식물과 대형지상식물, 그리고 지중식물이 다른 토지이용 유 형보다 높은 비율로 나타났으며, 월동하는 월년초와 월동하 지 않는 하형1년초가 현저히 낮은 비율을 나타냈다. 연속관 개 구들장논이 일반 경작지에 비해 상대적으로 미소지상식 물과 소형지상식물의 비율이 낮게 나타난 반면, 지중식물의 비율을 상대적으로 높게 나타나 일반 경작지와의 차별성을 확인할 수 있었다. 지하기관형은 전체적으로 지하나 지상에 연결체를 전혀 만들지 않는 단입식물과 근경이 짧게 분지하 고 가장 좁은 범위의 연결체를 갖는 식물이 높은 비율로 나타났다. 또한, 연속관개 구들장논이 일반 경작지에 비해 R2, 3(근경이 옆으로 벋고 약간 넓은 범위이거나 근경이 짧게 분지하고 가장 좁은 범위를 모두 포함한 연결체를 갖 는 식물)와 R5(지하나 지상에 연결체를 전혀 만들지 않는 단입식물)가 상대적으로 낮은 비율로 나타난 반면, R3(근경 이 짧게 분지하고 가장 좁은 범위의 연결체를 갖는 식물)와 R4(땅위로 벋는 줄기 또는 기면서 여기저기 뿌리를 내려 연결체를 만드는 식물)가 상대적으로 높게 나타나 일반 경 작지와의 차별성을 확인할 수 있었다. 산포기관형은 전체적 으로 중력산포형과 동물산포형, 그리고 풍수산포형이 높은 비율로 나타났다. 연속관개 구들장과 일반 경작지에서 중력 산포형이 비교적 높게 나타나며, 두 유형의 큰 차이는 확인 할 수 없었다. 마을은 풍수산포형이 비교적 다른 유형보다 높은 비율을 나타냈다. 생육형은 전체적으로 직립형와 넝쿨 형이 높은 비율을 나타냈다. 연속관개 구들장과 일반 경작 지는 흡사한 생육형 분포 비율을 나타냈으며, 큰 차이점은 확인할 수 없었다. 산림 주연부에서 직립형이 다른 토지이 용 유형에 비해 상대적으로 높은 비율을 나타냈다. 전반적인 결과를 살펴보면, 연속관개 구들장논 유형과 기타 토지이용 유형 사이의 차이점을 확인할 수 있었다. 특히, 연속관 개 구들장논과 일반 경작지의 경우 흡사한 토지피복 형태임에도 불구하고 출현식물과 그 특성에 차이가 있는 것을 확인하였다. 연속관개 구들장논의 통수로 구조와 같은 독특한 물리적 구조가 식물이 생육하기 적합한 수분조건과 온도를 유지하는데 도움이 되었으며, 이로 인해 다른 토지이용 유형에 비해 상대적으로 생 물다양성 증진에 효과가 있었던 것으로 판단된다. 특히, 구들장 논 주변에 돌벽 혹은 돌담을 기반으로 생육하고 있는 돌 틈 식생이 일반 경작지에서는 상대적으로 낮은 비율로 출현하는 것을 볼 수 있었다. 이러한 결과는 청산도 내에서 구들장논의 유지·보전이 돌 틈에서 주로 생육하는 식생의 보전과 유지에 있어 매우 중요한 부분이 된다는 것을 의미한다. 결론적으로, 청산도 내 구들장논의 존재는 그렇지 않을 때보 다 적합한 생물서식처 환경을 조성하는데 기여하는 바가 큰 것 으로 판단된다. 또한, 생물서식처 측면에서 구들장논에 연접한 산림이나 마을, 농경지에 종의 확산 및 서식처 연결 등 생물다양 성 증진을 위한 긍정적 영향을 미친다는 점에서 그 의미가 클 것으로 판단된다.