지리산 국립공원 내 구상나무림의 종조성과 식생구조를 파악하기 위하여 구상나무 자생지역에 약 400㎡ 면적의 조사구 49개소를 설정하여, 식물사회학적 방법에 따라 현장조사를 실시하고, 이원지표종분석(TWINSPAN)과 표조작법을 병용하여 군집 분류를 실시했다. 그 후 군집 유형별 중요치를 활용한 종조성 분석, 종다양도 분석, 흉고직경급 분석, 치수 분석 및 유사도 분석을 시행하였다. 군집 분류 결과, 지리산의 구상나무림은 A, B, C, D, E 등 총 5개의 군집으로 분류되었다. 관중-함박꽃나무-조릿대와 미역취-사스래나무-실새풀에 의하여 2개의 군집으로 구분되며, 전자는 층층나무-산수국에 의하여 A, B 유형으로 구분되었다. 후자는 마가목-진달래 군집과 전형군집인 E 유형으로 구분되고, 가문비나무-곰취와 단풍취에 의하여 C, D 유형으로 구분되었다. 식생 분석을 통해 지리산 구상나무림은 구상나무, 신갈나무, 당단풍나무, 쇠물푸레나무, 사스래나무 등의 중요치가 높게 나타났으며, 종다양도의 경우 선행 연구에서 나타난 지리산 구상나무림의 종다양도와 유사한 결과를 나타내었다. 흉고직경급 분석 결과 전 층위에서 구상나무가 우점하며 치수 생장도 양호하여 당분간 구상나무의 우점이 유지될 것으로 판단하나, 추후 증가할 것으로 예상되는 생물다양성의 가치와 기후변화로 인한 위협을 고려하였을 때, 지속적인 모니터링을 실시하여 각종 위협에 대응하는 체계적인 보전 및 관리가 요구된다.

지리산 구상나무개체군의 쇠퇴 요인과 군락의 변화양상을 파악하기 위하여 7개 지역에 조사구를 설치하여 2009년부터 2018년까지 모니터링을 실시하였다. 세석조사구를 제외한 6개 조사구의 층상구조는 4층구조를 나타내었으며, 조사 구 전체를 대상으로 한 구상나무의 중요치는 2009년 55.7%에서 2018년 39.8%로 2009년 대비 28.5%라는 큰 폭의 감소율을 보였다. 흉고직경 5cm 이상의 개체수에서는 조사구 전체 평균이 2018년 711개체/ha 이며, 2009년부터 2018 년까지의 누적 고사율 평균은 10.8% 이다. 고사 유형에서는 서서 고사하는 유형(Dead Standing, DS)이 조사구 전체의 82.4%로 가장 우세하게 나타났으며, 입지의 경사도가 35° 로 높은 반야봉1 조사구의 경우 DS유형을 제외한 기타 유형이 44.2%로 높게 나타났다. 구상나무개체군의 직경급 분포 유형은 세석평전에서 역 J자형을 보이고 있어 안정적인 군락 유지가 가능할 것으로 추정되었다. 전체 조사구를 대상으로 한 비대생장값의 평균은 1.09mm/year 였으며, 주로 아교목상의 개체들이 수관층을 형성하고 있는 세석평전에서 가장 왕성한 생장을 나타내었다. 나이테 조사 결과, 벽소령과 반야봉1 조사구에서 구상나무의 평균 수령은 102년과 91년으로 추정되었으며, 활력은 2013년 이후 대체로 감소 추세를 보이는 것으로 나타났다.

한라산 구상나무 군락지에서 구과 해충의 발생 현황을 파악하기 위하여 2019년 8-10월에 3개 지역의 4개 조사구에서 구과 117개를 수집하여 생육상에서 우화시킨 후 출현종과 개체수를 확인하였다. 지역별 구과 해충의 피해율 조사를 위해 4개 조사구에서 93그루 1,235개 구과의 구과 해충 피해를 확인하였다. 조사 결과, 채집된 117개 구과에서 솔알락명나방 233개체, 구상애기잎말이나방 101개체, 똥파리 4개체가 확인되었다. 구과 당 평균 개체수는 솔알락명나방 1.99, 구상애기잎말이나방은 0.86개체로 솔알락명나방이 2배 이상 많은 것으로 나타났다. 그리고 한라산 4개 조사구 전체 구상나무 구과의 평균 피해율은 49.7에서 80.1%로 조사구별 차이를 보였다. 또한, 구과 피해율은 수목 당 구과 수가 많을수록, 피해 구과에서 우화하는 구과해충 수는 구과의 크기가 클수록 증가하는 것으로 나타나 본 연구에서 확인된 구과 해충은 수목 당 구과 수가 많으면서 상대적으로 큰 구과를 갖는 구상나무를 선호할 것으로 예상되었다.

기후변화에 따른 심각한 생물다양성 감소가 예측됨에 따라 우리나라의 대표적인 기후변화 멸종위기종인 구상나무(Abies koreana Wilson)의 서식지 감소와 생육쇠퇴 및 고사 원인에 관한 연구가 지난 40년간 수행되었다. 본 연구는 지난 40년간 (1980~2020년) 이루어진 구상나무에 대한 연구를 10년 단위로 나누고, 생태학적 연구의 분야들에 초점을 맞추어 시대별･지역별･분야별 연구 동향 및 연구결과를 분석하였다. 또한, 이를 토대로 구상나무의 효과적 관리 및 보전을 위해 필요한 연구의 방향을 제시하였다. 생태학적 연구 분야는 진화생태, 생리생태, 개체군생태, 경관생태로 구분하였다. 지난 40년간 총 73편의 논문이 발표되었으며, 최근 10년 동안 65.8%인 48편의 논문이 발표되었다. 지역별로는 한라산에서 41편의 논문이 발표되어 가장 많은 연구가 이루어졌다. 분야별로는 생리생태연구에서 가장 많은 38편의 연구논문이 발표되었으며, 진화생태연구는 가장 적은 10편의 연구가 출판되었다. 분야별로 수행된 연구결과를 검토한 결과 많은 연구에서 구상나무의 쇠퇴 및 서식지 감소의 주된 요인은 기후변화에 따른 온도상승과 봄철 강수량 감소로 발생한 수분수지 불균형에 의한 건조 스트레스인 것으로 추정되었다. 그러나 구상나무의 쇠퇴와 고사에 대한 원인은 아직 분명하게 규명되지 못하고 있는데. 이는 대부분의 연구가 기초적인 내용을 다루고 있으며, 간헐적 수행과 일부 지역에 편중되어 있었기 때문이다. 구상나무 쇠퇴 원인을 규명하고 이를 토대로 지속가능한 관리와 보전 방안을 제시하기 위해서는 각 연구 분야에서 지속적이고 발전된 연구가 수행되어야 할 것이다. 또한, 각 분야의 연구를 통합하여 종합적으로 분석하는 생태계생태와 시스템생태 등 연구 분야의 확장이 필요하다.

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.

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.

수목의 정확한 수령은 수목의 수간과 뿌리 사이에서 관찰 되는 나이테 수로 결정된다. 하지만 일반적으로 해당 부위 가지면 아래에 위치하며, 노출된 경우라 하더라도 지면으로부터의 높이가 제한되어 있어 생장추를 이용한 생장편 채취가 매우 어렵다. 이러한 이유로 가슴 높이에서 생장추로 채취한 생장편의 횡단면에서 관찰되는 나이테 수에 생장편 채취 높이까지의 생육하는데 소요되는 기간을 합하여 수령을 추정하다. 따라서 수고생장 속도에 관한 기초자료는 수목의 수령을 추정하는데 중요한 기초자료가 된다. 구상나무는 우리나라에만 자생하는 고유수종이다. 하지만 환경변화로 인해 고사가 급격히 증가하고 있는 추세이다. 구상나무의 고사를 유도하고 있는 환경인자들로 온도 상승, 수분 스트레스 증가, 태풍 등을 일반적으로 제시하고 있으나, 구상나무의 생물학적 한계 수령도 고사의 원인이 될 수 있다는 의견도 제시되었다. 2017년 지리산국립공원 반야봉 일대에서 실시된 구상나무 고사목 100여 본의 수령을 조사한 결과 100년이 넘는 구상나무가 매우 제한적이었기 때문이다. 하지만 구상나무의 수령과 관련된 연구 중에 생장편을 채취한 높이까지 구상나무의 수고생장이 도달하는 기간이 보정된 것이 없기 때문에 실제 수령은 다소 증가 할 것으로 추정된다. 본 연구는 지리산 아고산대에서 고사한 구상나무의 수고 생장 속도와 청주 미동산수목원에 식재된 구상나무의 수고 생장을 비교하기 위해 수행되었다. 아고산대와 저지대의 구상나무 수고생장 속도에 차이가 있는지 확인하기 위하여 실시되었다. 또한 구상나무 수령 추정 시 얼마나 많은 수령이 고려되어야 하는지 알기 위하여 실시되었다. 지리산 아고산대에서 고사한 구상나무 1본과 청주 미동산 수목원에 식재된 구상나무를 대상으로 10cm 간격으로 나이테 수를 조사한 결과 가슴높이(120cm)까지 생장하는 데 소요되는 기간이 각각 17년과 11년이었으며, 처음 10cm 까지 수고생장을 하는데 각각 4년과 3년이 소요되어 가장 많은 기간이 소요되었다. 이후, 지리산 아고산대 구상나무 는 80cm까지 10cm씩 수고생장을 하는데 약 2년이 소요되었으며, 청주 미동산수목원 구상나무는 40cm까지 10cm씩 수고생장을 하는데 약 2년이 소요되었다. 이상의 연구를 통해 아고산대 구상나무가 저지대에서 생육하고 있는 구상나무보다 수고생장 속도가 느리며, 가슴높이에서 채취한 생장편을 이용하여 구상나무의 수령을 추정 하기 위해서는 최소한 10년 이상을 추가해야 함을 확인되었다. 생육환경에 따라 수고생장 속도가 다르기 때문에 생육 환경에 따른 구상나무의 수고생장 속도에 관한 연구가 체계 적으로 수행되어져야 할 것이다. 또한, 구상나무의 수고생장은 느리기 때문에 수정 추정 시 보다 세심한 주의가 요구됨이 함께 확인되었다.

기후변화로 인한 아고산대 산림식생의 변화 양상을 파악하기 위해서는 연속적인 기초자료의 축적과 지속적인 모니터링이 수반되어야 한다. 또한 장기 변화의 추세를 이해하기 위해서는 하층식생에 대한 단기간의 생태적 정보 변화의 모니터링도 매우 중요하다. 따라서 단기간에 걸친 구상나무 치수의 동태와 고도별 식생분포 변화를 구명하고자 2015년도와 2017년도에 지리산 구상나무 분포지를 대상으로 총 36개소의 방형구를 설치하여 매목조사 및 식생조사를 실시하 였다. 현장에서 수집된 자료를 토대로 층위별 주요 종에 대한 중요치 및 평균상대우점치, 고도별 주요종의 중요치 및 종다양도, 치수 개체군 변화를 분석하였다. 구상나무 분포지의 식생구조는 교목층 구상나무, 관목층 철쭉, 초본층 실새풀의 중요도가 높았으며, 평균상대우점치는 구상나무, 철쭉, 당단풍나무 순으로 나타났다. 해발고도별 종조성과 종다양도 지수는 1,500 m이하에서 조릿대의 중요도가 높고 종다양도 지수가 낮게 나타났다. 또한 1,700-1,800 m에서 미역줄나무의 중요도와 초본층 종다양도가 높게 나타났다. 전체 조사구에서 구상나무 치수는 2015년도 1,250 본/ha에 서 2017년도 970 본/ha으로 22.4% 감소하였다(p<0.05). 수고급별 감소율은, 10 cm 미만은 22.9%, 10-30 cm 3.4%, 30-50 cm 8.9%, 50-100 cm 39.3%이었으며, 100 cm 이상은 55.1%로 가장 높게 나타났다. 해발고도별로 살펴보면, 1,500 m 이하는 조릿대의 우점, 1,700-1,800 m는 미역줄나무의 우점과 높은 종 다양도로 인하여 치수 발생량이 적었던 것으로 판단되었다. 1,600-1,700 m는 조릿대와 미역줄나무가 출현하지 않은 반면 구상나무 치수발생량은 많았다. 이 고도에서 구상나무 치수의 발생 및 생존이 보다 안정적인 것으로 판단되었다.

구상나무(Abies Koreana Wilson)는 우리나라 특산종으로, 멸종위기에 처해있다. 따라서, 본 연구는 기후변화 생물지표수종으로 지정되어 점차 쇠퇴해가는 구상나무의 효율적인 증식을 위해 종자를 활용한 증식기술개발을 목적으로 수행되었다. 4개의 집단으로부터 구상나무 종자를 채집하고 집단간 종자 및 발 아특성에 대하여 기외와 기내로 나누어 조사하였다. 기외에서는 벽소령 004818과 004825종자가 21일부 터 최초 발아를 시작하였으며 기내의 경우 노고단 004696종자와 벽소령 004818종자가 8일부터 최초 발 아하였다. 기외에서 가장 높은 종자의 발아율은 벽소령 004825종자가 48.5%로, 가장 낮은 종자의 발아 율은 덕유산 004703종자가 0.5%로 조사되었으며, 기내에서는 돼지평전 004694종자가 36%로, 덕유산 004703종자가 0.7%로 조사되었다. 그 결과, 같은 종자임에도 기외와 기내에서의 종자 발아율에 차이를 나타내는 것을 확인하였고, 종자의 중량과 형태는 발아율과 무관한 것으로 나타났다.

최근 10년 동안 한라산 구상나무림의 공간분포변화를 알아보기 위해 2006년과 2015년의 분포면적, 수관밀도를 조사하고 해발고도, 방위 및 지역별 특성을 분석하였다. 2015년 구상나무림의 전체 면적은 626.0ha로 조사되었는데, 2006년 738.3ha에 비해 10년 동안 15.2%에 해당되는 112.3ha가 감소한 것으로 나타났다. 구상나무의 수관밀도가 41~70%에 해당되는 중밀도의 면적은 10년 동안 72.6ha가 감소하였고, 71% 이상의 조밀한 구상나무림도 21.3ha가 감소된 것으로 나타났다. 해발고도에 따라서는 1,510∼1,600m 구간에서 전체 감소면적의 32.6%를 차지하여 가장 많은 변화를 보였다. 방위별로는 남동쪽이 23.4ha가 감소하였으며, 동쪽을 중심으로 남동과 북동의 면적 변화가 전체 면적의 55.5%인 62.3ha가 줄어든 것으로 나타났다. 지역별 구상나무림의 분포 변화는 진달래밭에서 정상에 이르는 지역이 전체 감소면적인 117.9ha중 71.8%에 해당되는 84.6ha가 감소하였으며, 영실등산로일대가 21.5%인 25.3ha, 큰두레왓일대는 6.8%인 8.0ha가 줄어든 반면 방애오름일대는 5.6ha가 증가된 것으로 분석되었다. 이들 구상나무림의 면적 감소는 해발고도, 방위 및 지역별 변화 상황을 고려하면 태풍, 가뭄 등의 이상기후의 증가가 주요 요인이 되어 한라산 특정 지역을 중심으로 크게 발생된 것으로 보인다.

기후변화 연구의 일환으로 지리산의 주요 식물군락인 신 갈나무군락과 구상나무군락에서 물질생산을 파악하기 위 해 2016년 11월부터 2017년 8월까지 지상부와 지하부의 현존량과 순생산량을 조사하였다. 신갈나무군락의 현존량은 123.76 ton ha-1yr-1이었으며 기관별로는 잎과 생식기관이 3.30(2.7%), 가지가 17.46 (14.1%), 줄기가 78.25(63.2%), 뿌리가 24.75(20.0%) ton ha-1yr-1를 이루었다. 순생산량은 6.80 ton ha-1yr-1이었으 며 기관별로는 잎과 생식기관이 3.66(53.8%), 가지가 0.50 (7.4%), 줄기가 2.15(31.6%), 뿌리가 0.49(7.2%) ton ha-1yr-1 를 이루었다. 구상나무군락의 현존량은 2017년 1월부터 2017 년 8월까지 평균은 97.30 ton ha-1yr-1이었으며 기관별로는 잎과 생식기관이 2.71(2.8%), 가지가 6.91(7.1%), 줄기가 68.22(70.1%), 뿌리가 19.46(20.0%) ton ha-1yr-1를 이루었 다. 순생산량은 5.35 ton ha-1yr-1이었으며 기관별로는 잎과 생식기관이 3.08(57.6%), 가지가 0.17(3.2%), 줄기가 1.79 (33.5%), 뿌리가 0.31(5.8%) ton ha-1yr-1를 이루었다

본 연구에서는 2014년부터 2016년가지 한라산 아고산대 대표수종인 구상나무림, 주목림, 눈향나무림의 탄소분포와 탄소수지를 파악하였다. 식물체 유기탄소량, 유기탄소흡수량, 낙엽을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량, 임상에 축적된 유기탄소량은 구상나무림에서 각각 50.58, 3.11, 1.68 ton C ha-1로 가장 높았으며, 주목림에서는 각각 15.62, 1.53, 1.38 ton C ha-1 이었고, 눈향나무림에서 2.86, 0.77, 0.64 ton C ha-1로 가장 낮았다. 임상에 축적된 유기탄소량은 구상나무림, 주목림, 눈향나무림에서 각각 1.67, 0.86, 0.97 ton C ha-1로 구상나무림에서 가장 높았고 주목림에서 가장 낮았다. 토양에 축적된 유기탄소량과 토양호흡량은 각각 구상나무림에서 41.51, 3.49 ton C ha-1 로 가장 높았으며, 주목림에서 129.84, 2.61 ton C ha-1 이었고, 눈향나무림에서 175.93, 1.92 ton C ha-1로 가장 낮았다. NEP는 각각 -0.38, -1.08, -1.15 ton C ha-1 로 유기탄소를 모두 대기로부터 흡수하는 양보다 방출하는 양이 많았다. 이상으로 볼 때, 한라산 아고산 산림의 식물체 유기탄소량, 생태계 탄소수지는 낮아 유기탄소 흡수원으로써의 역할이 적지만 산림 토양에 많은 양의 유기탄소를 저장하고 있기 때문에 높은 수준의 생태계 서비스를 제공하고 있었다. 본 연구는 국내에서 연구되지 않은 특이생태계인 제주도 아고산대의 탄소분포와 탄소수지를 파악할 수 있는 기초자료가 될 것이다.

It was a case study to use as a basic data for efficient the preservation and management of subalpine coniferous forest in national parks. It is based on inhabitation condition of 210 individuals of Abies koreana Wilson that was found through local investigation in the sub-alpine zone of Jirisan National Park and Songnisan National Park. It analyzed the effect of the geographical location and topographical features, which are the basics of location environment, on the growth of A. koreana. The variables related to the growth of A. koreana are tree height and diameter at breast height. Topographical features include geographical longitude, altitude above sea level, slope of the mountains, aspect that describes the direction in which a slope faces and topographical wetness index. Topographical features were extracted through GIS spatial analysis. It used canonical correlation analysis to estimate whether the two variables groups have related to each other and how much they are related, if any, and estimated the effect of the geographical and topographical features on the growth structure of A. koreana using multiple regression analysis. The tree height and diameter at breast height that represent the growth structure of A. koreana show greater relation to geographical latitude distribution than topographical feature and the geographical and topographical factors show greater relation to diameter at breast height than tree height. The growth structure’s variable and geographical and topographical variable of A. koreana have meaningful relation and the result shows that geographical and topographical variables explain 18.1% of the growth structure. The variables that affect the diameter at breast height of A. koreana are geographical latitude, topographical wetness index, aspect and altitude, which are put in order of statistical significance. The higher the latitude is, the smaller the diameter at breast height. Depending on the topographical feature, it becomes bigger. The variable that affects the tree height is topographical wetness index, which was the only meaningful variable. Overall, the tree height and diameter at breast height that are related to the growth structure of A. koreana are affected by geographical and topographical feature. It showed that the geographical feature affected it the most. Especially the effect of water among the topographical features is expected to be bigger than the other topographical factors. Based on the result, it is expected that geographical and topographical feature is an important factor for the growth structure of A. koreana. Even though it considered only the geographical and topographical features and used spatial analysis data produced by GIS, the research results will be useful for investigating and researching the growth environment of coniferous forest inhabiting in sub-alpine zone of national parks and are expected to be used as basic data for establishing measures to efficiently manage and preserve evergreen needleaf tree such as A. koreana.