In this study, the biogeochemistry management (BGC-MAN) model was applied to North and South Korea pine and oak forest stands to evaluate the Net Primary Productivity (NPP), an indicator of forest ecosystem productivity. For meteorological information, historical records and East Asian climate scenario data of Shared Socioeconomic Pathways (SSPs) were used. For vegetation information, pine (Pinus densiflora) and oak (Quercus spp.) forest stands were selected at the Gwangneung and Seolmacheon in South Korea and Sariwon, Sohung, Haeju, Jongju, and Wonsan, which are known to have tree nurseries in North Korea. Among the biophysical information, we used the elevation model for topographic data such as longitude, altitude, and slope direction, and the global soil database for soil data. For management factors, we considered the destruction of forests in North and South Korea due to the Korean War in 1950 and the subsequent reforestation process. The overall mean value of simulated NPP from 1991 to 2100 was 5.17 Mg C ha-1, with a range of 3.30-8.19 Mg C ha-1. In addition, increased variability in climate scenarios resulted in variations in forest productivity, with a notable decline in the growth of pine forests. The applicability of the BGC-MAN model to the Korean Peninsula was examined at a time when the ecosystem process-based models were becoming increasingly important due to climate change. In this study, the data on the effects of climate change disturbances on forest ecosystems that was analyzed was limited; therefore, future modeling methods should be improved to simulate more precise ecosystem changes across the Korean Peninsula through processbased models.

참나무와 서어나무는 온대지역에 걸쳐 넓게 분포하고 있으며, 다양한 초식곤충의 먹이원이 되는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 지리산국립공원 온대림에서 참나무림(반선)과 서어나무림(상선암)에서 초식곤충 활동량을 알고자 하였다. 각 조사지역에 0.1ha의 방형구를 설치하여 참나무와 서어나무의 분포를 확인 한 뒤 개체별로 초식곤충의 활동량인 잎 손상 지수를 측정하였다. 잎 손상 지수는 손상 퍼센트로 환산하여 분석하였다. 측정결과 전체 4,413장의 잎을 관찰하였으며, 참나무림에서는 2,683장, 서어나무림에서는 1,730장의 잎이 조사되었다. 초식곤충의 활동량은 참나무림과 서어나무림에서 각각 차이를 보였으며 서어나무림인 상선암에서 참나무의 식흔량과 서어나무의 식흔량 이 참나무림인 반선보다 모두 높게 나타났다. 이 연구결과를 바탕으로 온대림 우점 수종인 참나무와 서어나무에서 초식곤충의 활동량을 정량적으로 추정할 수 있을 것으로 생각된다.

본 연구는 북한산국립공원을 대상으로 참나무시들음병 피해지에 대한 감염단계별 현황을 정밀조사하고 이를 지도화하여 감염피해 관리 및 예방을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 유역권을 고려한 현존식생 polygon을 맵핑단위로 설정하여 참나무류 분포지역을 조사하였으며 관리지구별 감염피해율 및 감염 단계별 가중치를 적용하여 산정한 감염지수 현황을 맵핑하였다. 북한산국립공원 전체 참나무류 감염피해율은 58.5% 이었고, 경피해율 29.6%, 중피해율 16.1%, 심피해율 8.8%, 고사율 4.1% 등 이었다. 원도봉의 범골능선에서 정릉지구의 형제봉능선까지의 감염정도가 심하였고 북한산국립공원의 주능선을 중심으로 서측의 송추지구, 산성지구, 구기지구는 상대적으로 피해정도가 약하였으나 능선부와 주요 계곡부 상부 일대에서 감염피해율은 높았다. 감염지수는 피해 미약 지역이 전체 참나무류 면적의 39.1%, 가벼운 피해 지역이 41.0%, 중간 피해 지역이 전체 면적의 16.1%, 심각한 피해 지역이 전체 면적의 3.3%, 대부분 고사 위험 피해 지역이 전체 면적의 0.4%이었다. 심피해와 고사목이 다수 확인된 도봉지구의 무수골계곡과 자운봉 일대의 감염지수가 높았으며 정릉지구의 보현봉 일대와 산성지구의 효자리계곡 일부지역에서도 감염정도가 심각하였다. 북한산국립공원의 각 지구별 참나무류 분포면적 대비 예측 감염주수 산정 결과, 전체 참나무류 주수 2,709,147주 중 감염주수는 총 1,585,937주 이었다. 우이지구가 참나무류 352,931주 중 306,161주가 감염되어 피해가 가장 심하였고 피해가 가장 적은 구기지구는 참나무류 145,747주 중 53,141주가 감염되었다.

참나무시들음병은 2006년 북한산국립공원에 발생하였 으며 2011년에는 정릉지구, 수유지구, 우이지구, 도봉지구, 원도봉지구 등 북한산의 주 능선을 경계로 서울시가 인접한 동측에 집중 발병하였다. 하지만 참나무시들음병이 공원 전 지역에 확산됨에 따라 전체 감염목에 대한 기존의 약제살 포, 끈끈이롤트랩, 벌채 및 훈증 등의 방법을 적용하기에는 한계가 있었으며 국립공원이라는 특수성 때문에 대규모 벌 채 시 식생훼손과 주변 지역에서 유입된 외래종의 확산이 우려되었다. 이와 관련하여 벌채 및 훈증관리 지역에 대한 식생 변화 연구는 진행된 바 없으며 벌채 후 수관개방에 따른 천이경향, 외래종 및 도시화 적응종의 유입 등 다양한 식생변화 연구가 필요하였다. 따라서, 본 연구는 북한산국 립공원구역 내 참나무시들음병 피해목의 벌채 및 훈증 관리 된 지역을 대상으로 장기적인 식생 변화 모니터링을 통해 천이경향 및 문제점을 분석하여 관리지역의 식생복원 및 사후관리의 기초자료를 제공하고자 하였다. 2012년도에 첫 시행된 북한산국립공원 참나무시들음병 관리지역 식생변화 모니터링 사업에서는 벌채된 주요 6개 지역을 중심으로 400㎡ 방형구 18개소(대조구 포함)의 고 정조사구를 설치하고 식생조사를 통한 식생변화 경향을 분 석하였다. 2006년부터 벌채․훈증 관리된 자료를 기반으로 예비답사를 통해 시간변화에 따른 식생변화 관찰이 용이한 지역으로 소귀천계곡(6년 경과)과 무수골계곡(4년 경과) 2 개 지역을 중점적으로 분석하여 식생변화 경향을 고찰하였 다. 2010년 이후 벌채․훈증 관리가 대규모로 시행된 다락원 (2년 경과), 원도봉(2년 경과), 도봉계곡(1년 경과), 도선사 일대(1년 경과) 등 4개 지역에 조사구와 대조구를 설치하여 지속적인 식생변화 관찰을 모니터링 하였다. 모니터링 계획단계에서부터 적용된 식생변화 모니터링 의 관점에 입각하여 결과를 종합하였다. 모니터링의 관점은 하층식생 밀도 및 피도변화, 하층식생 교목성상 종 세력변 화, 도시환경 적응종 세력변화, 외래종 유입변화, 덩굴성 식 생 유입변화, 토양환경 변화이다. 존치된 교목 수관의 울폐 도 변화는 2012년 이전자료가 조사되지 않아 본 연구에 적 용하기에 한계가 있었다. 모니터링 결과 하층식생 밀도 및 피도 변화의 관점에서는 총 4개의 변화 경향이 도출되었다. 첫째, 수목 벌채 작업시 하층식생 대부분이 훼손되고 수관개방 공간에 식생이 유입 되지 않은 상태는 최근 2년(2010∼2011년)간 집중적으로 벌채 관리된 대부분의 지역이 해당되었다. 둘째, 벌채 작업 에서 아교목층 수목이 크게 훼손되지 않아 벌채관리 후에도 아교목층의 밀도와 피도가 급격하게 감소하지 않은 지역이 있었다. 2010년 관리된 원도봉 조사구가 해당되었다. 셋째, 수관개방 공간에 관목식생의 유입과 확산이 활발하게 진행 되고 있었다. 대부분 벌채 후 2년이 경과한 원도봉, 다락원 조사구에서 관목식생을 중심으로 이차천이가 진행되고 있 었다. 넷째, 벌채 후 천이 진행에 따라 아교목층의 밀도와 피도가 크게 증가하고, 관목층의 피도가 급격하게 증가되고 있었다. 벌채 후 6년이 경과한 소귀천계곡과 4년이 경과한 무수골계곡에서 하층식생의 자연적인 복원과정을 볼 수 있 었다. 하층식생 교목성상 종 세력 변화의 관점에서는 총 4개의 변화 경향이 도출되었다. 첫째, 벌채작업의 영향으로 하층 식생이 완전히 훼손되어 아교목층에 참나무류 및 교목성상 낙엽활엽수의 세력이 미미하였다. 2011년 이후 대규모의 벌채가 진행된 도봉계곡, 도선사 지역이 하층식생이 완전히 훼손된 현황을 보이고 있었다. 둘째, 아교목층에 졸참나무 가 우점하고 있으며 신갈나무 등 낙엽활엽수와 경쟁하고 있는 식생구조이었다. 주로 소귀천계곡, 무수골계곡 등 신 갈나무와 졸참나무가 혼효된 군락에서 나타나고 있었다. 교 목층 신갈나무의 벌채와 쇠퇴로 상대적으로 피해가 덜한 졸참나무를 중심으로 천이가 진행되고 있었다. 셋째, 아교 목층에 신갈나무가 계속 우점하고 있으며 졸참나무, 팥배나 무, 아까시나무 등과 경쟁하고 있었다. 벌채 관리 이전 신갈 나무가 우점하는 순림에 가까운 군락지로 추정되었다. 원도 봉 조사구가 해당되는 유형이었고, 아교목층에 훼손되지 않 고 남아있는 신갈나무를 중심으로 천이가 진행되고 있었다. 넷째, 소나무와 신갈나무가 혼효된 능선부 지역(다락원 조 사구)에서 신갈나무 교목이 벌채된 이후 아교목층에서 신갈 나무, 소나무, 팥배나무가 경쟁하고 있었다. 신갈나무의 쇠 퇴와 능선부의 건조조건에 강한 소나무의 확대, 소나무와 수관경쟁에 강한 신갈나무의 확대, 도시환경 조건에 강한 팥배나무의 확대 등이 복잡하게 얽혀있는 구조이었다. 도시환경 적응종 세력 변화의 관점에서는 수관개방 공간 을 중심으로 팥배나무 아교목의 세력이 확대되고, 점차 참 나무류 교목과 수관 경쟁이 예상되었다. 벌채지 및 수관개 방 공간 주변 팥배나무가 집중적으로 분포한 지역에서 나타 나는 현상이었다. 도선사, 원도봉, 다락원, 소귀천계곡 등 여러 지역에서 팥배나무의 확대현상은 일반적인 경향으로 나타났다. 외래종 유입 변화의 관점에서는 일본목련과 아까시나무 의 유입과 확대가 문제시 되었다. 수관개방 공간을 중심으 로 일본목련 관목이 유입되는 현상을 많이 볼 수 있었다. 조사결과에서도 도봉계곡, 원도봉, 무수골계곡, 소귀천계곡 등에서 벌채로 수관이 개방된 모든 지역이 일본목련이 유입 될 수 있는 유리한 조건이었다. 특히 벌채지 주변 기존에 이입되어 아교목으로 성장한 일본목련이 분포하는 지역(도 봉계곡, 원도봉)은 수관개방 공간으로 일본목련의 세력이 확대되고 있었다. 덩굴성 식생 유입 면화의 관점에서는 수관이 개방되고 여러 교란요인에 의해 벌채목 및 관목식생지 상부로 칡이 유입되어 있었다. 벌채된 지 6년이 지난 소귀천계곡에서 칡 의 유입이 관찰되었다. 칡의 유입 및 확대에 대한 지속적인 모니터링이 필요하였다. 토양 환경 변화의 관점에서는 6개 조사지역 18개 방형구 의 모든 토양이 산성화 되었고, 유기물함량, 유효인산, 치환 성양이온함량이 부족하여 안정적인 식생천이를 기대하기 어려운 것으로 판단되었다. 2012년 모니터링 결과 하층식생 밀도 및 피도변화, 하층 식생 교목성상 종 세력변화, 도시환경 적응종 세력변화, 외 래종 유입변화, 덩굴성 식생 유입변화, 토양환경 변화 등이 다양하게 발생하고 있음을 확인하였으며 지속적인 모니터 링을 통한 식생변화 연구가 진행되어야 할 것이다. 특히, 존치된 교목 수관의 울폐도 변화에 따른 수관개방 면적 변 화와 이에 따른 식생변화와의 관계는 중점적으로 모니터링 되어야 할 것으로 사료되었다.

참나무시들음병 발생지역의 임분구조 특성 파악을 통한 피해해석을 목적으로, 전라남도와 제주도를 제외한 전국 7개도 18개 참나무시들음병 발생지역을 대상으로 식생조사를 실시하였고(Group A), 아울러 참나무시들음병의 매개충인 광릉긴나무좀(Platypus koryoensis)에 의한 피해 모니터링을 목적으로 설치된 경기도와 강원도 내 5개 고정조사지에도 식생조사를 실시하였다(Group B). 그 결과 전국 18개 지역(Group A) 가운데 17개 지역에서 참나무속(Quercus spp.) 수종들의 우점도가 가장 높게 나타났으며, 참나무시들음병 피해 모니터링을 목적으로 설치한 5개 고정조사지(Group B)에서는 참나무시들음병 피해 정도를 나타내는 지표 가운데 하나인 천공률(Relative Density of Entrance Holes)과 조사지 내 참나무속 수종들의 상대밀도 간에 통계적으로 매우 유의한 상관관계(R2=0.89, p〈0.05)가 인정되어, 임분구조상 참나무속 수종의 우점도는 참나무 시들음병의 발생과 관련성이 높은 것으로 판단되었다.