서 론

자연환경의 보전 및 무분별한 개발에 대한 대책, 산림관 리 등을 위해 국가에서는 다양한 방식의 자연환경 관련 지 도를 생산하고 있다. 대표적으로 환경부의 현존식생도, 생 태·자연도 및 국토환경성평가지도, 산림청의 임상도 등이 있다. 환경부의 현존식생도와 산림청의 임상도는 우점식물 군락을 중심으로 공간을 구분하고 각 공간의 식물규격을 등급화하고 있는 기초자료의 성격이 강하고 이들 자료를 바탕으로 공간의 포괄적 관리를 위한 재평가과정을 거친 도면이 생태·자연도와 국토환경성평가지도로 볼 수 있다. 이 중, 생태·자연도는 식생 및 다양한 생태계 요소들을 중첩 하여 사용하고 있지만, 광역적 축적(1/25,000)으로 작성되 어 국가차원의 국토계획 시에는 적용이 가능하나 도시개발 및 관리계획의 기본도인 1/5,000 축척에 연계되지 못하는 한계점을 지니고 있다. 이에 국내에서도 도시 단위에서 정 밀한 도시생태현황을 조사하여 친환경적 도시계획에 적용 할 수 있는 비오톱지도가 필요하게 되었다. 우리나라에서는 2000년 서울시에서 가장 먼저 비오톱 지도(도시생태현황 도)를 제작하였고 도시개발사업계획수립 및 검토의 기초 자 료로서 뿐만 아니라 서울시 전역의 도시계획 검토에 활용하 고 있다(Choi, 2009). 최근에는 산림청이 더 정확한 산림관 리와 적지적수를 목적으로 1:5,000수준의 정밀임상도를 전 국을 대상으로 작성하였다. 이는 공간구획의 정확도를 높였 으나 내부 속성의 경우 산림의 운영・관리를 위한 과거 임 상도의 항목을 그대로 적용하여 대상지의 독특한 생태계 특성을 반영하는 것에는 한계가 있다.

Dahl(1908)은 생물이 서식하는 물리적인 요인의 복잡성 을 정의하기 위하여 비오톱(biotope)이라는 새로운 개념을 소개하였다. 비오톱 개념은 생물군집과 관계가 있으며 Tansley(1935)가 생태계의 개념을 정의한 이후로 비오톱은 비생물적 요소에 중점을 두는 방향으로 변화하였다. Sukopp and Weiler(1988)는 비오톱을 “이웃한 다른 생물군 집과 공간적 경계를 나눌 수 있고 일정한 최소면적을 가진 특정생물군집의 서식 공간”이라고 정의하였다. 우리나라의 경우, 환경부의 ‘비오톱 지도 작성지침’에서 비오톱을 ‘특정 한 식물과 동물이 하나의 생활공동체, 즉 군집을 이루어 지 표상에서 다른 곳과 명확히 구분되는 하나의 서식지를 말 함’이라고 정의하고 있다(Ministry of Environment, 2007). 이를 정리하면 비오톱은 특정한 생물군집이 지속적으로 서 식하고 있는 일정한 공간영역을 말하며, 하나의 비오톱은 그 위에 서식하고 있는 생물과 지질, 지형, 지리 등의 물리적 요인에 의해 고유한 환경특성을 갖기 때문에 다른 비오톱과 구분된다(Oh et al., 2010). 또한 비오톱유형화는 개별비오 톱의 생태적 특징을 바탕으로 체계적으로 분류하여 나타나 는 과정(Ministry of Environment, 2008)으로 정의할 수 있 다. 비오톱과 비오톱유형화의 정의에서와 같이 비오톱유형 분류시 생물군집 특성이 중요하게 반영되어야 하나, 현재까 지의 비오톱 관련 연구에서는 일반적으로 시가화지역에서 는 토지이용유형을, 자연지역에서는 식생분포특성을 기본 으로 사용하고 있다. 시가화지역에서 토지이용유형을 비오 톱 유형화 기준으로 사용하는 이유는 도시 내 토지이용에 따른 생물종조성의 영향에 대한 연구결과에 기초하고 있다 (Lee et al., 2011). 국내에서도 야생조류(Kim et al., 2012; Hong and Lee, 2008), 잠자리(Kim et al., 2013) 등이 토지 이용유형에 따라 생물종 구성의 차이를 보인다는 연구가 진행된 바 있어 토지이용유형을 기반으로 한 비오톱 유형분 류의 타당성을 높이고 있다. 독일의 경우에도 생물 종조성 에 영향을 미치는 토지이용유형, 식생형태, 건축물 설립연 대, 토양, 이용강도 등을 고려하여 비오톱유형을 분류하고 있는 상태이다(Lee et al., 2011).

일반적으로 식생은 그 지역의 지형, 토양, 인위적 간섭 등 영향을 대변하므로(Motzkin et al., 1999) 공간유형을 생 태적으로 구분하는 단위로 주로 이용되어 왔고(Atkinson, 1985), 이는 비오톱지도화에 영향을 주어 토지이용유형에 따른 지도화가 독일을 중심으로 유럽에서 발전하였다. 그러 나 앞서 언급한 바와 같이 생물군집의 중요성에도 불구하고 생물군집을 대상으로 한 직접적 유형구분 연구는 현재까지 매우 미미한 실정이다.

이러한 현상은 시가화지역에 실질적으로 적용되었던 비 오톱 유형분류 연구에서도 동일하게 나타나고 있다. 비오톱 유형 분류 및 평가모형 개발(Choi, 2009), 시흥시를 사례로 한 비오톱 유형 평가 기법 연구(Kim, 2010), 휴양적 측면에 서의 비오톱 평가(Ki, 2011), 비오톱 유형화 및 개별비오톱 평가에 경관생태학의 개념을 접목시킨 연구(Kim, 2012) 등 비오톱 유형 분류 기법에 관한 연구가 다양한 측면에서 진 행되었으나 이들이 각 생물군집의 특성에 따라 공간을 구획 하기 보다는 공간에 따라 생물군집이 나뉜다는 기존 자연지 역에서의 연구를 기반으로 토지이용개념에 한정하여 비오 톱을 분류하고 있다(Choi, 2009)는 한계를 안고 있다. 이러 한 연구의 흐름은 앞서 언급한 비오톱 및 비오톱 유형화의 정의에서 살펴본 바와 같이 생물적 요소와 비생물적 요소의 관계성에 대한 연구를 바탕으로 한 것이 아닌 단순히 토지 이용이나 피복유형을 바탕으로 경계를 구분하고 있어 이에 대한 기초적 검증을 위해서라도 토지이용유형과 생물군집 과의 관계성에 대한 기초연구가 우선 진행될 필요성이 있다.

이에 본 연구에서는 생물군집 중 식물군집과 비오톱과의 관계를 과학적으로 분석하여 향후 비오톱유형분류 시 유용 하게 활용할 수 있는 방안을 제시하고자 하였다.

연구방법

1.연구대상지

연구대상지는 부산대학교 밀양캠퍼스를 대상으로 하였 다. 대학 캠퍼스의 경우 동일 블록에서 다양한 형태의 토지 이용유형이 나타나게 되어 주변으로부터의 영향이 동일한 상태에서 서로 다른 토지이용특성에 관한 연구가 상대적으 로 용이한 특성을 지니게 된다. 본 캠퍼스는 경상남도 밀양 시 삼랑진읍에 위치하며 2005년 캠퍼스 조성 이전에는 산 림과 경작지로 이용되던 지역이었다. 현재에도 주변지역은 대부분 산림과 경작지이며 캠퍼스 면적은 약 92,362m²이다. 대상지는 외곽을 두르는 도로가 있어 주변 자연지역과 내부 의 캠퍼스가 자연스럽게 구분되는 특성을 지니고 있다. 이 러한 특성으로 다양한 토지이용이 나타난다 하더라도 주변 의 영향이 상대적으로 균일하게 미친다고 볼 수 있다.

대상지 내부에는 대형 건축물 4개 동을 중심으로 조경수 식재지, 보도, 물길이 조성되어 있고 투수기능이 일부 있는 주차장이 분포한다. 도로 외부로는 포장된 주차장, 초지 상 태의 주차장 등 동일 토지이용유형의 공간에서도 다양한 토지피복형태가 나타나고 있다. 대상지 동쪽으로는 온실 및 연못, 만어산 자락의 산림과 경작지가 일부 포함되어 있다.

현재 본 대상지는 캠퍼스 조성 후 10여 년이 지나며 보도 틈새, 투수기능이 일부 있는 포장지, 나지, 사면 등에 외부에 서 다양한 식생이 유입되어 토지이용유형에 따른 식생 군락 의 비교가 용이한 대상지로 판단되었다.

2.조사내용 및 방법

1)조사내용 및 조사구 선정

본 연구는 부산대학교 밀양캠퍼스의 토지이용현황을 분 석하고, 토지이용현황에 따른 군집구조를 조사하였다. 조사 구는 토지이용유형 중 식생이 없는 건물, 아스팔트도로, 콘 크리트로 포장된 쓰레기 처리장, 아스팔트주차장, 나지, 연 못을 제외하고 각 유형별로 설정하였다. 조사구 개소수는 통계적 의미를 가질 수 있도록 55개로 하였으며, 토지이용 유형별 면적을 고려하여 유형별 개소수를 설정하였고, 각 토지이용유형별 3개 이상의 조사구를 선정하였다. 비교적 넓은 면적으로 분포하고 있는 교목식재지는 19개 조사구, 자연초지 9개소, 광장 3개소, 보도(보도블록 포장) 10개소, 관목 식재지 4개소, 투수성 주차장(투수블록)과 사면식생 지, 산림은 각각 3개소씩, 면적이 작은 경작지는 1개소를 각각 설정하였다(Table 1, Figure 1).

군집구조 조사 자료를 바탕으로 군집분류를 하였으며, 군 집분류 결과를 토대로 비오톱을 유형화한 후 비오톱지도를 작성하였다. 이러한 일련의 결과를 바탕으로 식물군집분류 에 의한 비오톱유형분류가 시가화지역에서 비오톱유형 분 류기준으로 활용가능한지에 대해 살펴보았다.

2)조사 방법

토지이용현황 조사는 2013년 5월에 실시하였고, 준공도 면을 기반으로 1/500축적으로 도면을 출력하여 캠퍼스 내 모든 지역에 대해서 토지이용현황을 조사한 후 1:200 준공 도면에 기반하여 재조정하였다. 식물군집구조 조사는 식물 생육이 활발한 시기인 2013년 5월 9, 14, 21, 22일에 각 조사구별 2×2m(4m²)의 방형구를 설치하여 실시하였다. 조 사는 식물사회의 종조성을 강조하는 Braun-Blanquet의 방 법을 활용하였으며, 출현식물종의 우점을 평가하는 피도의 계급 판정은 Braun-Blanquet의 scale을 변형한 9계급의 변 환통합우점도(Westhoff and van der Maarel, 1973)에 준하 여 기재하였다.

군집분류는 유사한 표본단위들을 하나의 집단으로 만들 어 다른 집단과 구분되게 하는 과정이라 할 수 있으며, 군집 분류법 중 가장 많이 활용되고 있는 TWINSPAN(Hill, 1979)을 활용하였다. 표본단위의 다차원 공간을 한 두 개의 축으로 변환시켜 이 축이 만드는 좌표상에 있는 표본단위들 의 상대적 위치를 찾아내는 과정인 서열분석은(Lee, 2002) DCA 기법을 적용하여 각 조사구의 위치를 비교, 분석하였 다.

TWINSPAN과 DCA 분석기법에 의한 식생군집분류와 조사구별 상대적 위치 결과를 종합하여 최종적으로 유사한 식생군락의 특성을 지니는 토지이용유형을 재조정하여 비오 톱 유형을 분류하였다. 이 때 비오톱유형 분류는 TWINSPAN 의 분류결과를 기준으로 각 분류위계에서 구분되는 과정을 분류체계로 조정하여 적용해 보았다. 분류체계는 독일 베를 린시에서 적용하고 있는 비오톱유형 분류체계 기준인 Biotope Class → Biotope Group → Biotope Type → Biotope Sub-Type의 구분방식을 활용하였다. 이렇게 분류 된 결과를 바탕으로 식물군집의 분류위계에 따른 비오톱유 형을 분류하고 이를 기준으로 비오톱 지도를 작성하여 적용 가능성을 살펴보았다.

분석을 위한 모든 공간자료의 입력은 AutoCAD 2014 프 로그램을 사용하였으며 공간분석은 ArcGIS 10.0 프로그램 을 사용하였다.

결과 및 고찰

1.토지이용현황

부산대학교 밀양캠퍼스를 대상으로 토지이용유형에 따 라 현황도를 작성하고 각 유형별 면적비율을 산정하였다. 부산대학교 밀양캠퍼스는 총 16개의 토지이용유형으로 분 류되었고 그 중 건물, 조경수 교목식재지, 광장, 보도가 넓은 면적(17.0∼11.3%)을 차지하고 있었다. 다음으로는 도로, 자연초지, 산림, 불투수성 주차장, 사면초본식재지, 관목식 재지, 투수성 주차장이 9.4∼3.2%의 비율로 분포하였고, 그 외 경작지, 나지, 연못, 수로, 쓰레기처리시설이 소규모(1.8 ∼0.5%)로 분포하고 있었다.Table .2Fig .2

2.군집 분류

1)TWINSPAN에 의한 군집분류

TWINSPAN을 이용한 군집 분류 결과 크게 7개의 군락 으로 분류되었다. TWINSPAN의 군락구분은 종조성에 의 해 구분되며, 군락을 정의하는 것은 식별종(differential species)에 의해 이루어진다(Kim et al., 1987). 첫 번째 분 류는 감태나무(Lindera glauca)(+)를 식별종으로 분류하였 다. 2차 분류에서는 망초(Conyza canadensis)(-)와 주름잎 (Mazus pumilus)(-)을 식별종으로 한 그룹(A)과 얼치기완두 (Vicia tetrasperma)(+), 뽀리뱅이(Crepidiastrum sonchifolium) (+), 잔디(Zoysia japonica)(+)가 식별종으로 작용한 그룹 (B)으로 분류되었다. A그룹(망초(Conyza canadensis), 주 름잎(Mazus pumilus))은 다시 개소시랑개비(Potentilla supina)(+)를 식별종으로 분류되었으며 B그룹(얼치기완두 (Vicia tetrasperma), 뽀리뱅이(Crepidiastrum sonchifolium), 잔디(Zoysia japonica))은 큰김의털(Festuca arundinacea) (+)을 식별종으로하여 그룹이 분류되었다. 마지막으로 C그 룹은 마디풀(Polygonum aviculare)(-)을 식별종으로 하여 분류되었고, D그룹에서는 잔디(Zoysia japonica)(-), 뽀리 뱅이(Crepidiastrum sonchifolium)(-), 돌콩(Glycine soja) (+)에 의해 분류되었다.

TWINSPAN에 의한 군집분류에서는 주로 귀화식물종류 와 콩과식물이 식별종으로 나타나고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이는 시가화지역이 조성되면서 식재종 이외에 외부 에서 유입되는 식물종이 주로 귀화식물이며, 척박지에서 생 육이 양호한 콩과 식물의 유입이 두드러진 것이 원인으로 볼 수 있었다.Fig .3

2)서열분석

각 조사구간의 상이성을 바탕으로 조사구를 배치하는 서 열분석(Orloci, 1978) 결과, TWINSPAN에 의한 군집 분류 결과와 전반적으로 유사하였지만 군집 간 분류가 명확하지 않은 조사구도 일부 나타났다. TWINSPAN 결과에서도 가 장 명확하게 분류된 산림과 사면식재지는 DCA 결과에서도 가장 뚜렷하게 분류되었다. 군집Ⅰ과 군집Ⅱ는 DCA 결과 에서는 그 구분이 명확하지 않게 혼재되어 나타났고, 특히 조사구 42, 44, 48, 49번은 양쪽 군집에 모두 포함되게 묶였 다. 나머지 군락은 거리의 차이가 있기는 하지만, 비교적 TWINSPAN에 의한 군집분류와 유사한 경향을 보였다.Fig .4

3.비오톱 유형화 및 비오톱지도 작성

연구대상지인 부산대학교 밀양캠퍼스의 토지이용유형을 구분한 결과 총 16개 유형으로 분류되었으며, 식생이 출현 하는 9개 유형을 대상으로 군집분류를 실시한 결과 7개의 서로 다른 군집으로 구분할 수 있었다. 비오톱 분류 유형을 TWINSPAN에 의한 군집분류체계에 그대로 적용하여 독 일에서 적용하고 있는 유형분류 기준인 Biotope Class, Biotope Group, Biotope Type, Biotope Sub-Type으로 구 분한 결과는 Table 3과 같다.

Biotope Class는 가장 상위단계의 유형분류체계로 인간 간섭의 유・무로 정의할 수 있으며 이는 산림지역과 시가화 지역으로 구분되게 된다. 두 지역을 구분하는 식별종으로는 감태나무(Lindera glauca)였는데, 감태나무는 조경용 수목 으로 식재하지 않음과 동시에 시가화지역으로의 자연이입 이 어려운 종임을 알 수 있다. 중분류의 단계로 볼 수 있는 Biotope Group은 시가화지역의 경우, 토지피복유형에 따라 틈새투수 포장이 있는 지역과 투수 식생지역의 두 가지 유 형으로 분류되었다. 틈새투수 포장지역과 투수 식생지역을 구분하는 식별종은 망초(Conyza canadensis)·주름잎(Mazus pumilus)(틈새투수 포장지역)과 얼치기완두(Vicia tetrasperma)· 뽀리뱅이(Crepidiastrum sonchifolium)·잔디(Zoysia japonica) (투 수 식생지역)이었다. 산림의 Biotope Group은 조사구 부족 으로 더 이상 세분되지는 않았는데, 본 연구에서는 시가화 지역의 세부 유형구분에 목적을 두고 있으며 산림지역의 경우 기존 연구에서 다양하게 다루고 있어 시가화지역과의 뚜렷한 차이가 나타난다는 점을 확인한 것에 본 연구의 의 의가 있다.

하위분류체계인 소분류 유형을 나누는 Biotope Type은 틈새투수 포장지역의 경우, 식생 이입을 의도하지 않은 작 은 틈새의 포장지역(광장이나 보도)과 의도적으로 투수지 역을 만든 넓은 틈새의 주차장으로 구분되었다. 투수성 주 차장 지역은 광장이나 보도에 비하여 토양 면적이 더 넓어 식생이입에 유리한 조건이었다. 작은 토양 면적의 차이가 식생 종조성의 차이를 가져오는 것으로 판단된다. 넓은 틈 새 투수 포장지역의 식별종은 개소시랑개비(Potentilla supina)(투수지역 주차장)였다. 투수 식생지역의 경우, 큰김 의털(Festuca arundinacea)을 식별종으로 하여 평지 식생 지와 사면 식생지로 구분되었다.

비오톱 유형분류의 최하위 분류체계인 세분류 유형을 나 누는 Biotope Sub-Type은 광장·보도(군락 Ⅰ)와 보도(군락 Ⅱ)로 구분되었지만, 광장과 광장으로 통하는 넓은 보도가 유사한 군락특성을 보였다. DCA 분석 결과에서도 유사한 결과가 도출되어 군락 Ⅰ과 Ⅱ는 같은 Biotope Sub-Type으 로 정의하였다. 평지 식생지에서는 조경수 식재지와 자연초 지로 구분할 수 있었다. 조경수 식재지와 자연초지를 구분하 는 식별종은 잔디(Zoysia japonica)·뽀리뱅이(Crepidiastrum sonchifolium)(조경수 식재지)와 돌콩(Glycine soja)(자연초 지)이었다.

군집 분류에 의해 분류된 각 군락은 인간의 간섭, 투수 형태, 넓은 틈새와 좁은 틈새 등 환경요인에 따라 차이를 보이는 것을 확인하였다. 이러한 환경요인은 생물군집에 영 향을 주는 요소라 할 수 있으며(Motzkin et al., 1999), 이 때의 환경요인은 비오톱의 특성을 규정하는 요인, 즉 비오 톱 유형 분류의 지표가 될 수 있다. 독일의 경우, 비오톱 유형 분류지표는 인간행태적 요인, 생물적 요인, 무생물적 요인으로 구분하고 있다(Lee et al., 2011). 인간행태적 요인 으로는 토지이용형태, 이용강도, 형성원인, 포장정도, 정비 구조, 관리정도 등이 있으며, 무생물적 요인으로는 수문, 토 양조건, 영양정도, 산도 및 염도, 그늘조건, 토양습윤조건 등이 있고, 생물적 요인으로는 현존식생유형, 식물상 특성, 경관구조, 식생천이 상태, 면적, 생활형 등이 있다(Lee et al., 2011).

부산대학교 밀양캠퍼스의 비오톱유형 분류 지표는 인간 행태적 요인인 이용 강도, 토지이용형태, 토지피복유형으로 나타났다. 특히 비오톱 유형 분류지표 중 토지피복은 시가 화지역 식물 종조성에 중요한 역할을 하고 있어 분류지표로 중요한 요소임을 확인할 수 있었다.

비오톱 유형화 결과를 바탕으로 비오톱 지도를 작성한 결과 부산대학교 밀양캠퍼스의 Biotope Class는 3가지, Biotope Group은 4가지, Biotope Type은 6가지, Biotope Sub-Type은 총 7가지로 유형화되었다(Figure 5). Biotope sub-type에 따른 면적 분포는 건물, 도로 등 비식생지가 33.9%로 가장 넓게 나타났고, 광장 및 보도(24.5%)와 조경 수식재지(17.5%)가 넓은 면적을 차지하는 Biotope sub-type 으로 나타났다. 그 외 자연초지, 산림, 투수성 주차장, 사면 식재지는 4.1∼8.0%로 분포하였다.

4.연구의 한계

본 연구는 식물군집분류에 기초하여 비오톱 유형분류를 실시한 파일럿 테스트로서 부산대학교 밀양캠퍼스라는 작 은 공간을 대상지로 하였다는 한계를 가진 연구이다. 향후 보다 다양한 지역을 대상으로 식물군집분류에 기초한 추가 적인 연구가 진행되어야 할 것이며, 복합적인 동・식물을 대상으로 한 종합적 연구성과도 기대한다. 이러한 기초적 검증의 연구는 현재까지 논란으로 남아있는 시가화지역의 비오톱 유형에 대한 분류체계 및 기준에 대한 객관성을 높 이는 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.