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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)
Korean Journal of Environment and Ecology Vol.30 No.4 pp.751-761
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2016.30.4.751

Characteristics of Pinus densiflora-Dominant Community on the Mountain Ridges of the Nakdong-Jeongmaeka

Hyun-Mi Kang2, Seok-Gon Park3*, Sang-Cheol Lee4
2Baekdudaegansup Institute, Daejeon 34145, Korea
3Division of Forest Resources and Landscape Architecture, Sunchon National Univ., Suncheon 57922, Korea
4Dept. of Landscape Architecture, Graduate School, Pusan National Univ., Miryang 50463, Korea

a 이 논문은 산림청의 ‘낙동정맥 자원실태변화조사 및 관리방안 연구’의 일환으로 수행된 연구를 발전한 것임.

교신저자 Corresponding author: +82-61-750-3876, +82-61-753-3205, sgpark@sunchon.ac.kr
March 26, 2016 July 12, 2016 July 22, 2016

Abstract

Since the position of Nakdong-Jeongmaek stretches from south to north, it shows clear changes of the climate compared to other mountain ranges. This study aimed to analyze the characteristics of vegetation in Pinus densiflora-dominant community (PDDC), which typically appeared on the ridge of this area, by each region and community. For this, the PDDCs in five representative areas of Nakdong-Jeongmaek (Baekbyeonsan, Chilbosan, Baegamsan, Unjusan and Goheonsan) were investigated. Communities were divided into four groups based on the characteristics of the growing environment for indicator species among the low vegetation, while the Pinus densiflora was dominant on the canopy according to TWINSPAN. In community Ⅰ, Fraxinus sieboldiana and Rhododendron schlippenbachii were dominant and there was a typical vegetation on the mountain ridge. In community Ⅱthat was located on the upper slope, there was abundant inflow of sunlight to the inside of the forest which resulted from the disturbance, and it formed the secondary forest where deciduous broadleaf tree species such as Rhus cotinus appeared. Compared to the other communities, community Ⅲ had a wider range of growing environment and various species of deciduous broadleaf trees appeared, so that changes in the vegetation structure were expected in the future. Finally, with the appearance of Salix hallaisanensis and Betula davurica, community Ⅳare presumed to be located at a relatively high region with bountiful soil moisture. Reviewing by regions, PDDCs in Unjusan and Goheonsan were near big cities such as Pohang-si and Ulsan-si, so that the artificial disturbance resulted in high level of species diversity on a stage of vegetation development and the ages of Pinus densiflora were relatively young. On the other hand, PDDCs showed a stable vegetation status with low level of species diversity in other regions, and the ages of Pinus densiflora were relatively old.

DISTURBANCE , VEGETATION STRUCTURE , INDICATOR SPECIES

낙동정맥 마루금 일대의 소나무우점군락 특성a
- 백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산을 중심으로-

강 현미2, 박 석곤3*, 이 상철4
2(사)백두대간숲연구소
3국립순천대학교 산림자원·조경학부
4부산대학교 대학원 조경학과

초록

낙동정맥은 남북방향으로 길쭉하게 이어져 있어 다른 정맥에 비해 기후대 변화가 뚜렷하다. 이곳의 마루금에 대표적 으로 출현하는 소나무우점군락의 식생구조 특성을 지역 및 군락별로 분석하고자 낙동정맥을 대표하는 5곳(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산)에서 소나무우점군락을 조사하였다. 군집분석(TWINSPAN)에 의해 교목층에 소나무가 우점하는 가운데 하층식생에 출현하는 식별종의 생육환경 특성에 따라 4개 군락으로 나누어졌다. 소나무우점군락Ⅰ은 쇠물푸레나무와 철쭉이 하층에 우점하는 군락으로서 정맥 마루금과 능선부에 전형적으로 출현하는 식생이었다. 소나무 우점군락Ⅱ는 사면상부에 위치했고 교란으로 인해 숲 내부로 광량 유입이 많아 개옻나무 등 낙엽활엽수종이 출현한 이차림이었다. 소나무우점군락Ⅲ은 다른 군락에 비해 생육환경 범위가 넓고 신갈나무, 비목나무 등 다양한 낙엽활엽수 종의 출현이 많아 향후 식생구조 변화가 예상된다. 마지막, 소나무우점군락Ⅳ에서 떡버들과 물박달나무가 출현하는 것으로 보아, 토양이 습하고 해발고가 높은 곳에 분포하는 군락인 것으로 추정된다. 지역별로 살펴보면, 운주산 및 고헌산지역의 소나무우점군락은 대도시 포항시와 울산시에 가까워 인위적 교란으로 인해 타 지역에 비해 식생 발달단 계로 종다양성이 높았고, 소나무 수령이 비교적 적었다. 반면, 나머지 지역의 소나무우점군락은 종다양성이 낮아 안정된 식생구조를 보였고, 소나무 수령이 상대적으로 많았다.

교란 , 식생구조 , 식별종 , 능선부

    서 론

    낙동정맥(洛東正脈)은 여남 신경준의 ‘산경표(山徑俵)’ 에 따라 우리나라의 산맥을 1대간(大幹), 1정간(正幹), 13 정맥(正脈)으로 구분(Lee et al., 2011)하는 산줄기 중 남한 지역에 위치한 9개 정맥 중 하나이다. 대부분의 정맥이 백두 대간에서 갈라져 서쪽으로 이어지는 산줄기를 이루고 있다 (Lee et al., 2011). 반면, 낙동정맥은 강원도 태백시에 위치 한 매봉산에서 부산광역시 몰운대까지 남북으로 길게 이어 진다. 이러한 지리적 특성으로 인해 다른 정맥에 비해 다양 한 기후대를 아우른다. 한편, 소나무(Pinus densiflora)는 한 반도 전역에서 자생하는 낙엽성 참나무류와 더불어 우리나 라 산림경관을 구성하는 대표적인 수목으로서 한반도의 산 악, 건조한 구릉지 및 습한 서식지 등 도처에 분포한다. 특 히, 우리나라를 중심으로 일본, 중국의 산둥반도, 백두산 동 북부 지역에 소나무가 많이 분포한다(Lee, 1980). 이 때문 에 예로부터 우리 조상들의 생활과 밀접한 관계를 맺어 왔 고, 우리의 가슴에 깊이 새겨진 상징적인 우리 나무라 할 수 있다(Yang, 2002).

    Korea Forest Research Institute(2005)의 연구에 의하면, 소나무는 제주도 한라산(북위 33° 20′)에서 함경북도 은성 군 증산(북위 43° 20′)에 이르기까지 전국토의 고산지대를 제외한 온대림 지역을 점유하는 단일수종 중 최대면적을 차지하는 수종이다. 또한, 수직적 분포는 해발 1~1,300m까 지로서 통상 하한계선은 100m, 상한계선은 900m, 해발고 500m 내외의 지대가 수직적 분포영역의 중심이라 보고하 였다. 소나무는 생태적으로 햇빛을 좋아하는 양수이자 천이 초기 수종으로서 점차 성숙해가는 우리나라 산림에서 경쟁 력을 잃어가는 양상을 보인다(Chun and Lee, 2013). 이는 소나무가 온대 낙엽활엽수와의 경쟁에서 밀려 그 수명이 약 50%수준으로 짧기 때문이다(Pianka, 1970). 더불어, 우 리나라 소나무림은 기후변화로 인한 고온 및 가뭄 스트레 스, 소나무 병충해(재선충, 솔껍질깍지벌레, 솔잎혹파리) 등 의 여러 요인으로 계속 감소하는 추세를 보이고 있다(Kim, 2014). Choi et al.(2011)의 기후변화에 따른 미래 산림분포를 예측한 연구에서는 대부분의 지역에서 소나무림이 사라지고 일부 중남부 지방의 고산지대에만 남을 것으로 예측했다.

    Park and Oh(2015)에서도 백두대간 및 정맥의 마루금에 서 신갈나무 등의 낙엽성 참나무류군락과 소나무군락은 대 표적인 산림 식생유형이었다. 하지만, TWINSPAN에 의한 군집분석에서 소나무군락은 단독 식물군락으로 분류되지 않았고, 서열분석(DCA)에서도 신갈나무, 낙엽활엽수 등의 식물군락과 연속적인 분포를 보였다. 이것에 대해 정맥의 마루금 일대의 소나무군락은 신갈나무, 낙엽활엽수와 서로 경쟁하는 지위에 있어 소나무 순림이 폭넓게 분포하지 않기 때문이라고 분석했다. 반면, 소나무는 토양이 건조하고 비 옥도가 낮은 능선사면부나 침식이 일어난 지역에 뿌리가 땅속 깊이 뻗는 특성이 있어 토심 60㎝이상 되는 곳에서 생육이 적합하다(Korea Forest Research Institute, 2005). 따라서 현재 정맥의 능선부와 사면상부는 소나무의 생육적 지로서 현재까지 정맥을 대표하는 산림 식생유형일 것이다. 이러한 점에서 비교적 고산지대인 백두대간 및 정맥 마루금 의 소나무림은 보전측면에서 가치가 있으며, 입지환경 연구 와 소나무림의 식생변화 연구가 필요할 것이다(Kim, 2014).

    우리나라의 대표적 수종인 소나무군락에 대한 연구는 많 이 보고되었으며, 이 중에 식물사회학적 연구와 식생구조 특성에 관한 연구가 많았다. 식물사회학적 연구로서는 한국 소나무림의 군락분류(Chun et al., 2007)나 식생보전을 위 한 소나무림 연구(Bae and Lee, 1999), 군락의 유형 분류를 위한 한국 서남해 도서의 소나무림 연구(Yang, 2002) 등이 있으며, 식생구조 특성에 관한 연구는 주왕산국립공원(Jo et al., 1995), 가야산국립공원 홍류동계곡(Lee et al., 2006), 속리산국립공원 법주사지구(Lee et al., 2009), 변산반도국 립공원(Choi et al., 2009)의 소나무림을 대상으로 군집구조 및 생태적 특성, 관리방안 등의 연구가 국립공원을 중심으 로 진행된 바 있다. 하지만, 대부분의 이 연구들은 한정된 지역에서 소나무군락의 식생구조 등에 관한 연구였다. 우리 나라 기후대 변화 및 낙동정맥 마루금상의 소나무군락에 대한 식생구조 특성에 관한 연구는 현재까지 보고가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 남북방향으로 길쭉하게 이 어져 있는 낙동정맥의 특성에 따른 소나무우점군락의 식생 구조 특성을 지역 및 군락별로 분석하고자 하였다.

    연구방법

    1.연구대상지 및 연구범위

    본 연구에서는 낙동정맥 마루금 일대의 식생상황을 파악 하기 위해 환경조건 등을 고려해 중점조사지 6개 지역(백병 산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산, 구덕산)을 선정해 식생 조사를 실시했다(Park and Kang, 2015). 중점조사지 선정 은 Oh et al.(2014)와 Park and Oh(2015)의 기준에 의해 정맥 마루금이 지나가는 산지 중에 해발고가 높아 해발고별 식물상, 식생, 동물상 등의 변화가 예상되는 지역, 인위적 간섭에 의해 환경변화가 예상되는 입지, 정맥 전구역의 지 역적 안배 및 기후대 변화 등을 고려했다. 중점조사지의 식 생조사 구간은 중점조사지의 대표적인 산을 중심으로 지형 도상 마루금 좌우 구간을 해발고가 하강하는 재 또는 고개 까지로 설정했다. 식생조사는 마루금을 따라 이동하면서 능 선부와 사면부를 중심으로 각 구간별 대표적인 식생에 조사 구를 설치했으며, 6개 중점조사지역에 대해 총 166개의 방 형구(크기 10m×10m)를 설치하여 조사했다. 현지조사는 2015년 5월부터 6월 사이에 실시했다(Park and Kang, 2015). 이 식생조사 데이터 중에 교목층 상대우점치의 비율이 70% 이상인 소나무우점군락을 대상으로 식생구조를 분석했다. 중점조사지 중 부산광역시에 위치한 구덕산 지역에서는 소 나무우점군락이 조사되지 않아 본 연구 대상지에서 제외되 어 총 5개 지역(백병산, 칠보산, 백암산, 운주산, 고헌산) 26개 방형구(크기 10m×10m)의 식생조사 데이터를 본 연구 에서 이용했다(Figure 1). 경북 포항시에 위치한 운주산과 울산시에 인접한 고헌산 지역은 온대 남부기후대에 속했다. 강원도 태백시에 가까운 백병산 지역은 위도상 온대 중부기 후대에 속하지만, 조사지역의 해발고(900~1,000m)가 높아 온대 북부 기후대에 해당될 것이다. 경북 봉화군의 칠보산 과 경북 울진군의 백암산 또한 위도상 온대 남부기후대지 만, 해발고를 고려한다면 온대 중부 또는 온대 남부기후대 인 것으로 판단된다.

    2.조사 및 분석 방법

    식생조사는 임내에 방형구(크기 10m×10m)를 설치하여 교목층, 아교목층, 관목층으로 층위를 구분해(Park, 1985) 수관층위별로 매목조사를 실시했다. 상층수관을 이루는 수 목을 교목층으로, 수고 2m이하 0.5m이상의 수목을 관목층 으로, 기타 수목을 아교목층으로 구분했다. 교목층과 아교 목층에 출현한 수목은 방형구(크기 10m×10m)에서 수목의 흉고직경을 측정했고, 관목층은 방형구의 가장자리 좌우측 에 크기 5m×5m의 소방형구 1개소를 설치해, 소방형구 내 출현한 수목의 수관폭(장변×단변)을 조사했다.

    식생조사 자료를 토대로 각 수종의 상대적 우세를 비교하 기 위해 상대우점치(Brower and Zar, 1977)를 수관층위별 로 분석했다. 상대우점치(Importace Percentage; IP)는 (상 대밀도+상대피도)/2로 계산했으며, 개체들의 크기를 고려 하여 수관층위별로 가중치를 부여한 (교목층 IP×3+아교목층 IP×2+관목층 IP×1)/6으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage)를 구했다. 식생조사 자료를 바탕으로 지역별 식물군락 특성을 알아보기 위해 5개 지역으로 식물군락을 그룹화하여 지역별 식생구조를 파악했다. 이것과 동시에 TWINSPAN에 의한 군집분석(classification analysis)으로 26개 조사구의 식생조사 자료를 몇 개의 식물군락으로 그룹 화해 식생구조를 파악하였다. 2차원 좌표상 지역과 조사구, 주요수종별 분포를 알아보기 위해 각각 DCA 서열분석 (ordination analysis)을 실시했다. 또한 식생자료를 토대로 지역 및 군락별 유사도를 분석했다. 그룹화된 조사지별로 종구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인 종다양도는 Shannon의 수식을 이용하여 종다양도(Species Diversity, H′), 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D)를 계산 했고, 단위면적당(100㎡) 종수 및 개체수를 분석하였다. 한 편, 조사구에서 소나무 중 평균 흉고직경에 해당하는 수목 을 선정한 후 지상으로부터 1.2m 높이에서 생장추를 이용 하여 목편을 추출했고 추출된 목편을 분석해 수목의 수령 및 생장량을 조사했다. 각 조사구의 환경요인으로서 해발 고, 사면방위, 경사도, 식피율 등을 조사했다.

    결과 및 고찰

    1.군집분석 및 서열분석, 유사도분석

    강원도 태백시에 인접한 백병산 지역의 조사구는 해발고 933~1,095m, 경사도 27~30° 사이의 능선부에 입지했다 (Table 1). 경북 봉화군에 위치한 칠보산 지역은 해발고 697~893m, 경사도 20~36°에 조사구가 분포했다. 경북 울 진군에 위치한 백암산 지역은 해발고 712~811m, 경사도 12~35°, 경북 포항시에 가까운 운주산 지역은 해발고 316~447m, 경사도 6~21°에 식생조사를 실시했다. 마지막 으로 위도가 가장 낮은 고헌산 지역은 울산광역시에 위치했 고, 해발고 699~868m, 경사도 10~25°에 조사구가 입지했 다. 백병산 지역은 타 지역에 비해 위도 및 해발고가 높고 급경사인 반면, 포항시에 인접한 운주산 지역은 비교적 해 발고가 낮고 사면 경사도의 범위가 넓었다. Korea Forest Research Institute(2005)에서 소나무가 분포하는 통상 해발 고 범위는 100~900m로서 해발고 500m 내외의 지대가 수 직적 분포영역의 중심이라 보고했다. 백병산의 경우에는 이 범위에서 약간 높은 곳에서 소나무우점군락을 조사했고, 나 머지 지역은 통상 소나무가 분포하는 해발고에서 식생조사 를 실시했다. 운주산 지역에서 조사된 소나무우점군락에서 비교적 출현종이 많았으며, 다른 지역은 비슷한 수준이었 다. 교목층의 평균 흉고직경은 백암산 지역에서 평균 38.1 ㎝(28.0~45.3㎝)로 가장 컸으며, 나머지 지역의 평균값은 27.5~28.1㎝로 비슷한 수준이었다. Table 1

    5개 지역에서 조사된 식생조사 데이터를 군집분석인 TWINSPAN기법을 이용해 그룹화한 결과, 4개 식생유형으로 나누어졌다(Figure 2). TWINSPAN기법은 식별종(indicator species)에 따라 군락이 묶이며, 식별종은 군락별 환경요인 을 간접적으로 반영하게 된다(Lee et al., 1994). 소나무가 우점하는 군락은 첫 번째 단계에서 식별종인 철쭉(-), 쇠물 푸레나무(-)의 출현여부에 따라 그룹 A와 그룹 B로 분리되 었다. 철쭉(-), 쇠물푸레나무(-)가 출현하는 군(그룹 A)은 두 번째 단계에서 철쭉(-)을 식별종하는 군과 개옻나무(+), 물 푸레나무(+)를 식별종으로 하는 군으로 나누어졌다. 철쭉 (-), 쇠물푸레나무(-)가 출현하지 않는 군(그룹 B)은 두 번째 단계에서 떡버들(+)의 출현여부에 따라 구분되었다. 최종적 으로 소나무우점군락은 식별종에 의해 4개 군락(군락Ⅰ~ Ⅳ)으로 유형화되었다. 식별종으로 언급된 수종들의 입지 환경 및 생리생태적 특징을 통해 군락별 환경요인을 간접적 으로 알 수 있기 때문에 기존 문헌을 토대로 정리해 보면 다음과 같다. 철쭉과 쇠물푸레나무는 토양수분이 건조하고 척박한 능선부에 흔하게 출현하는(Park and Oh, 2015) 반 면, 물푸레나무는 계곡부나 사면부 등의 비교적 토양수분이 높고 유기질이 풍부한 곳에 주로 분포한다(Oh et al., 2013). 개옻나무의 경우는 교란된 이차림을 특징짓는 대표 수종으 로서 햇볕이 잘 들어오는 곳에 전국 어디서나 흔하게 출현 한다(Kim et al., 2010). 떡버들은 위도 및 해발고가 높은 사면부나 계곡부의 습한 곳에 출현하며, 선구수종으로서 햇 볕이 잘 드는 곳에 잘 자란다(Yun et al., 2010). 이러한 식별종의 특성이 반영되어 4개 유형으로 소나무우점군락이 나누어졌을 것이다.

    군락Ⅰ(16개 조사구 포함)은 해발고 697~1,095m의 지역 의 백병산, 칠보산, 백암산, 고헌산 지역에 분포하는 군락이 었다. 이 군락은 철쭉이 식별종으로서 낙동정맥 마루금에 교목층의 소나무와 함께 관목층 또는 아교목층에 흔하게 출현했다. 군락Ⅳ를 제외하고 이 군락은 해발고 범위가 697 ~1,095m로 다른 군락에 비해 높은 편이었지만, 사면방위 (17~330°) 및 경사도(10~36°)의 범위가 넓은 편이었다. 따라서 군락Ⅰ은 소나무가 상층에 우점하는 가운데 하층에 철쭉이 자생하는 군락으로서 비교적 해발고가 높고 건조한 능선부나 사면상부 등 비교적 광범위한 입지환경에 출현하 는 것으로 보인다(Table 2).

    군락Ⅱ(3개 조사구 포함)는 백암산과 운주산 지역에서 경사도 6~25°인 사면부와 능선부에 분포한 조사구였다. 이 군락의 식별종은 개옻나무와 물푸레나무로서 사면상부에 상대적으로 습하며, 천연림이라기보다 교란으로 인해 숲 내 부로 광량 유입이 많아 개옻나무(Kim et al., 2010) 등의 낙엽활엽수종이 출현한 식생 발달단계의 이차림인 것으로 판단된다. 군락Ⅲ(6개 조사구 포함)은 백병산, 운주산, 고헌 산 지역에 분포한 군락으로서 군락별 출현 종수가 9~17종 으로 가장 많았으며, 관목층의 식피율 또한 10~90%로 다른 군락에 비해 다소 높았다. 이 군락은 TWINSPAN분석에서 식별종이 특정되지 않았는데 다른 군락에 비해 소나무와 함께 다양한 출현종이 광범위한 입지환경에 나타나는 수종 이기 때문인 것으로 보인다. 마지막 군락Ⅳ(1개 조사구 포 함, 백병산)는 떡버들이 식별종으로서 군락Ⅰ, Ⅲ에 비해 토양수분이 많고 비교적 햇볕이 잘 드는 해발고 1,090m의 고산지대인 것으로 판단된다.

    조사구의 종조성의 상이성 또는 종의 입지환경 특성에 따라 2차원 좌표 상에 배치하는 서열분석 결과를 Figure 3~5에 나타냈다. 지역별로는 칠보산(B)과 백암산(C)의 조 사구는 2축을 중심으로 집중하는 반면, 다른 지역의 조사구 는 연속적으로 넓게 분포했다(Figure 3). 칠보산(경북 봉화 군)과 백암산(경북 울진군)은 지리적으로 가깝고, 조사구의 환경요인도 비슷해 조사된 식생데이터의 종조성이 크게 다 르지 않아 이러한 분포를 보였을 것이다. 백병산의 조사구 는 2축의 상단에 조사구가 위치하는 반면, 운주산은 하단에 분포하는 경향을 보였다. 또한, 고헌산의 조사구는 23번을 제외하고 1축을 기준으로 오른쪽에 치우쳐 배치되었다. 이 러한 조사구의 좌표상 분포경향은 해발고 및 위도(2축) 차 이에 따른 기후대 변화가 조사구의 종조성에 영향을 미칠 것으로 보인다. 특히, 군락Ⅲ은 다른 군락에 비해 조사구의 분포범위가 넓었는데(Figure 4) 종조성이 다양하고, 이 수 종들의 입지환경이 넓기 때문일 것이다.

    Figure 5는 주요수종의 분포를 좌표상에 나타내었는데 1축의 소나무(Pd)를 중심으로 우측에 식별종으로 언급한 떡버들(Sh)과 물푸레나무(Fr) 그리고 물박달나무(Bd), 층층 나무(Cc), 당단풍나무(Ap) 등의 낙엽활엽수가 집중했다. 반 대쪽 좌측에는 식별종인 철쭉(Rc)과 쇠물푸레나무(Fs) 그 리고 진달래(Rm) 등이 나타났다. 즉, 계곡부 등의 습한 곳 에 떡버들 등이 소나무와 함께 출현하는 반면, 건조한 소나 무림 분포지는 쇠물푸레나무와 진달래, 철쭉 등이 함께 분 포하는 것으로 보인다. 또한, 소나무를 중심으로 위쪽은 온 대 중부 또는 해발고가 높은 곳에 주로 분포하는 신갈나무 (Qm)와 서어나무(Cl), 철쭉(Rc)(Kim et al., 2010) 등이 배 치되었다. 이러한 경향으로 보아 1축은 토양수분 정도, 2축 은 해발고 또는 위도에 따라 좌표상에 수종이 배치된 것으 로 추측된다. 더불어, 좌표상 소나무와 비교적 가깝게 위치 한 수종은 쇠물푸레나무와 신갈나무, 진달래, 팥배나무, 굴 피나무 등이었다. 이 수종들은 소나무와 입지환경이 비슷하 기 때문이며 특히, 교목성 신갈나무는 정맥의 마루금에서 소나무와 경쟁관계(Cho and Choi, 2002)에 있는 수종이다.

    한편, 칠보산(B)과 백암산(C)의 조사구간의 유사도지수 가 85.31%로 가장 높았다. 반면, 백병산(A)과 고헌산(E)의 조사구사이에서는 57.97%로 가장 낮았다(Table 3). 소나무 우점군락이지만, 이러한 유사도지수의 차이를 보이는 것은 앞서 기술한 것처럼 기후대 변화에 따른 소나무우점군락의 하층식생 차이일 것이다. 군락별 유사도지수에서는 군락Ⅰ 과 군락Ⅱ는 77.53으로 가장 높은 반면 군락Ⅲ과 Ⅳ는 54.04로 가장 낮았다. 군락Ⅳ와 다른 군락사이에는 유사도 지수가 비교적 낮은 경향을 보였다(Table 4). 고산지대의 떡버들이 식별종인 군락Ⅳ가 다른 군락과 종조성이 상당히 다르기 때문일 것이다. 유사도지수 분석결과는 서열분석 (DCA)의 좌표상 분포와 상당히 비슷한 결과를 보였다.

    2.상대우점치 분석

    백병산 지역의 조사구(A)는 교목층에서 소나무(IP 83.64%) 외에 신갈나무(IP 14.73%)만이 출현했다(Table 5). 소나무 림에서는 소나무잎의 타감효과로 인해 소나무 씨앗이 발아 되지 않는데 이곳에서도 전형적으로 하층식생에 소나무 치 수가 출현하지 않았다. 아교목층에는 신갈나무(IP 38.96%) 와 철쭉(IP 22.41%), 쇠물푸레나무(IP 18.91%)의 세력이 우세했다. 관목층은 능선부에 양지바른 곳에서 주로 출현하 는 미역줄나무가 우점하는 가운데 신갈나무, 당단풍나무 등 이 주요 동반종으로 출현했다. 특히, 앞서 언급했듯이 이곳 은 온대 북부 또는 중부지역으로서 온대 북부 이북에 주로 생육하는 물박달나무(Kim et al., 2010)가 교목층에 나타났 다. 칠보산 지역(B)도 교목층은 소나무(IP 99.12%)가 우점 하는 가운데 신갈나무(IP 0.88%)가 일부 분포했다. 아교목 층에서는 건조하고 바람이 강한 능선부 등에 흔하게 분포하 는 쇠물푸레나무(IP 41.19%)와 신갈나무(IP 17.85%), 진달 래(IP 10.68%), 소나무(IP 8.35%) 등의 세력이 높았다. 관 목층에서는 철쭉(IP 53.28%), 진달래(IP 24.93%)가 우점했 다. 칠보산과 더불어 백암산, 운주산, 고헌산 지역에서도 아 교목층과 관목층에서 진달래의 상대우점치가 다른 수종에 비해 높았다. 진달래는 소나무군락에서 전형적으로 출현하 는 양수성 수종이자 척박한 강산성 토양을 선호한다(Kim et al., 2010). 이처럼 진달래의 세력이 우세하다는 사실은 아직까지 낙엽활엽수와의 빛경쟁에서 밀리지 않고 충분한 빛이 들어오는 척박한 지역임을 추측할 수 있다. 교목층과 아교목층에 낙엽활엽수의 세력이 우세해져 하층에 입사광 이 줄어들고 낙엽활엽수의 낙엽량 증가로 토양 비옥화가 진행되면, 진달래의 세력이 약해질 것이다. 이러한 상황에 서는 진달래보다 반음지성 철쭉(Kim et al., 2010)의 세력이 우세해질 것이다. 더불어, 위도 및 해발고가 상대적으로 높 은 백병산, 칠보산, 백암산에서는 진달래보다 철쭉의 상대 우점치가 높았지만, 운주산과 고헌산은 반대 경향을 보였 다. 철쭉과 진달래가 소나무우점군락의 하층에 우점하는 수 종이지만, 입지환경에 따른 고지대(고위도)는 철쭉이, 저지 대(저위도)는 진달래가 상대적으로 달리 출현하는 것으로 보인다. 상기 수종별 서열분석(Figure 4)에서도 같은 결과 를 보였다.

    백암산 지역(C)은 교목층에서 소나무(IP 97.27%)가 절 대적으로 우점했으나, 아교목층과 관목층에서는 소나무가 출현하지 않았다. 아교목층에서는 쇠물푸레나무(IP 48.32%) 와 신갈나무(IP 31.98%)가 경쟁했으며, 관목층은 철쭉(IP 39.88%), 쇠물푸레나무(IP 22.68%), 진달래(IP 18.36%) 등 이 출현했다. 이곳의 식생구조는 교목층에 소나무가 우점하 는 가운데 아교목층과 관목층에서 출현하는 수종간 경쟁이 그리 심하지 않은 전형적인 소나무우점군락인 것으로 보인 다. 운주산 지역(D)의 경우, 교목층에 소나무(IP 93.50%)가 우점하는 가운데 굴참나무(IP 4.65%), 신갈나무(IP 1.85%) 가 함께 출현했다. 아교목층에서는 개옻나무(IP 24.61%)와 쇠물푸레나무(IP 23.81%)가 경쟁하는 가운데 신갈나무(IP 8.60%), 비목나무(IP 4.20%) 등이 나타났다. 관목층에서는 진달래(IP 22.86%), 쇠물푸레나무(IP 14.94%), 쪽동백나무 (IP 11.83%) 등이 주요 출현종이었다. 아교목층에 개옻나무 의 상대우점치가 높은 것은 과거 교란된 이차림이기 때문으 로서 다양한 수종들이 아교목층과 관목층에서 경쟁하는 상 황을 보였다. 마지막, 고헌산 지역(E)은 교목층에서 소나무 (IP 100.00%)만이 확인되었고, 아교목층에서는 진달래(IP 34.78%), 신갈나무(IP 14.89%), 비목나무(IP 12.54%)가 관 목층에서는 물푸레나무(IP 21.21%)가 우점하는 가운데 작 살나무(IP 9.15%), 두릅나무(IP 8.76%), 누리장나무(IP 8.26%), 비목나무(IP 8.17%) 등 다양한 수종이 출현했다. 교목층은 소나무만이 우점하고, 아교목층에는 진달래, 신갈 나무, 비목나무, 철쭉 등의 낙엽활엽수가 서로 경쟁하는 소 나무우점군락이었다.

    Table 6은 TWINSPAN기법에 의해 분리된 4개 군락에 대한 상대우점치와 평균상대우점치다. 군락Ⅰ은 교목층에 서 소나무(IP 97.37%)가 우점종이었고 신갈나무(IP 2.63%) 가 일부 우점했다. 아교목층에서는 쇠물푸레나무(IP 41.24%) 와 신갈나무(IP 27.44%)가 높은 세력을 형성했고, 관목층에 서는 철쭉(IP 45.32%) 등이 우점했다. Park and Oh(2015) 가 보고한 9개 정맥 마루금의 산림식생유형 및 식생구조 연구에서 본 연구와 유사한 식생구조를 보인 소나무-신갈나 무군락, 신갈나무-소나무군락은 낙동, 금남호남, 낙남, 한남 금북, 호남, 금남, 한북정맥에 분포했다. 정맥 마루금에 흔하 게 출현하는 이 군락은 소나무와 신갈나무가 향후 경쟁을 예측했다.

    군락Ⅱ는 교목층에서 소나무(IP 95.32%)가 우점했으며 굴참나무(IP 4.68%)가 일부 출현하였고, 아교목층에서는 신갈나무(IP 20.81%)가 쇠물푸레나무(IP 37.72%), 개옻나 무(IP 13.85%) 등과 경쟁했다. 관목층에서는 쇠물푸레나무 (IP 35.75%), 진달래(IP 18.60%)가 주요 출현종이었다. 개 옻나무와 진달래가 비교적 우점치가 높은 것으로 보아 군락 Ⅰ보다 최근에 교란이 있어 보다 안정된 식생구조로 발달될 것이다. 군락Ⅲ은 교목층에서 소나무(IP 93.17%) 외에 신 갈나무(IP 5.79%), 굴참나무(IP 1.03%)가 확인되었으며, 아 교목층에서는 신갈나무(IP 24.71%)와 비목나무(IP 15.70%) 가 주요종이었다. 관목층에서는 진달래(IP 15.66%), 노린재 나무(IP 11.71%), 물푸레나무(IP 10.41%), 쪽동백나무(IP 9.49%) 등 다양한 수종이 우점종이었다. 이 군락은 낙동정 맥의 마루금인 능선부보다 사면부 또는 계곡부에 위치해, 타 군락에 비해 다양한 낙엽활엽수종이 출현한 것으로 판단 된다.

    마지막, 군락Ⅳ의 교목층에서는 소나무(IP 80.15%)가 우 점했으며, 신갈나무(IP 13.58%), 물박달나무(IP 6.27%)도 출현했다. 아교목층에서는 물푸레나무(IP 36.19%), 떡버들 (IP 30.75%), 쇠물푸레나무(IP 26.01%) 등 여러 수종이 우 점했으나, 교목성 수종은 확인되지 않았다. 관목층에서는 미역줄나무(IP 51.75%)의 세력이 우세하는 가운데 당단풍 나무(IP 19.65%)와 생강나무(IP 13.89%)가 뒤를 이어 우점 했다. 이 군락은 백병산에서만 분포했으며 떡버들이 식별종 이었고, 비교적 해발고가 높은 지대에 분포하는 물박달나무 (Cho and Lee, 2013)가 이곳에서만 분포했다. 소나무의 통 상 분포 해발고는 100~900m로서 이 군락은 이 범위를 벗 어나 있어 비교적 해발고가 높고 습한 곳에 분포하는 군락 인 것으로 추정된다. 이러한 점은 소나무보다 신갈나무와 물박달나무 등의 생육환경 조건에 더 유리하게 작용해, 이 수종과의 경쟁에서 조기에 소나무의 도태가 예상된다.

    현재 낙동정맥 마루금상에 분포한 소나무우점군락은 지 역 및 군락별 일부 차이는 있으나, 교목층의 소나무를 제외 하고 아교목층과 관목층에서 신갈나무, 쇠물푸레나무, 진달 래, 철쭉 등의 세력이 높았고, 소나무 치수 및 소경목은 출현 하지 않았다. 추후 소나무는 아교목층 우점종이자 천이계열 상 후기종인 신갈나무와의 경쟁에서 도태될 것이다. 기존 연구결과를 보더라도, 자연식생의 경우 숲 발달과정상 종간 경쟁으로 소나무가 신갈나무에 의해 도태될 것으로 밝힌 바 있다(Cho and Choi, 2002; Kim and Lee, 2012). 백두대 간의 경우에도 고립된 소나무림은 주변의 우점종 특히, 신 갈나무 등 낙엽성 참나무류로의 천이를 예측했다(Lee et al., 2012). Cho and Lee(2013)도 백두대간 마루금의 주 능 선부를 따라 선형 또는 산정부에 고립되어 분포하는 소나무 -신갈나무군락의 경우도 특별한 외부요인이 작용하지 않는 한 신갈나무군락으로의 천이를 예측했다. 정맥의 특수한 지 형이나 입지환경인 경우에는 소나무우점군락이 일부 존속 하겠지만, 일반적인 식생구조 발달과정에서는 낙동정맥 마 루금 일대 소나무우점군락은 신갈나무군락으로의 천이가 이루어질 것이다. 단, 기후변화와 함께 정맥 마루금의 개발 및 개벌 등의 인위적인 간섭이라는 특수한 상황을 고려해 식생구조 변화에 대한 모니터링이 필요할 것이다.

    3.종다양성 및 연륜 분석

    5개 지역의 종다양도(H′)는 0.6417~0.9046으로서 운주 산(0.9046) 및 고헌산(0.8578) 지역이 전반적으로 높았고, 칠보산 지역(0.6417)은 가장 낮았다(Table 7). 운주산 및 고 헌산지역은 비교적 해발고가 낮은 온대 남부기후대로서 대 도시 포항시와 울산시에 가까워 인위적 교란으로 인해 식생 발달 단계라서 종다양성이 타 지역에 비해 높았을 것이다. 한편, 군락별로는 군락Ⅲ의 종다양도가 0.9772로 가장 높은 반면, 군락Ⅰ(0.6693)은 가장 낮았다(Table 8). 운주산 지역 의 조사구가 포함되거나 식별종인 떡버들 및 개옻나무, 물 푸레나무였던 군락Ⅲ, Ⅳ, Ⅱ의 종다양도가 높은 편이었다. 정맥 마루금에 전형적으로 나타나는 소나무우점군락Ⅰ은 종다양도가 가장 낮았다. 기왕 보고된 낙동정맥에 포함된 절구골 지역 1.0818(Cho et al., 2012), 용소골 계곡 0.9442 (Cho and Lee, 2010), 성시골 지역 0.6061(Lee et al., 2011) 에 비해 본 연구의 종다양도가 다소 낮은 경향을 보였다. 기존 보고된 지역은 계곡부 위주로 조사되었기 때문에 본 조사의 능선부보다 종다양성이 높았을 것이다.

    백암산 지역의 소나무 수령이 평균 75.8년(57~90년)으로 타 지역에 비해 높았고, 고헌산(42.5년)과 운주산(42.0년) 지역이 전반적으로 낮은 수준이었다(Table 9). 앞에서 기술 한 것처럼 고헌산과 운주산 지역은 과거 소나무 벌채 등의 식생교란으로 인해 타지역에 비해 소나무 수령이 적은 수준 이었다. 반면, 종다양성이 타 지역에 비해 낮아 안정된 식생 구조를 보였던 백암산과 백병산 지역의 소나무 수령은 비교 적 많았다.

    Figure

    KJEE-30-751_F1.gif

    Map of the surveyed areas

    KJEE-30-751_F2.gif

    The dendrogram of classification by TWINSPAN using twenty six plots (Rs: Rhododendron schlippenbachii, Fs: Fraxinus sieboldiana, Rt: Rhus trichocarpa, Fr: Fraxinus rhynchophylla, Sh: Salix hallaisanensis)

    KJEE-30-751_F3.gif

    DCA ordination in the five surveyed areas (A: ●, B: ■, C: ◆, D: ▲, E: ✖)

    KJEE-30-751_F4.gif

    DCA ordination in the four communities (Ⅰ: ●, Ⅱ: ■, Ⅲ: ▲, Ⅳ: ◆)

    KJEE-30-751_F5.gif

    The major species distribution by the DCA ordination

    Table

    General description of the physical and vegetation of the surveyed plots

    (Continued)

    *DBH: diameter at breast height

    General description of the physical and vegetation of the surveyed plots in the communities

    Similarity index among the five surveyed areas

    *A: Baekbyeongsan, B: Chilbosan, C: Baegamsan, D: Unjusan, E: Goheonsan

    Similarity index among the four communities

    *I~IV: Pinus densiflora– dominant community

    Importance percentage of major woody species by the stratum in the five surveyed areas

    1C: Importance percentage in canopy layer, U: Importance percentage in understory layer, S: Importance percentage in shrub layer, M: Mean importance percentage
    *A: Baekbyeongsan, B: Chilbosan, C: Baegamsan, D: Unjusan, E: Goheonsan

    Importance percentage of major woody species by the stratum in the four communities

    1C: Importance percentage in canopy layer, U: Importance percentage in understory layer, S: Importance percentage in shrub layer, M: Mean importance percentage
    *I~IV: Pinus densiflora– dominant community

    Various species diversity indices in the five surveyed areas (Unit: 100m2)

    *A: Baekbyeongsan, B: Chilbosan, C: Baegamsan, D: Unjusan, E: Goheonsan

    Various species diversity indices in the four communities (Unit: 100m2)

    *I~IV: Pinus densiflora– dominant community

    The estimated age of Pinus densiflora

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