서 론

아고산대는 희귀성과 경관성, 생태적 가치가 크다. 우리 나라의 대표적인 아고산대는 지리산국립공원과 한라산국 립공원에 분포하고 있다. 지리산국립공원의 노고단 일원은 생태적, 역사적, 문화적 가치가 매우 높은 곳으로서 과거 과도한 벌채, 전쟁, 접근도로개발과 과밀이용 등으로 황폐 화 되어 왔다. 국립공원관리청은 1990년대 자연휴식년제 등을 시행하였으나 자연의 회복력에 의한 훼손지 복원이 불가능한 지경에 이르렀다. 이에 노고단 생태계 복원을 위 한 학술적 연구와 생태복원공사를 시행하게 되었으며 복원 성과는 소백산, 설악산, 국립공원 등 훼손된 아고산대 복원 공사에 활용하게 되었다.

Oh(1991)는 경기도 관악산에서의 레크레이션 활동으로 답압에 훼손된 임간나지의 임간식생 복원에 관한 연구를 최초로 시행했고, 1992년부터 지리산국립공원 노고단 일원 에서 아고산대 식생복원공법개발 시험연구와 훼손의 원인이 되는 이용행태 등에 관한 연구를 시행했다(Kwon et al.,1991; Oh et al.,1997). 정승준 등(Jung et al, 2001; Jung, 2001)은 국립공원 능선부의 훼손된 산림지대와 초원지대를 대상으 로 식생 복원연구를 통하여 바람이 강하고 많은 아고산대 식생복원에서는 자생풀포기심기가 효과적이다라고 보고하 였고, 박선홍(Park, 2009)은 우리나라 5개 국립공원 능선부 훼손복원공사지역의 복원과정을 모니터링하여 식생변화상 태를 보고하였다. 김철의(Kim, 2010)은 지리산국립공원내 외래종 조림지의 벌채 후 식생회복에 대한 모니터링을 하여 식생회복결과를 분석하였다. 한편, 신현탁 등은(Shin et al., 2013) 최근 지리산국립공원 노고단에서 1992년에 시행한 식생복원시험지역을 대상으로 인접 산림지역을 조사 20년 간 식생회복결과를 분석한 결과, 복원공사지 식생은 종간 경쟁에 의해 안정되어 가는 천이 과정상에 있으며, 시간이 지나면서 입지환경에 적응된 수종들에 의해 안정된 식물군 락으로 천이를 예측하였다. 훼손지를 복원하여 자연을 회복 시키는 것은 매우 중요한 일로서 많은 연구자들이 관심을 갖고 연구하고 있는 상황이다.

1995년부터 3차례에 걸쳐 지리산국립공원 노고단 일원, 아고산대 훼손지에 시행한 식생복원사업으로 노고단 일원 생태계가 회복과정에 있다. 따라서 본 연구는 지리산국립공 원 노고단 일원의 아고산대 훼손지 식생복원사업 후 식생회 복 정도를 파악하고, 향후 국립공원 아고산대 훼손지 식생 복원평가기준과 복원기술개발에 기초자료를 제공하는 목 적으로 수행하였다.

연구방법

1.조사지 개황

1967년 12월 29일 우리나라 최초로 국립공원으로 지정 된 지리산국립공원 노고단 일원은 1988년 성삼재 관통도로 가 건설된 후 노고단으로의 접근성이 용이해지면서, 노고단 탐방객이 연간 3만 명에서 100만 명 이상으로 증가하면서 (Lee and Oh, 1990) 노고단 일대의 아고산대 산림식생이 심하게 훼손되었다. 국립공원관리공단은 1991년 1월부터 노고단 일원을 자연휴식년제 구간으로 지정한 뒤, 1995년 부터 훼손지 복원공사를 시행하였고, 2007년부터 국립공원 특별보호구로 지정하여 관리하고 있다.

노고단 일원에 시행된 복원시험 및 사업은 다음과 같다. 1992년 노고단 헬기장 주위에 오구균(Oh et al.,1997)이 파 종, 자생풀포기심기, 표토피복처리 등을 통하여 200㎡ 면적 에 복원 실험을 실시하였다. 1994년에는 응용생태연구회에 서 노고단 훼손지 복원설계를 수행했고(Korea National Park Service, 1994) 1995년부터 노고단 지역 (38,000㎡)에 노후 한 흄파이프, 측구, 안내판, 목책 등을 철거하고 원지형선을 복원하는 등의 기반안정 및 지형 복원 공사와 자생풀포기심 기, 파종, 볏짚멀칭공사 등을 시행하였다(Oh et al., 1997). 2009년에는 군부대가 이전한 22,246㎡에 폐콘크리트묻기, 통나무묻기 등 기반안정 및 지형복원 공사를 실시하였고 자생풀포기심기와 신갈나무 묘목식재공사를 시행하였다 (Korea National Park Service, 2008). 2007년부터 2014년 까지 노고단 주변 성삼재의 기상 자료에 의하면, 대상지의 연평균기온은 7.4℃-8.3℃, 평균풍속은 1.8m/s-3.0m/s,이고, 총강수량은 997.5㎜-2,577㎜사이로 변동이 심하였다(Korea Meteorological Administration,2007-2014).

2.조사방법

식생구조조사 분석을 위하여 각 지역별로 조사구와 조사 구 인근 자연림에 대조구를 설치하였다(그림 1). 모니터링 지역은 총 3개 지역으로서, 1992년에 복원시험을 한 헬기장 지역, 1996년에 복원사업을 시행한 정상부 지역, 2008년에 군부대의 이전에 따른 복원사업 지역이다. 1992년 복원시 험지역은 사업지역이 아니나 훼손지에 복원시험을 진행한 지역으로서 식생회복평가에 의미가 있어 연구대상지에 포 함하였다. 복원·시험 또는 공사지역 모니터링 조사구와 복 원공사지 주변 대조구의 규격과 개소 수는 표2와 같다. 1992년 복원시험을 진행한 복원시험지역은 관목층이 우점 하는 지역으로 5m×5m 복원시험구 4개소, 5m×5m 대조구 2개소를, 1996년 복원사업을 시행한 정상부 복원사업지역 은 초본층이 우점하여 2m×2m 복원시험구 5개소, 2m×2m 대조구 5개소를, 2008년 복원사업을 시행한 군사시설지 복 원사업지역은 초본층이 우점하여 2m×2m 복원시험구 5개 소, 2m×2m 대조구 5개소를 설치하였다(표 1). 식물상 변화 를 파악하기 위해 조사구 40개소에서 출현식물을 2015년 춘계, 하계, 추계 3계절에 걸쳐 조사하였다. 식물상은 대한 식물도감(Lee, 2003a, 2003b)과 한국의 나무(Kim and Kim, 2013)를 기준으로 동정하고 종은 Enger의 분류체계에 따라 정리하였으며, Braun-Branquet(1964)방식으로 우점도와 군도를 중심으로 정리하였다. 시험구 안에서 출현하는 목본 수종중 상층수관을 이루는 수목을 교목층, 교목층 이하 수 목중 수고 2m 이상의 수목을 아교목층, 0.3m-2.0m 사이의 수목을 관목층, 수고 0.3m 미만의 수목을 지피층으로 수관 층위를 구분하여 조사, 분석하였다. 교목층과 아교목층 수 목은 흉고직경(㎝)을, 관목층과 지피층은 수목의 수관폭(장· 단변의 길이:㎝)을 측정하여 수종명과 함께 기록하였다. 단, 다간성 줄기를 갖는 수종의 경우, 원줄기를 중심으로 지름 60cm 안에 있는 줄기를 동일한 개체로 포함하여 흉고직경 이나 수관폭을 측정하였다. 목본층을 대상으로 상대우점치, 종다양도 및 유사도지수를 분석하여 각 복원시험지별로 비 교하였다(Brower and Zar, 1977; Shannon. and Weaver, 1963; Walter, et al., 1975).

결과 및 고찰

1.1992년 식생복원 시험지역(헬기장 주위, 23년 회복지)

1992년에 복원시험을 시행한 뒤 23년이 지난 헬기장 주 변 복원시험지역(이하 헬기장 주위)의 조사구의 해발고는 약 1,440m이며 능선부 사면상에 위치하고 경사각은 5°이었 다. 4개의 시험구에서 목본식물들의 수고는 0.4m-0.6m로 대조구의 2.5m의 20%. 수준을 나타냈고, 개체수는 시험구 는 20-30개체, 대조구는 25-29개체로 비슷하였고 피복도는 20%-30%수준으로 대조구의 70% 보다 매우 낮았다 단위 면적당 목본식물의 개체수와 지피층 피복도는 모니터링 시 험구와 대조구간 유사하였다(표 2). 복원시험구 4개소 중 3개의 복원시험구에서 털진달래의 상대우점치가 높은 값을 나타내었다. 2개의 대조구는 수고 1.5m이하 관목숲으로서 대조구 2개소 모두 털진달래의 상대우점치가 높게 나타났 다(표 3). 종구성의 다양성을 나타내는 종다양도는 25㎡당 복원시험구에서 0.7460-1.1184의 범위를 나타냈다. 대조구 2(C2)에서 종다양도가 1.1184로 가장 높게 나타났고 복원 시험지 2(M2)에서 0.7460로 가장 낮게 나타났다. 종구성의 균질한 상태를 보여주는 균재도는 0.5888-0.8068의 범위를 나타냈으며, 대조구 2(C2)에서 0.8068로 가장 높게 나타났 고, 복원시험구 1(M1)에서 0.588로 가장 낮게 나타났다. 식 물집단이 잠재적으로 가질 수 있는 최대종다양도는 1.0986 에서 1.6094범위를 나타냈으며. 복원시험구 M1, M3과 대 조구 C1 3개 조사구에서 1.6094로 가장 높게 나타났고, 복 원시험구 M2에서 1.0986으로 가장 낮게 나타났다(표 4).

조사구간 종구성의 유사도지수는 31.25%에서 93.33%의 범위를 나타냈다. 헬기장 주위 조사구중 복원시험구 M1과 대조구 C1간의 유사도지수가 가장 낮아 조사구들중 가장 이질적인 집단으로 나타난 반면, 복원시험구 인근 대조구 C1과 C2 간 종구성은 93.33%로서 높은 유사도지수를 나타 냈다(표 5).

노고단 시험구에서 출현한 관속식물은 21과 29속 28종 4변종 총 32분류군이 확인되었으며, 복원시험구와 대조구 중에서 복원시험구 4에서 19분류군으로는 식물상이 가장 많이 나타났고, M1과 C1에서 16분류군, M3에서 15분류군, M2와 C2에서 14분류군이 서식하고 있었다(표 6).

2.1996년 식생복원 지역(정상부, 19년 회복지)

1996년 복원사업이 시행되어 19년이 경과한 복원사업지 역의 조사구는 해발고 1,490m - 1,496m 사이의 산정상부에 위치하고 있고, 2°-15°의 경사각을 보이고 있다 목본식물은 복원시험구중 2곳에서 출현하지 않았으며, 나머지 3개의 시 험구에서 0.5m-0.6m의 크기로 출현하였고 대조구에서는 0.8m-1.4m의 크기로 출현했다. 피복도는 30%-50%로 대조 구의 80%의 절반 수준이었다. 지피층의 피복도는 수고 2.5m 내외의 소교목층이 울창한 대조구의 5%에 비하여 복원시 험구가 35%-95%수준으로 매우 높았으며 목본식물의 피복 도와 역상관 관계를 나타내었다(표 7). 정상부 일대 복원시 험구 5개소 중 M6, M7 조사구는 초본층이 우점하며 목본 식물이 출현되지 않았다. 복원시험구 M5와 M8 또한 목본 식물 중 털진달래만 조사구 안에 출현하였으며 복원시험구 9에서 참싸리, 털진달래, 붉은병꽃나무가 자라고 있었다. 대 조구 5개소는 철쭉의 상대우점치가 가장 높은 가운데 초본 층 및 관목층이 우점한 복원시험구와는 다르게 아교목층과 관목층식물이 우점하였다(표 8).

노고단 정상부 조사구들의 종다양도는 0-1.2149의 범위 를 나타냈다. 복원사업주변 대조구 C3 조사구에서 종다양 도가 1.2149로 가장 높게 나타났고, 노고단 복원시험구 M5, M8에는 털진달래 1종만 출현하여 0으로 나타났다. 균재도 는 0.1236-0.4564의 범위서 대조구 C3에서 0.1236으로 가 장 낮게 나타났다. 최대종다양도는 0-1.3863의 범위로서 철 쭉이 우점하는 대조구 C3에서 가장 높게 나타났고, 복원시 험구 M5, M8에는 털진달래 1종만 출현하여 0으로 나타났 다. 복원시험지 M6와 M7에서는 목본 식물종이 나타나지 않았다(표 9).

정상부 일대 조사구별 유사도지수는 0%-78.57%의 범위 를 나타냈고. 복원시험구 M5과 대조구 C6, 복원시험구 M6 와 대조구 C6, 복원시험구 M8와 대조구 C6 사이 유사도가 0%로서 목본식물의 종구성에의 유사성이 없는 것으로 나 타났다. 대조구 C4와 C5 사이의 유사도가 78.57%로서 종 구성이 가장 유사하였다(표 10).

관속식물상은 총 19과 35속 37종 4변종 41분류군이 확인 되었으며, 복원시험구(M)와 대조구(C)중에서 M8에서 18 분류군으로 가장 많이 확인되었고, M9와 C3에서 15분류 군, C4와 C5에서 14분류군, M7에서 13분류군, C7에서 12 분류군, M5에서 11분류군, M6에서 10분류군, C6에 9분류 군이 확인되었다(표 11).

3.2008년 식생복원 지역(군부대이전지, 7년 회복지)

2008년에 군시설이전지역의 복원사업을 시행된, 7년 경 과한 복원시험 조사구들은 해발고 1,441m-1,449m, 사면부 에 위치하고 있고 경사각은 5°-20°의 범위를 나타내었다. 목본식물들의 수고는 시험구는 0.4m-0.5m로 대조구의 0.7m-1.0m에 비하여 복원공사후 경과년수에 비하여 높은 수치를 나타냈는데, 이 결과는 자생풀포기 이식공사시 함께 이식한 목본식물의 영향으로 추정된다. 목본식물의 피복도는 대조구의 60%-90%에 비하여 복원시험구에서는 5%-20%수 준으로 매우 낮았으며 시험구간 차이가 컸다. 지피층의 피 복도는 목본식물층의 피복도 영향으로 복원시험구에서 상 대적으로 높은 5%-30%수준을 나타냈다(표 12).

지리산국립공원 노고단일원 군부대 이전 지역의 복원시 험구 5개소 중 M13, M14를 제외한 복원시험구 3개소에서 는 관목층에 미역줄나무가 우점하는 것을 확인하였고, 인근 자연림인 대조구 C10, C11, C12에서 아교목층에 털진달래 가, C8과 C9에서 미역줄나무가 우점하고 있었다(표 13). 시험구들의 종다양도는 0.6492-1.0986의 범위를 나타냈으며, 복원시험구 M14에서 1.0986으로 가장 높게 나타났고, 대조 구 C8에서 가장 낮게 나타났다. 균재도는 0.6398-1.0000의 범위로서 복원시험구 M13, M14에서 1.0000을, M11에서 0.6398으로 가장 낮게 나타났다. 최대종다양도는 0.6931- 1.0986의 범위로서 복원시험구 M11, M12와 대조구 M14, C9, C10와 C12 총 6개소의 조사구에서 1.0986으로 높게 나타났고, 복원시험구 M10와 M13,대조구 C8와 C11, 조사 구 4개소에서 가장 낮게 나타났다(표 14).

군시설이전지역의 조사구별 유사도지수는 18.75%-85.71% 의 범위로 나타났다. 복원시험구 M13와 대조구 C9 조사구 사이의 유사도지수가 18.75%로 가장 낮아 종구성이 매우 이질적이었으며, 대조구 C11와 C12 조사구 사이의 유사도 지수가 85.71%로 가장 높게 나타나 복원지 주변 자연림 식생구조는 거의 유사한 것으로 나타났다(표 15).

관속식물상은 27과 49속 49종 6변종 1품종 총 56분류군 이 확인되었다. 복원시험구(M)와 대조구(C) 중에서 M11에 서 27분류군, M13에서 24분류군, M14에서 23분류군, M12 에서 19분류군, C8에서 16분류군, C12에서 15분류군, M10 에서 14분류군, C11에서 13분류군, C10에서 11분류군, C9 에서 8분류군로서 대채적으로 복원시험구에서 식물종이 많 이 출현하였다(표 16).

4.고찰

지리산국립공원 노고단일원 훼손지에서 식생복원공사 후 모니터링한 결과, 복원시험구 수목들의 평균수고는 0.4m-0.6m 사이를 나타냈고, 종다양도지수는 0.31-0.95, 균 재도는 0.28-0.84의 범위를 나타냈다(표 17).

복원시험 후 23년 경과한 헬기장 지역은 두 대조구간 93.3%의 유사도지수에 반하여 대조구와 복원시험구 4개소 의 유사도지수 평균값은 35.2%로서 약 37.3% 수준으로 종 구성이 회복된 것으로 판단되며, 수고생장은 대조구의 약 20% 수준이었다.

복원사업 후 19년이 경과한 정상부의 경우 주변 대조구 는 철쭉이 소교목으로서 우점하는 가운데 복원시험구에서 털진달래가 관목층에서 우점하거나 초본류가 우점하기도 하 였다. 복원시험구는 각 대조구에 대하여 평균적으로 17.6%의 유사도 지수를 나타냈고 대조구 간의 종구성의 유사도지수 평균값 66.7%를 고려할 때 26.4% 수준으로 종구성이 회복 된 것으로 생각된다. 복원시험구 수목의 평균수고는 0.6m 로서 주변 철쭉의 수고 2.6m의 23%수준이었다. 복원사업 후 7년이 경과한 군시설이전지역 복원시험구 유사도지수는 주변 대조구간 평균 34.3%를 나타냈고, 대조구간의 평균 유사도지수 64.6%를 고려할 때, 약 53.3% 수준으로 종구 성의 유사성이 회복된 것으로 생각된다. 복원시험구 수목의 평균수고는 0.4m로서 주변 털진달래들의 수고 1.8m의 22.2% 수준이었다.

3개 복원사업 모니터링지역에서 확인된 식물의 생활형 (Raunkiaer C., 1934)을 비교하였을 때, 대부분 반지중식물 이 우세하게 서식하고 있으며, 복원시험구에서만 지표식물 이 확인되었고, 주변 대조구보다 복원시험조사구에서 식물 종 수가 상대적으로 많았다. 정상부지역과 군시설이전지역 의 시험구 1년생 초본이 출현한 반면 헬기장지역에서는 1년 생초본이 확인되지 않았다. 군시설이전지역에서는 시험구 에서 아교목의 생활형 식물이 출현되었다(표 18).

23년이 경과된 헬기장 인근 복원 연구시험지역에 자라는 목본식물의 평균 수고는 인근 자연림 대조구에 비하여 약 20% 수준으로 매우 낮은 상태이나 수관층 수종의 유사성이 늘었고 목본 식생의 종구성은 대략 37% 수준으로 회복된 것으로 판단된다. 19년이 경과된 정상부의 복원시행사업지 역은 종구성의 유사성은 26.6%, 목본식물의 수고가 23% 수준으로 회복된 것으로 판단되며, 복원시험구 일부지역의 식생구조에서 털진달래가 상층으로 나타나 추후 관목림으 로 수관층이 이루어 질 것으로 추정된다. 7년이 경과된 군사 시설 이전지역의 복원사업지역은 잠재자연식생인 신갈나 무가 출현하지 않았고, 주변 자연림의 털진달래나 철쭉군락 에 비해 복원시험구는 미역줄나무, 싸리가 자라고 있었다. 7년 경과한 복원사업지역에서 목본식물의 수고는 대조지의 22.2% 수준으로 낮았으나 종구성의 유사성은 53.3% 수준 으로 이례적이었다.

조사한 3개 복원사업지역의 식생회복이 느리게 진행중인 상태로 나타났는데 이는 아고산대의 바람, 기온 등의 열악 한 식물생육 환경조건의 영향으로 판단되며 조사한 3개 복 원시험지역 목본식물의 수고 생장을 인근 자연림 식생의 20% 수준으로 회복된 것으로 판단된다. 그러나 복원사업 후 7년이 경과된 군시설이전지역은 복원시험구의 피복도가 20여년 경과한 다른 두 조사지역보다 피복도가 상대적으로 낮은 상태이었다. 수목의 수고생장이 자연림대비 20%수준 까지 이루어지는데 20여년이 소요된 점을 고려할 때, 지리 산국립공원 노고단 일원훼손지의 식생이 주변식생 수준으 로 복원이 되기까지 앞으로도 50여년 이상의 기간이 소요되 리라고 추정된다. 우리나라 국립공원 아고산대 훼손지역의 생태계 복원 수준은 아직 초기단계로서 주변 자연림 수준까 지 복원되기에는 많은 시간이 걸릴 것으로 판단되며 아고산 대 복원사업지역에 대한 장기적인 모니터링과 아고산대 생 태복원기술개발에 대한 노력이 필요하다.