서 론

산림은 목재 등 산물 공급의 경제적 기능뿐만 아니라 산소공 급, 수자원함양, 산사태 방지, 국토보전, 휴양, 보건, 생물 종다 양성 보전 등 공익적 기능과 문화, 예술, 종교의 문화적 기능 및 치유기능을(Lee et al., 2010) 가지고 있어 우리 생활에 다양하게 직·간접적으로 혜택을 주고 있는 가치가 다양한 자연 자원이다(Han, 2017)

우리나라 최초의 대학 학술림은 광복 이후 국내 산림보호차 원에서 연습림이라는 이름으로 지정되었고 산림보호 및 목재생 산이 활발했던 시기 지역경제에 많은 도움을 주었으나, 근래에 는 목재생산을 하지 않고 교육 및 공익차원에서 학술림으로 지정되어 관리되고 있어(Kim et al., 2003), 미래세대를 위한 지속적 유지와 발전방안을 마련하고 있으나, 그럼에도 불구하 고 산림이용객 증가, 무분별한 채취 등 수많은 요인에 의해 서식지가 위협받고 있어 이를 막기 위해 더 많은 노력이 절실히 요구된다(Seoul National University Forests, 2012).

현재 국립대학교 및 사립대학교에서 관리하고 있는 학술림 의 총 면적은 약 35,000㏊이며(Kang, 2018) 이들 중 공주대학 교 부속 학술림은 충청남도 공주시 석장리동 산1-2, 산2-1, 산 4-1, 산29에 위치하며, 총 임야 면적은 약 122㏊이고, 우리나 라 산림대의 온대 중부에 속하며 해발은 100m∼350m로 낮은 해발에 위치하고 있고 인접지역에 민가가 다수 존재하고 있어 사람들의 왕래가 잦아 수많은 교란에 노출되어 있는 상황임에 도 불구하고 이를 경영, 이용 및 관리를 위한 자료는 미비한 상황이다.

산림군집분류는 산림의 경영, 이용 및 관리 측면에 있어서 매우 중요한 DB를 제공하며(Kim and Lee, 2006; Newton, 2007; Park et al., 2016), 이러한 데이터는 군집 변화상 및 지속가능한 산림경영을 위한 기초자료를 마련하는데 의의가 있으므로(Park et al., 2016), 본 연구는 산림식생에 관한 연구 가 진행되지 않은 공주대학교 석장리동 일대의 학술림을 대상 으로 산림식생의 실태와 구조를 밝혀 학술림의 효율적인 경영 과 이용 및 관리를 위한 정보를 제공함에 목적이 있다.

재료 및 방법

1. 연구대상지

본 조사지역인 공주대학교 학술림(석장리동 일대)은 행정구 역으로는 충청남도 공주시의 서쪽에 위치한 석장리동에 위치하 고 있으며, 동경 127° 11′ 33″ ∼ 127° 12′ 14″ 북위 36° 28′ 10″∼ 36° 26′ 38″에 속한다. 생태권역구분에 의하면 남 서산야권역에 위치하고(Shin and Kim, 1996), 식물구계도에 의하면 중부아구에 속하며(Lee and Yim, 1978), 생물기후구 계도에 의하면 중남부내륙형에 포함되어 있었다(Kim, 2004).

공주대학교 학술림의 기상자료는 조사지역의 인근에 위치한 공주 기상관측소의 최근 20년(1999~2019)간 기상자료를 이용하 여 기후도를 작성하였다(Walter, 1979;Korea Meteorological Administration, 2020). 제천 기상관측소 자료에 의하면 연평 균기온은 약12.5℃이었으며, 연평균강수량은 약 1,251.5㎜ 정 도로 강수량의 대부분이 7~9월에 집중되었다. 또한 가장 더운 달의 일평균 최고기온은 33.8℃, 가장 추운 달의 일평균 최저기 온은 –12.1℃, 절대 최고기온은 39.0℃, 절대 최저기온은 – 20.1℃로 나타났다.

2. 야외조사방법

본 연구의 조사는 공주대학교 학술림(석장리동 일대)의 산림 식생을 대상으로 하여 2019년 8월에 조사를 수행하였다. 조사 구의 설치는 식생조사법(Kim et al., 1987)에 따라 출현종과 면적곡선을 고려하여 60개소(20m × 20m)를 설치하였다. 식생 조사는 식물사회학적 방법(Ellenberg, 1956;Braun-Blanquet, 1964)에 따라 수행하였으며, 상관임분(Physiognomic stand) 을 하나의 단위로 하고 수직적인 공간분배(교목층, 아교목층, 관목층, 초본층)를 고려하여 각 층위별로 출현하는 모든 구성종 의 양(피도)과 생육상태(군도)를 조사하였고, 각 층위의 우점 종, 평균식피율, 평균수고, 평균흉고직경을 측정하여 기록하였 다. 각 조사지에 출현한 식물종의 분류와 동정은 원색식물도감 (Lee, 2003)과 나무생태도감(Yun, 2016)을 기준으로 수행하 였으며 국가생물종지식정보시스템(Korea Forest Service, 2014a)과 국가표준식물목록(Korea Forest Service, 2014b) 을 기준으로 학명과 국명을 작성하였다.

3. 분석방법

야외조사를 통해 얻은 식생자료를 토대도 MS-Excel 2016 을 이용하여 소표(Raw Table)을 작성하였고 각 군락의 식생구 조를 파악하기 위해 2개 이상의 상관우점종으로 이루어진 군락 에 대한 상재도표를 작성하였다. 중요치는 산림 군집 내 각 식물종의 영향력과 우세력을 평가하기 위한 방법으로서 상대밀 도(Relative Density, RD), 상대피도(Relative Coverage, RC), 상대빈도(Relative Frequency, RF)를 합산한 값이며 산 림의 종구성을 객관적으로 판단하기에 용이하므로, Curtis and McIntosh(1951)가 고안한 중요치(Importance Value, IV)를 산출하였고, 또한 각 층위에 생육하는 수종들의 개체 크기를 고려하여 교목층 3, 아교목층 2, 관목층 1의 가중치를 부여하여 산출하는 평균상대중요치(Mean Importance Value)를 참고 로 하였고(Lim et al., 1980), 추가적으로 초본층 0.5의 가중치 를 부여하여 평균상대중요치를 산출하였다(Kim et al., 2017; Byeon and Yun, 2018; Kim et al., 2018).

현존식생도는 수치지형도(1/5000)와 산림청 수치임상도 등 을 바탕으로 일차적으로 상관식생판독도를 작성한 후, 현지조 사(60개소)를 통하여 상관식생판독도상 상관식생의 유형을 상 층 우점종을 기준으로 동정하여 경계를 확정한 후, 실내에서 ArcGIS 10.3과 QGIS ver. 2.18.4를 이용하여 작성하였다.

결과 및 고찰

1. 상관식생 유형분류

상관우점종에 의한 상관식생 유형분류를 실시한 결과, 공주 대학교 학술림의 산림식생은 상수리나무군락, 소나무군락, 굴 참나무군락, 리기다소나무군락, 졸참나무군락, 갈참나무군락, 곰솔군락, 밤나무군락, 백합나무군락, 잣나무군락의 총 10개의 군락유형으로 구분되었고, 그 중 2개 이상의 조사가 된 상관군 락에 대해서만 상재도표로 작성하였다. 공주대학교 학술림 특 성상 대부분의 조사지 위치가 남, 남서, 서 방향으로 구성되어 있어 전반적으로 출현종수가 낮게 나타났으며, 이는 북반구 온 대지역의 태양은 하루 중 가장 고온을 보이는 시간 동안 남쪽에 있기 때문에 남사면은 다른 사면보다 태양광선을 많이 받으며, 특히 남, 남서는 온도가 높고 건조하여 산림생산력이 낮은 것으 로 보고되었으며(Son et al., 2016), 이는 본 연구와 유사한 결과로 사료되었다.

1) 상수리나무군락

본 군락은 26개의 조사구에 의해 상수리나무군락으로 분류 되었으며, 대부분 서사면에 분포하고 있었다. Choi et al. (2015)은 상수리나무군락이 한국의 대표적인 숲정이 식물군락 으로 인가와 인접한 저산지대에 분포하고 있다고 하였으며, 본 연구에서 가장 많은 조사가 되어 있고 평균해발고가 238.6m로 나타난 것으로 보아 이는 유사한 결과로 사료되었다. 상관우점 종인 상수리나무군락의 상재도와 우점도는 교목층 Ⅴ15, 아교 목층 Ⅲ12, 관목층 Ⅰ+1, 초본층 Ⅲ++로 나타났다. 상재도가 Ⅲ 이상으로 나타난 종은 상수리나무, 소나무, 굴참나무, 졸참 나무, 가는잎그늘사초, 감태나무, 개옻나무, 담쟁이덩굴, 땅비 싸리, 때죽나무, 벚나무류, 비목나무, 생강나무, 청미래덩굴이 나타났으며, 우점도 3이상으로 나타난 종은 상수리나무, 소나 무, 굴참나무, 졸참나무, 감태나무, 개옻나무, 때죽나무, 벚나무 류, 비목나무, 진달래, 팥배나무가 나타났다.

2) 소나무군락

본 군락은 11개의 조사구에 의해 소나무군락으로 분류되었 으며, 대부분 남서사면에 분포하고 있었다. 상관우점종인 소나 무군락의 상재도와 우점도는 교목층 Ⅴ45, 아교목층 Ⅰ11, 초 본층 Ⅰ++로 나타났다. 상재도가 Ⅲ 이상으로 나타난 종은 상수리나무, 소나무, 굴참나무, 졸참나무, 가는잎그늘사초, 개 옻나무, 노간주나무, 때죽나무, 비목나무, 생강나무, 큰기름새 가 나타났으며, 우점도 3이상으로 나타난 종은 상수리나무, 소 나무, 굴참나무, 졸참나무, 노간주나무, 때죽나무, 벚나무류가 나타났다. 본 군락은 상수리나무, 굴참나무, 졸참나무등의 참나 무류가 소나무군락의 대부분 층위에서 다수 존재하고 있어 점 차 참나무류와 소나무의 경쟁이 심화될 것으로 사료되었다.

3) 굴참나무군락

본 군락은 8개의 조사구에 의해 굴참나무군락으로 분류되었 으며, 대부분 남사면에 분포하고 있었다. 본 군락은 다른 군락 에 비해 암석노출도가 가장 높게 나타났다. Kim et al. (2017) 의 월악산국립공원 금수산의 굴참나무군락은 높은 암석노출도 와 주로 남사면에 분포한다고 하였으며 이는 본 연구와 일치하 는 것으로 사료되었다. 상관우점종인 굴참나무군락의 상재도 와 우점도는 교목층 Ⅴ35, 아교목층 Ⅰ11, 관목층 Ⅱ11, 초본 층 Ⅲ++로 나타났다. 상재도가 Ⅲ 이상으로 나타난 종은 상수 리나무, 소나무, 굴참나무, 졸참나무, 가는잎그늘사초, 감태나 무, 개옻나무, 담쟁이덩굴, 때죽나무, 벚나무류, 비목나무, 생강 나무, 청미래덩굴이 나타났으며, 우점도 3이상으로 나타난 종 은 상수리나무, 굴참나무, 비목나무가 나타났다.

4) 리기다소나무군락

본 군락은 7개의 조사구에 의해 리기다소나무군락으로 분류 되었으며, 대부분 남서사면에 분포하고 있었다. 본 군락은 다른 군락에 비해 평균DBH가 가장 높았고, 평균토양노출도는 가장 낮게 나타났다. 상관우점종인 리기다소나무군락의 상재도와 우점도는 교목층 Ⅴ35, 아교목층 Ⅰ11로 나타났다. 상재도가 Ⅲ 이상으로 나타난 종은 상수리나무, 소나무, 리기다소나무, 졸참나무, 개옻나무, 노간주나무, 땅비싸리, 때죽나무, 떡갈나 무, 벚나무류, 비목나무, 생강나무, 진달래, 청미래덩굴이 나타 났으며, 우점도 3이상으로 나타난 종은 소나무, 굴참나무, 리기 다소나무, 개옻나무, 비목나무, 진달래가 나타났다.

5) 졸참나무군락

본 군락은 3개의 조사구에 의해 졸참나무군락으로 분류되었 다. 상관우점종인 졸참나무군락의 상재도와 우점도는 교목층 334, 아교목층 111, 관목층 2+1, 초본층 2++로 나타났다. 상 재도가 2 이상으로 나타난 종은 졸참나무, 갈참나무, 밤나무, 담쟁이덩굴, 때죽나무, 비목나무, 작살나무, 주름조개풀, 팥배 나무가 나타났으며, 우점도 3이상으로 나타난 종은 졸참나무, 담쟁이덩굴, 비목나무가 나타났으며, 다른 군락에는 출현하지 않은 남방계식물인 합다리나무가 출현하였다. 졸참나무는 참 나무속 낙엽활엽수 중에서 비교적 남방계에 속하는 분류군으로 보고가 된 바가 있으므로(Kim et al., 2016) 본 연구와 유사한 것으로 사료되었다.

2. 중요치

상관우점종에 의한 군락단위로 분류된 구성종의 중요도를 파악하기 위해 공주대학교 학술림 산림식생의 층위별 중요치와 평균상대중요치를 산출한 결과는 다음과 같다.

상수리나무군락의 교목층 중요치는 상수리나무가 55.3%로 가장 높게 나타났으며, 굴참나무 13.9%, 소나무 13.6% 등의 순으로 나타났다. 아교목층 중요치는 벚나무류가 25.4%로 가 장 높게 나타났으며, 상수리나무 17.8%, 갈참나무 10.8% 등의 순으로 나타났다. 관목층 중요치는 때죽나무가 17.7%로 가장 높게 나타났으며, 개옻나무 10.4%, 감태나무 9.1% 등의 순으 로 나타났다. 초본층 중요치는 감태나무가 12.9%로 가장 높게 나타났으며, 비목나무 9.3%, 큰기름새 9.1% 등의 순으로 나타 났다. 본 군락은 상수리나무가 교목층과 아교목층에 비교적 높 은 중요치를 나타내고 있어 인위적인 교란이 없다면 상수리나 무 상관우점군락의 형태로 유지될 것으로 사료되었다.

소나무군락의 교목층 중요치는 소나무가 48.2%로 가장 높 게 나타났으며, 상수리나무 16.4%, 굴참나무 15.8% 등의 순으 로 나타났다. 아교목층 중요치는 벚나무류가 21.9%로 가장 높 게 나타났으며, 졸참나무 19.6%, 상수리나무 15.3% 등의 순으 로 나타났다. 관목층 중요치는 노간주나무가 23.3%로 가장 높 게 나타났으며, 때죽나무 15.6%, 졸참나무 14.0% 등의 순으로 나타났다. 초본층 중요치는 큰기름새가 20.8%로 가장 높게 나 타났으며, 졸참나무 11.1%, 가는잎그늘사초 9.8% 등의 순으 로 나타났다. 본 군락은 소나무가 우점하고 있으나 교목층과 아교목층에 우리나라 온대중부림의 천이계열에서 소나무 다음 단계로 보고되는 참나무류가 주로 출현하고 있어, 점차 참나무 류로 천이가 이루어질 것으로 사료되었다(Kim et al., 2018).

굴참나무군락의 교목층 중요치는 굴참나무가 49.5%로 가장 높게 나타났으며, 상수리나무 15.1% 소나무 12.0% 등의 순으 로 나타났다. 아교목층의 중요치는 벚나무류가 26.3%로 가장 높게 나타났으며, 졸참나무 19.2%, 굴피나무 16.2% 등의 순으 로 나타났다. 관목층 중요치는 때죽나무가 17.8%로 가장 높게 나타났으며, 비목나무 13.6%, 생강나무 10.5% 등의 순으로 나타났다.

리기다소나무군락의 교목층 중요치는 리기다소나무가 59.1%로 가장 높게 나타났으며, 소나무 20.1% 상수리나무 7.8% 등의 순으로 나타났다. 아교목층 중요치는 벚나무류가 21.5%로 가장 높게 나타났으며, 떡갈나무 20.5%, 상수리나무 17.9% 등의 순으로 나타났다. 관목층 중요치는 개옻나무가 19.7%로 가장 높게 나타났으며, 졸참나무 12.5%, 노간주나무 12.7% 등의 순으로 나타났다. 초본층 중요치는 비목나무가 24.0%로 가장 높게 나타났고, 때죽나무 18.8%, 진달래와 실새 풀 6.8% 등의 순으로 나타났다.

졸참나무군락의 교목층 중요치는 졸참나무 47.6%로 가장 높게 나타났으며, 갈참나무 17.0% 밤나무 14.6% 등의 순으로 나타났다. 아교목층의 중요치는 비목나무가 31.5%로 가장 높 게 나타났으며, 팥배나무 21.4%, 때죽나무 18.5% 등의 순으로 나타났다. 관목층의 중요치는 때죽나무가 36.8%로 가장 높게 나타났으며, 작살나무와 개암나무 12.3%, 비목나무와 개옻나 무 6.1% 등의 순으로 나타났다. 초본층 중요치는 담쟁이덩굴 이 23.8%로 가장 높게 나타났으며, 주름조개풀 19.9%, 비목나 무 5.6% 등의 순으로 나타났다. 본 군락에서는 갈참나무, 비목 나무, 작살나무, 주름조개풀 등의 계곡성 수종이(Son et al., 2016) 높은 중요치를 나타내고 있었다. Kim et al. (2010)은 졸참나무군락이 온대 중부지역에서 습기가 많은 계곡부에 주로 군락을 이루는 분류군이라고 보고하였으며 이는 본 연구와 유 사한 것으로 사료되었다.

3. 현존식생도

공주대학교 학술림 산림식생의 공간분포 특성을 파악하여 생태적 산림관리와 연구에 효율적으로 활용하기 위하여 현존식 생도를 작성하였다. 현존식생도 작성면적은 총 126.79㏊이며, 이중에 산림식생은 99.41%로 면적은 126.03㏊이었고, 제지는 0.59%로 면적은 0.76㏊로 나타났다. 현존식생도에서 구분된 상관식생유형은 총 10개 유형(자연식생 5개, 인공식생 5개)이 며, 그 구성비는 자연식생 87.51%(110.95㏊), 인공식생 11.90%(15.08㏊)로 각각 나타났으며, 자연식생이 인공식생보 다 95.87㏊ 더 넓게 분포하는 것으로 나타났다. 군락별로는 상수리나무군락이 전체의 59.19%인 75.03㏊로 가장 크게 나 타났으며, 다음으로 소나무군락이 17.61%인 22.33㏊, 굴참나 무군락이 8.93%인 11.32㏊의 순으로 나타났다. 상관식생 유 형을 구성하는 패치(Patch)의 수는 87개(자연식생 60개, 인공 식생18개, 비산림지 9개)로 나타났으며, 패치당 평균 면적은 1.46㏊(자연식생 1.85㏊, 인공식생 0.84㏊)로 나타났다.

종합 고찰

공주대학교 학술림은 해발 300m 이하의 낮은 해발고도에 주로 분포하고 있었으며, 학술림 전체 면적의 약 60%를 상수리 나무군락이 차지하고 있었다. Hwang and Yun (2007)은 식장 산에서 상수리나무군락의 평균해발이 272m로 나타났고, Byeon and Yun (2017)은 오서산에서 상수리나무군락의 평균 해발이 177.3m, Kim et al. (2018)은 대둔산 도립공원에서 상수리나무군락의 평균해발이 473m로 다른 연구들 보다는 다 소 높게 나타났으나 위도가 낮은 곳에 위치하기 때문인 것으로 사료되었다. 현재 산림청에서 해마다 충청남도에 약300ha의 면 적에 상수리나무를 조림하고 있으므로(Korea Forest Service, 2019), 이와 관련된 구체적인 식생학적 관리방안 마련의 중요 성이 점증하고 있는 것으로 판단된다.

Yun et al. (2011)에 의하면 우리나라의 산림은 신갈나무가 대표한다고 밝혔으나 본 연구에서는 상수리나무군락, 굴참나 무군락에서 낮은 중요치로 나타났으며, Kim et al. (1988)와 Kim (1992)은 신갈나무의 최적분포범위가 북위 약 36°에서는 해발이 약 600m ∼ 1,200m, Kim et al. (1989)과 Song et al. (1995)은 북위 약 37°에서는 해발이 약 400m ∼ 1,000m, 방위는 북·북동·북서·동사면에 주로 분포한다고 하였다(Song et al., 2003). 본 연구대상지는 해발 300m 이하, 방위는 대부 분 남·남서·서사면에 위치하고 있어 신갈나무군락이 나타나지 않았으며, 연구대상지에 포함되지 않은 북사면에는 신갈나무 가 우점하는 군락이 나타나 산계의 사면을 따라 우점군락의 변화가 큰 것으로 사료되었다.

공주대학교 학술림에는 자연식생(상수리나무군락, 굴참나무 군락, 소나무군락, 졸참나무군락, 갈참나무군락)과 인공식생(리 기다소나무군락, 곰솔군락, 잣나무군락, 백합나무군락, 밤나무 군락)으로 구성되어 있으며 자연식생은 87.5%(110.93㏊), 인 공식생 11.9%(15.09㏊) 구성되어 있다. 이에 따라 자연식생과 인공식생에 대한 차별적인 식생구조 바탕 하에서의 관리방안을 각각 마련해야 할 것으로 사료되었고, 자연식생에서는 온대중 부지역에서 참나무류의 중요치가 높은 곳은 안정된 군락이라고 판단되며(Kim et al., 2018) 현 상태를 유지할 수 있는 방향으 로 관리가 이루어져야 할 것으로 사료되었다. 인공식생에서는 덩굴성식물에 대한 관리방안이 모색되어야 한다(Byeon and Yun, 2018). 하지만 본 연구의 인공식생인 리기다소나무군락 에서 덩굴성식물의 중요치가 낮게 나타났으므로 인공식생의 생태적 관리방안을 위해 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단되었다.