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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)

Korean Journal of Environment and Ecology Vol.37 No.1 pp.1-12
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2023.37.1.1

Changes in Distribution of Debris Slopes and Vegetation Characteristics in Mudeungsan National Park^1a

Seok-Gon Park², Dong-Hyo Kim³*

²Division of Forest Resources and Landscape Architecture, Sunchon National Univ., Suncheon 57922, Korea
³Korea Ecological Planning Institute, Seoul 04048, Korea

a 이 논문은 2020년 국립순천대학교 학술지원사업 지원을 받아 연구가 진행되었음을 밝힘

^* 교신저자 Corresponding author: Tel: +82-2-6080-6280, Fax: +82-2-6080-6280, E-mail: korea0129@nate.com

Received 19/11/2022 Review 18/01/2023 Accepted 30/01/2023

Abstract

We analyzed the distribution area of debris slopes in Mudeungsan (Mt. Mudeung) National Park by comparing aerial photos of the past (1966) and the present (2017) and identified the vegetation characteristics that affect the change in the area of the debris slopes by investigating the vegetation status of the debris slopes and the surrounding areas. The area of debris slopes in Mt. Mudeung appears to have been reduced to a quarter of what it used to be. Debris slopes here have decreased at an average rate of 2.3 ha/yr over 51 years by vegetation covers. Notably, most of the small-area debris slopes in the low-inclination slopes disappeared due to active vegetation coverage. However, there are still west-facing, south-west-facing, south-facing, and large-area debris slopes remaining because the sun’s radiant heat rapidly raises the surface temperature of rock blocks and dries moisture, making tree growth unfavorable. Because of these locational characteristics, the small-scale vegetation in the middle of Deoksan Stony Slope, which is the broadest area, showed distinct characteristics from the adjacent forest areas. Sunny places and tree species with excellent drying resistance were observed frequently in Deoksan Stony Slope. However, tree species with high hygropreference that grow well in valleys with good soil conditions also prevailed. In some of these places, the soil layer has been well developed due to the accumulation of fine materials and organic matter between the crevices of the rock blocks, which is likely to have provided favorable conditions for such tree species to settle and grow. At the top of Mt. Mudeung, on the other hand, the forest covered the debris slopes, where Mongolian oaks (Quercus mongolica) and royal azaleas (Rhododendron schlippenbachii), which typically grow in the highlands, prevailed. This area was considered favorable for the development of vegetation for the highlands because the density of rock blocks was lower than in Deoksan Stony Slope, and the soil was exposed. Moreover, ash trees (Fraxinus rhynchophylla) and Korean maple trees (Acer pseudosieboldianum) that commonly appear in the valley areas were dominant here. It is probably due to the increased moisture content in the soil, which resulted from creating a depressive landform with a concave shape that is easy to collect rainwater as rock blocks in some areas fell and piled up in the lower region. In conclusion, the area, density of the rock blocks, and distribution pattern of rock block slopes would have affected the vegetation development and species composition in the debris slope landform.

Key Words : BLOCK STREAM , SCREE , DEOKSAN STONY SLOPE , PERIGIACIAL CLIMATE

무등산국립공원의 암설사면 분포변화 및 식생 특성^1a

박 석곤², 김 동효³*

²국립순천대학교 산림자원·조경학부 교수
³(사)한국환경생태연구소 소장

초록

무등산국립공원의 과거(1966년)와 현재(2017년) 항공사진으로 암설사면 분포면적을 분석했고, 암설사면과 그 일대 의 식생을 조사하여 암설사면의 면적 변화에 영향을 주는 식생의 특성을 알아보았다. 무등산에 외관상 보이는 암설사면 의 면적은 과거보다 ¼수준까지 줄어들었다. 이곳의 암설사면은 51년 동안 식생 피복에 의해 연평균 2.3ha씩 감소했다. 특히, 저지대 완경사지에 소면적의 암설사면은 식생 피복이 활발하여 대부분이 사라졌다. 하지만 서향, 남서향, 남향 그리고 대면적의 암설사면이 남아 있었는데 이는 태양의 복사열이 암괴의 표면온도를 급속도로 상승시켜, 수분 건조에 따른 수목 생육이 불리해졌기 때문이다. 이런 입지특성 때문에 가장 넓은 덕산너덜 중간부의 소규모 식생은 인접한 산림지역과 다른 특성을 보였다. 덕산너덜에는 양지바른 곳이나 내건조성이 뛰어난 수종이 흔하게 출현했다. 하지만, 토양조건이 양호한 계곡부에 잘 자라는 호습성 수종 또한 세력이 우세했다. 이곳 일부에는 암괴 틈사이로 세립물질과 유기물 축적으로 토양층이 발달해 이런 수종이 정착해 자라는 것으로 보인다. 한편, 무등산 정상부에는 산림이 암설사면 을 덮었는데 고지대에 전형적으로 자라는 신갈나무·철쭉이 우세했다. 이곳은 덕산너덜처럼 암괴 밀도가 높지 않고 토양이 드러나, 식생 발달에 유리했다고 본다. 또한 이곳에는 계곡부에 출현하는 물푸레나무와 당단풍나무의 세력이 강했다. 이는 일부 지역에 암괴들이 떨어져 아래에 쌓이면서 원지형을 오목한 형태의 함몰지형으로 만들어, 빗물 집수로 인해 토양수분이 높아졌기 때문이다. 결론적으로 암괴사면의 면적, 암괴밀도, 분포유형이 암설지형에서의 식생발달과 종조성에 지대한 영향을 미쳤다고 본다.

키워드 : TWINSPAN , 암괴류 , 덕산너덜 , 주빙하기후

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Funding:

서 론

산비탈에 바위 더미가 넓게 쌓여 있는 것을 순우리말로 ‘너덜’ 또는 ‘돌강’이라고 한다. 무등산국립공원에는 해발 350∼750m에 가장 넓은 덕산너덜과 정상부에서 장불재 계 곡까지 이어지는 지공너덜이 대표적인 암설지형(岩屑地形, debris landform)이다(Oh et al., 2012). 또, 중봉에서 MBC 송신탑의 서사면, 소래봉에서 안양산의 남서사면, 광주 북 구 금곡마을 일대 등 암설사면이 공원 전체 넓게 분포해 있다(Oh, 2012). 무등산 천왕봉과 서석대·입석대·광석대 등 주상절리대와 함께 덕산너덜과 지공너덜은 독특한 자연자 원으로 지질학적 보전 가치가 우수하다. 특히 무등산의 암 설지형에 발달한 풍혈지는 여름철에는 찬 공기가 불고, 겨 울에는 바위틈에서 따뜻한 바람이 나오는 독특한 미기상 현상을 가지고 있다(Kim et al,. 2016b;Park, 2017). 풍혈지 는 국소적인 저온 환경이 만든 특수한 생태계로서 규모는 작지만 다양한 생물들이 공존한다(Kim et al., 2014). 그뿐 만 아니라 암설지대의 크고 작은 틈새는 설치류 등 작은 동물의 서식처로 중요한 역할을 맡는다(Park and Kim, 2021).

한반도는 신생대 4기 후반에 주빙하 기후환경의 영향을 받아 동결파쇄(frost shattering) 현상으로 암설사면(巖屑斜面, debris slope)이 주로 형성된 것으로 알려져 있다(Curry and Morris, 2004;Lee and Park, 2010;Oh et al., 2012). 이 암설사면은 기계적 풍화작용을 받아 상부의 절벽(단애, 斷崖)으로부터 떨어진 바위(암설, 巖屑)가 비탈면을 덮고 있는 형태를 보인다. 형성과정에 따라 애추, 암괴원, 암괴류 등으로 암설사면을 나눈다. 암괴류(巖塊流, block strean)와 애추(崖錐, talus)는 형태가 비슷하지만, 형성과정에서 차이 를 보인다. 암괴류는 주빙하기후 환경에서 약 8~25°인 사 면에 직경 30㎝ 이상의 큰 암괴(바위)들이 덮인 암괴원(巖塊原, block filed)이 경사를 따라 비교적 좁고 길게 흘러내 린 것을 말한다(Jeon and Son, 2004;Choi, 2020). 애추는 암벽에서 수분의 동결·융해가 반복되는 기계적 풍화로 굴러 서 떨어져 나온 각진 암석 파편이 절벽 하단부에 경사 30° 이상인 사면에 쌓여 생긴 지형이다(Jeon, 2000;Choi, 2020). 순우리말로 암괴류는 돌강, 애추는 너덜(또는 너덜겅)로 해 야 정확하나(Jeon and Son, 2004), 두 유형을 구분하기 쉽지 않아 흔히 너덜이라고 부른다. 덕산너덜과 지공너덜은 암괴 류에 속하며, 무등산 정상부(천왕봉, 지왕봉, 인왕봉) 일대 에는 애추가 발견된다(Oh, 2012). Oh(2012)는 덕산너덜 암 괴의 연대를 약 5만 년으로 추정했고, 이는 최소 5만 년 전부터 암괴가 단애로부터 떨어져 아래로 이동해 쌓였다고 볼 수 있다.

Jang and Kim(2018)은 GIS분석으로 호남지역의 암괴류 와 애추의 암설지대 식생을 분석했는데 주로 활엽수림과 침엽수림에서 출현 빈도가 높았다고 보고했다. 또한 수분이 모여드는 지면이 완만하고 오목한 지역일수록 암괴류가 발 달하였다. 암설지대 주변으로 식생이 둘러싸고 있고, 지표 면에 암괴가 쌓여 토양수분이 늘어나면 유입된 식생이 암괴 를 덮어 외관상 암설사면의 면적이 줄어들었다. 그러나 암 설사면의 해발고, 사면방위, 경사 등의 입지환경에 따라 식 생 피복이 달라졌다(Lee and Park, 2010). 암설사면에서 식 생 분포는 보통 암괴류 아랫부분에 세립물질이 쌓여 식생이 상당 면적을 피복하는 반면, 중간 부분에는 몇 군데에서 소 규모의 식생 패치가 형성되는 형태를 보인다(Jeon, 2000). 또, 암설지대의 중앙부는 암괴가 두껍게 쌓여서 식생 침범 이 어렵고, 그 주변부부터 식생이 피복해 가는 양상을 보인 다. 암설지대 중간에 세립물질이 쌓여 소규모 식생이 형성 되는데 주로 생강나무, 산초나무처럼 햇빛에 강한 수종이 자리를 잡아 자라기도 한다(Oh et al., 2012). 이처럼 암설사 면의 입지환경 특성에 따른 외관상 면적 변화 양상이 다르 고, 이곳에 출현종과 군집구조에 큰 차이를 보일 것이다. 하지만, 암설지대에서 식생의 특성을 밝힌 연구사례는 찾기 힘들었다. 본 연구에서는 과거 항공사진을 활용하여 무등산 국립공원의 암설사면 외관상 면적 변화를 산출했고, 그 면 적 변화에 미치는 지형적 환경요인을 분석했다. 또 외관상 암설사면의 면적 변화에 영향을 주는 식생의 특성을 알아보 았다.

연구방법

1. 연구대상지 선정 및 연구범위

암설사면의 변화과정과 그 식생 특성을 알아보고자 암설 사면이 넓게 분포해 있는 무등산국립공원을 본 연구의 대상 지로 골랐다. 무등산은 신생대 4기 약 7만 5천∼1만 년 사이 의 주빙하기 환경에서 주상절리를 따라 동결과 융해가 반복 되면서 기둥모양의 암괴(巖塊)들이 떨어져 쌓여 암설사면 이 만들어졌다(Oh, 2012). 산지의 사면에 바위가 쌓여 만든 암설사면은 경관, 미기후, 생태계 등의 측면에서 산림에서 중요한 역할을 맡고 있다(Park, 2017). 학술적으로 암괴류 (block strean)와 애추(talus)를 나누지만, 이 연구에선 암괴 류와 애추를 모두 암설사면(debris slope)으로 간주해 그 면 적을 산출했다. 암설사면은 식생이 발달하면서 암괴가 덮여 외관상 과거보다 그 면적이 줄어든다(Lee and Park, 2010). 바위틈 사이에서 교목성 목본이 자라나 암괴를 덮어서 암설 사면이 사라진 것처럼 보이지만, 암설은 임상 아래 또는 흙 속에 남아 있다. 무등산국립공원을 공간적 범위로 한정하 여, 과거(1966년 기준)와 현재(2017년 기준)의 암설사면 면 적 변화를 알아보았다(Figure 1). 즉, 1966년에 촬영한 항공 사진과 2017년 항공사진을 서로 비교해 암설사면의 분포변 화 면적을 산출했다. 하지만, 1966년 항공사진은 무등산국 립공원의 경계가 모두 들어오지 않아, 이 사진에 촬영된 범 위까지만 암설사면 분포면적을 분석했다. 또 암설사면의 면 적, 암괴 분포유형 등에 따라 식생 유입에 미치는 영향을 알아보고자 가장 넓은 덕산너덜과 그 인접 산림지대, 무등 산 정상부에 식생으로 덮여있는 암설사면을 조사했다.

2. 암설사면의 면적변화 산출 및 입지환경 분석

무등산 일대를 촬영한 항공사진(1966년, 2017년)을 지오 레퍼런싱(georeferncing)을 통해 중첩하였고, GRS80 좌표 계로 통일했다. 노출된 암반이나 나지, 주상절리는 디지타이 징(digitizing) 작업으로 제외하고, 암설사면만 추출했다. 항 공사진은 국립지리원에서 제공하는 1:5,000 수치지형도를 써서 중첩했다. 수치지형도에서 해발고, 사면방위, 경사 데 이터를 추출하기 위해 QGIS 3.2를 이용하여 래스터(Raster) 형태의 DEM 데이터를 제작했다. DEM 데이터에서 1픽셀 (pixel)은 5m×5m 규격으로 제작하였으며, DEM 자료를 통 해 사면방향(aspect)과 사면경사(slope), 해발고(altitude) 데 이터로 변환했다. 연구대상지의 암설사면 데이터는 1966년 과 2017년도 제작된 영상을 이용하여 암설사면을 폴리곤 (polygon)으로 구축했다. DEM 자료를 벡터로 변환하여 암 설사면 폴리곤 파일을 클립(Clip) 기능을 이용하여 각 데이 터를 추출하였다. 이와 같은 방식으로 사면경사와 해발고, 면적 데이터를 추출했다. 앞에서 설명한 바와 같이 사면방 향, 사면경사, 해발고 그리고 면적 데이터는 래스터의 형식 이기 때문에 1픽셀의 면적은 25㎡이다. 벡터(Vector) 데이 터를 래스터 데이터로 변환하여 클립할 경우에는 해당 폴리 곤이 래스터 데이터를 나누는 위치와 폴리곤 내 포함된 면적 에 따라 래스터 데이터가 포함되거나 제외될 수 있으므로 폴리곤 객체의 면적과 추출된 래스터 면적은 차이가 발생할 수 있다. 암설사면의 증감은 [(’66년 암설 면적-’17년 암설 면적)/ ’66년 암설면적]×100으로 계산했다.

3. 식생조사 및 분석

외관상 암설사면의 면적 축소는 인근 산림에서 들어온 교목성 목본이 자라나 암설사면을 덮기 때문이다. 이곳의 식생 특성을 파악하고자 덕산너덜 안에 섬처럼 형성된 식생 을 조사했다(조사구 번호: S1∼7). 이곳은 무등산 최대의 암괴류로 길이 약 400m, 폭 550m 규모(면적 130,000㎡)로 해발 350∼750m에 펼쳐져 있으며, 정상부에 가까운 지공 너덜과 함께 무등산의 대표적인 암설사면이다(Oh, 2012). 덕산너덜의 식생과 비교하기 위해 이곳과 인접해 있는 산림 지역(S14∼18)과 주연부(S8∼13)를 조사했다. 또 과거 암 설사면 지역이었는데(Oh, 2012) 현재 수림으로 덮여있는 해발 1,100m 전후의 무등산 정상부 일대(S19∼34)를 조사 했다(Figure 2).

이 4곳에서 10×10m의 방형구(100㎡)를 줄자로 설치해 매목조사를 실시했다. 교목, 아교목, 관목층으로 층위를 나 눠 교목·아교목은 흉고직경을, 관목은 수관폭을 측정하는 정량적 조사법으로 식생 데이터를 수집했다. 단, 수고가 낮 아 층위가 명확하지 않은 정상부 일대의 몇 개의 조사구는 교목층과 관목층으로 나눴다. 이 식생조사 데이터를 활용해 상대우점치(Brower and Zar, 1977)와 평균상대우점치(Park, 1985)를 구했다. 상대우점치(Importance Percentage; IP)는 (상대밀도+상대피도)/2로 계산했고, 수관 층위별로 개체들 의 크기를 고려해 가중치를 부여한 (교목층 IP×3+아교목층 IP×2+관목층 IP×1)/6의 수식으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage; MIP)를 구했다.

이 다변량 데이터로 종조성과 환경요인 간의 관계성을 해석하고자 TWINSPAN(Two-Way Indicator Species Analysis) 분류분석(classification analysis; Hill, 1979a)을 써서 34개 조사구를 몇 개의 그룹으로 묶어 요약했다. 이 분석의 식별종(differential species)은 그룹별 입지환경 등을 반영하는데(Sasaki et al., 2020;Park and Kang, 2020) 이 식별종으로 그룹의 환경 특성을 파악했다. 이 그룹대로 조사 구를 묶어 IP와 MIP를 다시 계산해 그룹별로 식생구조 특징을 파악했다. TWINSPAN 군집분석과 상호보완적이고, 환경 기울기를 간접적으로 추정하는 DCA(Detrended Correspondence Analysis) 서열분석(ordination analysis; Hill, 1979b)을 시행 했다. 제1, 2주성분(1-2축)의 DCA 그래프를 그려 각 축의 환경요인을 추정했다. 이 분석은 PC-ORD(ver. 7)로 이루어 졌다.

결과 및 고찰

1. 암설사면의 면적 변화 및 입지환경

Figure 3를 보듯이 과거(1966년) 무등산에 넓게 분포했 던 암설사면이 식생에 덮여 외관상 사라졌다는 것을 알 수 있다. 1966년에 암설사면 면적은 1,535,725㎡이었는데 현 재(2017년)는 ¼수준(345,600㎡)으로 줄어들었다(Figure 4-A). Park(2017)은 현재 무등산 암설사면의 면적이 636,761㎡이라고 보고해서 본 연구와 큰 차이를 보였다. 연구방법에서 밝혔듯이 1966년도 항공사진이 무등산 정상 부, 중봉, 증심사 일대를 중심으로 찍혀, 무등산국립공원 일 부면적이 암설사면 산출에 제외되었기 때문일 것이다. 51년 동안(1966년→2017년) 연평균 23,335.8㎡씩 식생이 암설 사면을 피복해 외관상 그 면적이 축소됐다. 암설사면의 면 적분포를 해발고로 나눠 살펴보았는데 해발 400∼800m 사 이에 과거·현재 모두 암설사면 면적의 80% 이상이 이곳에 집중했다(Figure 4-A). 암설사면 면적의 감소률이 가장 큰 곳은 해발 200∼400m(6.3→1.7%)의 저지대이었고, 해발 1,000m 이상(3.2→8.2%)의 비율은 약간 늘어났다. 과거에 는 북동, 남, 남서, 서향 등의 순으로 암설사면 비율이 높았 는데 현재에는 서, 남서, 남향이 전체면적의 70%를 차지해 다른 경향을 보였다(Figure 4-B).

과거에는 사면경사 15∼35° 사이에서 89.1%가 집중했는 데 현재는 91.0%의 암설사면이 20∼35° 사이에 나타나 약 간 급경사지에 집중했다(Figure 4-C). 20° 미만 사면에 암설 사면이 대부분 사라졌다(16.2→4.4%). 암설 개소별 면적 분 포변화를 보면, 과거에는 면적 15,500㎡ 이상의 암설사면 비율이 34.6%로 가장 높았고, 면적 500∼8,500㎡ 사이에 46.6%가 분포했다(Figure 4-D). 현재에도 15,500㎡ 이상이 31.2%로 가장 높았지만, 500㎡ 미만과 500∼2,500㎡의 작 은 암설사면 비율이 50.9%로 절반을 넘었다. 암설사면 면적 별 개수는 500㎡ 이상의 암설사면 비율은 과거보다 많이 줄어들었는데 500㎡ 미만의 암설사면은 오히려 늘어났다 (Figure 4-E).

2. 암설사면 일대의 식생 특성

암설사면과 산림지역의 종조성과 식물군집 차이를 알기 위해 분류분석을 했는데(Figure 5) 첫 번째 단계(Division 1)에서 신갈나무(Qm)·철쭉(Rs)을 식별종(differential species) 으로 한 그룹(왼쪽)과 때죽나무(Sj)를 식별종으로 한 그룹 (오른쪽)으로 나뉘었다. 식별종은 이 그룹의 환경요인을 간 접적으로 표현하므로 이 종의 전형적인 분포지역과 그 환경 특징을 파악하는 것이 TWINSPAN 분류분석에서 중요하 다(Park and Kang, 2020). 신갈나무와 철쭉은 고지대의 건 조한 능선부나 사면에 전형적으로 나타나는 수종이며, 이 그룹에 무등산의 정상부 조사구가 모두 포함됐다. 오른쪽 그룹의 식별종 때죽나무는 산중턱 이하의 양지바른 곳에 적습하고 비옥한 토양에서 자라는 종(Kim et al., 2010)인데 여기에는 덕산너덜 일대의 조사구 모두가 들어갔다. 무등산 정상부와 덕산너덜 일대의 그룹으로 양분됐는데 해발고 차 이 때문일 것이다. 두 번째 단계(Division 2)에서 왼쪽 그룹 은 고윳값(Eigenvalue)이 0.296으로 낮아 식별종의 설명력 은 약한 편이었지만, 다시 진달래(Rm)를 식별종으로 하는 그룹(Ⅰ)과 물푸레나무(Fr)·고로쇠나무(Ap)를 식별종으로 하는 그룹(Ⅱ)으로 분리됐다. 진달래는 양수로서 산성토양 에서 잘 자라는 종이라서 그룹Ⅰ은 무등산 정상부의 사면부 에 나타나는 군락으로 보인다. 물푸레나무(Fr)와 고로쇠나 무(Ap)는 산기슭이나 골짜기의 수분이 많고 유기질이 풍부 한 토양에서 분포하는 종(Kim et al. 2010)이라서 그룹Ⅱ는 정상부의 계곡부나 토양수분이 높은 곳에 출현한 군락일 것이다. 한편, 오른쪽 그룹은 담쟁이덩굴(Pt)을 식별종으로 그룹Ⅲ이 분리됐다. 담쟁이덩굴은 흡반(吸盤)의 덩굴손이 발달해 바위나 나무줄기에 달라붙어 밝은 숲속에서 가장자 리 등에 흔히 출현한다(Kim et al. 2010). 이 그룹에는 암설 사면과 그 인근 주연부에서 조사했던 조사구가 대부분 들어 갔다. 마지막 그룹Ⅳ는 식별종이 출현하지 않았는데 이 그 룹은 덕산너덜과 인접한 산림지역과 주연부의 조사구가 포 함됐다. 이 두 그룹은 덕산너덜과 인접 산림지역으로 양분 되었다.

TWINSPAN 분류분석과 상호보완적으로 활용되는 DCA 서열분석(Sasaki et al., 2020)의 좌표상 군락 분포를 통해 환경요인을 추정할 수 있다(Kang and Park, 2020). 고윳값 (Eigenvalue)은 제1축 0.776, 제2축 0.512로 설명력이 상당히 높았다. 제1 주성분(1축)을 중심으로 보면, 우측상단에 TWINSPAN분석의 그룹Ⅰ·Ⅱ가 집중했고, 나머지 그룹들 이 좌측에 분포했다(Figure 6). 그룹Ⅰ·Ⅱ는 해발 1,100m 전후의 무등산 정상부 일대의 조사구이며, 그룹 Ⅲ·Ⅳ의 조사 구는 해발 600m 전후의 덕산너덜에서 조사됐다. 1축의 환경 요인은 해발고(기온)이며, 이 결과는 TWINSPAN분석의 결 과와 모순되지 않았다. 제2 주성분(2축)을 중심으로 살펴보 면, 덕산너덜 지역과 주연부의 조사구가 대부분 하단에 분포 했고, 상단에는 정상부와 덕산너덜의 산림지역 조사구가 집 중해 나타났다(Figure 6). 다시 말해, 덕산너덜 중간에 형성된 식생의 조사구가 좌표상 하단에 위치했고, 덕산너덜의 인접 산림지역과 정상부 산림지역의 조사구가 상단에 분포했다. 하단부의 조사구들은 태양복사열로 암괴가 뜨거워져 건조한 미기후가 형성되는 반면에 상단부의 산림지역은 습윤한 환경 을 이룬 것으로 보인다. 즉, 2축의 환경요인은 건습정도라고 본다.

TWINSPAN 분류분석으로 묶어진 4개 식물군락의 전반 적인 특성을 보면(Table 1), 군락Ⅰ·Ⅱ(그룹Ⅰ·Ⅱ)는 무등 산 정상부에 출현한 신갈나무와 철쭉, 물푸레나무, 당단풍 등이 우점하는 군락이었다. DCA서열분석에서 두 군락의 조사구는 서로 가까이 집중 배치되어, 종조성과 입지환경이 유사하는 점을 추측할 수 있다. TWINSPAN 분석 역시 두 군락 분리에 대한 설명력(Eigenvalue 0.296)이 낮았다. 하 지만, 군락Ⅰ의 교목층 식피율이 40∼70%(평균 57.1%)로 군락Ⅱ(50∼80%, 평균 64.4%)보다 수관층이 열려 있어 양 수성 진달래의 식별종으로 분리되었다고 본다. 군락Ⅱ의 교 목층 수고(평균 11.6m)가 군락Ⅰ(평균 7.9m)보다 높은 것 으로 보아, 이곳은 암설 밀도가 높지 않고 토양이 드러나 식생이 더 발달한 것으로 보인다.

해발 600m 전후의 덕산너덜에서 조사된 조사구는 군락 Ⅲ·Ⅳ에 들어갔다. 암설사면과 그 외곽(산림과 암설사면의 경계부)에 조사한 군락Ⅲ은 때죽나무, 다릅나무, 팥배나무, 소나무, 들메나무, 느티나무, 졸참나무 등이 우점종이었고, 수고는 5∼15m(평균 10.7m), 교목층 식피율은 45∼80% (평균 53.9%)이었다. 덕산너덜에 인접한 산림에서 조사한 군락Ⅳ는 졸참나무와 상수리나무가 우점하는 군락이었다. 이 군락은 수고가 15∼20m(평균 18.6m), 교목층 식피율이 60∼70%(평균 67.1%)로 군집구조가 잘 발달한 전형적인 낙엽성 참나무군락이었다. 군락Ⅲ은 거대 암괴로 암설사면 이 이루어진 곳이라서 복사열의 건조한 미기후와 토양 미발 달로 인해 식생 발달이 미흡해 군락Ⅳ와 차이를 보였다.

군락Ⅰ은 물푸레나무(IP 39.70%)와 신갈나무(IP 25.28%) 가 교목층에 우점하는 물푸레-신갈나무군락으로 아교목성 참빗살나무(IP 12.04%)가 다음으로 우점했다(Table 2). 아교 목층에는 당단풍나무(IP 40.99%)가 가장 세력이 강했고, 다 음으로 철쭉(IP 13.25%)과 정향나무(IP 6.24%)가 다수 출현 했다. 관목층에는 생강나무(IP 15.05%), 회나무(IP 12.29%), 조릿대(IP 9.38%), 참빗살나무(IP 7.43%), 함박꽃나무(IP 6.40%) 등이 우세하였다. 군락Ⅱ는 신갈나무군락으로 교목 층에 신갈나무의 상대우점치가 68.88%로 가장 높았고, 다음 으로 물푸레나무가 19.58%이었다. 아교목층은 당단풍나무 (IP 19.45%), 철쭉(IP 16.09%), 까치박달(IP 16.48%)이 우점 했다. 관목층은 노린재나무(IP 17.69%), 미역줄나무(IP 17.52%), 조릿대(IP 10.43%)의 세력이 강했다. 두 군락 모두 토양수분과 무기양분이 풍부한 곳에 주로 출현하는 물푸레나 무, 당단풍나무, 까치박달, 함박꽃나무, 회나무(Kim et al., 2010) 등이 출현했다. 앞서 TWINSPAN과 DCA분석에서 언급했듯이 무등산 정상부의 암설사면에 식생이 발달한 곳으 로 군락Ⅰ과 Ⅱ는 종조성이 다르지 않았다. 상대적으로 군락 Ⅰ이 암설 밀도가 높은 암설사면이라서 군락Ⅱ처럼 고지대 정상부 등에 전형적으로 발달하는 신갈나무(Park and Oh, 2015)의 세력이 약했던 것으로 보인다. 군락Ⅰ에는 토양수분 이 높아 비옥한 곳에 전형적으로 출현하는 물푸레나무와 당단풍, 함박꽃나무 등(Kim et al., 2010)이 상당히 우점했다. 이것으로 보아 토양층이 발달해 토양수분이 높은 것으로 판단된다.

군락Ⅲ은 덕산너덜로 교목층에 졸참나무(IP 16.94%), 벚 나무류(IP 15.24%), 들메나무(IP 13.36%), 당단풍나무(IP 11.65%), 팥배나무(IP 10.29%), 다릅나무(IP 8.15%), 느티 나무(IP 7.43%), 소나무(IP 5.85%) 등 다양한 수종이 출현한 낙엽활엽수군락이었다. 아교목층에는 때죽나무(IP 17.67%), 벚나무류(IP 17.28%), 쇠물푸레나무(IP 7.68%), 광대싸리 (IP 8.77%), 진달래(IP 5.88%), 당단풍나무(IP 5.33%) 등이 분포했다. 관목층에는 담쟁이덩굴(IP 30.19%)이 가장 우점 했고, 다음으로 생강나무(IP 28.55%), 노박덩굴(IP 6.69%), 진달래(IP 5.88%), 붉나무(IP 5.86%) 등의 순으로 출현했다. 이 군락에는 양수성이자 내건조성이 강한 소나무, 팥배나무, 쇠물푸레나무, 붉나무, 진달래, 생강나무, 광대싸리 등의 우 점치가 높은 편이었다. 이 군락에 인접해 있는 산림지역을 조사한 군락Ⅳ의 교목층에는 졸참나무와 상수리나무가 가장 우점한 졸참-상수리나무군락이었다. 아교목층에는 때죽나 무와 벚나무류, 합다리나무의 세력이 높았다. 관목층에는 병꽃나무(IP 14.97%), 조릿대(IP 14.29%) 털조장나무(IP 11.50%)가 상당히 우점했다. 군락Ⅲ과 군락Ⅳ는 서로 인접 해 입지환경은 비슷하지만, 전혀 다른 종조성과 수종별 상대 우점치를 보였다.

3. 종합고찰

현재 무등산국립공원에 외관상 보이는 암설사면의 면적 은 과거(’66년)보다 ¼수준(1,535,725㎡→345,600㎡)까지 줄어들었다. 이는 암설사면에 식생이 발달하면서 암설사면 의 바위를 덮거나 토양에 묻히면서 암설사면이 연평균 23,335.8㎡씩 사라졌다. Lee and Park(2010)은 청송군 옹점 리 일대를 본 연구와 같은 방법으로 암설사면의 면적 감소 량을 측정했는데 1971년에서 2005년까지 연평균 431.0㎡ 가 줄어들었다고 밝혔다. 무등산의 암설사면이 이 연구보다 훨씬 빠르게 줄어들었음을 알 수 있다. 1960년대 무등산은 땔감 채취, 숯 제조 등으로 산림 훼손이 심했는데 ’72년도에 도립공원으로 지정하면서 산림을 보전하려는 정책과 노력 으로 인해 식생이 발달하기 시작했다. 이 때문에 식생 발달 초기에는 암설사면의 감소속도가 빨랐겠지만, 식생 발달이 안정화에 들어선 현재는 그 속도가 높지 않을 것이다.

저지대 완경사지에 소규모 암설사면이 식생 피복으로 대 부분 사라진 것으로 분석됐다. 암설사면으로 식생이 침입하 여 피복함에 따라 대면적의 암설사면이 파편화되면서 500 ㎡ 미만의 암설사면 비율이 늘어났을 것이다. 현재 서, 남서, 남향에 암설사면의 전체 70%가 식생에 덮이지 않고 남았는 데 Lee and Park(2010)과 같은 결과를 보였다. 이는 일사량 (복사열)이 많아 고온건조의 미기후가 형성함에 따라 토양 층이 얕은 암설사면의 표면에서 수분 증발이 활발해져(Lee and Park, 2010) 수목 생육이 불리해졌기 때문이다. 이런 까닭으로 대면적의 암설사면에 섬처럼 형성된 식생은 기존 산림과 다른 종조성과 군집구조 특성을 보였다. 실제 분류 분석(TWINSPAN)과 서열분석(DCA)에서 명료하게 밝혀 졌듯이 건습정도와 해발고의 환경인자에 따라 조사구가 그 룹화되거나 좌표에 배치됐다. 특히, 덕산너덜에 섬처럼 형 성된 군락Ⅲ에서는 토심 등의 토양조건이 양호한 계곡부에 출현하는 벚나무류와 졸참나무, 들메나무, 당단풍나무, 느 티나무가 교목층에 우세했다. 반면, 건조하고 양지바른 곳 에 흔히 나타나는 다릅나무, 팥배나무, 쇠물푸레나무, 소나 무, 붉나무 등(Kim et al. 2010)이 나타났고, 담쟁이덩굴과 노박덩굴의 덩굴식물이 바위를 덮었다.

특히 저지대의 완경사지에 소규모 암설사면은 식생이 빠 르게 피복해 외관상 사라졌다. 신생대 4기 빙하기에 수직절 리들은 주빙하 기후의 동결융해 작용으로 큰 암괴가 떨어져 흘러내려 혀모양(舌狀)의 암괴류가 형성된다(Oh, 2012). 상부에서 암괴가 떨어져 사면을 따라 흘러내리면서 사면부 에 토양 등의 세립물질을 저지대로 밀려 보내는 비탈 침식 이 생기는데 Oh(2012)는 무등산 완만한 사면부에는 큰 바 위가 토양에 묻히거나 토양에 일부 노출된 형태로 만들어져 있기도 하다고 밝혔다. 이처럼 큰 바위(거력, 巨礫)들의 분 포 양상을 4가지로 Park(1996)와 Oh(2012)는 구분했는데 큰 바위의 밀도가 높고 넓게 형성되어 식생이 거의 없어 외부에서 거력군(巨礫群)이 잘 드러나는 형태(암괴노출형) 로 덕산너덜과 지공너덜이 대표적으로 이에 해당한다. 두 번째는 큰 바위의 밀도가 상대적으로 낮아 토양 일부가 드 러나고 그 사이로 식생이 관찰되는 형태이다(노출혼합형). 세 번째는 큰 바위가 세립질 토양에 들어가 형태가 잘 안 보이는 형태(거력잠재형)이며, 마지막은 골짜기를 메우는 형태이다(기후단구 노출혼합형). 첫 번째 유형에 속하는 대 면적 암설사면보다 저지대 완경사면에 소면적의 암설사면 은 쉽게 식생 피복에 의해 외관상 사라져 항공사진에 찍히 지 않았다. 즉, 암설지대 거력들의 분포유형 중에 두 번째와 세 번째 유형은 쉽게 식생이 정착해 덮어 외관상 암설사면 이 보이지 않을 가능성이 크다. 이처럼 저지대 소면적의 암 설사면은 상대적으로 토양이 남거나 발달하여 주변의 낙엽 성 참나무류 등이 쉽게 정착할 수 있을 것이다. 그러나 덕산 너덜처럼 대면적의 암괴노출형은 큰 암괴가 두껍게 쌓여 있고 유기물 축적과 토양 발달이 늦어 식물생육 조건이 열 악하다. 그러므로 식생 발달이 상대적으로 늦고, 양지바른 곳이나 건조에 내성이 있는 수종이 먼저 정착하여 암설사면 에 섬처럼 파편화된 식물군락을 형성했을 것이다. 이후 이 곳에 토양조건이 더 개선되면서 야생조류와 설치류에 의한 종자확산이 유리한 낙엽성 참나무류, 벚나무류, 때죽나무, 팥배나무 등의 대립종자(Kim et al., 2016a)나 습윤성 수종 이 정착했을 것으로 보인다. 그렇다 하더라도 이곳에 자라 는 수목들은 전반적으로 왜성으로 자라고, 잎 크기가 작거 나 잎 일부가 죽어 있는 것을 쉽게 관찰할 수 있었다. 이는 여름철이나 건조기에 태양 복사열이 바위 온도를 급속도로 상승시켜 수분스트레스에 의한 수목 생육 피해때문이다.

천왕봉 등의 정상부에서 조사했던 군락Ⅰ·Ⅱ는 신갈나 무, 물푸레나무, 철쭉 등이 우점하는 군락이었다. 이곳은 완 만한 사면상부로 큰 바위가 노출되지 않거나 드문드문 노출 되어있는 거력잠재형(Park, 1996;Oh, 2012)에 해당하는 곳 이다. 이곳은 덕산너덜처럼 암석 밀도가 높지 않고 토양이 드러나거나 일부 지역은 토심이 깊은 편이었다. 이런 곳에 는 고지대에 흔히 나타나는 신갈나무와 철쭉 등이 우세했을 것이다. 한편 Jang and Kim(2018)은 GIS분석으로 호남지 역의 암설사면을 분석했는데 암설사면은 지표면의 굽은 정 도를 나타내는 변화율을 의미하는 곡률도가 -4.42 이하부터 0.61의 구간에서 출현빈도가 늘어났고, 암괴류의 우도비(모 수로부터 특정 현상을 관찰할 수 있는 확률)는 -4.42 이하 구간에서 가장 높았다고 보고했다. 또한 지면이 완만하고 오목한 지형의 습윤지수(지표면의 토양함수율을 나타내는 지표)가 암설사면에 많이 발달해 정(+)의 상관관계를 보였 다(Jang and Kim, 2018). 이처럼 동결과 융해의 기계적 풍 화 작용으로 암괴들이 떨어져 아래에 쌓이면서 원지형을 오목한 형태의 함몰지형으로 만들어, 빗물이 집수되어 토양 수분이 높아질 수 있다. 이런 조건 때문에 토양수분이 높은 계곡부에서 잘 자라는 물푸레나무와 당단풍나무 등이 우점 했을 것이다. 이처럼 암괴사면의 면적, 암괴 밀도, 암괴의 분포유형 등에 따라 토양 노출정도, 토양층 두께, 토양수분 량이 달라지고, 이 특성이 암설지형에서의 식생발달과 종조 성에 지대한 영향을 미쳤다고 본다.

Figure

Figure 1.

Changes in the landscape of the debris slope of the Mudeungsan National Park seen from aerial photographs of the past (1966) and present (2017).

Figure 2.

Surveyed plots of vegetation characteristics in Mudeungsan National Park.

Figure 3.

Comparison of changes in the debris slope between 1966 and 2017 in aerial photography of Mudeungsan National Park.

Figure 4.

Distribution of the debris slopes according to topographic conditions (A: altitude, B: aspect, C: slope) and the debris slope area (D) and number (E) by the area range in the Mudeungsan National Park.

Figure 5.

The dendrogram of classification by TWINSPAN using one 34 plots in the Mudeungsan National Park (Qm: Quercus mongolica, Rs: Rhododendron schlippenbachii, Sj: Styrax japonicus, Rm: Rhododendron mucronulatum, Fr: Fraxinus rhynchophylla, Ap: Acer pictum subsp. mono, Pt: Parthenocissus tricuspidata, Non: No differential species).

Figure 6.

DCA(detrended communication analysis) ordination diagram of four surveyed sites in the Mudeungsan National Park

Table

Table 1.

General description of the physical and vegetation of the surveyed site in the Mudeungsan National Park

Table 2.

Importance percentage of major woody species by the stratum for each community in the Mudeungsan National Park

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Changes in Distribution of Debris Slopes and Vegetation Characteristics in Mudeungsan National Park1a