서 론

백두대간보호지역은 우리나라 산림에서 사회・문화적 가치는 물론 국가의 자연 생태적 측면에서 가장 핵심적인 대상으로 평가되어 왔다(Korea Forest Service, 2014). 백두 대간보호지역은 높은 고도, 험한 산세, 낮은 인구밀도 등의 요인으로 인간의 접근과 이용이 용이하지 않아 다른 지역과 비교할 때 산림이 상대적으로 잘 보존되어 왔다(Choung, 1998). 또한 천연림의 생태적 속성이 비교적 잘 간직되고 있으며, 깊은 산중 곳곳에는 우리나라의 전형적인 천연림이 잘 발달되어 있다(Hwang, 2016). 백두대간보호지역 자연 생태 현황 중 식물상의 경우 우리나라 관속식물 4,881분류군의 38.3%(1,867분류군), 우리나라 특산식물 328분류군 (Korea National Arboretum, 2017)의 25.3%(83분류군)가 백두대간보호지역 지역에 분포하고 있는 것으로 조사되었다(Korea Forest Service, 2015). 백두대간보호지역은 위도와 고도에 따라 고산기후부터 난대기후까지 여러 종류의 기후대가 나타나며, 고산식물, 상록침엽수, 낙엽활엽수, 상록활엽수, 혼효림 등 다양한 식생이 나타난다(Korea Forest Service, 2006). 이와 같이 백두대간보호지역은 한반도 국토의 근간을 이루는 중요한 지역으로 강원도 고성군 향로봉 (1,196m)에서 지리산 천왕봉(1,915m)까지 약 701㎞에 달하는 구간과 다양한 해발고의 산지가 분포하고 있어 산림의 수평적 분석 및 수직적 분석 연구에 적합하다.

백두대간보호지역의 중요성이 점차 알려지면서 1997년부터 백두대간보호지역의 개념 정립과 실태조사 연구가 시작되었으며, 1990년 후반부터는 관리범위 설정, 식생특성 파악, 훼손지 복원 방안 연구 등의 연구가 활성화 되었다 (Ministry of Environment, 2001;2002). 이 중 백두대간보 호지역의 주요 연구는 봉우리나 주요 마루금 구간의 종 리스트를 작성하거나 주요 식생 군집의 특성을 파악하는 연구 (Oh and Park, 2002;Cho and Choi, 2002, Choi, 2002;Kim and Choo, 2003;Choi and Oh; 2003;Kim et al., 2003;Choo and Kim, 2005;Cho et al., 2005;Lee et al., 2012;Cho and Lee, 2013, Cheon et al., 2014, Hwang, 2016;Kim, 2017)가 중심이 되고 있으며, 백두대간보호지역 전 구간에 관한 연구는 현존식생 및 녹지자연도 분석연구, 산림식생의 구조와 종조성 연구(Choung, 1998;Choi et al., 2004;Park and Oh, 2015)가 진행되었다. 또한 산림청은 2006년부터 2010년까지 1차기 백두대간보호지역 자원실태 조사를 실시하여 백두대간보호지역을 대상으로 한 최초의 종합 자원조사(인문환경, 역사·문화자원, 자연생태), 체계적인 실체 규명, 보호·관리를 위한 기초자료 확보를 확보하였다. 2011년부터 2015년까지 실시된 2차기 백두대간 보호지역 자원실태조사에서는 자원실태뿐 아니라 백두대 간보호지역의 자원 관리 방안을 제시하였으며, 2016년부터 2023년 현재까지 백두대간보호지역 자원실태변화 조사를 실시하고 있다.

수평적 분석을 위해 식생 산림대를 분석한 결과 일제강점기 때 Nakai(中井猛之進, 1915∼1939, 1952)와 Uyeki(直 木秀幹, 1926)에 의해 시작되었으며(Lee, 2013), Uyeki (1933)와 Yim(1968)이 한반도의 산림대는 난온대, 온대남부, 온대중부, 온대북부, 한대(아한대)로 구분하였다. Yim and Kira(1975)는 산림대 구분을 WI(Warm Index)와 CI (Cool Index)의 경도분석으로 온도기후와 식생대구분 사이의 상관관계를 검토하였다. 그 결과 난온대산림의 분포북 한선은 CI –8°C 또는 –10°C·month 등치선과 일치하고, 아한대의 남한선은 WI 55°C·month 등치선과 대체로 일치한다는 결과를 도출하였다. 온대남부, 중부, 북부는 WI와 CI의 좌표축에 배열되나 북부는 다시 서부와 동부로 갈라진다고 하였다(Lee et al, 2002). Nakai(1919)는 평양과 원산만을 잇는 선과 인천과 영일만을 잇는 선으로 한반도를 북부, 중부, 남부로 나누고 제주도와 울릉도를 더하여 5개의 식물구로 구분하였으며, 1935년 평양-원산선을 원산-장산곶선으로, 인천-영일만선을 태안반도-영일만선으로 수정하였다. Nakai의 구분은 식물분포역의 명확한 경계가 제시되지 못한 한계를 가지고 있으며, Oh(1977)는 난온대성식물의 분포북한계와 조엽수림대식물의 분포북한에 근거하여 Nakai의 중남부 경계선(태안반도-영일만)을 인정하지 않고 부산-목포선과 인천-금강산선을 설정하였다. 이후 Lee et al(1978)은 북부라는 하나의 구계로 구분하던 북한지역을 갑산, 관북, 관서로 구분하고 종래의 북부와 남부의 경계선, 남해안지대, 제주, 울릉도로 구분하여 8개의 지구로 세분하였다(Lee et al, 2002; Gong, 2007; Lee, 2013).

백두대간보호지역과 관련된 여러 분야의 심도 있는 연구로 인해 전통적인 산체계로서 중요성과 개념, 주요 구간의 식생연구는 충분한 체계를 갖추었다고 볼 수 있다(Lee et al., 2012). 그러나 백두대간보호지역의 넓은 면적과 지리적 특징으로 인해 현재까지 조사되지 않은 구간이 많아 더 많은 지역에서의 연구가 필요하며, 각 지역의 기준이 될 수 있도록 백두대간보호지역 전 구간의 특성연구가 필요할 것으로 판단된다(Kim, 2017). 따라서, 본 연구는 남한지역 백두대간보호지역을 대상으로 식생 산림대별 식생상황을 파 악하기 위해 중부지역과 남부지역으로 구분하여 식물군락 명을 중심으로 식물군락 분류 및 식생구조 특성을 파악하고자 하였다.

연구방법

1. 연구대상지 및 연구범위

산림청에서는 2006년부터 2015년까지 백두대간보호지역에 대해 자연환경, 산림자원, 인문환경, 역사·문화자원, 관리시스템 개발, 자원현황 지도화, DB구축, 변화상 모니터링, 이용영향, 지역활성화 등의 실태조사와 보전방안 연구를 추진했다(Korea Forest Service, 2006;2011;2012;2013;2014;2015). 이 결과물로 제출된 식생조사 데이터(식생조사 야장)을 재정리하여 본 연구에 활용하였다. 조사 지역은 백두대간보호지역에 위치하고 있는 지역 중 식생 특이성, 자연공원 지정, 보호지역 지정, 환경조건 등을 고려하여 선정하였다. 산림식생유형을 분석하기 위해 백두대간 보호지역 내 국립공원, 주요 봉우리 및 고개에 중점조사지를 선정해 식생조사를 실시하였다(Figure 1). 현존식생도 및 임상도를 분석하여 자연림과 인공림을 구분하였으며, 인공림은 최대한 제외하였다. 생태자연도 1등급 지역, 녹지자연도 8등급 지역 이상에 대하여 기초자료 분석을 하였고, 백두대간보호지역의 식생조사 구간은 중점조사지의 대표적인 산을 중심으로 보호구역 좌우 구간을 해발고가 하강하는 재 또는 고개까지로 설정하였다(Park and Oh, 2015;Kim, 2017). 중점보호지역에 대해 총 496개의 방형구를 설치해 식생조사를 실시하였고, 식생 삼림대구분을 위해 Lee and Yim(2002)의 식물기후 구분에 따라 식물분포를 구분하였다. 그 중 중부아구와 남부아구의 경계는 인천 연평도 (N37° 40′,E125° 42′, 127m) 인근에서부터 충북 서운산(N36° 56′, E127° 18′, 547.4m), 충북 무제봉(N36° 56′, E127° 23′, 573.7m), 충북 군자산(N36° 45′, E127° 53′, 948.2m), 경북 보현산(N36° 10′, E128° 59′, 1,124.4m), 경북 구암산(N36° 14′, E129° 09′, 807m)까지로 분석되었다. 백두대간보호지역의 중부지역과 남부지역의 구분은 경북 문경의 희양산 인근으로 나타났다. 권역구분은 제2차 백두대간보호지역 기본계획 2016~2025(산림청, 2016)에서 년도별로 5개 권역(설악산권, 태백산권, 속리산권, 덕유산권, 지리산권)으로 구분을 하였으나 각 수평적 자료 분석 및 각각 국립공원 권역 자료 분석을 위하여 국립공원 등산로 관리를 위해 7개 권역(설악산권, 오대산권, 태백산권, 소백산권, 속리산권, 덕유산권, 지리산권)으로 구분한 자료를 사용하였다.

2. 조사 및 분석 방법

1) 식생 데이터 수집 및 분석방법

백두대간보호지역 남한지역을 대상으로 총 496개의 조사지점에서 식생조사를 실시한(2011~2016년) 식생조사 데이터(조사야장)을 본 연구에 활용하였다. 식생조사는 중첩 방형구법으로 보호구역내에 방형구를 설치하여 수관층위 별로 8m 이상 교목층, 2~8m 미만 아교목층, 2m 미만 관목 층으로 구분하여 측정하였다. 교목층 20m×20m(400㎡), 아 교목층은 교목층 조사구를 사분면으로 나누었을 때 군락구조를 대표할 수 있는 사분면중 한 곳을 선택하여 10m×10m (100㎡)으로 조사하였다. 관목층은 아교목층 조사구의 끝 지점 중 하나를 포함하도록 하며, 주변 식생과 유사한 현재 의 군락을 대표할 수 있는 곳을 선정하여 4m×4m(16㎡) 크기로 방형구 내의 목본수종을 대상으로 수종명과 규격을 조사하였다. 교목층과 아교목층은 출현하는 수목의 흉고직경을 기준으로 측정하였으며, 관목층은 수관폭(장변×단변)을 기준으로 조사하였다. 그 외 층위별 평균수고와 평균식피율을 조사하였으며, 각 조사지의 환경요인을 파악하기 위해 해발고, 사면방향, 경사도 등을 조사하였다(Kim, 2017;Kang et al., 2020). 각 조사구의 환경요인은 해발고, 사면방 향, 경사도 등은 현장에서 조사하였다.

식생조사 자료를 토대로 각 수종의 상대적 우세를 비교하기 위하여 Curtis and McIntosh(1951)의 중요치(Importance Value; I.V.)를 통합하여 백분율로 나타낸 상대우점치(Brower and Zar, 1977)를 수관층위별로 분석하였다.

상대우점치는 (상대밀도 + 상대피도)/2로 계산하였으며, 개체들의 크기를 고려하여 수관층위별로 가중치를 부여한(교목층 I.V.×3 + 아교목층 I.V.×2 + 관목층 I.V. × 1)/6으로 평균상대우점치(Mean Importance Value; M.I.V.)를 구하였다(Park, 1985). 식생조사 자료를 바탕으로 식물군락별 특성을 알아보기 위해 중부지역과 남부지역의 식물군락을 그룹화하여 식생구조를 파악했으며, 동시에 TWINSPAN에 의한 군집분석(classification analysis)(Hill, 1979b)을 통해 496개 조사구의 식생조사 자료를 중부지역, 남부지역 각각 8개 식물군락으로 그룹화하여 식생구조를 파악하였다.

조사구 중 아고산대 식생에서 1개 또는 2개의 순군락이 나타나는 눈측백(1개 군락), 눈향나무(1개 군락), 매발톱나무(1개 군락), 분비나무(1개 군락), 비자나무(1개 군락), 구상나무(2개 군락), 전나무(1개 군락) 등은 식생조사 데이터별 유사성을 동질적인 집단으로 분류하는데 군락의 대표성 표준화를 위해 제외하였으며, 대표군락으로 구분되지 않았다.

그룹화된 군락의 분포 특성을 알아보기 위해 DCA ordination(Hill, 1979a)분석을 함께 실시하였다. 식생자료를 토대로 지역 및 군락별 유사도를 비교 분석하였으며, 그룹화된 조사지별로 종구성의 다양한 정도를 나타내는 척도인 종다양도는 Shannon의 수식(Pielou, 1975)을 이용하여 종다양도(Species Diversity, H′), 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D)를 계산했고, 단위면적당(400m²) 종수 및 개체수, 수고, 연륜을 분석하였다(Kim, 2017;Kang el at., 2020).

결과 및 고찰

1. 식물군락구조

1) 군락분류 및 군락별 조사지 개황

백두대간보호지역 남한지역 전체를 대상으로 산림기후 대별(Lee and Yim, 2002)로 중부지역과 남부지역을 구분하고 식생군락구조를 분석하였다. TWINSPAN 기법으로 데이터를 분석한 결과 중부지역과 남부지역이 각각 8개 군락으로 유형화하였다.

중부지역 군락분류(Figure 2) 첫 번째 단계는 소나무, 조록싸리, 굴참나무가 출현하는 군(Group A)과 고로쇠나무가 출현하는 군(Group B)으로 구분되었다. 소나무, 조록싸리 등이 출현하는 군(Group A)은 두 번째 단계에서 쪽동백나무, 굴참나무, 졸참나무가 출현하는 군과 철쭉이 출현하는 군으로 구분되었다. 쪽동백나무, 굴참나무 등이 출현하는 군은 붉은병꽃, 층층나무, 느릅나무(군락Ⅰ)를 식별종으로 갖는 군락과 졸참나무, 소나무(군락Ⅱ)를 식별종으로 갖는 군락으로 분리되었다. 철쭉이 출현하는 군은 철쭉, 소나무, 쇠물푸레, 진달래(군락Ⅲ)를 식별종으로 갖는 군락과 조록싸리(군락Ⅳ)를 식별종으로 하는 군으로 구분되었다. 고로 쇠나무가 출현하는 군(Group B)은 물푸레나무, 고로쇠나무(군락Ⅴ)가 출현하는 군락과 사스래나무, 분비나무(군락Ⅵ)가 출현하는 군락으로 구분되었다. 물푸레나무, 고로쇠나무가 출현하는 군은 쪽동백나무, 고추나무를 식별종으로 갖는 군과 신갈나무, 당단풍나무, 피나무를 식별종으로 갖는 군으로 구분되었다. 사스래나무, 분비나무가 출현하는 군은 철쭉, 분비나무, 신갈나무의 출현여부에 따라 군락(Ⅶ, Ⅷ)이 구분되었다.

군락 Ⅰ은 해발고 620∼706m, 경사도 20∼35°의 급경사 지 이상에 입지하고 굴참나무와 신갈나무의 우점도가 높았으며, 관목층에서는 쪽동백나무와 물푸레나무가 경쟁 상태였다. 군락 Ⅱ는 해발고 226∼887m, 경사도 5∼42°의 완경사지부터 절험지까지 분포하였으며, 굴참나무, 신갈나무, 졸참나무 등의 참나무류가 우점하고 있었다. 군락 Ⅲ은 소나무가 우점하고 있으며, 해발고 342∼1,070m, 경사도 3∼ 48°에 위치하고 대부분 경사 20° 이상의 급경사지에 분포하고 있었다. 군락 Ⅳ는 해발고 228∼1,448m로 가장 폭이 넓게 분포하고 있었다. 교목층, 아교목층에 신갈나무가 우점하고 있으며 신갈나무군락이 해발 1,318m에서 조사되었다. 군락 Ⅴ는 해발고 324∼1,297m, 경사 0∼42°에 위치하며 많은 조사구가 계곡부, 계곡사면부에서 조사되었다. 교목층에는 물푸레나무가 우점하였고 고로쇠나무, 층층나무, 거제수나무 등 습윤지성 수종이 출현했다. 군락 Ⅵ은 신갈 나무가 우점하고 피나무, 거제수나무, 층층나무, 물푸레나무 등이 함께 출현하는 군락으로 해발고 538∼1,460m, 경사 0∼45°의 위치하고 있다. 군락 Ⅶ은 해발고 1,019∼ 1,591m, 경사 0∼38°인 산정과 능선부에 주로 나타나며, 신갈나무, 분비나무, 주목 등 고지대에서 주로 출현하는 수종이 나타났고, 고도 1,359m에서 가장 높은 신갈나무군락이 조사되었다. 군락 Ⅷ은 해발고 1,414∼1,660m, 경사 18 ∼40°인 산정과 능선에 분포하였다. 교목층은 나타나지 않았고, 아교목층에서 마가목과 사스래나무가 주로 출현하였으며, 관목층에는 미역줄나무가 우점하고 있었다(Table 1).

남부지역 군락분류(Figure 3)의 첫 번째 단계는 소나무가 출현하는 군(Group A)과 고로쇠나무, 당단풍나무, 서어나무, 층층나무가 출현하는 군(Group B)으로 분리되었다. 소나무(Group A)가 출현하는 군은 두 번째 단계에서 개옻나무, 소나무, 청미래덩굴의 출현여부와 신갈나무, 쇠물푸레의 출현여부에 따라 구분되었다. 개옻나무, 소나무 등이 출현하는 군은 밤나무, 산뽕나무, 두릅나무(군락Ⅰ)를 식별종으로 갖는 군락과 생강나무, 산벚나무(군락Ⅱ)를 식별종으로 갖는 군락으로 구분되었다. 신갈나무, 쇠물푸레가 출현하는 군은 굴참나무, 조록싸리, 산딸기(군락Ⅲ)를 식별종으로 하는 군락과 철쭉, 소나무(군락Ⅳ)를 식별종으로 하는 군락으로 나누어졌다. 고로쇠나무, 당단풍나무 등이 출현하는 군(Group B)은 졸참나무, 서어나무, 쪽동백나무, 생강나무의 출현여부에 따라 구분되었다. 졸참나무, 서어나무 등이 출현하는 군은 비목나무, 고로쇠나무의 출현여부에 따라 군락(Ⅴ, Ⅵ)이 구분되었다. 졸참나무, 서어나무 등이 출현하지 않는 군은 당단풍나무(군락Ⅶ)를 식별종으로 하는 군락과 산뽕나무, 병꽃나무(군락Ⅷ)를 식별종으로 하는 군락으로 구분되었다.

남부지역의 군락 Ⅰ은 해발고 478∼684m, 경사 5∼40° 인 주로 능선부에 위치하였으며, 소나무군락으로 관목층은 산철쭉, 졸참나무, 청미래덩굴 등의 관목성상 수종이 경쟁 상태였다. 군락 Ⅱ는 해발고 317∼755m, 경사 5∼40°에 위치하고 있는 소나무군락으로 아교목에서도 소나무가 우점하고 있는 군락이다. 군락 Ⅲ은 해발고 378∼1,303m, 경사 5∼50°에 입지하고 있으며, 굴참나무, 신갈나무 등 참나무류가 우점하고 있는 군락이다. 해발고가 높은 지역에는 대부분 신갈나무군락이 우점하고 있었다. 군락 Ⅳ는 소나무와 신갈나무가 경쟁하고 있는 군락으로 해발고 336∼ 1,547m, 경사 5∼50°에 입지하고 있으며, 소나무군락은 신갈나무군락보다 비교적 낮은 370∼800m 고도에 위치하고 있다. 구상나무군락이 해발고 1,547m로 백두대간보호지역 남부지역에서 가장 높은 지역에 위치하고 있었다. 군락 Ⅴ 는 해발고 444∼1,080m, 경사 5∼50°인 완경사, 급경사, 능선부, 계곡사면 등 다양한 지형에 분포하였다. 교목층에 졸참나무, 서어나무 등 낙엽활엽수가 우점하였다. 군락 Ⅵ 은 서어나무, 층층나무 등의 낙엽활엽수가 우점하고 있으며, 해발고 496∼1,060m, 경사 5∼30°인 계곡사면, 계곡부에 주로 분포하였다. 관목층은 비목나무, 생강나무 등 관목 성상의 수종이 경쟁상태에 있다. 군락 Ⅶ은 해발고 742∼ 1,504m, 경사 5∼30°인 급경사지 능선부, 계곡사면에 주로 위치하고 있으며, 해발고가 742m에 위치한 물푸레나무군락을 제외하고 900m 이상에서 나타났다. 군락 Ⅷ은 층층나무와 신갈나무가 우점하는 군락으로 해발고 464∼1,006m, 경사 5∼40°인 경사지 능선부, 계곡부 등에 위치하며, 관목층에는 병꽃나무, 고추나무 등 관목성상의 수종이 출현한다 (Table 2).

2) 서열분석

TWINSPAN 군락분석과 상호보완적인 방법으로 2차원 좌표상 식물군락의 분포경향을 알아보기 위해(Lee et al., 1994;Choi and Kang, 2006) 서열분석인 DCA기법(Orloci, 1978)을 적용하여 분석하였다.

중부지역(Figure 4)은 마가목-사스래나무군락(Ⅷ), 신갈나무-사스래나무군락(Ⅶ)은 우측 상단에 분포해 다른 군락들과 확연한 불연속성을 보여 출현한 식물군락의 입지환경 및 종구성이 다른 식물군락과 차이가 있음을 알 수 있었다. 굴참나무-신갈나무군락(Ⅰ), 신갈나무군락(Ⅳ), 신갈나무- 낙엽활엽수군락(Ⅵ)은 다른 군락에 비해 좌표상 집중적으로 분포하는 경향을 보였다. 참나무혼효림(Ⅱ)과 낙엽활엽 수혼효림(Ⅴ)은 연속적이고 폭넓게 분포하였다. 이는 군락별 종이 광범위하게 출현하고 조사구별 종조성이 서로 중첩되어 있기 때문일 것이다. 제1축을 기준으로 소나무군락 (Ⅲ)은 좌측에, 낙엽활엽수혼효림(Ⅴ), 신갈나무-낙엽활엽 수혼효림(Ⅵ)은 우측에 위치하고 있다. 소나무군락(Ⅲ)은 양수성 수종이자 척박한 강산성 토양을 선호하는(Kim et al., 2010) 진달래의 우점치가 관목층의 다른 수종에 비해 높게 나타나 본 군락은 낙엽활엽수와의 빛 경쟁에서 도태되지 않고 충분한 빛이 들어오는 척박한 지역임을 추측할 수 있다(Kang et al., 2016). 낙엽활엽수혼효림은 물푸레나무, 층층나무, 고로쇠나무, 피나무, 거제수나무 등의 습윤지성 수종이 출현하며, 계곡부, 계곡사면에서 주로 조사되어 제1축은 토양수분 또는 지형에 따라 좌표상에 배치된 것으로 추측된다. 참나무혼효림군락(Ⅱ)은 굴참나무, 신갈나무가 우점하는 참나무혼효림으로 굴참나무는 비교적 해발고가 낮은 지역에 출현하고 있으며, 소나무군락(Ⅲ)은 1,070m까지 분포하고 있어 제2축을 기준으로 구분되고 있다. 또한, 군락 Ⅶ(신갈나무-사스래나무), 군락 Ⅷ(마가목-사스래나무)은 비교적 해발고가 높은 능선부나 사면상부 등의 입지 환경에 출현하는 종이 나타나 제2축은 해발고에 따른 변화가 조사구의 종조성에 영향을 미치는 것으로 예측된다.

남부지역 분석 결과(Figure 4) 소나무-신갈나무군락(Ⅳ)과 낙엽활엽수혼효림(Ⅴ)는 범위가 넓게 분포하고 있었으며, 이는 종조성이 다양하게 나타나고, 입지환경이 광범위하기 때문일 것으로 판단된다. 또한, 참나무혼효림(Ⅲ)은 소나무-신갈나무군락 내 분포하는 것으로 나타나 두 군락의 종조성 및 입지환경이 유사한 것으로 보인다. 소나무가 우점하는 군락과 낙엽활엽수종이 우점하는 군락은 제1축을 기준으로 좌측과 우측으로 구분되었다. 이러한 경향으로 보아 제1축은 능선부 또는 계곡부사면 등의 지형, 토양수분 정도의 차이로 보인다. 소나무군락(Ⅰ, Ⅱ)는 제2축의 좌측 하단에 분포하고 있으며, 신갈나무-물푸레나무군락(Ⅶ)은 제2축 우측상단에 분포하고 있어 다른 군락들과 확연한 불연속성을 보여 출현한 식물군락의 입지환경 및 종구성이 다른 식물군락과 차이를 보였다. 소나무군락의 경우 해발 약 750m 부근까지 생육하고 있었고, 신갈나무-물푸레나무 군락은 해발 약 750m 이상에서 생육하고 있어, 이러한 조사구의 분포경향은 해발고에 따른 변화가 조사구의 종조성에 영향을 미친 것으로 보인다.

중부지역과 남부지역의 DCA 분석을 비교한 결과, 식물 군락의 분포 경향은 토양 수분, 지형, 해발고도가 종 조성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이러한 요인들로 인해 두 지역 간의 뚜렷한 상이성을 찾기 어려우며, 연속적인 식생 군락으로 예측된다.

3) 상대우점치 분석

중부지역 상대우점치 분석결과(Table 3) 군락 Ⅰ은 굴참나무-신갈나무군락으로 교목층에서 굴참나무가 우점하고 있어 당분간 굴참나무군락이 유지될 것으로 보이나 아교목층과 관목층이 거의 나타나지 않아 신갈나무군락으로 천이가 예상되는 군락이다. 군락 Ⅱ는 참나무혼효림으로 교목층에 소나무가 I.V. 20.4로 높은 상대우점치를 보였지만 아교목층 및 관목층의 세력이 약해 참나무혼효림으로 유지될 것으로 보인다. 군락 Ⅲ은 소나무군락으로 교목층에서 소나무의 상대우점치가 69.6로 가장 우세한 세력을 형성하고 있으며, 신갈나무(I.V. 22.7)를 제외하고 모든 교목층 상대 우점치가 2미만으로 분석되었다. 백두대간보호지역의 경우 고립된 소나무림은 주변의 우점종 특히, 신갈나무 등의 낙엽성 참나무류로의 천이를 예측하고 있어(Lee at el., 2012) 신갈나무가 우점하는 군락으로 발전할 것으로 예상된다. 군락 Ⅳ는 신갈나무군락으로 교목층의 신갈나무(I.V. 59.5)가 세력을 가장 넓게 형성하고 있었다. 아교목층에서는 신갈나무(I.V. 42.2), 당단풍나무(I.V. 16.4), 물푸레나무(I.V. 11.1)로 우점을 보이고 있으며, 신갈나무군락은 교목층과 아교목층에서 세력을 확장하고 있어 지속적으로 유지될 것으로 보인다. 군락 Ⅴ는 낙엽활엽수혼효림으로 교목층에 물푸레나무(I.V. 14.3), 층층나무(I.V. 9.5), 전나무(I.V. 8.9), 까치박달(I.V. 8.5) 등이 우점하고 있다. 교목층에 물푸레나무의 상대우점치가 높기는 하나 층층나무, 까치박달 등의 상대우점치가 유사하게 나타나 현상태를 유지할 것으로 판단되었다. 군락 Ⅵ은 신갈나무-낙엽활엽수군락으로 교목층과 아교목층에서 신갈나무의 상대우점치(I.V.)가 각각 36.6, 9.5로 우점종이었고 교목층에서는 피나무(I.V. 10.9), 전나무(I.V. 6.6), 거제수나무(I.V. 5.8), 물푸레나무(I.V. 4.9), 층층나무(I.V. 4.3) 등이 출현하였다. 교목층에서 신갈나무의 세력이 우세하여 현 상태를 유지할 것이나 장기적으로는 교목층과 아교목층에서 낙엽활엽수 또는 습윤지성 낙엽활 엽수와의 경쟁으로 인해 도태될 것으로 예측되며(Um et al., 2009, Cho et al., 2012, Cho et al., 2013) 교목층에 출현하는 신갈나무와 피나무, 층층나무, 물푸레나무 등의 경쟁관계 분석은 장기 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 군락 Ⅶ은 신갈나무-사스래나무군락으로 교목층에는 신갈나무(I.V. 27.7), 사스래나무(I.V. 20.6), 분비나무(I.V. 15.0), 잣나무(I.V. 11.6), 주목(I.V. 6.0), 거제수나무(I.V. 4.4) 등 고지대에서 출현하는 수종이 우점하고 있다. 아교목층은 주목(I.V. 23.0), 분비나무(I.V. 8.9), 신갈나무(I.V. 8.8), 마가목(I.V. 5.1) 등 교목성상의 수종과 아교목성상의 수종인 당 단풍나무(I.V. 11.9)가 우점을 이루고 있었다. 교목층에 우점하는 신갈나무는 고지대 능선부의 경우 극상림을 이루고 있어(Yim, 1977) 향후 계속 유지될 것으로 보이나 장기적으로 사스래나무와 경쟁이 예상되어 관찰이 필요할 것으로 보인다. 군락 Ⅷ은 마가목-사스래나무군락으로 교목층은 나타나지 않았고, 아교목층은 마가목(I.V. 43.1), 사스래나무(I.V. 32.1)가 주요 출현종이었으며, 관목층은 미역줄나무(I.V. 12.2), 산앵도나무(I.V. 9.8), 흰참꽃(I.V. 9.8), 꽃개회 나무(I.V. 4.9), 눈잣나무(I.V. 4.9), 눈측백(I.V. 4.9) 등이 출현하였다. 마가목-사스래나무군락에서 출현하는 수종의 대부분은 해발고가 높은 곳에서 나타나는 종으로 나타나 아고산대형 또는 고지대형으로 구분되었다.

남부지역의 상대우점치 분석결과 군락 Ⅰ은 교목층 우점치가 83.7로 소나무군락(A)으로, 아교목층에서는 소나무 (I.V. 29.7), 밤나무(I.V. 24.9), 산뽕나무(I.V. 17.8) 등 교목 성상의 수종이 우점을 이루고 있다. 관목층은 산철쭉(I.V. 9.3), 졸참나무(I.V. 7.4), 청미래덩굴(I.V. 7.4), 개옻나무(I.V. 6.5)가 우점하였다. 백두대간보호지역의 경우 고립된 소나무림은 주변의 우점종 특히, 신갈나무 등 낙엽성 참나무류로의 천이를 예측(Lee et al., 2012)하고 있다. 그러나 군락 Ⅰ의 소나무군락(A) 경우는 낙엽활엽수와 참나무류의 아교목층, 관목층 세력이 약하게 나타나 당분간은 소나무군락으로 유지될 것으로 보인다.

군락 Ⅱ는 소나무군락(B)으로 교목에서 소나무의 상대우점치가 83.4로 가장 우세한 세력을 형성하고 있으며, 상수리나무(I.V. 4.6)를 제외하고 모두 상대우점치가 3미만으로 분석되었다. 아교목층에서도 소나무(I.V. 35.0)가 우점하고 있으며 산벚나무(I.V. 10.0), 개옻나무(I.V. 8.6), 졸참나무(I.V. 6.0), 때죽나무(I.V. 5.6) 등이 함께 나타났다. 소나무군락(B)는 소나무군락(A)와 동일하게 소나무군락으로 유지될 것으로 보이며, 장기적으로는 참나무류의 아교목층, 관목층 우점치가 높아져 참나무혼효림으로 천이가 예상된다. 군락 Ⅲ은 참나무혼효림으로 교목층에서 굴참나무(I.V. 39.8), 신갈나무(20.3), 떡갈나무(I.V. 10.4), 졸참나무(I.V. 7.8) 등의 참나무류가 우점하고 있다. 아교목층에서도 신갈나무(I.V. 39.2), 떡갈나무(I.V. 12.2) 등의 참나무류가 우점하고 물푸레나무, 비자나무, 노린재나무 등이 주요 출현종 이었다. 층위별로 참나무류가 많이 출현하고 있어 당분간 참나무혼효림으로 유지될 것을 보이나 교목층, 아교목층에서 굴참나무를 제외한 수종보다 신갈나무의 상대우점치가 높아 외부요인이 작용하지 않는다면 신갈나무가 우점하는 군락으로 천이가 예상되는 군락이다. 군락Ⅳ는 소나무-신갈나무군락으로 교목층은 소나무(I.V. 48.1)와 신갈나무(I.V. 25.8)가 경쟁하고 있으나 아교목층에서는 신갈나무(I.V. 24.3)가 소나무(I.V. 21.3)보다 높은 우점치를 나타내고 있다. 교목층의 소나무 우점치가 높아 당분간 소나무-신갈나무군락으로 유지될 것으로 보이나 신갈나무의 세력이 확장되고 있어 신갈나무군락으로 천이가 예측되는 군락이다. 군락 Ⅴ는 낙엽활엽수혼효림(A)으로 교목층에서 졸참나무(I.V. 20.0), 소나무(19.8), 서어나무(I.V. 19.4), 굴참나무(I.V. 11.0), 신갈나무(I.V. 10.4)가 주요종으로 나타났다. 아교목층은 쪽동백나무(I.V. 24.6), 당단풍나무(I.V. 18.4), 서어나무(13.4)가 경쟁을 하고 있으며, 졸참나무, 생강나무, 철쭉, 노각나무 등이 동반종으로 나타났다. 현재 교목층에 소나무가 출현하고 있으나 참나무류 및 낙엽활엽성 수종이 주변에 분포하고 있어 경쟁으로 인해 도태되고 낙엽활엽수 혼효림으로 유지될 것으로 예측된다. 군락 Ⅵ은 낙엽활엽수 혼효림(B)으로 교목층에서 서어나무(I.V. 15.3), 층층나무(I.V. 11.7)가 우점하고 있으며, 고로쇠나무, 당단풍나무, 노각나무, 들메나무, 신갈나무, 느티나무, 산벚나무, 거제수나무, 졸참나무 등이 우점치 4∼7%로 고르게 나타났다. 아교목층은 고로쇠나무(I.V. 18.9), 당단풍나무(I.V. 13.6), 쪽동백나무(I.V. 12.2)가 우점종으로 나타났고 생강나무, 서어나무, 들메나무, 작살나무 등이 동반종으로 출현하였다. 낙엽 활엽수군락은 특별한 외부요인의 간섭이 없다면 현상 유지될 것으로 보인다. 군락 Ⅶ은 신갈나무-물푸레나무군락으로 교목층에 신갈나무(I.V. 31.7), 물푸레나무(I.V. 27.8)가 경쟁상태이나 아교목층에서는 물푸레나무(I.V. 22.4)가 신갈나무(I.V. 8.0)보다 세력이 우세하였다. 교목층과 아교목층의 우점치 기준에서 보면 물푸레나무로 천이가 예상되지만 두 수종의 경쟁관계는 장기적으로 관찰이 필요할 것으로 보인다. 군락 Ⅷ은 층층나무-신갈나무군락으로 교목층은 층층나무(I.V. 32.7)가 우세한 세력을 형성하고 있으며, 신갈나무(I.V. 17.7), 졸참나무(I.V. 15.8), 산뽕나무(I.V. 14.5)가 경쟁관계에 있다. 아교목층은 피나무(I.V. 25.8), 고로쇠나무(I.V. 18.3), 느릅나무(I.V. 10.1)로 습윤지성 교목성상 수종들이 우점하고 있다. 층층나무-낙엽활엽수군락은 장기적으로 입지환경에 따라 계곡부 인근의 경우 층층나무는 고로쇠나무나 피나무 등이 우점하는 낙엽활엽수혼효림으로 천이가 진행될 것으로 예측되며, 능선이나 산정 등은 신갈나무 또는 졸참나무로 천이가 될 것으로 판단된다.

4) 종다양도 및 유사도지수

백두대간보호지역 중부지역과 남부지역의 개체수, 종다양도(Table 4), 유사도지수(Table 5) 분석을 실시하였다.

중부지역 조사구별 출현 종수는 3∼22종으로, 각 군락별 평균 출현종수는 7.8∼13.0종으로 나타났다. 낙엽활엽수혼 효림과 신갈나무-낙엽활엽수군락에서 비교적 다양한 종이 출현하였고, 두 군락의 출현종이 많은 것은 낙엽수종간의 경쟁관계와 신갈나무와 낙엽수종간의 경쟁과 천이단계에 있어서 종이 많이 출현하는 것으로 보인다. 소나무군락은 개체수가 많이 나타난 반면, 군락별 종수 비교에서는 낮게 나타났다. 이는 소나무가 순군락을 이루고 있어 타감작용에 의해 관목층의 개체수가 적은 것으로 판단된다. 대상지에서 마가목-사스래나무군락의 개체수 및 종수가 가장 적게 나타 났는데 이는 해발고가 높아 타 수종이 출현하기 어려운 환경조건에서 유지되는 군락이기 때문인 것으로 판단된다.

종다양도 분석 결과 군락 Ⅴ에서 종다양도 1.5483으로 가장 높게 나타났으며, 이는 낙엽활엽수혼효림으로 종간경쟁으로 인해 종다양도가 높은 것으로 나타났다. 군락 Ⅲ이 0.9380으로 가장 낮게 나타났으며, 이는 군락 Ⅲ이 소나무 군락으로 상대우점치가 69.6로 순군락에 가깝기 때문이다. 소나무군락은 대부분 천이초기의 군락으로 환경조건이 열악한 능선부 등에 입지하여(Lee et al., 2012) 종수가 타 군 락에 비해 적었던 것이 그 원인으로 판단되었으며 이는 백두대간 대덕산-금대봉 구간의 식생연구에서 순군락의 종다양도가 혼합된 군락보다 낮다는 연구결과(Kim et al., 2003) 와 백두대간 댓재-백봉령 구간의 연구결과(Lee et al., 2012) 와 일치하였다.

유사도지수를 살펴보면, 굴참나무-신갈나무군락(Ⅰ)은 마가목-사스래나무군락(Ⅷ)과 유사도지수가 4.3%로 가장 낮은 것으로 나타났다. 이는 해발고에 대한 종구성 차이가 이질적인 것으로 분석되었다. 높은 해발고(평균 1,543m)에 위치하는 마가목-사스래나무군락(Ⅷ)은 유사한 해발고(평균 1,363m)에 위치하는 신갈나무-사스래나무군락(Ⅶ)을 제외한 군락은 유사도 20% 이하로 이질적인 것으로 나타나 해발고에 따른 종구성차이가 큰 것으로 나타났다. 낙엽활엽 수군락(Ⅴ)과 신갈나무-낙엽활엽수군락(Ⅵ)은 유사도지수 74.4%로 가장 높게 나타났다. Whittaker(1956)는 유사도지수가 80% 이상이면 동질적 집단으로 구분하고 있어 두 군락 대부분의 종이 동질적인 것으로 판단할 수 있다. 소나무 군락(Ⅲ)과 신갈나무군락(Ⅳ), 신갈나무-낙엽활엽수군락(Ⅵ)의 유사도가 50% 이상으로 나타난 것은 백두대간 한의령∼ 댓재 구간 연구(Cho et al., 2013)와 유사한 결과로 소나무 군락은 신갈나무, 낙엽활엽수종 등으로 천이단계인 것으로 확인되었다.

남부지역의 평균 출현 개체수는 교목층에 12.9∼31.0개체, 아교목층 7.2∼10.3개체, 관목층 5.4∼14.5개체로 나타났다. 소나무군락(Ⅱ)의 교목층 31.0개체, 관목층 14.5개체 로 출현 개체수가 가장 높은 반면, 소나무-신갈나무군락(Ⅳ) 의 아교목층 10.3개체, 신갈나무-물푸레나무군락(Ⅶ)의 교목층 12.9개체, 아교목층, 7.2개체, 관목층 5.5개체로 평균 출현 개체수가 낮게 나타났다. 신갈나무-물푸레나무군락은 해발고가 높은 곳에 위치하여 바람과 토양 등의 환경요인이 열악한 지역에 입지하여 종수가 타군집에 비해 적었던 것으로 판단된다. Choi et al.(2001)은 해발고가 높은 지역은 환경적 제한요인으로 말미암아 종수 및 개체수가 상대적으로 작게 나타난다고 한 연구결과와 일치하였다.

군락별 종다양도를 살펴보면 종간 경쟁상태의 낙엽활엽 수혼효림(군락 Ⅴ, Ⅵ)이 천이가 진행되는 과정으로 종다양도지수가 1.3602∼1.5218로 높았다. 천이초기의 소나무군락(군락 Ⅰ)은 종다양도 1.0231로 8개 군락 중 가장 낮게 나타났다. 이는 Kim et al.(2003)과 Lee et al.(2012)는 순군락의 종다양도가 혼합된 군락보다 낮다는 연구결과와 일치하였다.

유사도지수를 살펴보면 능선부와 산정에 주로 위치하는 소나무군락(Ⅰ)은 계곡부, 사면부 등에 위치하고 있는 낙엽 활엽수혼효림(Ⅵ), 신갈나무-물푸레나무군락(Ⅶ), 층층나무-낙엽활엽수군락(Ⅷ)과는 유사도지수 30% 이하로 낮게 나타나 입지환경이 종구성의 차이에 영향을 미치는 것을 볼 수 있었다. 대상지에서는 소나무-신갈나무군락(Ⅳ)과 낙엽활엽수혼효림(Ⅴ)이 유사도지수 66.2%로 가장 유사한 군락이였으며, 소나무-신갈나무군락(Ⅳ)은 천이가 진행되고 있는 군락으로 다양한 종이 경쟁하고 있는 낙엽할엽수혼효 림(Ⅴ)과 종구성이 유사한 것으로 나타났다. 이외에도 참나무혼효림(Ⅲ)과 낙엽활엽수혼효림(Ⅴ), 참나무혼효림(Ⅲ)과 소나무-신갈나무군락(Ⅳ), 소나무군락(Ⅱ)과 소나무-신갈나무군락(Ⅳ)이 유사도지수 60% 이상으로 높게 나타났다. 이상의 결과, 소나무가 우점하는 군락은 신갈나무, 낙엽 활엽수 등의 수종과 경쟁 중인 것을 볼 수 있었다. 유사도 분석결과 DCA 분석의 좌표 분포와 유사한 결과로 나타났다.

2. 종합고찰

백두대간 남한지역을 산림기후대별로 중부지역과 남부지역으로 구분하여 군락을 유형화한 결과 중부지역은 소나무와 신갈나무, 낙엽활엽수혼효림, 아고산대식생으로 구분되었고, 남부지역은 소나무, 낙엽활엽수혼효림, 신갈나무로 단순하게 구분되었다. 중부지역은 낙엽성 참나무류와 낙엽 활엽수혼효림 우점군락의 비율이 상대적으로 높았고, 남부지역은 소나무와 참나무류가 우점하는 낙엽활엽수혼효림 군락 비율이 높게 나타났다. 중부지역은 남부지역보다 해발고가 높고 산세가 험준하여 인간의 접근이 적어 교란의 정도가 낮고(Choung, 1998), 백두대간보호구역, 국립공원보호구역, 군사보호구역 등 다양한 보호구역에 의해(Hwang, 2016) 산림의 훼손이 적고 자연림의 생육기간이 오래되어 낙엽활엽수혼효림과 해발고가 높은 지역에는 신갈나무군락이 넓게 분포하는 것으로 판단된다. 남부지역은 중부지역 보다 해발고가 낮고 인간의 접근이 용이하여 이차림 초기 식생인 소나무군락이 우점하는 것으로 보이며, 참나무류가 우점하는 낙엽활엽수혼효림은 소나무군락의 도태가 시작되면서 경쟁상태에 있어 우점비율이 높은 것으로 보인다. 전반적으로 낙엽활엽수횬효림의 종다양도 지수가 가장 높은 수준을 보였고, 소나무와 신갈나무의 우점치가 70% 이상인 군락은 종다양도가 낮은 수준을 나타내었다. 종다양도 산출결과 해발고가 1,600m 이상 지역에서 다른 군락보다 낮은 수준의 종다양도가 나타났다. 이는 해발고가 높을수록 기온, 토양수분 등이 감소하여 생육환경에서 내성범위를 가지는 종수가 감소하기 때문인 것으로 분석되었다.

현재 소나무가 우점하고 있는 군락은 장기적으로 기후변화, 지형 등 소나무군락이 분포하는 입지환경변화에 의해 신갈나무 등의 참나무류와 낙엽활엽수종 간 경쟁이 불가피 하여 참나무류 또는 낙엽활엽수혼효림으로 천이될 것으로 분석되었다. 신갈나무군락은 장기적으로 아교목층과 관목 층에서 낙엽활엽수종과 경쟁으로 인해 도태될 것으로 보이나, 다만 해발고가 높은 지역에서는 신갈나무가 극상림으로 유지되거나 상록침엽수와 함께 나타나는 지역이 혼재되어 균형을 이룰 것으로 분석되었다. 해발고별 우점수종은 200 ∼800m 구간은 소나무가 우점하고 있으며, 800∼1,600m 구간은 신갈나무가 우점하는 것으로 나타났다. 이는 넓은 지역을 대상으로 수직적 분석은 수평적 분석을 포함하는 광의적 개념의 결과로 볼 수 있다(Lee and Yim, 2002). 현재 소나무가 우점하고 있는 분포지역은 천이 기간에 따라 능선과 사면상부까지 고립되어 면적이 줄어들 것으로 보여 향후 신갈나무와 낙엽활엽수종의 면적이 확대될 것으로 분석되었다.

본 연구는 남한 백두대간보호지역의 특성상 조사 위험지와 표본지 조사의 한계로 다양한 군락이 조사되지 못한 점과 북한권역이 제외된 것이 연구의 한계였다. 연구 결과 는 산림청에서 2016~2023년 실시한 백두대간 연구결과와 중첩하여 사용한다면 데이터의 범위가 넓어져 백두대간보호지역 식생 변화 연구의 종합적 근거로 활용될 것으로 보인다.