서 론
습지는 야생생물의 서식처 및 피난처 제공과 더불어 육상 생태계와 수생태계의 전이대로서, 자연재해 완화, 수질정화 뿐만 아니라 생태계서비스 제공이라는 관점에서 중요한 자 원이다(Lee et al., 2012;Van der Valk, 2012;Ahn et al., 2016;Hu et al., 2017). 지구 표면의 약 6%에 불과하지만, 생태계서비스 측면에서 ha당 가치는 가장 높다(Hu et al., 2017). 하지만, 이러한 중요성에도 불구하고 가치에 대한 인식 부족과 인구 집중으로 유럽, 북미, 동아시아 및 대한민 국에서는 50% 이상이 사라진 것으로 분석된 바 있으며 (Park, 1989;Verhoeven et al., 2006;Yi, 2021), 1700년 이래로 전 세계 습지의 약 87%가, 1900년 이후에는 남아있 는 면적의 50%가 소실된 것으로 추정되고 있다(Davidson, 2014). 특히, 평지인 해안 또는 내륙습지는 개발 대상으로 간주하여 인위적으로 훼손된 반면, 산지습지는 발견하기 어 려운 것도 있으나 천이 및 육상화로 인해 소실되는 경우가 많았다. 최근의 훼손은 주로 20세기와 21세기 초에 발생하였 는데(Mitsch, 2015), 1970년에서 2015년 사이에 전 세계 습지의 35%가 감소하면서(Gardner, 2018;Ting et al., 2019) 삶의 질을 결정하는 생태계서비스에 심각한 타격을 가한 것으로 보고 있다.
산지습지는 인간의 간섭을 받지 않은 상태에서 오랜 세월 변천 과정을 거쳐 왔기 때문에 지역 동·식물의 터전이자 생물다양성 보전을 위한 핵심 생태계이다(Park and Yang, 2011). 산림청과 국립수목원의 연구에 따르면 산지습지의 면적은 약 276.2ha로 국토 면적의 약 0.01%, 내륙습지의 0.1%에 불과할만큼 희소한 생태계이다(Shin et al., 2019;Lee et al., 2022). 수문과 지형을 토대로 유형화하면 자연 형, 묵논형, 인공형, 변형된 유형 등으로 구분할 수 있는데, 약 50%가 묵논형이다(Lee et al., 2022;Park, 2022). 묵논 형 산지습지는 사회·경제적 여건으로 인해 휴경상태에 있거 나 경작을 포기한 농경지에 지속적 또는 주기적으로 수분이 공급되면서 습지 식생이 발달한 곳을 일컫는다(Shim et al., 2013). 고층 및 저층습원 등과는 발달 과정이 다름에도 불구 하고 경사도가 대개 10˚ 이하의 평지 및 완경사지에 형성되 어 있다는 공통점이 있다(Park, 2022). 따라서 묵논형 산지 습지를 제대로 이해하기 위해서는 과거 토지이용, 형성 역 사 등을 확인해야만 한다.
지리산국립공원 내 공원자연환경지구에 위치한 설산습 지는 과거 경작지였으나(NGII, 1981), 주민들이 떠난 후 방 치되면서 형성된 묵논형 산지습지이다. 일반인의 출입이 금 지된 지역이었으나, 2019년 9월 탐방로가 개방되면서 방문 이 가능해졌다(Kang, 2019). 이후 2022년에는 경상남도가 선정한 도내 생태관광지 9곳 중 하나로 지정되었고(HDC, 2022), 2023년에는 환경부 주관 국가생태관광지역으로 지 정되면서 방문객 수가 지속적으로 증가하고 있다(KME, 2023). 방문객 증가로 인해 훼손 가능성이 높아졌음에도 불 구하고, 공원자연보전지구의 완충역할을 하는 공원자연환 경지구의 체계적인 보호 및 보전 대책이 미비한 실정이다. 더불어 설산습지를 주제로 한 연구는 현재까지 이루어진 바가 없다. 이에 본 연구는 설산습지에 분포하는 식물상과 식생 현황, 습지 단면 구조를 조사하여 기초자료를 확보하 고, 이를 토대로 묵논형 산지습지의 위협 요인과 보전 및 관리 방안을 제시하여 향후 유사한 습지의 체계적인 관리에 기여하고자 한다.
연구방법
1. 연구대상지
설산습지는 행정구역상 경남 하동군 화개면 대성리에 위 치하며, 화개면의 마지막 마을인 삼정마을에서 동쪽으로 약 900m 떨어진 해발 750~770m 지대에 자리하고 있다. 면적 은 4,223.7㎡로, 과거 주거지와 다랑이 논으로 사용된 흔적 이 남아있다. 1967년 지리산이 국립공원으로 지정되기 전 까지는 마을이 존재했으며, 국토지리정보원의 항공사진을 통해 1980년대 초반까지 농업 활동이 지속되었음을 확인할 수 있었다(NGII, 1981). 국립공원 관리를 위한 제도적 기반 마련과 1970년대 이후 산업화에 따른 도시 노동 수요 증가 로 주민들이 이주하면서 마을은 점차 사라지게 되었다. 이 후 방치된 경작지에는 덕평봉습지에서 흘러오는 유수와 지 표수가 고여 습지가 형성되었으며(Shin, 2019), 과거 경작 지 조성을 위해 인위적으로 쌓은 석축이 유지되면서 다랑이 묵논이 습지로 변모한 것으로 추정된다. 습지 일부는 건조 화가 진행되어 자연 천이가 이루어지고 있었다.
설산습지는 상부습지와 하부습지로 구분된다. 상부습지 는 기울기 6~7°의 완만하고 넓은 지형으로, 탐방로가 설치 되어 데크를 경계로 몇 개의 구역으로 나뉘어 있다. 일부 구간에서는 물막이를 설치해 습지의 수분 보유량을 높이는 조치가 이루어졌다. 반면, 하부습지는 5개의 계단식 다랑이 묵논형 습지로 구성되어 있으며, 탐방객의 출입이 제한되어 있다. 하부습지는 상단부인 LW1에서 하단부인 LW5로 구 분된다(Figure 1). 습지 동쪽에는 덕평봉습지에서 흘러 내 려오는 수계가 형성되어 있으며, 이 물길을 중심으로 얕은 물웅덩이와 습윤한 영역이 넓게 분포하였다. 반면, 서쪽은 건조화가 진행 중이거나 이미 건조화된 상태로 나타났다 (Figure 2).
2. 연구방법
1) 식물상 조사
설산습지는 계곡부에 위치한 논이 경작이 중단된 후 습지 로 변화하면서 형성된 지역으로, 기존 논이었던 내부 지역 은 초본 식물이 우점하고, 가장자리에는 기존에 존재하던 교목층이 형성되어 있는 것이 특징이다. 이러한 특성으로 인해 내부에는 목본식물이 없지만, 외관상으로는 교목층이 습지를 덮고 있는 것처럼 보인다. 따라서 본 연구에서는 습 지의 환경 및 생태적 특성을 파악하기 위해 식물상과 더불 어 초본식물군집구조 조사를 병행하였다. 2020년부터 2023 년까지 봄, 여름, 가을철에 각각 2회씩 총 6회에 걸쳐 관속 식물상을 조사하였으며, 각 조사에서 확인된 종의 학명을 기록하였다.
현장에서 구분이 어려운 종은 상세 사진을 촬영한 후, 꽃, 열매 등 형태적 특징이 명확해지는 시기를 고려하여 재방 문한 후 종명을 확정하였다. 종명은 원색대한식물도감(Lee, 2003), 한국의 나무(Kim and Kim, 2011), 한국의 양치식물 (Lee and Lee, 2018), 벼과 ·사초과 생태도감(Cho et al., 2017), 한국식물도해도감 Ⅴ(Gil et al., 2019) 등을 참고하여 구분하였다. 다만, 동정이 어려운 벼과 및 사초과 식물은 전문가의 자문을 통해 정확성을 높였다. 조사 결과를 바탕으 로 특산식물(Chung et al., 2017), 희귀식물(Korea National Arboretum, 2023), 식물구계학적 특정식물(Kim et al., 2018), 외래식물(KNA, 2023), 기후변화 적응 대상식물(Oh et al., 2010), 생태계 교란식물(Lee et al., 2023) 등 주요종의 출현 현황을 분석하였다. 희귀식물은 ‘위급’(CR: Critically Endangered), ‘위기’(EN: Endangered), ‘취약’(VU: Vulnerable), ‘준위협’(NT: Near Threatened) 등급까지 포함하여 평가하 였으며, 식물구계학적 특정식물은 5등급에서 1등급까지 분 류하였다.
습지선호도와 수생형 구분은 Choung et al.(2020)의 기준을 적용하였다. 식물은 습지 출현 빈도에 따라 절대습지식물(OBW), 임의습지식물(FACW), 양생식물(FAC), 임의육상식물(FACU), 절대육상식물(OBU)로 분류되었으며, OBW와 FACW는 수생 식물(aquatic macrophyte)과 습생식물(hygrophyte)로 세분화 하였다.
2) 현존식생 조사
현존식생 및 초본층 식물 군집구조를 조사하기 위해 2023년 5월 26일, 6월 7일, 10일 총 3회에 걸쳐 현장 조사를 실시하였다. 드론(DJI Mavic 2 pro)을 이용해 설산습지와 주변 지역을 촬영하여 식생경관을 구분한 뒤, 현장 조사를 통해 식생상관(vegetational physiognomy)을 분석하여 군 락 단위를 유형화하였다. 군락별 면적과 비율 산출은 QGIS 3.28 프로그램을 사용하여 구하였다.
3) 초본층 식물 군집구조 및 하부 다랑이별 습지선호도 조사
하부 다랑이 습지의 경우 물길이 흐르고 있는 부분과 그 주변부를 제외하면, 육지화가 진행되고 있거나 많이 진행된 상황이었다. 지표면의 수분 보유량을 기준으로 수위가 지표 면보다 높은 영역(Wet area), 수위가 지표면과 일치하는 영역 (Damp area), 수위가 지표면 아래인 영역(Dry area)으로 유형 화하였다. 식물 군집구조는 2m×2m 크기의 방형구 22개소를 각 영역의 대표 지점에 설치하여 조사를 진행하였다. Braun- Blanquet(1965)의 식물사회학적 방법을 적용하여 우점도와 군도를 분석한 뒤, 중요치(IV: Importance Value)와 습지선호 도를 비교하였다.
4) 단면 구조 조사
설산습지의 형성과 구조를 분석하기 위해 석축과 같은 환경 요인 및 지형 구조를 조사하였다. 이를 위해 GPS 도구를 활용하여 습지의 형태 및 위치를 간이 측량한 후, 이를 바탕으 로 초기 기준점을 설정하였다. 이후, 줄자와 방위계를 활용하 여 물길의 흐름을 도면화하고, 지형 단면 구조를 분석하였다. 특히, 하부 습지(Lower wetland)는 5개의 계단식 다랑이로 구성된 묵논형 습지로, 각 단위(LW1~LW5)의 구조와 수분 흐름을 정밀하게 파악하는 데 중점을 두었다.
하부습지의 수문학적 특성을 분석하기 위해, 습지 동쪽의 덕평봉습지에서 유입되는 수계를 따라 형성된 물웅덩이 및 습윤지역의 출현 여부를 파악하였다. 반면, 서쪽 지역은 건 조화가 진행 중이거나 이미 건조화된 상태로 나타나, 지형 및 수분 흐름의 차이를 명확히 구분하였다(Figure 2). 이를 종합적으로 분석하여, 하부습지의 수분 이동 경로 및 단위 별 구조적 특성을 파악하였다.
결과
1. 식물상
설산습지에서 조사된 관속식물상은 총 68과, 138속, 170 종, 3아종, 20변종, 4품종으로, 총 197분류군이 확인되었다 (Table 1). 과별 출현 비율은 벼과(11.2%, 22종)가 가장 높 았고, 사초과(5.1%, 10종), 장미과(4.6%, 9종), 국화과와 마 디풀과(각각 4.1%, 8종), 꿀풀과(3.6%, 7종) 등이 뒤를 이었 다. 기타 과는 133종(67.3%)으로 나타났다.
주요종 분석 결과(Table 2), 특산식물은 키버들, 매미꽃, 좀조팝나무 등 6종이 확인되었으며, 희귀식물로는 VU 등 급의 물들메나무와 NT 등급의 매미꽃과 갈사초가 포함되 었다. 식물구계학적 특정식물은 5등급 1종(문수조릿대), 4 등급 1종(매미꽃), 3등급 3종(좀조팝나무, 물들메나무, 갈사 초), 2등급 2종(미역줄나무, 그늘흰사초), 1등급 8종(개서어 나무, 느릅나무 등)으로 총 15종이 출현하였다.
외래식물로는 별꽃, 미국가막사리, 주홍서나물, 개망초, 큰개기장 등 5종이 조사되었으며, 기후변화 적응 대상 식물 로는 특산식물 매미꽃과 남방계 식물 산검양옻나무가 포함 되었다. 생태계 교란 식물은 출현하지 않았다.
습지선호도에 따른 식물상 분류 결과(Table 3), 총 197종 중 습지식물은 28종(14.2%)으로 나타났으며, OBW(6.6%, 13종)와 FACW(7.6%, 15종)의 비율이 육상식물(72.6%)에 비해 낮았다. 수생형 분류 결과(Table 4), 정수식물은 미나리, 올미 등 5종(17.86%), 부엽식물은 가래 1종(3.57%), 습생식 물은 궁궁이, 구릿대 등 22종(78.57%)으로 확인되었다.
2. 현존식생 분석
현존식생 분석 결과(Table 5), 목본층에서는 버드나무군 락(66.5%)이 가장 넓은 면적을 차지했으며, 이어서 버드나 무-물오리나무군락(13.2%), 키버들군락(8.6%) 등이 나타 났다. 일부 영역에서는 육상식물로 천이가 진행되는 버드나 무-졸참나무 군락(9.0%)과 서어나무-졸참나무군락(1.4%) 이 확인되었다.
하층식생 분석 결과, 버드나무군락 하층에서는 넓은잎미 꾸리낚시(24.8%)와 골풀(5.2%) 등 습지식물이 우점하였으 며, 조릿대(8.0%)와 주름조개풀(6.8%)이 주연부를 중심으 로 분포하였다. 키버들 군락에서는 왕미꾸리광이(4.6%)가, 버드나무-졸참나무군락에서는 조릿대(63.3%)가 우점하였 다. 전체적으로 넓은잎미꾸리낚시(34.5%)가 가장 넓은 면 적을 차지했으며, 조릿대(13.7%), 골풀(6.0%), 산뚝사초 (5.5%) 등이 뒤를 이었다.
3. 초본층 식생 분석
초본층 식생은 수분 보유량에 따라 구분된 세 영역(Wet, Damp, Dry area)에서 우점치가 달랐다(Table 6). Wet area 에서는 넓은잎미꾸리낚시(26.6%), 골풀(10.0%), 왕미꾸리 광이(6.7%) 등 OBW와 FACW가 우점하였다. Damp area 에서는 산뚝사초(15.3%)가 가장 우점하였고, 주름조개풀 (12.3%), 김의털아재비(9.1%) 등이 동반종으로 나타났다. Dry area에서는 조릿대(63.4%)와 담쟁이덩굴(12.4%) 등 OBU가 우점하였다. 습지선호도 분석 결과, 수분 보유량이 낮아질수록 OBW와 FACW의 비율이 줄고, OBU가 증가하 는 패턴이 확인되었다.
하부 영역은 다섯 개의 계단식 습지(LW1~LW5)로 형성 되어 있으며, 수계는 동쪽 가장자리로 흐르고 있었다. 이에 따라 동쪽은 습윤한 상태였으나 서쪽으로 갈수록 건조화가 진행되는 경향이었다. 다랑이별 습지선호도를 살펴보면 (Table 7), 최상단인 LW1(616.1m²)은 OBW(골풀 등)와 FACW(넓은잎미꾸리낚시 등)가 각각 18.8%와 37%를 차 지하였고, 서쪽으로는 OBU(조릿대 등)가 우점하였다. LW2(234.6m²)는 LW1보다 면적은 좁았으나, 수계의 영향 으로 OBW(26.9%)와 FACW(42.6%)의 비율이 높았다. LW3(514m²)에서는 OBW 7.5%, FACW 46%로 구성되었 고, LW4(347.7m²)와 LW5(181.9m²)에서는 OBW가 나타 나지 않았으며, FACW 비율도 각각 9.9%와 0.8%로 감소하 였다.
상단인 LW1과 LW2는 OBW와 FACW가 우점하였으나, 하단인 LW5는 조릿대 등 건조지성 식물이 우점하여 육상 화가 진행 중인 것으로 나타났다.
4. 단면 구조 분석
설산습지의 단면 분석 결과(Figure 4), 상부 영역의 탐방 가능한 데크는 물막이 역할을 하며 수심 0.2~0.3m의 습지 를 형성하였다. 이 영역에서는 목본으로 버드나무, 초본으 로 넓은잎미꾸리낚시가 우점하였다. 하부와 이어지는 물막 이 습지는 수심 0.1~0.3m인 수면이 형성되어 목본으로는 키버들, 초본으로는 왕미꾸리광이가 우점하였다.
하부 영역에서는 버드나무가 전체적으로 우점하였으나, LW1과 LW4에서는 서어나무, LW2에서는 졸참나무, LW3 에서는 물푸레나무, LW5에서는 물오리나무와 느티나무가 출현하였다. 각 층의 경계를 이루는 석축은 동쪽에서는 수 계가 유지되었으나, 서쪽으로 갈수록 물빠짐이 발생해 건조 화가 진행 중이었다. 특히, LW5에서는 물골을 따라 급격히 물이 빠져나가 육상화가 심화된 상태였다.
고찰
본 연구 대상지인 설산습지는 과거 다랑이논이었으나 약 40년간 방치되면서 묵논형 산지습지로 변화되었다. 2019년 9월 탐방로가 개방되면서 훼손 가능성은 증가했음에도 불 구하고 관리계획은 수립되지 않은 상태이다. 이에 본 연구 는 설산습지의 식물상, 식생 현황, 지형 단면구조에 대한 기초자료를 제공하고, 묵논형 산지습지의 위협요인을 파악 하여 보전 및 관리방안을 제안하고자 진행하였다.
관속식물상은 총 197종으로, 벼과(22종, 11.2%)가 가장 높은 비율을 보였고, 사초과(10종, 5.1%), 장미과(9종, 4.6%) 등의 순이었다. 이는 기존 묵논 지역에서 벼과, 국화과, 사초 과, 장미과가 우점한다는 연구(Shim et al., 2013)와 유사하 였다. 희귀식물로는 VU 등급의 물들메나무와 NT 등급의 매미꽃, 갈사초가 확인되었으며, 물들메나무는 기존에 충청 북도와 전라남북도에만 분포하는 것으로 알려졌으나(Min et al., 2001), 본 연구를 통해 경상남도에서도 분포하는 것으 로 확인되었다. 식물구계학적 특정종은 총 15종이 조사되었 으며, 이 중 문수조릿대(5등급)는 지리산 문수골에서 최초로 발견된 한국 특산식물인데(Jang et al., 2012), 본 연구를 통해 하동군에서도 분포한다는 것이 최초로 발견되었다. 본 대상지에서 외래식물 5종이 관찰되었으나, 그 비율은 0.03% 로 매우 낮고 환경부 지정 생태계교란 식물은 나타나지 않아 설산습지가 비교적 건강한 생태계를 유지하고 있음을 시사 한다. 반면, 기존 연구(Cho et al., 2020)에서는 외래식물이 농업지역과 시가화지역에서 주로 출현하며 해발고와 음의 상관관계를 보인다고 보고되었으나, 본 대상지에서는 탐방 허가와 습지 진입부 방치로 인해 유입된 것으로 추정된다.
현존식생 분석 결과, 목본층에서는 버드나무군락(66.5%) 이 가장 넓은 면적을 차지하였고 버드나무-물오리나무군락 (13.2%), 버드나무-졸참나무군락(9%) 등이 확인되었다. 초 본층 식물 군집은 토양 수분 보유량에 따라 Wet area에서는 OBW가, Damp area에서는 FACW와 FAC가, Dry area에 서는 OBU가 우점하며 건조화가 진행되고 있는 양상이 관 찰되었다. 버드나무군락의 높은 우점도는 묵논형 산지습지 가 후기 천이 단계에 진입했음을 시사하며, 이는 묵논에서 버드나무군락으로 천이가 진행된다는 기존 연구(Kang et al., 2003; Yun, 2007; Shim et al., 2013)와 일치한다. 특히, 서어나무-졸참나무군락은 습지 주연부와 지표면이 높은 영 역에서 빠르게 건조화가 진행되는 특징을 보였으며, 이러한 결과는 졸참나무가 온대림의 극상 단계에서 나타난다는 기 존 연구(Lee et al., 1999;Kim et al., 2016)와도 부합한다. 따라서 설산습지는 장기적으로 서어나무와 졸참나무로 천 이할 가능성이 높을 것으로 판단되었다.
설산습지의 수원은 덕평봉 습지에서 흘러오는 유수와 지 표수에 의해 유지되며, 상부와 하부 영역으로 나뉘어 흐르 고 있다. 단면도 분석 결과, 상부 영역은 물막이 설치로 인해 웅덩이형 습지가 유지되고 있었으나, 하부 영역에서는 석축 의 손상이 심화되며 물이 유출되고 물골이 형성되고 있었 다. LW3과 LW4에서 유출량이 특히 많았으며, LW5에서는 물골 발달로 인해 건조화가 심화된 상태로 확인되었다. 이 는 석축이 습지 유지에 핵심적이라는 기존 연구(Yang, 2008;Lim et al., 2020)와 일치하며, 석축 보존과 물골 관리 가 필요함을 시사한다.
습지의 수원은 지형환경과 습지 생성 과정을 규명하는 핵심 요소이며, 물순환은 습지 유지와 관리에서 최우선적으 로 고려해야 할 대상이다(Yang, 2008). 결국, 설산습지의 건조화를 지연시키고 안정화를 도모하기 위해서는 수분 저 장능력을 향상시키는 방안을 마련할 필요가 있다. 상부 영 역에서는 물막이와 물골의 흐름을 관리하여 유속과 토사의 흐름을 제어하고 하부 영역에서는 석축의 유지와 복원을 중심으로 관리계획을 수립해야 한다. 특히, 석축은 묵논형 습지의 수리·수문 환경을 유지하는 중요한 물리적 구조물 로, 석축 위나 주변에 자라는 목본성 식물은 성장에 따라 석축 변형을 유발할 수 있다(Lim et al., 2020). 따라서 장기 적인 모니터링을 통해 위협 여부를 판단하고, 필요시 유지 또는 제거하는 관리를 실시해야 한다. 또한, 야생동물로 인 한 석축 훼손을 방지하기 위한 정기적인 점검이 필요하다.
하부 영역의 경우, 동쪽 가장자리를 따라 흐르는 수계와 석축의 상태가 다랑이논 유지의 핵심이다. 석축이 무너지기 시작하면 물이 유출되고 물골이 발달하면서 습지의 건조화 가 가속화된다(Hong and Kim, 2020). 이는 기존의 완만한 지형과 석축 및 수문 조절 구조물에 영향을 미쳐, 기후변화 와 함께 습지의 변형을 초래하는 복합적이고 유기적인 원인 이 된다(Lim et al., 2020). 따라서 습지 내 수분 저장능력을 높이고 물고임 습지를 안정화하기 위한 종합적인 대책이 요구된다(Lee et al., 2009;Park and Yang, 2011). 묵논형 산지습지의 석축 건전성과 관련된 연구는 아직 희소하지만, 실질적인 보전을 위해 석축, 물막이, 물골, 지형 등 물리적 환경 요소와 야생동식물에 대한 지속적인 모니터링을 바탕 으로 체계적인 관리계획을 수립하는 것이 필수적이다(Lee et al., 2012).
환경 특성을 종합적으로 고려한 관리계획의 수립은 설산 습지의 건조화를 지연시키고 안정적인 수분 보존을 도모하 여, 전체 습지 생태계의 건강을 유지하는 데 기여할 것이다. 향후, 정밀한 현장 조사와 고해상도 데이터 활용을 통해 습 지 내 물리적 및 생물학적 요소를 보다 체계적으로 모니터 링함으로써, 유사한 산지습지의 지속 가능한 관리에 기반을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.