서 론

산림청 ^｢산림임업용어사전_｣에서 사찰림은 ‘절에서 소유하는 산림으로, 사유림의 일종’으로 정의되며,^｢산지관리법_｣ 제4조에 따라 공익 기능을 위하여 산림청장이 지정하는 공익용산지에 해당된다. 또한^｢전통사찰의 보존 및 지원에 관한 법률_｣ 제2조에서는 전통사찰보존지를 불교의 의식, 승려의 수행 및 생활, 신도의 교화를 위하여 사찰이 소유하는 정원·산림·경작지·초지 등으로 규정하고 있다.

국립공원은^｢자연공원법_｣에 근거하여 자연생태계와 자연· 문화경관 등을 보전하고 지속가능한 이용을 도모하기 위해 지정되는 자연공원 중 하나로, 동법 제17조의3에 의해 10년 마다 공원별 보전·관리계획을 수립해야 한다. 현재 우리나라는 총 23개의 국립공원을 지정하여 관리하고 있으며, 별도로 관리되는 한라산국립공원과 신규 지정된 팔공산국립공원을 제외한 21개 국립공원은 제2차 보전·관리계획이 수립되었다. 팔공산국립공원은 도립공원에서 승격되어 2023년 12월 31일, 23번째 국립공원으로 지정되었다. 이후 보전·관리계획 수립을 위한 노력이 이루어지고 있으나 식생 및 군집구조 등 자연자원에 대한 연구는 아직 부족한 실정이다.

파계사 사찰림은 팔공산국립공원 내에 위치하며 행정구 역상 대구 동구 파계로 일대에 위치한다. 이 지역은^｢자연공원법_｣제18조 용도지구 구분에 따라 공원문화유산지구로 구분되며, 파계사 내에는^｢국가유산법_｣제3조에 따라 구분되는 국가유산이 다수 분포하고 있어 보전의 가치가 매우 큰 지역이다.

파계사는 동화사의 말사로 속해있으며, 조선시대 이전의 역사에 대해서는 명확히 알려진 바가 없다. 그러나 ^『신중동국여지승람_』의 ^『대구도호부_』조에 팔공산의 현존 사찰로 기록되어 있어, 조선 초기에 이르기까지 사세가 유지되었음을 유추할 수 있다. 현재 파계사가 소장한 왕실 관련 고문서는 “대구 파계사 왕실 원당 관련 고문서 일괄”로 지정되어 대구광역시 유형문화재 제74호(10종 10점)로 보호되고 있다. 또한 “대구 파계사 소장 책판 일괄”이 대구광역시 문화재자료 제54호(5종 86판)로 지정되어 있다(Park, 2019).

사찰림에 관한 기존 연구로는 청도군 운문사 문화경관림을 대상으로 식생구조 특성 분석(Lee et al., 2019), 전등사 소나무림의 생태적 특성 연구(Wi and Oh, 2023), 장흥군 보림사 사찰림의 실태 및 관리방안 연구(Baek et al., 2013) 등이 있으며, 사찰림의 식생 및 관리방안 마련을 위한 연구는 지속적으로 수행되어 왔다. 그러나 파계사 인근 지역의 식생 및 식물군집구조에 대한 연구는 Hong(1985)의 파계사 삼림식생 연구 이후 거의 이루어지지 않아 연구자료의 축적이 매우 부족한 실정이다.

파계사 사찰림은 불교의 역사·문화·생태적 특성이 조화를 이루며 건전한 산림생태계를 형성하고 있다. 또한 세계적으로 사찰림은 생물다양성을 지닌 자연성지로서 보전의 중요성이 강조되고 있다(Dudley, 2008). 이에 본 연구는 파계사 사찰림을 대상으로 식물군집구조를 분석하여 팔공산 국립공원 보전·관리계획 수립에 필요한 기초자료를 제공하고, 향후 지속적인 보호와 체계적인 관리 방안을 마련하는 데 기여하고자 한다.

연구방법

1. 연구대상지 선정

본 연구대상지는 2023년 12월 23번째 국립공원으로 지정된 팔공산국립공원 파계사 사찰림 내 계곡부를 대상으로 진행하였다. 파계사는 대구 동구 파계로 일대에 위치하며, 조사구는 산림공간정보서비스에서 제공하는 임상도 자료를 고려하여 설정하였다. 파계사 사찰림의 탐방로를 따라 사전답사를 2024년 7월에 실시하였으며, 식생조사를 위해 계곡부를 중심으로 총 44개의 조사구를 설치하였다. 본 조사는 2024년 8월에 수행되었다.

2. 조사 및 분석 방법

1) 식생 및 환경요인

식생조사는 사찰림 내 계곡부에 분포하는 식생을 대상으로 방형구법을 활용하여 10m×10m(100㎡) 크기의 방형구를 설치한 후 수관층위별로 교목층, 아교목층, 관목층으로 구분하여 매목조사를 실시하였다. 상층수관을 이루는 수목은 교목층, 수고 2m 미만인 수목은 관목층, 교목층과 관목층 사이에 분포하는 수목은 아교목층으로 구분하였다(Kang et al., 2013). 관목층은 교목층, 아교목층 조사 방형구를 축소하여 5m×5m(25㎡) 크기의 방형구를 설치한 후 조사를 실시하였다. 식생조사 항목은 수관층위에 따른 평균수고와 식피율을 조사하였으며 교목과 아교목의 흉고직경을, 관목층은 수목의 수관폭(장변×단변)을 측정하였다. 환경요인은 지역 특성에 따른 기후대를 파악하기 위해 기후 조사를 실시하였으며, 조사지의 해발고도, 경사, 사면향 등을 측정하였다.

2) 식물군집구조

본 연구는 44개 조사구를 대상으로 수행되었으며, 식생구조를 정량적으로 평가하기 위해 Curtis and McIntosh(1951) 의 중요치를 기반으로 수관층위별 상대우점치(Importance Percentage: I.P.)를 계산하였다. 상대우점치는 (상대밀도+상 대피도)/2의 방식으로 도출되었으며, 수관층위별 각 수목의 개체 크기 차를 반영하여 (교목층 I.P.×3+아교목층 I.P.×2+관 목층 I.P.×1)/6의 방식으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage: M.I.P.)를 구하였다(Park, 1985). 식물군락의 특성을 보다 명확히 규명하기 위해 조사구를 대상으로 TWINSPAN 군집분석(Hill, 1979b)을 실시하여 5개의 식물 군락으로 구분하였다. 또한, 군락별 분포 특성을 파악하기 위해 DCA 서열분석(Hill, 1979a)을 적용하였다. 아울러 식생 군락 간 유사도를 파악하기 위해 유사도 지수를 산출하고, 군락별 종구성의 다양성을 분석하기 위해 Shannon의 수식 (Pielou, 1975)을 활용하여 종다양도(Species Diversity, H’), 균재도(Evenness, J’), 우점도(Dominance, D), 최대종다양도(H’max)를 계산하였다. 조사구(100㎡) 당 종수와 개체수를 조사하고, 흉고직경급별 분석을 수행하여 산림식생의 생장 상태를 평가하고 천이 양상을 예측하였다(Harcombe and Marks, 1978).

결과 및 고찰

1. 기후

팔공산국립공원은 대구광역시 동구, 군위군과 경상북도 경산시, 영천시, 칠곡군에 걸쳐 있으며, 북위 36° 01′ 00″, 동경 128° 41′ 41″ 지역에 위치하고 있다. 이 지역의 식생기후는 온량지수 45<WI<85의(Kira, 1991) 온대북부 낙엽활 엽수림에 속한다(Cho et al., 2020).

본 연구대상지인 팔공산국립공원 파계사 사찰림의 기후 조건을 확인하기 위해 연구대상지가 위치한 대구광역시의 기상관측자료를 활용하여 30년(1994-2023)간의 기상자료를 분석한 결과(Table 1), 대구광역시의 온량지수는 122. 2℃, 연평균 기온은 14.5℃, 최한월평균기온 –3.5℃의 온도 조건과 1,062.4㎜의 연평균강수량을 나타내고 있어 온대남부 활엽수림에 해당되었으나, 팔공산국립공원은 대구광역시 대비 비교적 높은 고도에 위치하고 있어 온대북부 낙엽 활엽수림으로 분류되었다(Cho et al., 2020). Figure 2는 한국의 식물상지역과 식생기후(Korea National Arboretum, 2020)를 재작성한 것으로, 연구대상지인 파계사 사찰림 지역은 온대북부 낙엽활엽수림이 분포하였다.

2. 식물군집구조

1) 군락분류 및 유사도지수

Classification 분석 중 TWINSPAN 기법을 활용하여 전체 44개 조사구를 분석한 결과, Figure 3과 같이 군락이 분류되었다. 계층적 분류방법인 TWINSPAN 기법은 군락의 환경요인을 간접적으로 반영하며 하나 혹은 다수의 지표 종(indicator species)을 중심으로 군락을 분류한다(Lee et al., 2022).

Division 1은 건조하고 척박한 토양에서 생육이 양호한 굴참나무, 소나무(Choi, 2005)가 출현하는 그룹(Division 2, -)과 계곡부에 주로 자생하며 습한 환경을 선호하는 느티나무와 비목나무(Song et al., 2022)가 출현하는 그룹(Division 3, +)으로 분리된 것으로 볼 때, 토양습도가 군락분류의 중요 인자로 판단되었다. Level 2에서의 Division 2는 소나무, 쪽동백나무, 조록싸리가 출현하는 그룹(-, 군락Ⅰ)으로 식별 종의 출현 유무에 의해 두 개의 그룹으로 분리되었다. Level 2의 Division 3(-)은 쪽동백나무, 초피나무, 물푸레나무가 출현하는 그룹(-, 군락 Ⅳ)과 까치박달이 출현하는 그룹(+, 군락Ⅴ)으로 분리되었다. 까치박달은 천이 극상림의 주요 수종으로 알려져 있어(Kikuzawa, 1983;Koike, 1988, 1990;김지홍 등, 2011), 천이단계에 따라 그룹이 분리된 것으로 판단되었다.

Level 3에서 Division 4(-)는 졸참나무, 고로쇠나무, 비목나무를 식별종으로 갖는 그룹(-, 군락Ⅱ)과 굴참나무, 까치박달, 생강나무를 식별종으로 갖는 그룹(+, 군락Ⅲ)으로 최종 분리되었다.

Figure 4는 TWINSPAN기법에 의해 분류된 5개의 군락을 ordination분석(Orloci, 1978) 중 DCA기법을 적용하여 조사구를 배치한 결과이다. DCA분석 결과로 제1축과 제2축의 eigenvalue(고유값)는 각각 0.590과 0.332로 4개 축의 전체 합인 1.266의 72.82%로 Total Variance에 대한 집중률이 높게 나타나고 있었다. 따라서 제1축과 제2축을 기준으로 조사구를 배치하였다. 분석 결과, 제1축에서 군락 Ⅰ~Ⅲ과 군락 Ⅳ~Ⅴ로 집단을 구분할 수 있다. 이는 TWINSPAN의 분류와 동일한 경향으로 토양수분에 의해 구분된 것으로 판단되었다.

제2축을 기준으로 분석한 결과, 군락 Ⅰ과 군락 Ⅴ, 군락 Ⅲ이 각각 불연속성을 보이며 구분되었다. 이는 군락 Ⅰ(소나무군락)과 군락 Ⅴ(졸참나무군락)는 각각 우점종의 비율이 상대적으로 높은 양상을 나타냈으며 군락 Ⅲ(굴참나무-서어나무군락)은 굴참나무와 서어나무의 우점 비율이 큰 차이를 보이지 않았기 때문이라 사료되었다. 그러나 전체적으로 볼 때 대부분의 군락 내 조사구들이 연속성을 보여 정확한 분리 요인을 파악하기에는 어려움이 있었다.

분류된 5개의 군락을 대상으로 군락 간 유사도지수를 분석하였다. 그 결과, 군락 Ⅱ(졸참나무-굴참나무군락)와 군락 Ⅲ(굴참나무-서어나무군락)이 52.80%로 군락 간 유사도 지수가 가장 높게 확인되었다. 이는 두 군락에서 굴참나무가 함께 출현하며 우점한 영향인 것으로 사료되었다. 그러나 유사도지수가 65% 미만으로 두 군락의 성격이 상이함을 나타낸다(Muller-Dumbois and Ellenberg, 1974). 가장 낮은 유사도지수를 보였던 군락은 군락 Ⅰ(소나무군락)과 군락 Ⅴ(졸참나무군락)로 확인되었다. 유사도지수는 7.02%로, 이는 두 군락의 각 층위별 종구성이 상이하며 군락 Ⅰ (소나무군락)은 침엽수인 소나무를 우점종으로, 군락 Ⅴ(졸참나무군락)는 낙엽성참나무류를 우점종으로 구성하고 있는 것이 영향을 미친 것으로 판단되었다.

2) 대상지 개황

Table 3은 구분된 5개 군락의 일반적 개황을 나타낸 것이다. 군락 Ⅰ은 소나무군락으로 15개의 조사구로 가장 많은 조사구를 포함하고 있으며 해발 527~636m, 경사 22~42°에 위치하고 있다. 군락 Ⅱ는 졸참나무-굴참나무군락으로 해발 527~594m, 경사 10~37°에 위치하고 있으며 11개의 조사구를 포함하고 있다. 군락 Ⅲ은 8개의 조사구를 포함하고 있으며 굴참나무-서어나무군락으로 해발 527~634m, 15~37°의 경사에 위치하고 있다. 군락 Ⅳ는 느티나무-고로쇠나무군락으로 6개의 조사구를 포함하고 있으며 해발 634~667m로 비교적 높은 해발고에 위치하고 있으며, 경사는 15~25°로 나타나고 있다. 군락 Ⅴ는 4개의 조사구를 가지며 졸참나무군락으로 경사는 10~36°이며 해발 543~667m에 위치하고 있다.

3) 군락별 상대우점치 및 흉고직경급별 분석

파계사 사찰림 5개 군락의 군락별 상대우점치(I.P.) 및 평균상대우점치(M.I.P.)를 분석하고, 각 군락별 주요 우점 종에 대한 식생의 임분동태를 파악하기 위해 흉고직경급별 분석을 실시하였다(Table 4).

군락 I은 소나무군락으로 교목층에서 소나무가 I.P. 72.77%로 높은 수치로 우점하고 있으며, 아교목층에서는 서어나무가 I.P. 36.58%로 높은 수치를 보이며 쪽동백나무(I.P. 10.31%), 굴피나무(I.P. 10.19%)가 함께 출현하고 있었다. 관목층은 쪽동백나무가 I.P. 36.61%로 우점하고 있으며 생강나무(I.P. 19.48%), 당단풍나무(I.P. 6.98%)가 출현하고 있었다. 흉고직경급별 분석 결과, 소나무는 DBH 17cm 이상 구간에서 52개체가 확인되었고, 서어나무는 DBH 7cm 이상~32cm 미만의 구간에서 31개체가 확인되었다. 관목층에서 가장 많은 개체로 나타난 쪽동백나무가 288 개체로 확인되었다.

군락 Ⅱ는 졸참나무-굴참나무군락으로 졸참나무가 I.P. 39.54%로 우세하였으며 굴참나무(I.P. 19.76%)와 굴피나무(I.P. 12.74%)가 함께 나타나고 있었다. 아교목층에서는 서어나무(I.P.37.33%)가 우점하고 있었으며 당단풍나무(I.P. 29.48%)는 그 외 수종에 비해 높은 상대우점치를 보였다. 관목층은 당단풍나무(29.82%)와 비목나무(24.29%)가 우점하고 있었다. 흉고직경급별 분석 결과, 졸참나무는 DBH 17cm 이상 구간에서 14개체가 확인되었으며, 굴참나무는 DBH 22cm 이상 구간에서 8개체가 확인되었다. 관목층에서는 비목나무가 48개체로 가장 많은 개체가 확인되었다.

군락 Ⅲ은 굴참나무-서어나무군락으로 교목층에서 굴참나무가 I.P. 35.21%로 우점했으며 서어나무(I.P. 28.31%), 물푸레나무(I.P. 12.07%)가 함께 출현하고 있었다. 아교목 층에서는 당단풍나무가 47.59%로 높은 우점도를 가지고 있 었으며 까치박달(I.P. 15.41%), 서어나무(I.P. 13.02%)가 우점을 이루고 있었다. 관목층은 생강나무(I.P. 20.48%), 비목나무(I.P. 20.18%), 당단풍나무(I.P. 15.05%)와 함께 출현하 고 있었다. 흉고직경급 분석 결과, 굴참나무는 DBH 27cm 이상 구간에서 9개체가 확인되었으며, 서어나무는 DBH 2cm 이상~37cm 미만 구간에서 14개체가 확인되었다. 관목 층에서는 생강나무가 60개체로 가장 많은 개체가 출현하고 있었다.

군락 Ⅳ는 느티나무-고로쇠나무군락으로 교목층에서 느티나무가 33.23%로 우점하고 있었고, 고로쇠나무(I.P. 30.43%), 물푸레나무(17.92%)가 함께 우점하고 있었다. 아교목층에서는 느티나무(I.P. 25.20%)가 우점하고 있었으며, 쪽동백나무(I.P. 19.38%), 비목나무(I.P. 15.38%)가 함께 나타났다. 관목층에서는 비목나무(I.P. 53.76%), 쪽동백나무 (I.P. 13.64%)가 우점하고 있었으며, 그 외 수종의 상대우점치는 10% 미만으로 낮게 나타났다. 흉고직경급별 분석 결과, 느티나무가 DBH 2cm 이상~47cm 미만 구간에서 11개체가 확인되었으며, 고로쇠나무는 DBH 7cm 이상~57cm 미만 구간에서 7개체가 확인되었다. 관목층에서는 비목나무가 240개체로 가장 많은 개체가 확인되었다.

군락 Ⅴ는 졸참나무군락으로 교목층에서는 졸참나무가 I.P. 64.96%로 높은 우점도를 가졌다. 아교목층에서는 까치박달이 I.P. 62.08%의 우점도를 보였으며 느티나무(I.P. 17.29%), 비목나무(I.P. 13.44%)가 함께 나타났다. 관목층 에서는 쥐똥나무(I.P. 28.27%), 비목나무(I.P. 28.05%)가 함께 우점하고 있었다. 흉고직경급별 분석 결과, 졸참나무는 DBH 27cm 이상~47cm 미만 구간에서 5개체가 확인되었으며, 까치박달은 DBH 2cm 이상~27cm 미만 구간에서 11개 체가 확인되었다. 관목층에서는 비목나무가 16개체로 가장 많은 개체가 확인되었다.

각 군락의 층위별 상대우점치 분석을 통해 식생천이를 예측하였다. 군락 Ⅰ(소나무군락)은 교목층에 소나무가 우점하며 굴참나무, 신갈나무, 상수리나무가 함께 출현하는 자연림 군락의 형태를 보였으며, 아교목층에서는 소나무의 우점도는 매우 낮았고, 극상수종인 서어나무(Lee et al., 1994)가 높은 우점도를 보였다. 이는 아교목층과 관목층에서 소나무는 더 이상 출현하지 않아 향후 소나무→참나무류→서어나무 순으로 세력이 밀려날 것으로 사료되었다. 군락 Ⅱ(졸참나무-굴참나무군락)의 아교목층과 관목층에서 졸참 나무와 굴참나무의 낮은 우점도는 향후 아교목층에서 가장 높은 우점도를 보이는 천이 극상수종인 서어나무에 의해 세력이 밀려나 서어나무 천이극상림으로 진행될 것으로 예상되었다. 군락 Ⅲ(굴참나무-서어나무군락)은 교목층에서 굴참나무와 서어나무가 함께 우점하고 있으나 아교목층에서 까치박달나무와 서어나무가 비교적 높은 우점치를 보이며 굴참나무는 점차 쇠퇴하여 향후 까치박달-서어나무군락으로 천이가 진행될 것으로 판단되었다. 군락 Ⅳ(느티나무-고로쇠나무군락)는 교목층에서 느티나무와 고로쇠나무가 같이 출현하며 비슷한 우점도를 보이기에 현 상태가 유지될 것이라 사료되었다. 군락 Ⅴ(졸참나무군락)는 교목층에서 졸참나무가 높은 우점도를 가지고 있으나 아교목층에서 천이 극상수종인 까치박달이 우점함에 따라 향후 까치박달군락으로 천이가 예상되었다.

4) 종다양도

5개 군락에 대해 종다양도를 비롯하여 균재도, 우점도, 최대종다양도 분석을 실시하였다(Table 5). 파계사 사찰림 내 5개 군락의 평균 종다양도는 1.0727로 파악되었다. 팔공산 국립공원내 칠곡 가산산성 인근을 대상으로 식물군집구조 분석을 진행한 연구(Lee et al., 2025)의 종다양도(1.0417)와 비교하여 볼 때, 파계사 사찰림이 약 0.031정도 높은 수치를 나타내었다. 칠곡 가산산성은 한국전쟁 당시 격전지로 이용된 이후 성곽 관리과정에서 지속적인 훼손이 발생하였으나 (Kim and Kwak, 2018), 파계사 사찰림은 원당봉산표석을 근거로 산림 보호를 위한 노력이 이어져 왔음을 확인할 수 있었다. 팔공산국립공원의 인근에 위치한 주왕산국립공원의 평균 종다양도 지수는 1.2406(Lee et al., 1995)으로 파계사 사찰림 대비 높은 것으로 파악되었다.

군락별 종다양도 분석 결과, 군락 Ⅲ(굴참나무-서어나무군락)이 1.1688로 가장 종다양도 값을 나타냈다. 이는 식생 발달 단계에서 종다양성이 높게 나타난다는 선행연구(Kang et al., 2013)에 근거할 때, 해당 군락이 굴참나무-서어나무군락에서 서어나무-까치박달나무림으로 천이가 진행되고 있음을 시사하였다.

균재도는 조사구 내에 식생군락이 얼마나 균일하게 분포하는지를 나타내는 척도로 우점도와 반대되는 개념이다. 본 연구대상지에서 균재도는 군락 Ⅴ(졸참나무군락)가 0.9199로 가장 높게 나타났으며, 군락 Ⅳ(느티나무-고로쇠나무군락)가 가장 낮게 확인되었다. 이는 군락 Ⅳ(느티나무-고로 쇠나무군락)에서 교목층의 느티나무와 관목층의 비목나무 우점 비율이 높게 나타났기 때문으로 사료되었다.

5) 종수 및 개체수

5개의 군락에 대해 단위면적(100㎡) 당 종수 및 개체수를 분석하였다(Table 6). 파계사 사찰림 내 조사구의 평균 출현 종수는 8.06±2.20종이었고, 평균 출현 개체수는 46.48±23.03 개체로 같은 팔공산국립공원에 위치한 칠곡 가산산성의 평균 출현 종수 10.36±2.60종, 평균 출현 개체수 90.68±57.63개에 비교하여 낮은 수치를 나타내었다(Lee et al., 2025). 이는 본 연구의 경우 계곡부를 따라 조사구가 배치되었으나, 칠곡 가산산성 연구는 능선부, 사면부, 계곡부를 모두 포함하여 조사구가 배치되었고, 또한 자연림과 인공림 군락이 함께 분포함에 따라 나타난 결과로 사료된다. 군락별로 살펴보면, 군락 Ⅰ(소나무군락)이 10.47±2.64종으로 가장 많은 종이 출현한 것으로 확인되었으며, 군락 Ⅳ(느티나무-고로쇠나무 군락)가 74.00±45.62개체로 가장 많은 개체가 확인되었다. 층위별로 살펴보면, 종수의 경우 교목층은 군락 Ⅱ(졸참나무-굴참나무군락)가 2.36±0.81종, 아교목층은 군락 Ⅳ(느티나무-고로쇠나무군락)가 3.17±1.17종, 관목층은 군락 Ⅰ(소나무군락)이 6.60±2.13종으로 가장 많은 종이 확인되었다. 개체 수의 경우 교목층과 아교목층은 군락 Ⅰ(소나무군락)이 각각 5.13±3.04개체, 5.47±3.38개체로 가장 높았으며, 관목층은 군락 Ⅳ(느티나무-고로쇠나무군락)가 66.67±46.76개체로 가장 많은 개체가 확인되었다.