연구논문 / 1 최근 5년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성변화고정군, 김권수, 한태완 최근 5년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성변화고정군, 김권수, 한태완 한라산정상일대야생동물분포특성오장근, 이영돈, 강인보, 김창조, 양영환 제주의멧돼지분포와행동권조사연구오장근, 이영돈, 강인보, 김창조, 양영환 백록담내딱정벌레목곤충의분포특성이영돈, 오장근, 강인보, 김창조, 양영환 한라산어리목등산로구간의토양특성고석형, 양승훈, 강인보, 김철수, 김창조, 양영환 한라산영실지역기후변화취약식물종식물계절성연구김대신, 김수경, 강인보 제주도자생활엽교목 17종의대기중 CO 2 흡수능력및수분이용효율의비교분석신창훈, 강희석, 양윤희, 김철수, 양영환, 오순자, 고석찬 홍가시나무점무늬병 (Entomosporium leaf spot disease) 방제법연구신창훈, 김경범, 김영탁, 강희석, 강인보, 양영환, 서상태 수종의귀화식물수용성추출물의제초및항균활성탐색김현철, 송진영, 차진우, 송창길, 신창훈, 김철수, 양영환 밝혀지는식물자원 (Ⅰ) 김현철, 김대신, 양영환
최근 5 년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내 수목분포특성변화 1) 고정군, 김권수 1), 한태완 제주특별자치도한라산연구소, 1) 제주특별자치도녹지환경과 요약 본연구는한라산장기생태연구를위해구축된영실일대소나무군락의수목특성변화를밝히기위해최근 5년동안소나무군락의종조성, 수목의흉고직경변화와새로운수목의출현및고사현상에대한정보를제공하고자하였다. 한라산영실일대소나무림조사구내에출현하는수목은소나무등총 19분류군인것으로나타나최근 5년동안변화가없었다. 조사구내전체수목의개체수는총 1,086본으로지난 2008년 1,208본에비해 122본이감소하였다. 전체수목의단위면적당기저면적은총 55.1m2 /ha로나타났다. 이중소나무가 46.1m2 /ha로전체의 83.8% 를차지하였고 2008년에비해전체적으로 3.2% 가감소하였다. 수종별출현빈도는소나무가 2008년에비해 44본이감소한 486본이였으며, 층층나무가전체개체수의 9.5%, 비목나무가 9.1%, 서어나무가 7.8%, 굴거리나무가 7.3% 로비교적높게나타났고, 이외수종은 4.0% 이하를보였다. 장기생태연구지내흉고직경 3.0cm이상으로새롭게성장한수목은총 47개체인것으로나타났는데, 서어나무가 15개체로전체의 31.9% 를차지하였으며, 비목나무가 9개체, 굴거리나무가 7개체로다소높게나타났다. 2008년이후고사된수목은 16종에총 169본으로나타났는데, 2009년에서 2010년까지총 46본이고사되었으며, 2011년에서 2012년까지는총 123본이고사된것으로조사되었다. 수종별로는소나무가 44본으로가장많았으며, 굴거리나무가 21본, 층층 1) 교신저자 ; 전화 : 064-710-7590, e-mail : kjg3839@korea.kr - 3 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 나무와비목나무가각각 20본으로높게나타났다. 흉고직경 10cm를기준으로한흉고직경급의변화는소나무는 1개체를제외하고모두 10cm이상의흉고직경을갖고있었으며, 이들소나무의평균흉고직경은 34.9cm로나타났다. 이는전체적으로소나무의흉고직경이 5 년동안평균 2.2cm증가한결과이다. 소나무이외의구성목에서평균흉고의직경은 10cm이하의구성목에서는평균 6.6cm를나타냈고, 10cm이상의구성은평균 27.2cm를보였다. 이와같은결과를종합하면한라산영실일대의소나무림은상층은소나무가우점하고있으나어린소나무의발달은이루어지지않고있었다. 숲의상층이하에는서어나무등낙엽활엽수의발달이지속적으로이루어지고있다. 또한소나무등고사목의발생은종간경쟁에의한자연적인요인뿐만아니라태풍과같은기상이변에의해큰영향을받는것으로나타났다. 이러한숲의변화는지구온난화등의기후변화와관련한소나무의쇠퇴, 낙엽활엽수림으로의발달또는천이의진행뿐만아니라기상이변등에의해변화속도가빨라질수있을것으로예측할수있다. 서론 지구의기후, 생물, 생태계는지속적으로변화되어왔고, 지구적차원에서이루어진다. 이러한지구적차원의변화를관찰할수있는연구접근중하나가장기생태연구라볼수있다. 장기생태연구는군집의동태변화를연구하는하나의방법으로한지소에영구방형구를설치하여시간경과에따른변화를장기간관찰하여결론을내리는연속관찰법이다. 영구방형구를설치하고오랫동안반복하여조사하는장기생태연구가가장이상적인군집동태변화를파악하는방법이지만시간적인어려움이있어이에대한연구는매우미흡한실정이다. 그러나특정군집이나생물다양성등이높은장소에서이루어지는장기생태연구는환경변화에대한개체군, 군집그리고생태계의상대적인반응을분석할수있게한다. 나아가, 장기생태연구결과의종합과모델링등은지구의환경변화에대한긍정적인또는부정적인예측을가능하게한다. 현재까지산림군집의동태변화의원인과기작에대한많은연구가이루어졌음에도불구하고일반적이고체계적이며정확성을갖춘이론이부재한것은전세계적인장기생태모니터링에기초한자료가부족하기때문이라할수있다. 한편, 소나무는한반도전역, 중국의산동반도및만주그리고일본열도에분포한다 - 4 -
최근 5 년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성변화 (Critchfield와 Little, 1966). 한반도의소나무림은지역의기후조건에맞는낙엽활엽수림이인간활동에의해파괴된후성립된것으로알려져있다 ( 최, 1998). 화분분석결과에따르면온대낙엽활엽수림으로덮여있던한반도는약 10,000 내지 6,000년전부터참나무에서소나무림으로바꾸기시작한것으로알려져있다. 더욱이 2,000년전부터는활발한농경활동의영향으로소나무림의우세해지기시작하였다 ( 최, 1998). 우리나라의대표적경관요소의하나로서자리잡고있는소나무림은주거지와가까운곳에서목재, 연료, 유기질비료, 가축의먹이등의지속가능한생산에중요한기여를하였다 (Hong과 Nakagoshi, 1996). 따라서낙엽활엽수림은인간이접근하기곤란한장소에한정되고나머지지역은소나무림이우점한것으로보고있다 (Lee와 Hong, 1998). 제주지역에소나무림은한라산해발 1,000m 이상고지대에군락을형성하면서주로분포하는특성을갖고있으며점차고지대이동되는것으로알려져있다 ( 고, 2007). 이러한소나무의이동이나확산은지구온난화와같은환경변화에의해그속도가더욱두드러질것으로예측되고있다. 이에따라고등 (2009) 은지난 2008년부터한라산내최대소나무군락의분포지역중한곳인영실일대장기생태연구를위한조사구를설치하고, 수목의분포특성을밝혀기후변화에따른소나무군락의변화를규명하는기초를제공하였다. 또한제주도내난대성상록활엽수림에서온대성낙엽활엽수림및한대성침엽수림까지기후변화에따른산림의변화를파악하기위한다양한연구접근이이루어지고있다 ( 고등, 2009; 고등, 2010; 송등, 2010; 고와김, 2011; 고등, 2012a; 고등 2012b). 그러나아직까지장기적인모니터링을통한양적변화에대한조사결과는전무한실정이다. 본연구는한라산장기생태연구를위해구축된영실일대소나무군락의수목특성변화를밝히기위해최근 5년동안소나무군락의종조성, 주요수목의흉고직경계급의빈도분포변화와함께새로운수목의출현및고사현상에대한정보를제공하고자하였다. 연구내용및방법 1. 조사지개황및조사구설치 한라산영실일대의소나무 (Pinus densiflora Siebold & Zucc.) 림은한라산국립공원내에 위치하고있으며, 천연상태인임분의보존상태가양호하고소나무외에도많은온대성식 - 5 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 물종이분포하고있다 ( 고등, 2009). 이일대소나무림의면적은 102ha로알려져있는데, 임령은 3영급에서 12영급이상까지다양하고임분구성도복층림인곳이많다 ( 한라산국립공원관리사무소, 1998). 소나무림의장기생태연구를위해 1.0ha(100 100m) 크기의조사구가지난 2008년에설치되었는데, 조사구는 N 33 20 45, E 126 29 44 에위치하며, 해발고도는 1,200m에서 1,280m로서부분적으로평지에서 10 까지완만한경사를이루고있다 ( 그림 1). 암석노출은 10% 이하로매우낮은상황이다. 그리고 1.0ha 소나무림조사구내에는 20 20m 크기의방형구 25개를각각구분하였다. 그림 1. 한라산영실일대소나무림내장기생태연구를위한조사구 (, 100 100m) 의위치도 A1~E5 : 조사구내방형구를의미함 2. 목본식물의동태조사한라산영실일대소나무림내장기생태연구조사구에분포하는목본식물에대한개체조사는지난 2008년조사된수목뿐만아니라새롭게성장하거나고사된개체목을대상으로모니터링을실시하였다. 장기생태연구조사구 1.0ha 내에출현하는수목의동태변화를파악하기위하여목본식물의흉고직경 (DBH) 은지표면으로부터약 1.5m을기준으로직경테이프를이용하여측정 - 6 -
최근 5 년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성변화 하였는데, 흉고직경 3.0cm이상의모든목본에대하여조사를실시하였다. 흉고측정위치는장기적인모니터링을위해번호표를부착한곳을기준으로하여오차를최소화하였다. 이때맹아로발생하여같은뿌리를갖는여러줄기가있을경우가장굵은줄기를선택하였다. 목본들의건강상태는국가장기생태연구사업단 (2005) 기준에의하여구분하여조사하였다. 수목조사결과를이용한목본의중요치는상대밀도, 수관폭을기준으로산출된상대피도를합하여계산하였다. 또한현존식생의지속적인유지가능성및천이경향을예측하기위하여흉고직의계급별빈도분포도를작성하였다. 빈도분포도의직경계급은조사대상수목중가장작은개체와큰개체사이의직경을 5.0cm간격으로 9개계급으로구분하여분석하였다. 결과및고찰 1. 임분구성목의밀도및크기분포의변화한라산영실일대소나무림장기생태연구조사구내에출현하는수목은소나무 (Pinus densiflora), 서어나무 (Carpinus laxiflora), 산벚나무 (Prunus sargentii), 고로쇠나무 (Acer pictum var. mono), 층층나무 (Cornus controversa), 물참나무 (Quercus mongolica var. crispula), 비목나무 (Lindera erythrocarpa), 굴거리나무 (Daphniphyllum macropodum), 주목 (Taxus cuspidata), 단풍나무 (Acer palmatum), 산딸나무 (Cornus kousa), 음나무 (Kalopanax septemlobus), 곰의말채나무 (Cornus macrophylla), 마가목 (Sorbus commixta), 윤노리나무 (Pourthiaea villosa), 팥배나무 (Sorbus alnifolia), 두릅나무 (Aralia elata), 때죽나무 (Styrax japonicus), 분단나무 (Viburnum furcatum) 등총 19분류군으로나타났는데, 출현종수는지난 2008년과동일하여새로운수목종의이입이나사멸이조사구내에나타나지않았다 ( 표 1, 그림 2). 장기생태연구조사구에서관찰된수목개체수는고사목을제외하고총 1,086본으로나타났으며, 소나무가전체개체수의 44.8% 에해당하는 486본이였지만전체적인수목밀도도지난 2008년에조사된 1,208본에비해 122본이감소한결과이다 ( 표 1). 전체수목의단위면적당기저면적은총 55.1m2 /ha로나타났으며, 이중소나무가 46.1m2 /ha로전체수목의기저면적에 83.8% 를차지하는것이다. 이는 2008년에비해전체적으로 3.2% 인 1.9m2 /ha가감소한것으로개체수감소에기인한것으로판단된다. 그러나현재까 - 7 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 지영실일대소나무생목의기저면적은육지부월악산소나무림의기저면적인 28.8 m2보다 91.3% 이상높은것으로이들지역에자라는소나무가상대적으로흉고직경등의생육상황 이양호한것으로판단된다 ( 조등, 2006). 표 1. 최근 5 년동안영실일대소나무림장기생태연구지내수목의밀도및크기의변화 식물명 생목밀도 ( 개체 /ha) 생목기저면적 ( cm2 /ha) 종구성 1) 2008 년 2012 년 2008 년 2012 년 2008 년 2012 년 RD RC RIV RD RC RIV 소나무 530 486 474,126.1 461,793.4 (83.3%) (83.8%) 소나무외 678 600 95,260.1 89,115.0 (16.7%) (16.2%) 전체 1,208 1,086 569,386.2 550,938.4 (100%) (100%) 1) RD : 상대밀도, RB : 상대피도, RIV : 상대중요치 43.9 41.3 42.9 44.8 37.7 41.3 56.1 58.7 57.1 55.2 62.3 58.7 100 100 100 100 100 100 영실소나무림장기생태연구지임분내수목구성종의상대밀도, 상대피도를기준으로한상대중요치를보면소나무가 41.3으로분석되었으며서어나무를포함한나머지 18분류군의상대중요치의합은 58.7로나타났다. 임분내구성종의상대중요치는 2008년에비해소나무가다소감소한반면소나무외수종은다소증가된것으로나타났다. 이는소나무외수종의상대피도가상대적으로증가한데서기인한것이다. 한라산영실일대소나무림조사구내출현하는수종별출현빈도의변화를소나무는 2008 년에비해 44본이감소한것으로나타났다 ( 표 1). 소나무외에수종별출현빈도는고사목으로제외한기준으로층층나무가전체개체수의 9.5% 인 103본이였으며, 비목나무가 9.1% 인 99본, 서어나무가 7.8% 인 85본, 굴거리나무가 7.3% 인 79본으로비교적높게나타났다 ( 그림 2). 그리고단풍나무, 산벚나무, 산딸나무등도 3~4% 정도의출현빈도를보였으나, 이외수종은 2.0% 이하의출현빈도를보였는데두릅나무인경우 1본만이관찰되어가장낮은출현빈도를보였다. 전체적으로수종별수목밀도는 2008년에비해감소한경향을보였는데, 소나무의개체가감소가가장높았으며, 층층나무와굴거리나무의감소도다소높았다. 이에반해서어나무와음나무등 2종은 2008년에비해개체수가증가한것으로나타났는데, 특히서어나무 - 8 -
최근 5 년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성변화 의증가가특징적이었다. 그림 2. 최근 5 년동안영실일대소나무림장기생태연구지내수종별개체수변화 Cl : 서어나무 (Carpinus laxiflora), Ps : 산벚나무 (Prunus sargentii), Ac : 고로쇠나무 (Acer pictum var. mono), Cc : 층층나무 (Cornus controversa), Qg : 물참나무 (Quercus grosseserrata), Le : 비목나무 (Lindera erythrocarpa), Dm : 굴거리나무 (Daphniphyllum macropodum), Tc : 주목 (Taxus cuspidata), Ap : 단풍나무 (Acer palmatum), Ck : 산딸나무 (Cornus kousa), Ks : 음나무 (Kalopanax septemlobus), Cm : 곰의말채 (Cornus macrophylla), Sc : 마가목 (Sorbus commixta), Pv : 윤노리나무 (Pourthiaea villosa), Aa : 팥배나무 (Aria alnifolia), Ae : 두릅나무 (Aralia elata), Sj : 때죽나무 (Styrax japonicus), Vf : 분단나무 (Viburnum furcatum). 2. 임분내수목의출현및고사목의변화지난 2008년이후장기생태연구지내흉고직경 (DBH) 3.0cm이상으로새롭게성장한수목은 2012년을기준으로분석하여보면총 47개체인것으로나타났다 ( 표 2). 수종별로보면서어나무가 15개체로전체의 31.9% 를차지하였으며, 평균수고는 4.4m, 평균흉고직경은 4.6 cm로나타났다. 비목나무가전체의 19.1% 인 9개체, 굴거리나무가 7개체로다소높게나타났으며, 단풍나무및윤노리나무가각각 4개체, 층층나무가 3개체, 때죽나무가 2개체, 산벚나 - 9 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 무와산딸나무및음나무가각각 1 개체순으로나타났다. 이들새롭게성장한수목의전체 수고는평균 4.0m 이고, 흉고직경은 4.5 cm로나타났다. 그러나장기생태연구조사구내에가 장높은밀도를차지하는소나무의치수발생을확인할수없었다. 표 2. 최근 5년동안장기생태연구지내새롭게출현한치수현황 수종 개체수 ( 비율, %) 평균수고 (m) 평균흉고직경 ( cm ) 서어나무 15(31.9) 4.4(±1.3) 4.6(±0.6) 비목나무 9(19.1) 4.4(±1.0) 4.7(±0.9) 굴거리나무 7(14.9) 3.4(±0.5) 4.7(±1.2) 단풍나무 4(8.5) 4.0(±0.8) 3.9(±0.3) 윤노리나무 4(8.5) 3.4(±0.8) 4.3(±0.4) 층층나무 3(6.4) 3.8(±1.3) 4.4(±0.4) 때죽나무 2(4.3) 3.8(±0.4) 4.7(±1.0) 산벚나무 1(2.1) 2.5(±0.0) 4.3(±0.0) 산딸나무 1(2.1) 3.0(±0.0) 3.8(±0.0) 음나무 1(2.1) 5.5(±0.0) 5.0(±0.0) 계 47(100) 4.0(±1.1) 4.5(±0.7) 지난 2008년이후장기생태연구지내에서고사된수목은 16종에총 169본으로나타났는데, 2009년서 2010년까지총 46본이고사되었으며, 2011년에서 2012년까지는총 123본이고사된것으로조사되었다 ( 표 3). 수종별로는소나무가 44본으로가장많았으며, 굴거리나무가 21본, 층층나무와비목나무가각각 20본으로높게나타났다. 이외의산딸나무, 단풍나무, 주목, 산벚나무, 서어나무, 윤노리나무, 고로쇠나무, 곰의말채나무, 마가목, 때죽나무순으로고사목의개체수많은것으로나타났으며, 팥배나무와두릅나무는 1개체가고사된것으로나타났다. 그리고모든종에서 2009~2010년도보다 2011~2012년사이에고사된개체수가급증한것으로조사되었다. 이는종간경쟁등에의한자연적인고사보다 2012년에잦은태풍등의기상조건에의해상대적으로고사된개체수이늘어난것으로판단된다. 또한고사된개체목의평균수고는소나무의경우 14.7m이고, 흉고직경은 25.1~29.3cm인것과같이대부분성숙목이고사된것으로나타났다. - 10 -
최근 5 년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성변화 표 3. 최근 5 년동안장기생태연구지내고사된수목현황 수종 총개체수 소나무 44 서어나무 6 산벚나무 7 고로쇠나무 3 층층나무 20 비목나무 20 굴거리나무 21 주목 8 단풍나무 10 산딸나무 15 곰의말채나무 3 마가목 3 윤노리나무 4 개체수 (%) 13 (28.3) 1 (2.2) 2 (4.3) 1 (2.2) 2 (4.3) 7 (15.2) 7 (15.2) 1 (2.2) 4 (8.7) 2 (4.3) 1 (2.2) 1 (2.2) 2 (4.3) 팥배나무 1 - - - 두릅나무 1 때죽나무 3 계 169 1 (2.2) 1 (2.2) 46 (100) 2009~2010년 2011~2012년 평균 평균흉고 개체수 평균 평균흉고 수고 (m) 직경 ( cm ) (%) 수고 (m) 직경 ( cm ) 14.7 (±1.3) 25.1 (±7.7) 31 (25.2) 14.7 (±2.3) 29.3 (±6.0) 4.0 (±0.0) 5.1 (±0.0) 5 (4.1) 6.2 (±2.9) 7.6 (±2.3) 6.0 20.6 5 7.2 18.0 (±1.4) (±5.9) (4.1) (±4.3) (±7.5) 10.0 (±0.0) 15.5 (±0.0) 2 (1.6) 8.0 (±2.8) 12.2 (±2.3) 5.3 (±0.4) 9.1 (±1.3) 18 (14.6) 6.3 (±2.3) 8.8 (±4.6) 2.9 6.7 13 7.2 12.4 (±1.0) (±1.5) (10.6) (±2.7) (±11.0) 4.6 (±1.1) 7.8 (±2.8) 14 (11.4) 3.9 (±1.0) 7.8 (±1.9) 2.5 (±0.0) 3.1 (±0.0) 7 (5.7) 3.2 (±0.6) 8.7 (±3.0) 7.6 15.3 6 5.0 8.5 (±5.0) (±5.3) (4.9) (±3.0) (±6.2) 3.8 (±0.4) 4.3 (±0.4) 13 (10.6) 3.7 (±1.7) 7.5 (±2.4) 4.5 (±0.0) 6.5 (±0.0) 2 (1.6) 9.0 (±1.4) 12.1 (±3.5) 6.0 7.3 2 7.8 16.2 (±0.0) (±0.0) (1.6) (±1.1) (±6.2) 3.5 (±2.1) 6.6 (±0.6) 2 (1.6) 5.3 (±0.4) 6.6 (±1.1) 1 (0.8) 7.0 (±0.0) 16.1 (±0.0) 4.0 5.7 (±0.0) (±0.0) - - - 4.0 5.7 2 5.0 8.4 (±0.0) 6.7 (±4.7) (±0.0) 11.9 (±8.4) (1.6) 123 (100) (±2.8) 7.8 (±4.7) (±3.5) 14.6 (±10.4) 3. 수목의흉고급분포의변화 영실일대소나무림에출현한수목을대상으로분석한흉고직경급의변화를흉고직경 10 cm를기준으로구분하여분석한결과, 소나무는 10 cm미만의흉고직경을갖는개체는 4.9 cm - 11 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 를보인 1개체가유일하였는데, 나머지개체는모두 10cm이상의흉고직경을갖고있었으며, 이들소나무의평균흉고직경은 34.9cm로나타났다 ( 표 4). 이는전체적으로소나무의흉고직경이 5년동안평균 2.2cm증가한결과이다. 소나무이외의구성목에서평균흉고의직경은 10cm이하의구성목에서는평균 6.6cm를나타냈고, 10cm이상의구성은평균 27.2cm를보였다. 이는흉고직경이 10cm이하의구성목은평균흉고직경이감소한반면 10cm이상의구성목은증가한결과이다. 표 4. 최근 5 년동안영실일대소나무림장기생태연구지내수목의생육상황변화 식물명 2008년평균흉고 ( cm ) 2012년평균흉고 ( cm ) <10 10 <10 10 소나무 4.5 1) 31.9 4.9 1) 34.1 (±7.7) (±7.4) 소나무외 6.7 16.2 6.6 16.6 (±1.7) (±6.8) (±1.8) (±6.0) 전체 6.7 26.1 6.6 27.2 (±1.7) (±10.6) (±1.8) (±11.0) 소나무림내살아있는생목을기준으로분석한흉고직경급의분포를보면전체적으로흉고직경은 20cm이하에집중분포하고있는것으로나타났다 ( 그림 3). 그러나수종간의경향은고등 (2009) 의보고와같이소나무인경우흉고직경 31~35cm범위가높은비율을차지하는반면소나무이외의수종은흉고직경 20cm이하에분포하는특성으로보이고있다. 전체적으로흉고직경급 35cm이하의개체수는 2008년에비해감소한것으로나타났지만, 흉고직경급 36cm이상의개체수는다소증가한것으로나타났다. 한편, 수목활력도의변화는큰차이가없이 2008년조사결과와동일한양상을보였다 ( 고등, 2009). 즉, 소나무림에출현한각구성수목의활력도를 9개유형 ( 국가장기생태연구사업단, 2005) 으로구분하여분석하면소나무의경우건강하게곧추서서자라는 AS(standing alive) 형이대부분을차지하였다. 그리고일부기운형태로자라는 AL형을제외하고는본가지가부러졌지만건강하게자라는 AB(broken alive) 형, 쓰러져서지표면에거의붙어서자라는 AF(fallen/prone alive) 형등의개체수는극히한정되어있었다. - 12 -
최근 5 년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성변화 그림 3. 최근 5 년동안의임분내전체수목의흉고직급별변화 이와같은결과를종합하여보면한라산영실일대의소나무림은상층은소나무우점하고있으나수고및근원경이어린소나무의발달은이루어지지않는것으로나타났다. 더불어숲의중층및하층에는서어나무, 층층나무, 비목나무등낙엽활엽수의발달이진행되고있음을알수있다. 또한소나무등의고사목의발생은종간경쟁에의한자연적인요인뿐만아니라태풍의기상이변에의해큰영향을받는것으로나타났다. 이러한숲의변화는지구온난화등의기후변화와관련하여소나무의쇠퇴와더불어낙엽활엽수림으로의발달또는천이의진행뿐만아니라기상이변등에의해변화속도가빨라질수있을것으로예측할수있다. - 13 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) Changes of Distributional Characteristics of Woody Plants in the Pinus densiflora Forest in Mt. Halla as a Long Term Ecological Research(LTER) Site for 5 Years Koh Jung-Goon, Kwon-Su Kim 1) and Tae-Wan Han Research Institute for Hallasan, Jeju Special Self-Governing Province 1) Environment & Park Division, Jeju Special Self-Governing Province Summary The purpose of this study was to provide information on the changes of species composition, growth status of woody plant species and diameter classes distribution in the permanent quadrat(1.0ha) of Pinus densiflora forest, which were designed for long term ecological research in Mt. Halla during the last 5 years, 2008 to 2012. The number of woody plant species in the permanent quadrat were 19 taxa including Pinus densiflora, there was no change during the last 5 years. The entire individual of trees are total of 1,086 individuals, it was reduced to 122 individuals compared to 2008. Entire tree basal area by diameter at breast height(dbh) is total of 55.1m2 /ha, and is 46.1m2 /ha of P. densiflora, it was reduced to 3.2% compared to 2008. Species occurrence frequency were relatively high in the 486 individuals of P. densiflora, 9.5% of Cornus controversa, 9.1% of Lindera erythrocarpa, 7.8% of Carpinus laxiflora and 7.3 of Daphniphyllum macropodum, and the other species were less than 4%. Newly grown trees up to 3.0cm in DBH are total of 47 individuals, of which C. laxiflora are 15 individuals accounting for 88.5% of all and 9 individuals of L. erythrocarpa, 7 individuals - 14 -
최근 5 년동안한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성변화 of D. macropodum. Number of dead trees were 169 individuals, of these total of 46 individuals died from 2009 to 2010 years and total of 123 individuals died from 2011 to 2012 years. Depending on the species, dead trees of P. densiflora had the highest of 44 individuals, and it was relatively high on 21 individuals of D. macropodum, each 20 individuals of C. controversa and L. erythrocarpa. DBH of P. densiflora increased by average 2.2cm, other species over 10cm of DBH increased by average 1.1cm during the last 5 years. These results imply that the upper layer of P. densiflora forest around Youngsil in Mt. Halla was dominated by P. densiflora, but the emergence of young trees of P. densiflora has not been done. And, development of deciduous hardwoods such as C. laxiflora are constantly being made below P. densiflora forest. Also, the occurrence of dead trees such as P. densiflora are affected natural factors as interspecific competition and extreme weather as typhoon. These changes such as decline P. densiflora, development of deciduous broadleaf forest and succession progress in forest can predict that the rate of change will be faster by climate change and extreme weather. - 15 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 참고문헌 고정군. 2007. 지구온난화와한라산의식생. 한라산연구소조사연구보고서제6호 :3-17. 고정군, 이창흡, 김철수. 2009. 기후변화대응한라산장기생태연구 -한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성-. 제주특별자치도환경자원연구원보제1권 :202-214. 고정군, 이창흡, 김철수. 2010. 기후변화대응한라산장기생태연구 -한라산낙엽활엽수림장기생태연구지내수목분포특성-. 제주특별자치도환경자원연구원보제2권 :135-151. 고정군, 김철수. 2011. 동백동산상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성. 제주특별자치도한라산연구소조사연구보고서제10호 :41-55. 고정군, 김권수, 김철수. 2012a. 한라산 1100도로일대침활혼효림장기생태연구지내수목분포특성. 제주특별자치도한라산연구소조사연구보고서제11호 :3-16. 고정군, 김권수, 김철수. 2012b. 한라산속밭일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성. 제주특별자치도한라산연구소조사연구보고서제11호 :17-30. 국가장기생태연구사업단. 2005. 국가장기생태연구프로토콜. pp.350. 송국만, 김찬수, 고정군, 강창훈, 김문홍. 2010. 한라산구상나무림의식생구조와분포특성. 한국환경과학회지 19(4):415-425. 조현제, 이중효, 배관호. 2006. 월악산주요임분의종조성과구조 : 국가장기생태연구지소를중심으로. 한국생태학회지 29(6):531-537. 최기룡. 1998. 한반도후빙기의저지대식생사. 한국생태학회지 21:169-174. 한라산국립공원관리사무소. 1998. 한라산국립공원내우량소나무림보호대책. pp.87. Critchfield, W.B. and Little, E.L. 1996. Geographic distribution of the pines of the world. USDA Forest Service Miscellaneous Publication. pp.991. Hong S.K. and Nakagoshi, N. 1996. Biomass changes of a human-influenced pine forest and forest management in agricultural landscape system. Korean J. Ecol. 19:305-332 Lee C.S. and Hong S.K. 1998. Changes of landscape pattern and vegetation structure in rural area disturbed by fire. Korean J. Ecol. 21:389-399. - 16 -
최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내 수목분포특성변화 2) 고정군, 김권수 1), 한태완 제주특별자치도한라산연구소, 1) 제주특별자치도녹지환경과 요약 본연구는제주지역장기생태연구를위해구축된동백동산일대상록활엽수림의생태적특성을밝히기위해최근 5년동안상록활엽수림내종조성및밀도, 수목의흉고직경변화와고사현상등에대한정보를제공하고자하였다. 동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내에출현하는목본식물은총 32종으로살아있는전체개체수는 1,973본으로나타났다. 이는최근 5년동안구성종의변화는관찰되지않았으나, 개체수는 2008년에비해 269본이감소하였다. 흉고직경을기준으로한기저면적은 322,963.2cm2로분석되었는데, 2008년 306,860.7cm2에비해 16,102.5cm2이증가한것이다. 수종별개체출현빈도는전체적으로종가시나무가가장높고동백나무, 참가시나무, 사스레피나무, 구실잣밤나무, 조록나무, 때죽나무순으로높게나타나 2008년도동일한분포양상을보이는것으로산림군집구조의변화는거의이루어지지않았다. 최근 5년동안의상록활엽수림장기생태연구지내에서고사된수목은종가시나무가총 109본으로가장높게나타났으며, 사스레피나무가 40본, 참가시나무가 30본, 동백나무가 21본, 때죽나무가 11본으로비교적높은고사율을보였다. 전체적으로흉고직경 5.1~10.0cm범위에있는개체수가상대적으로가장높은비율을차지하고있으며, 다음으로 5.0cm이하, 10.1~15.0cm, 15.1~20.0cm범위에있는순으로수목밀도가높게차지하였고, 이후흉고직경이증가할수록출현개체수가감소되는경향을보였다. 그러나최근 5년동안흉고직경 15.0cm보다작은범위에있 2) 교신저자 ; 전화 : 064-710-7590, e-mail : kjg3839@korea.kr - 17 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 는개체수는전체적으로감소되는경향을보인반면흉고직경 15.0cm이상의개체수는뚜렷하게증가되는경향을보였다. 이와같은결과를종합하여보면, 제주지역장기생태연구를위해구축된동백동산상록활엽수림은다양한수목이고사되거나성장하는경향의분포를보여주면서지속적인성장단계로볼수있다. 그러므로향후모니터링을통해제주지역상록활엽수림의천이기작이나기후변화등의의한종간생장특성등을밝히는기초자료로활용가치가높다고판단된다. 서론 식물군집의동태변화를연구하는방법중하나가장기생태연구 (long term ecological research) 인데, 이는특정한장소에영구방형구를설치하여시간경과에따른변화를장기간관찰하여결론을내리는연속관찰법이다. 이러한장기생태연구가가장이상적인군집동태변화를파악하는방법이지만시간적인어려움이있어이에대한연구는미흡한실정이다. 그러나특정군집이나생물다양성등이높은장소에서이루어지는장기생태연구는환경변화에대한개체군, 군집그리고생태계의상대적인반응을분석할수있게한다. 나아가, 장기생태연구결과의종합과모델링등은지구의환경변화에대한긍정적인또는부정적인예측을가능하게한다. 현재까지산림군집의동태변화의원인과기작에대한많은연구가이루어졌음에도불구하고일반적이고체계적이며정확성을갖춘이론이부재한것은세계적인장기생태모니터링에기초한자료가부족하기때문이라할수있다. 최근세계적으로다양한장기생태연구가이루어지고있는데, 우리나라에서도이러한추세를반영하여북부, 중부및남부지역을대표하여점봉산, 월악산및지리산을장기생태연구장소로지정하여생태적현상을모니터링하고있다 ( 이등, 2006; 조등, 2006). 그리고제주지역에서도장기생태연구를위한기반구축이이루어지고있다 ( 고등, 2009; 고등, 2010). 더욱이, 제주지역에서는한라산고지대의식생을중심으로다양한식생구조의변화가이루어질것으로예상되고있다 ( 고, 2007). 이러한변화는지구온난화와같은환경변화에의해그속도가더욱두드러질것으로예측되고있어다양한장기생태연구가필요한실정이다. 제주도는전체산림면적의약 2% 만이상록활엽수림이며 ( 임등, 1990), 동백동산의상록 - 18 -
최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성변화 활엽수림은그중 10% 를차지하는대규모면적이다 ( 제주문화예술재단, 2003). 특히, 동백동산은해발고도 100m 내외의얕은구릉지로이루어지고경사가완만한곳으로평탄지의넓은면적에상록활엽수림이분포하고식생학적, 자연보전적인가치가매우높게평가되었다 ( 김, 1998). 제주도는 1971년에동백동산을제주도천연기념물제10호로지정하여관리하고있으나그구조적특성에대한연구는미흡한실정이다. 기념물지정이전까지는종가시나무등수목이신탄재용벌채로인하여지속적으로교란되었다. 현재는 30여년간인간에의한교란이중단된상태에서식생회복이진행되어대부분맹아림으로구성되었다. 동백동산일대는발달단계가다른식생유형에의해세개의구역으로구분할수있다. 즉, 초지와관목림으로덮인지역, 곰솔이우점하는지역, 상록수림지역이다. 천이후기의상록수림은종가시나무군락, 구실잣밤나무군락, 동백나무군락등으로이루어진것으로알려져있다 ( 이등, 2005). 또한동백동산상록활엽수림을먼나무군집, 구실잣밤나무군집, 구실잣밤나무-종가시나무군집, 종가시나무-구실잣밤나무군집, 종가시나무군집, 종가시나무-동백나무군집, 종가시나무-때죽나무군집등총 7개의군집으로나누기도하며, 상대우점치와흉고직경급별분포에의해교목층에서구실잣밤나무와종가시나무가우점하고하층에동백나무가우점하는식생이라보고되고있다 ( 한등, 2007). 한편, 동백동산일대는장기생태연구를위해식물분포특성을조사한결과, 동백동산상록활엽수림은상층에는구실잣밤나무, 종가시나무, 참가시나무등이발달하며, 중층에는동백나무나사스레피나무등의발달이이루어지고있지만산림층위구분이어려울뿐만아니라지속적으로다양한수목이성장하는경향의분포를보여주고있다 ( 고와김, 2011). 따라서본연구는제주지역장기생태연구를위해구축된동백동산일대상록활엽수림의생태적특성을밝히기위해최근 5년동안상록활엽수림내종조성및밀도, 수목의흉고직경변화와고사현상등에대한정보를제공하고자하였다. 조사지역및방법 1. 조사지개황및조사구의설치 제주도상록활엽수림장기생태연구를위한조사구는제주시조천읍선흘리동백동산일 대에설치하였다 ( 그림 1). 지난 2008 년에설치된장기생태연구지는 N 33 30 48.9, E - 19 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 126 24 07.4 에위치하며, 해발고도 120m 일대로부분적으로평지에서 5 까지완만한경 사를이루고있다. 장기생태연구지는 1.0ha(100 100m) 크기로설치한후 400 m2 (20 20m) 크 기의방형구 25 개를각각구분하였다. 그림 1. 제주도동백동산일대상록활엽수림장기생태연구를위한조사구 (, 100 100m) 위치도 A1~E5 : 장기생태연구지내방형구를의미함 2. 목본식물의동태조사동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내목본식물에대한개체조사는지난 2008년에조사된수목을중심을실시되었다. 흉고직경은지표면으로부터약 1.5m을기준으로직경테이프를이용하여측정하였으며, 1.0ha 조사구내에출현하는수목의동태변화를파악하기위하여흉고직경 2.0cm이상의모든목본에대하여조사를실시하였다. 흉고측정위치는장기적인모니터링을위해고유번호표가부착된위치에서이루어졌으며, 이때맹아로발생하여같은뿌리를갖는여러줄기가있을경우가장굵은줄기를선택하였다. 목본들의건강상태는국가장기생태연구사업단 (2005) 기준에따라구분하여조사하였다. 조사결과를이용한수목의밀도, 흉고단면적을계산하였으며, 현존식생의지속적인유지 - 20 -
최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성변화 가능성및천이경향을예측하기위하여수종별흉고직경의계급별빈도분포도를작성하 였다. 빈도분포도의흉고직경계급은조사대상수목중가장작은개체와큰개체사이의 직경을 5.0 cm간격으로 9 개계급으로구분하여분석하였다. 결과및고찰 1. 임분구성목의밀도및크기분포의변화동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내에출현하는목본식물은총 32종으로살아있는전체개체수는 1,973본으로조사되었다 ( 표 1). 이는최근 5년동안구성종의변화는관찰되지않았으나, 개체목의밀도에있어서는 2008년에비해전체개체수의 12.0% 에해당되는 269본이감소한결과이다. 또한, 2010년동일지역에서살아있는개체로조사된 2,094 본에비해서도 121본이감소한결과이다 ( 고와김, 2011). 표 1. 최근 5년동안제주도동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목의밀도및 크기의변화 수목출현종수 밀도 ( 개체수 /ha) 기저면적 ( cm2 /ha) 계 2008년 2012년 2008년 2012년 2008년 2012년 32 32 32 2,242 1,973 306,860.7 322,963.2 흉고직경을기준으로한기저면적은 322,963.2cm2로분석되었는데, 이는 2008년 306,860.7 cm2에비해 5.2% 가증가한 16,102.5cm2로분석되었다. 그리고 2010년의보고된 320,010.0cm2과비교할때는 2,963.2cm2가증가한결과이다 ( 고와김, 2011). 이는최근 5년동안개체수가고사에의해감소되는흉고직경의기저면적보다살아있는개체들의지속적인성장에의해증가되는흉고직경의기저면적이매우높게이루어지고있음을의미한다. 한편, 이들지역의살아있는수목밀도는영실소나무림의 1,208본 /ha이나 5 16도로일대낙엽활엽수림의 1,265본 /ha에비해약 56~63% 정도높은것으로나타났다 ( 고등, 2009; - 21 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 고등, 2010). 이에반해수목의흉고를기준으로하는기저면적은영실소나무림의 56.7m2 /ha 보다는매우낮은데반해관음사일대및 5 16도로변일대낙엽활엽수림의 31.0~31.2 m2 /ha와는유사한것으로나타났다. 이는수종간의생육상황뿐만아니라숲의형성기간이상대적으로짧은기간에이루어진것으로해석할수있으나이에대한연구는수령측정, 수종별생리적특성등에의한검토가필요한것으로보인다. 동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내출현하는수목은총 32종으로나타났는데, 수종별개체출현빈도는전체적으로종가시나무 (Quercus glauca) 가가장높고동백나무 (Camellia japonica), 참가시나무 (Quercus salicina), 사스레피나무 (Eurya japonica), 구실잣밤나무 (Castanopsis sieboldii), 조록나무 (Distylium racemosum), 때죽나무 (Styrax japonicus) 순으로높게나타났다 ( 그림 2). 이는 2008년도동일한분포양상을보이는것으로산림군집구조의변화는거의발생되지않았음을의미한다. 그러나대부분의수종에서 2008년에비해개체수의감소가발생된것으로나타났고, 감소폭은수종에따라큰차이를보였다. 2. 임분내수목의출현및고사목의변화최근 5년동안의상록활엽수림장기생태연구지내에서흉고직경 2cm이상의새로운어린개체출현은거의이루어지지않은반면고사목의발생은높게나타났다. 장기생태연구지내에서고사된수목을수종별로살펴보면종가시나무가총 109본으로가장높게나타났다 ( 그림 2, 표 2). 종가시나무는 2009년에서 2010년사이에 61본, 2011년에서 2012년사이에 48본이고사된것으로조사되었다. 그리고사스레피나무가총 40본이고사되었으며, 참가시나무가 30본, 동백나무가 21본, 때죽나무가 11본이고사되어비교적높은고사율을보였다. 이외의구실잣밤나무등 18종은 10본이하의고사목이발생한것으로나타냈다. 또한고사목의발생빈도는 2011년에서 2012년사이보다 2009년에서 2010년동안이다소많게나타난것으로조사되었다. 그러나자귀나무 (Albizzia julibrissin), 팽나무 (Celtis sinensis), 팥배나무 (Sorbus alnifolia), 사람주나무 (Neoshirakia japonica), 단풍나무 (Acer palmatum), 산유자나무 (Xylosma congesta), 좀작살나무 (Callicarpa dichotoma), 머귀나무 (Zanthoxylium ailanthoides), 황칠나무 (Dendropanax trifidus) 등 9종에서는최근 5년동안고사된개체를찾아볼수없었다. 이와같은고사현상은동백동산일대의수목의밀도가높을뿐만아니라어린개체의구성비율이높은특성으로보이고있어, 숲의발달에따른종간경쟁등에서자연적인고사가발생되는것으로판단된다. - 22 -
최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성변화 그림 2. 최근 5년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목수종별개체수변화 Qg : 종가시나무 (Quercus glauca), Qs : 참가시나무 (Quercus salicina), Cs : 구실잣밤나무 (Castanopsis sieboldii), Cj : 동백나무 (Camellia japonica), Ej : 사스레피나무 (Eurya japonica), Dr : 조록나무 (Distylium racemosum), Sj : 때죽나무 (Styrax japonicus), Lj : 광나무 (Ligustrum japonicum), Ns : 참식나무 (Neolitsea sericea), Mj : 센달나무 (Machilus japonica), Cja : 생달나무 (Cinnamomum japonicum), Al : 육박나무 (Actinodaphne lancifolia), Mja : 예덕나무 (Mallotus japonicus), Fe : 좁은잎천선과 (Ficus erecta var. sieboldii), Aj : 자귀나무 (Albizzia julibrissin), Eja : 말오줌때 (Euscaphis japonica), Csi : 팽나무 (Celtis sinensis), Ks : 음나무 (Kalopanax septemlobus var. septemlobus), Ip : 이나무 (Idesia polycarpa), Sa : 팥배나무 (Sorbus alnifolia), Pt : 해송 (Pinus thunbergii), Pp : 올벚나무 (Prunus pendula for. ascendens), Nj : 사람주나무 (Neoshirakia japonica), Pv : 윤노리나무 (Pourthiaea villosa), Ap : 단풍나무 (Acer palmatum), Sm : 무환자나무 (Sapindus mukorossi), Xc : 산유자나무 (Xylosma congesta), Ts : 검양옻나무 (Toxicodendron succedaneum), Rf : 까마귀베개 (Rhamnella frangulliodes), Cd : 좀작살나무 (Callicarpa dichotoma), Za : 머귀나무 (Zanthoxylium ailanthoides), Dt : 황칠나무 (Dendropanax trifidus) 3. 수목의흉고직경급별분포 동백동산일대장기생태연구지내에출현하는전체수목중살아있는흉고직경을기준으 로분포특성을보면전체적으로흉고직경이낮은개체목의빈도가높게나타났다 ( 그림 3). - 23 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 표 2. 최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수종별고사된수목현황 수종 총개체수 개체수 (%) 2009~2010 년 2011~2012 년 평균수고 (m) 평균흉고직경 ( cm ) 개체수 (%) 평균수고 (m) 평균흉고직경 ( cm ) 종가시나무 109 61 7.1(±2.0) 8.7(±3.3) 48 7.2(±1.9) 8.8(±3.3) 참가시나무 30 19 6.4(±2.7) 8.1(±3.1) 11 6.5(±2.0) 8.4(±3.9) 구실잣밤나무 7 1 6.0(±0.0) 5.0(±0.0) 6 4.9(±1.3) 7.1(±5.8) 동백나무 21 8 4.6(±0.9) 5.0(±0.7) 13 4.6(±1.5) 4.5(±0.9) 사스레피나무 40 18 4.8(±0.9) 5.0(±1.1) 22 5.0(±1.1) 4.7(±1.5) 조록나무 2 - - - 2 5.0(±1.4) 5.2(±2.5) 때죽나무 11 5 8.0(±1.6) 8.9(±1.2) 6 6.6(±2.0) 8.4(±2.6) 광나무 2 1 2.5(±0.0) 4.7(±0.0) 1 4.0(±0.0) 3.3(±0.0) 참식나무 5 3 4.8(±1.3) 3.6(±0.7) 2 6.8(±0.4) 5.8(±0.2) 센달나무 5 2 4.5(±0.7) 4.5(±0.7) 3 5.8(±1.0) 4.0(±0.1) 생달나무 3 2 6.3(±1.1) 5.3(±0.3) 1 8.0(±0.0) 6.7(±0.0) 육박나무 4 2 6.5(±2.1) 6.6(±0.3) 2 5.5(±2.1) 5.1(±1.3) 예덕나무 5 1 9.0(±0.0) 8.7(±0.0) 4 4.1(±1.3) 8.8(±4.0) 좁은잎천선과 1 1 6.0(±0.0) 5.2(±0.0) - - - 말오줌때 6 4 4.9(±3.8) 6.5(±3.2) 2 7.8(±1.1) 6.8(±2.3) 음나무 4 4 6.8(±2.6) 13.1(±2.4) - - - 이나무 2 2 9.3(±0.4) 16.8(±1.4) - - - 해송 2 1 9.0(±0.0) 15.9(±0.0) 1 6.0(±0.0) 4.7(±0.0) 올벚나무 3 1 8.0(±0.0) 10.0(±0.0) 2 10.0(±1.4) 18.4(±4.7) 윤노리나무 1 1 6.0(±0.0) 3.8(±0.0) (±) (±) 무환자나무 2 - - - 2 5.0(±1.4) 7.6(±3.7) 검양옻나무 1 1 5.5(±0.0) 4.8(±0.0) - - 까마귀베개 3 2 2.6(±3.5) 6.4(±2.8) 1 6.0(±0.0) 7.6(±0.0) 계 269 140 6.4(±2.3) 6.6(±3.5) 129 6.2(±2.0) 7.2(±3.7) - 24 -
최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성변화 그림 3. 최근 5년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내출현수목의흉고직경급별상대적분포비율의변화흉고등급 ( 단위 : cm ) 1 : 5.0, 2 : 5.1~10.0, 3 : 10.1~15.0, 4 : 15.1~20.0, 5 : 20.1~25.0, 6 : 25.1~30.0, 7 : 30.1~35.0, 8 : 35.1~40.0, 9 : 40.1 전체적으로흉고직경 5.1~10.0cm범위에있는개체수가상대적으로가장높은비율을차지하고있으며, 다음으로 5.0cm이하, 10.1~15.0cm, 15.1~20.0cm범위에있는순으로수목밀도가높게차지하였고, 이후흉고직경이증가할수록출현개체수가감소되는경향을보였다. 그러나최근 5년동안의흉고직경급의변화를보면, 흉고직경 15.0cm보다작은범위에있는개체수는전체적으로감소되는경향을보인반면흉고직경 15.0cm이상의개체수는뚜렷하게증가되는경향을보여주고있다. 비록, 이러한경향은수종간에는다소차이를보였지만, 동백동산일대상록활엽수림이적절한개체수조절과함께숲이지속적으로발달되고있음을의미한다고볼수있다. 한편, 동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내에출현한각구성수목의활력도는 2010년과동일한양상이유지되는것으로나타났다. 즉, 상록수림에출현한각구성수목의활력도를 9개유형 ( 국가장기생태연구사업단, 2005) 으로구분하여분석하면건강하게곧추서 - 25 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 서자라는 AS(standing alive) 형이 95.0% 이상으로매우높게유지되고있다. 그리고정상부가죽은채곧추서서자라는 AD(standing alive dead top) 형, 기운형태로자라는 AL(leaning alive) 형, 본가지가부러졌지만건강한 AB(broken alive) 형이일부나타났다. 이처럼상록활엽수림장기생태연구지내대부분의수목은곧추서서자라는형태의양호한생육상황을보이는것으로나타났다. 이와같은결과를종합하여보면, 제주지역장기생태연구를위해구축된동백동산상록활엽수림은상층인경우구실잣밤나무군락을형성한후교목성인종가시나무, 참가시나무가발달하며, 중층인경우동백나무나사스레피나무등의발달이이루어지는숲의형태를지니고있으나, 아직까지산림층위구분이어려울뿐만아니라지속적으로다양한수목이고사되거나성장하는경향의분포를보여주면서, 특정수종이우점하는형태의산림이아닌성숙목과어린나무들의지속적인성장단계로볼수있다. 그러므로향후모니터링을통해제주지역상록활엽수림의천이기작이나기후변화등의의한종간생장특성등을밝히는기초자료로활용가치가높다고판단된다. - 26 -
최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성변화 Changes of Distributional Characteristics of Woody Plants in the Evergreen Broad-Leaved Forest in Dongbaekdongsan as a Long Term Ecological Research Site for 5 Years Koh Jung-Goon, Kwon-Su Kim 1) and Tae-Wan Han Research Institute for Hallasan, Jeju Special Self-Governing Province 1) Environment & Park Division, Jeju Special Self-Governing Province Summary The purpose of this study was to provide information on the changes of species composition, density, growth status of woody plant species and diameter classes distribution in the permanent quadrat(1.0ha) of evergreen broad-leaved forest, which were designed for long term ecological research in Dongbaekdongsan, Jeju Island during the last 5 years, 2008 to 2012. The number of woody plant species in the permanent quadrat were 32 taxa including Quercus glauca, there was no change during the last 5 years. The entire individual of trees are total of 1,973 individuals, it was reduced to 269 individuals compared to 2008. Entire tree basal area by diameter at breast height(dbh) is total of 322,963.2cm2 /ha, it was increased to 16,102.5cm2 compared to 2008. Overall, individuals of woody plants are the highest number of Quercus glauca, was followed Camellia japonica, Quercus salicina, Eurya japonica, Castanopsis sieboldii, Distylium racemosum, Styrax japonicus. Therefore, there was no change of forest community composition during the last 5 years. Number of dead trees were 269 individuals during the last 5 years, of these total of 140 individuals died from 2009 to 2010 years and total of 129 individuals died from - 27 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 2011 to 2012 years. Depending on the species, dead trees of Quercus glauca had the highest of 109 individuals, and it was relatively high on 40 individuals of Eurya japonica, 30 individuals of Quercus salicina, 21 individuals of Camellia japonica and 11 individuals of Styrax japonicus. Overall, individuals in the range of 5.1~10.0cm DBH had the highest relative proportion, was followed 5.0cm or less, 10.1~15.0cm and 15.1~20.0cm. A reduction in number of individuals in the range of 15.0 or less DBH, but markedly increased number of individuals in the range of over 15.0cm DBH during the last 5 years. These results imply that there are continuous growth of various woody plant species. Therefore, it is consider to an important part of identified as growth characteristics among species to climate change and succession mechanism of evergreen broad-leaved forest in Jeju Island depending on a result of monitoring in long term ecological research. - 28 -
최근 5 년동안동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성변화 참고문헌 고정군. 2007. 지구온난화와한라산의식생. 한라산연구소조사연구보고서 No.6:3-17. 고정군, 김철수. 2011. 동백동산일대상록활엽수림장기생태연구지내수목분포특성. 한라산연구소조사연구보고서 No.10:41-67. 고정군, 이창흡, 김철수. 2009. 기후변화대응한라산장기생태연구 -한라산영실일대소나무림장기생태연구지내수목분포특성-. 제주특별자치도환경자원연구원보제1권 :202-214. 고정군, 이창흡, 김철수. 2010. 기후변화대응한라산장기생태연구 -한라산낙엽활엽수림장기생태연구지내수목분포특성-. 제주특별자치도환경자원연구원보제2권 :135-151. 국가장기생태연구사업단. 2005. 국가장기생태연구프로토콜. pp.350. 김문홍. 1998. 선흘동백동산. 백서향및변산일엽군락지의식물상및식생. 제주발전연구원. 선흘동백동산, 백서향및변산일엽보전대책및활용방안연구보고서. p.19-51. 이창석, 조영찬, 신현철, 김진석. 2005. 식생. 2005 전국내륙습지조사동백동산. 환경부 UNDP/GEP 국가습지보전관리단. p.11-22. 이창석, 조용찬, 신현철, 이충화, 이선미, 설은실, 오우석, 박성애. 2006. 국가장기생태연구장소로서구축된남산소나무림의생태적특성. 한국생태학회지 29(6):593-602. 임양재, 백광수, 이남주. 1990. 한라산의식생. 중앙대학교. pp.291. 제주문화예술재단. 2003. 국가 도지정문화재일람. 제주문화예술재단. p.14. 조현제, 이중효, 배관호. 2006. 월악산주요임분의종조성과구조 : 국가장기생태연구지소를중심으로. 한국생태학회지 29(6):531-537. 한봉호, 김종엽, 최인대, 이경재. 2007. 제주도동백동산상록활엽수림의식생구조. 한국환경생태학회지 21(4): 336-346. - 29 -
한라산정상일대야생동물분포특성 3) 오장근, 이영돈, 강인보 1), 김창조, 양영환 제주특별자치도한라산연구소, 1) 제주특별자치도녹지환경과 요약 본연구는해발 1,800m 이상지역인한라산정상일대의야생동물분포특성을알아보기위하여 2012년 3월부터 11월까지조사하였다. 조사결과포유류 8종, 조류 23종, 양서파충류 6종등 12목 27과 37종이서식하는것으로조사되었다. 포유류는노루 (Capreolus pygargus ochracea), 오소리 (Meles meles melanogeny), 제주등줄쥐 (Opademus agrarices), 제주족제비 (Mustela sibirica quelpartis), 한라산뒤쥐 (Sorex caecutiens hallamontanus), 다람쥐 (Tamias sibiricus asiaticus) 등 6종관찰되었으며, 외래종인들개 (Canis lupus) 와염소 (Capra aegagrus hircus) 등의분변과족적이관찰되었다. 조류는모두 24종이관찰되었으며, 이중에멸종위기종은독수리 (Aegypius monachus), 검독수리 (Aquila chrysaetos), 참매 (Accipiter gentilis), 매 (Falco peregrinus), 두견 (Cuculus poliocephalus) 등 5종이관찰되었다. 파충류는쇠살모사 (Agkistrodon ussuriensis) 1종만이관찰되었고, 양서류는제주도롱뇽 (Hynobius leechii quelpartensis), 북방산개구리 (Rana dybowskii), 청개구리 (Hyla japonica), 참개구리 (Rana nigromaculata) 등 4종이관찰기록되었다. 서론 한라산국립공원지역은세계생물권보전지역, 세계자연유산지구와세계지질공원등으로 교신저자 ; 전화 : 064-710-7584, E-mail : ojg6532@korea.kr - 31 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 지정할만큼생태적으로우수성을인정받은곳으로다양한동식물이서식하고있는곳이다. 백록담은사슴이물을먹는연못이라는의미로붙여진지명으로백록담을가로지르는길이는장경 585m, 단경 375m 정도이다. 외륜산릉으로부터최대깊이가 112m의분화구로형성되어있으며, 분화구둘레의길이는 1,720m에이른다. 백록담의암체는서로다른시기에형성된지질구조를갖고있는데동측에는현무암이, 서측에는조면암이분포하고있는매우특이한분화구이다 ( 고등, 2011). 한라산정상일대연평균기온은약 4.7~5.7 이며최고기온은 8.8, 평균최저기온은 2.2 이며, 강우량은월평균 700mm로누적강우량이평균 4000mm이상 ( 진등, 2011) 인지역으로늦은봄과여름철에집중되는지역이다. 백록담일대의식생은크게초지, 침 활혼효림및관목림으로구분된다. 초지는김의털 (Festuca ovina) 이우점하는군락과눈포아풀 (Poa palustris) 군락으로구분되며전체분화구면적의 39.6% 인 76,939m2로가장넓게분포하고있다. 이중김의털군락은전체적으로백록담내의기저와사면에나타나고김의털과한라사초등이우점종으로나타나며호장근, 한라부추, 미역취등이수반종으로나타난다. 그리고눈포아풀군락은강우시에물에자주잠기는수계주변에분포하고있다 ( 고와고, 2008). 침활혼효림은구상나무와좀고채목이대부분이며백록담의북동사면에분포하며병꽃나무와홍괴불나무등교목성식물이자라며, 하층식생으로는한라돌창포, 털진달래, 사로미등이군락을형성하고있는곳 ( 고와고, 2008) 으로다양한동물이서식할것으로판단되나접근성이어려워야생동물서식상황조사가미진한실정이다. 따라서백록담일대에서식하는야생동물서식현황을조사하여백록담의종다양성확보유지에기초자료로활용하고자한다. 조사방법 포유류조사는해발 1,800m이상지역의탐방로, 분화구내와백록담순환로를중심으로소형과중형포유류를대상으로실시하였다 ( 그림 1). 대부분의동물은동굴, 먹이활동흔적, 배설물과족적등간접적인조사방법을이용하여서식여부를기록하였으며, 자료를확보하기위하여소형및중대형생포트랩을이용하여생포후동정하였다. 설치류등소형포유 - 32 -
한라산정상일대야생동물분포특성 류는소형생포트랩 (shaman traps) 을이용하였고, 유인먹이는땅콩과버터를사용하여생 포후종동정하였다. 조사기간은 2012 년 3 월부터 2012 년 11 월까지조사지역별월 1 회씩 현장조사를실시하였다. 그림 1. 조사지역및조사경로 : 조사지역, : 조사경로 조류조사는 2012년 3월부터 11월까지계절별로 1~3회씩실시하였으며, 조사범위는조사지내의탐방로와소로길을따라좌우 50m 범위내관찰되는모든종을기록하였다 ( 그림 1). 각조사구에출현하는야생조류는망원경과쌍안경그리고육안을통한관찰, 울음소리, 나는모양, 배설물및둥지흔적, 사체확인, 청음반응등으로각종과개체수를파악하였다. 개체수확인은군집전체를한눈에볼수있는지점을선정하여정점조사법 (Point Counts Method) 과일정한조사경로를따라실시하는선조사법 (Line Census Method) 을병행하였다 (Bibby 등, 1992). 또한번식여부확인은조사경로를따라출현조류의둥지와알, 새끼출현, 어미의먹이급여, 암수의구애행동등을면밀히조사하여판단하였다. 조류목록순서는한국조류목록 ( 한국조류학회, 2009) 을따랐다. - 33 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 개체군의군집분석에있어서우점도 (Simpson, 1949) 와종다양도 (Shannon-Wiener, 1949) 는출현하는종전체를대상으로하고, 월별개체수는조사횟수에관계없이 1 회조사시 관찰된최대개체수를기준으로하였으며, 분석방법은다음과같다. 1) Dominance(Dom.) = (ni/n) 100(%) (ni : 각종의개체수, N : 관찰된총개체수 ) 2) Species Diversity(H ) = - (ni/n) x ln(ni/n) 양서 파충류조사는백록담을중심으로실시하였으며그외지역은포유류, 조류조사와병행하여서식현황을조사기록하였다. 조사시기는양서 파충류가산란등활발하게활동하는시기를정하여습지와주변지역을중심으로조사하였으며, 일부종에대해서는낙엽과돌, 나무토막등을들추면서조사하였다. 특히양서류는산란시기와활발하게활동하는 2월부터 9월까지실시하였으며, 고 (2005) 의방법을이용하여알의모양과크기, 유생의모양등을이용하여동정하였다. 또한관찰되거나습지주변을대상으로돌이나낙엽등을들추어제주도롱뇽등을확인하는직접적인방법과울음소리등간접적인방법등을이용하여서식여부를조사하였다. 파충류는대부분직접관찰되는개체를대상으로기록하였으나일부종은돌담이나낙엽등을들추어서식여부를조사하였다. 연구결과및논의 한라산정상일대에서식하는야생동물현황을파악하기위하여 2012 년 3 월부터 11 월까 지현지조사를실시하였다. 조사결과포유류 9 종, 조류 24 종, 양서 파충류 6 종등 12 목 27 과 36 종이서식하는것으로조사되었다 ( 표 1, 2, 3). 1. 포유류 한라산정상일대포유류서식특성을알아보기위하여 4 월부터 11 월까지현지조사를실 시하였다. 조사한결과포유류는노루 (Capreolus pygargus ochracea), 오소리 (Meles meles - 34 -
한라산정상일대야생동물분포특성 melanogenys), 제주등줄쥐 (Opademus agrarices), 제주족제비 (Mustela sibirica quelpartis), 한라산뒤쥐 (Sorex caecutiens hallamontanus), 다람쥐 (Tamias sibiricus asiaticus), 염소 (Capra aegagrus hircus) 와들개 (Canis lupus) 등 8종이관찰되었다 ( 표 1). 지금까지백록담일대에대한조사는단편적으로보고 ( 원과우, 1958; 박, 1985; 국립공원관리공단, 2002; 오와신, 2003) 가있을뿐이다. 원과우 (1958) 는한라산남서면 1,200m에서오소리 1마리포획후종종목견된다고기재 ( 박, 1985) 하였고, 박 (1985) 은 1985년 8월에백록담에서 3마리의노루가목격하였다는기록 ( 박, 1985) 하였다. 2002년도에는한라산국립공원내포유동물상을조사하면서 14종이조사기록 ( 국립공원관리공단, 2002) 되었으나백록담일대를구분하지않아본연구와비교할수없었다. 그러나 2003년도한라산국립공원내포유류상조사에서는노루, 오소리, 제주족제비, 제주등줄쥐, 들개와염소등 5종이서식한다는보고 ( 오와신, 2003) 와일부일치하나다람쥐와한라산뒤쥐는새롭게관찰되었다. 표 1. 한라산정상일대포유류조사목록 종 명 본연구 2003 비고 Order 1. Artiodactyla Family 1. Cervidae 소目사슴科 1) Capreolus pygargus ochracea 노루 Family 3. Bovidae 2)Capra aegagrus hircus 염소 외래종 Order 2. Carnivora Family 2. Mustelidae 식육目족제비科 3) Meles meles melanogenys 오소리 4) Mustela sibirica quelpartis 제주족제비 Family 4. Canidae 개科 5) Canis lupus 개 외래종 Order 3. Rodentia Family 3. Sciuridae 쥐目다람쥐科 6) Tamias sibiricus asiaticus 다람쥐 Family 4. Muridae 쥐科 7) Opademus agrarices 제주등줄쥐 Order 4. Insectivora 식충目 Family 5. Soricidae 땃쥐科 8) Sorex caecutiens hallamontanus 한라산뒤쥐 - 35 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 노루 (Capreolus pygargus ochracea) 는 1985년 8월에 3마리가목견 ( 박, 1985) 된이후개체수가꾸준히증가하여본조사기간동안에는 15~18마리가관찰되었다. 오소리 (Meles meles melanogenys) 는한라산남서면 1,200m에서 1마리포획후종종목견 ( 원과우, 1958; 박, 1985) 된이후보고된적이없었으나백록담에사는오소리가경작지역까지내려와먹이활동을한다는구전이있는것을보면오소리가백록담일대에지속적으로서식해왔을가능성이높을것으로판단된다. 다람쥐는 1960년대후반에제주도에멧토끼와다람쥐가방사되어극소수가생존하고있다고보고 ( 우, 1994) 된이후 1985년에관음사일대에서관찰된보고 ( 박, 1985) 이후꾸준히개체수가증가하여 2000년이후해발 1,400m 이하낙엽활엽수림대에서식 ( 국립공원관리공단, 2002; 오와신, 2003) 할정도로확산되어본조사결과 1,800m 지점에서관찰됨에따라꾸준히개체수및서식지가확산되고있다고판단된다. 2. 조류조류는매등 23종이관찰되었으며, 이중제주도의텃새 13종, 여름철새 6종, 겨울철새 3종, 통과새 1종이관찰되었다 ( 표 2). 희귀및멸종위기조류는매, 검독수리, 두견, 독수리등 4종이관찰되었다. 검독수리는 5월에 1회에한하여관찰되었는데연중관찰되고번식가능성이높다는보고 ( 국립공원관리공단, 2002) 와는다른것으로조사되었다. 이것은검독수리가번식가능성이낮음을나타내는것으로판단된다. 매는 1쌍이 5월이후지속적으로관찰기록되었는데정상일대를중심으로먹이서식지로이용하는것으로판단된다. 지금까지백록담일대의조류조사에관한보고를보면백록담분화구내에서관찰된조류는모두 17종으로제비, 곤줄박이, 큰부리까마귀, 박새, 까마귀순이었으며, 검독수리, 황조롱이, 매등 3종이보호조류가관찰되었다는보고 ( 국립공원관리공단, 2002) 하였다. 박등 (1985) 의보고에의하면백록담에서 7종이관찰기록되었으며, 우점종으로는장박새, 박새, 진박새등이며, 2002년도에는제비, 곤줄박이, 큰부리까마귀, 박새, 까마귀순으로우점하고있고천연기념물인검독수리와황조롱이, 매등이확인되었다는보고 ( 국립공원관리공단, 2002) 있다. - 36 -
한라산정상일대야생동물분포특성 표 2. 한라산정상일대조류조사목록 Order 1. Falconiformes Family 1. Accipitridae 종 명 매목수리과 2002 ( 오등 ) 2008 ( 오 ) 본연구 1) Accipiter gentilis 참매 2) Aquila chrysaetos 검독수리 3) Aegypius monachus 독수리 4) Buteo buteo 말똥가리 Family 2. Falconidae 매과 5) Falco peregrinus 매 6) Falco tinnunculus 황조롱이 Order 2. Galliformes Family 3. Phasianidae 닭목꿩과 7) Phasianus colchicus 꿩 Order 3. Cuculiformes 두견목 Family 4. Cuculidae 두견과 8) Cuculus canorus 뻐꾸기 9) Cuculus poliocephalus 두견 Order 4. Apodiformes 칼새목 Family 5. Apodidae 칼새과 10) Apus pacificus 칼새 11) Apus affinis 쇠칼새 Order 5. Passeriformes Family 6. Hirundinidae 참새목제비과 12) Hirundo rustica 제비 Family 7. Motacillidae 할미새과 13) Anthus hodgsoni 힝둥새 14) Motacilla cinerea 노랑할미새 Family 8. Pycnonotidae 직박구리과 15) Hypsipetes amaurotis 직박구리 Family 9. Laniidae 때까치과 16) Lanius bucephalus 때까치 Family 10. Troglodytidae 굴뚝새과 17) Troglodytes troglodytes 굴뚝새 비고 - 37 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 표 2. 계속 Family 11. Prunellidae 종 명 바위종다리과 2002 ( 오등 ) 2008 ( 오 ) 본연구 15) Prunrella collaris 바위종다리 Family 12. Turdidae 지빠귀과 18) Turdus pallidus 흰배지빠귀 19) Phoenicurus auroreus 딱새 Family 13. Sylviidae 휘파람새과 20) Cettia diphone cantans 섬휘파람새 Family 13. Muscicapidae 딱새과 21) Cyanoptila cyanomelana 큰유리새 Family 14. Paridae 박새과 22) Parus ater 진박새 23) Parus varius 곤줄박이 24) Parus major 박새 Family 15. Emberizidae 멧새과 25) Emberiza cioides 멧새 Family 16. Fringillidae 되새과 새 26) Carduelis spinus 검은머리방울 Family 17. Corvidae 까마귀과 27) Corvus macrorhynchos 큰부리까마귀 28) Corvus corone 까마귀 비고 3. 양서 파충류한라산정상일대에서식하는양서파충류는북방산개구리 (Rana dybowskii), 제주도롱뇽 (Hynobius leechii quelpartensis), 청개구리 (Hyla japonica), 참개구리 (Rana nigromaculata), 쇠살모사 (Agkistrodon ussuriensis) 등 5종이서식하는것으로조사되었다 ( 표 3). 이러한결과는북방산개구리와제주도롱뇽이백록담에서관찰되었다는보고 ( 백등, 1985) 와일치하였으나, 백록담에는북방산개구리와제주도롱뇽이외에무당개구리의유생이관찰되었다는보고가있으나본조사에서는관찰되지않았다. 그리고청개구리는한라산에서관음사주변에서채집 ( 백등, 1985), 본조사에서처음으로관찰기록되었다. - 38 -
한라산정상일대야생동물분포특성 표 3. 한라산정상일대양서 파충류조사목록 파충강 Reptilia 양서강 Amphibia 종 명 Order 1. Squamata Family 23. Colubridae 유린목살모사과 2003 ( 오와김 ) 2008 ( 오 ) 1) Agkistrodon ussuriensis 쇠살모사 Order 1. Caudata 도롱뇽목 Family 1. Hynobiidae 도롱뇽과 1) Hynobius leechii quelpartensis 제주도롱뇽 Order 2. Salientia 유미목 Family 2. Discoglossidae 무당개구리과 2) Bombina orientalis 무당개구리 Family 3. Hylidae 3) Hyla japonica 청개구리과청개구리 Family 4. Ranidae 개구리과 4) Rana nigromaculata 참개구리 5) Rana dybowskii 북방산개구리 본연구비고 지금까지백록담일대에양서 파충류서식현황조사는미미한실정이나백등 (1985) 에의하면백록담에서는도롱뇽, 무당개구리, 북방산개구리의유생을관찰하였으며, 제주도롱뇽은백록담을비롯하여윗세오름, 1100습지, 어리목습원, 무당개구리는어리목습원을비롯하여백록담까지넓게서식하고있고, 청개구리는관음사주변에서채집하였다고기록 ( 백등, 1985) 과는차이가있었고, 1,500m 이상고지대에서는제주도롱뇽, 산개구리, 무당개구리와실뱀, 유혈목이, 쇠살모사가관찰되었다는보고 ( 국립공원관리공단, 2002) 가있으나백록담등특정지역을구분하지않아비교분석할수없었다. 오와김 (2003) 에의하면백록담에서는파충류가관찰되지않으나양서류인북방산개구리, 무당개구리, 제주도롱뇽유생이관찰되었다는보고 ( 배등, 1985, 국립공원관리공단, 2002) 와일치하였으나참개구리가백록담에서도관찰된다는보고 ( 오와김, 2003) 가있다. 백록담에서서식하던무당개구리가 2003년이후관찰 ( 오와김, 2003) 되지않는점과지금까지관찰기록이없는청개구리와참개구리는 2003년과본연구에서관찰된다는점은기후변화에의한서식환경변화로인해서식종이달라진다고판단되므로장기적인모니터링이필요한것으로판단된다. - 39 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 백록담에서서식하는파충류는유일하게쇠살모사가관찰되었는데, 이종은사라오름일 대에서채집된기록 ( 백등, 1985) 이있을뿐백록담에서는관찰기록이없는종으로향후지 속적인모니터링이필요한실정이다. - 40 -
한라산정상일대야생동물분포특성 Distributional Characteristic of Wildlife at Summit of Mt. Halla in Jeju Jang-Geun Oh, Yeong-don Lee, In-Bo Kang, Chang-Jo Kim and Young-Hoan Yang Research Institute for Hallasan, Jeju Special Self-Governing Province, Summary We surveyed the distributional characteristic of wildlife from March to December 2012 at summit on Mt. Halla in Jeju. The results were surveyed 12 order 27 family 37 species which mammals was observed 8 species, aves 24 species, Reptilia 1 species and Amphibia 5 species during period. Observed species of mammals were roe deer(capreolus pygargus ochracea), badger(meles meles melanogeny), Cheju striped Field mouse(opademus agrarices), Quelpart island weasel(mustela sibirica quelpartis), Hallasan Gopher(Sorex caecutiens hallamontanus), Siberian chipmunk(tamias sibiricus asiaticus), and it were observed feces and footprint to the Dog(Canis lupus) and Goat (Capra aegagrus hircus) belong to Alien mammals. Aves were observed 24 species, endangered animals were inhabited 5 species of Cinereous Vulture(Aegypius monachus), Golden eagle(aquila chrysaetos), Goshawk(Accipiter gentilis), Peregrine falcon(falco peregrinus) and Lesser Cuckoo(Cuculus poliocephalus). Reptilia was observed one species Cheju salamander(hynobius leechii quelpartensis) and Amphibia was inhabited 4 species that Dybowski's Brown Frog(Rana dybowskii), Tree Frog(Hyla japonica), Black-spotted pond frog(rana nigromaculata) observed at surveyed area. - 41 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 참고문헌 국립공원관리공단. 2002. 한라산국립공원자연자원조사. pp.341. 고영민. 2008. 제주도의양서류상. 한라산고산습지의학술적가치조명과과제. 한라산연구소. p.83-109. 고석형, 고정군, 이창흡, 김철수, 현해남. 2011. 한라산국립공원토양특성에관한연구, 백록담토양의구성광물및화학성분비교. 한라산연구소조사연구보고서 8:79-91. 고정군, 고석형. 2008. 한라산고산습지의현황과식물상. 한라산고산습지의학술적가치조명과과제. 한라산연구소. p.1-23. 오장근, 김현철. 2003. 한라산국립공원내양서 파충류현황. 한라산연구소조사연구보고서 2:63-81. 오장근, 신용만. 2003. 한라산국립공원내포유류분포특성. 한라산연구소조사연구보고서 2:49-61. 백남극, 김창환, 심재한. 1985. 한라산의양서파충류상. 한라산천연보호구역학술조사보고서. 제주도. p.457-480. 박행신, 원병오, 1985. 한라산산림조류의군집구조분석연구. 한라산천연보호구역학술조사보고서. 제주도. p.481-522. 오장근. 2004. 한라산국립공원내주요도로변에서야생동물과차량과의충돌사고에관한연구. 한라산연구소조사연구보고서 3:51-70. 우한정. 1994. 야생조수의증식과방사. 자연보전 88:22-26. 오장근. 2008. 한라산주요습지의조류상. 한라산고산습지의학술적가치조명과과제. 제주특별자치도환경자원연구원. p.111-126. 진승환, 강태진, 이창흡, 김철수. 2011. 한라산정상의기후변화조사. 한라산연구소조사연구보고서 8:135-136. - 42 -
제주의멧돼지분포와행동권조사연구 4) 오장근, 이영돈, 강인보 1), 김창조, 양영환제주특별자치도한라산연구소, 1) 제주특별자치도녹지환경과 요약 제주에서식하는외래동물중멧돼지의분포와행동권을알아보기위하여 2012년 2월부터 12월까지한라산국립공원과주변지역을대상으로조사하였다. 멧돼지의분포는한라산을중심으로북사면지역에서는해발 400m 이상에서부터해발 1,000m 이하지역에서식하고있었으며, 남사면에는해발 450m에서부터해발 1,200m 사이에분포하는특징을보여주었다. 동사면에서는해발 450m에서부터해발 1,350m까지분포하는것으로조사되었으며, 서사면지역에서는특히한경-안덕곶자왈지대에서는해발 150~200m 사이에분포하고서식하는것을제외하면해발 800~1,000m에서식하는것으로조사되었다. 개체수는평균평방킬로미터당 0.34마리 (/ km2 ) 로분석되어 200여마리가서식하고있었으며, 행정시별로는제주시지역이평균 0.278마리 (/ km2 ) 이었으며, 서귀포시지역에서는 0.355 마리 (/ km2 ) 로조사되어상대적으로서귀포시지역이밀도가높은것으로조사되었다. 행동권은월별행동권은수컷은평균 111.14ha이었으며, 암컷은 28,52ha로암컷에비해수컷의행동권크기가 2.5배정도이었다. 월별로분석한결과수컷의행동권은 11월에 219.56ha(MCP 95%) 와 227.86ha(Kernel 95%) 로가장넓은면적을점유하고있었으나, 1월에 44.58ha(MCP 95%) 와 61.66ha(Kernel 95%) 이었다. 암컷은 16.83ha(MCP 95%) 와 31.73ha(Kernel 95%) 이었으며 1월에면적이가장작았다. 핵심지역 (MCP 50%) 은수컷은 48.87ha, 암컷은 9.45~11.86ha로조사되었다. 교신저자 ; 전화 : 064-710-7584, e-mail: ojg6532@korea.kr - 43 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 서론 멧돼지는우제목멧돼지과에속하는종으로우리나라에서는가장흔한포유동물중에한종으로농작물에피해를주거나도심의주택지에자주출몰하여사람에게위협요인이작용하는등인간과의마찰이상존하고있다. 제주에서는 1295년 ( 충렬왕 21년 ) 에멧돼지가죽 76두를원에조공으로바쳤다는기록과 1899년제주읍지에멧돼지등야생동물을사냥했다는기록등이남아있다. 또한제주의포유동물은빈약한편이나멧돼지가서식한다는보고 ( 靑柳網太郞, 1905; Oldfield Thomas, 1906; 森, 1928) 를보면제주에서도멧돼지가자연에서식했음을짐작할수있다. 1930년대이후멧돼지서식에대해서의문에부치기시작하여 ( 森, 1931), 제주에는산돼지와사슴은 20여년전에멸종되었고 ( 석, 1968), 멧돼지는오래전에는다수서식하고있었으나근년에와서는그자취를볼수없었다는주민의설명을기록했다는보고 ( 원과우, 1958) 가있을뿐 100여년사이에관찰기록이없기때문에원래제주에서식하던멧돼지는 1900년부터 1930년사이에멸종되었을것으로판단하고있다 ( 오, 2006; 오등, 2011). 2000년이후현재제주에서식하는멧돼지는 2004년 6월에한라산국립공원단속직원이아흔아홉계곡지역을순찰하던중에수컷 1마리를발견하면서부터멧돼지존재가확인하였다. 이종은축산진흥원인근에서사육중인멧돼지 2~3마리가 3~4년전에사육장에서탈출하여국립공원과인근으로이동하여서식하면서공원직원에게발견되면서서식이확인되었다. 이후에처음발견지점을중심으로정밀조사하는과정에서여러곳에서멧돼지가먹은흔적이광범위하게남아있고현장에서 1개월전에죽은것으로판단되는멧돼지사체 1마리와새끼 8마리가무리를지어휴식하는것을확인하였다 ( 오, 2006). 이후제주도전역에서식하는외래동물은모두 21종이며, 멧돼지는한라산을중심으로해발 300~400m에서부터 1,500m까지서식하며 470여마리가서식 ( 오, 2011) 하고있는실정으로향후농작물피해및한라산국립공원및오름탐방객의안전을위하여외래동물및위해동물로지정하여구제활동을전개하고있다. 국내의멧돼지에대한연구는멧돼지에대한원격무선추적의적용시험 ( 김, 1994), GIS 를이용한멧돼지의서식지모형개발 ( 서와박, 2000; Park과 Lee, 2003), 지리산의멧돼지 - 44 -
제주의멧돼지분포와행동권조사연구 Sus scrofa 행동권 ( 최등, 2006), 멧돼지감시시스템을위한객체검출방법 ( 김등, 2010), 제주도한라산에서식하는도입종야생멧돼지에대한분자유전학적분석 ( 한등, 2011) 등제한적으로연구가진행되었다. 따라서본연구는제주의외래동물인멧돼지에의한생태계유해방지및농작물피해및탐방객의안전을위하여분포, 개체수변화및행동권을조사연구하여효율적인관리방안마련에기초자료로활용하고자한다. 조사기간및방법 본연구는제주도전역에서식하는멧돼지의분포와행동권특성을알아보기위하여 2012년 2월부터 12월까지현장조사하였다. 멧돼지의분포조사는제주도전역을 1km2단위로방형구 (1 1km) 를정하여방형구와기조사지역 ( 오, 2011) 을중심으로식흔, 목욕흔적, 족적, 직접관찰등을통하여실시하였으며 ( 그림 1), 개체수조사는조사기간동안에관찰된배설물을이용하여분석하였으며다음과같은산정수식 (Tottewitz 등, 1998; Truvé, 2007) 을이용하여분석하였다. N (individuals/ km2 ) = pellet groups/ km2 defecation rate days between leaf and survey 행동권조사는멧돼지포획전용트랩을이용하여포획한후마취제와블르건을이용하여 3마리를포획한후방사하였다. 포획된멧돼지에모바일발신기 ( 모바일위치추적기, Global Positioning System Mobile) 를부착, 수신되는위치정보를수집하였다. 본연구에서사용한발신기 (Global Positioning System Mobile) 는한국생태연구소에서제공받아연구대상동물에이용하였다 ( 오, 2012). 지금까지행동연구에 VHF 라디오무선추적과인공위성을통한무선추적방법이가장널리사용되었으나, VHF Radio Telemetry 의근거리추적및연구자가직접추적하고, Satellite Telemetry(PTT) 는비용이비싸고, 오차범위가큰단점이있어보다효과적으로야생동물의행동권등연구하는데이용하고자 GPS 와 Mobile Phone 기술을응용하여효율적이고저렴한야생동물의위치정보를파악하고자개발한발신기이다. 모바일발신기 (Global Positioning System Mobile) 는상용이동통신망과 - 45 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 그림 1. 멧돼지분포조사지역구분도 조사격자 (1 1 km ), ꏚꌔ : 한라산국립공원 GPS 인공위성을이용하며, 야생동물에부착된추적장치가 GPS 신호를수신하여저장한후일정시간대에상용이동통신망을이용하여위치정보를기지국으로송신하면웹을통하여위치정보를확인할수있도록프로그램화되어있다. 위치정보는연구대상동물에부착한후건전지의수명이다할때까지 4개월동안수집하였으며 1일위치정보는총 4~6회로 4~6시간마다정보가수집되도록프로그램화하였다. 행동권 (home range size) 의분석은여러가지방법이있으나본연구에서는최소볼록다각형 (MCP, Minimum Convex Polygon) 의 95% 와 Kernel 95% 로구분계상하였으며, 핵심지역을알아보기위하여최소볼록다각형의 50% 로구분하여핵심지역을알아보았다. 이러한행동권분석은수치지도의편집과주제도작성을위해 Arcview GIS 3.2를이용하였으며, 수집된위치정보는 Arcview GIS 3.2용 Extension인 HRE(The Home Range Extension) 을이용하여월별행동권과생활권의크기를비교분석하였다. 조사결과및논의 1. 분포와개체수현황 멧돼지의분포및개체수현황을알아보기위하여 2012 년 3 월부터 12 월까지제주도전 - 46 -
제주의멧돼지분포와행동권조사연구 역을대상으로조사하였다 ( 그림 2). 제주도에서식하는멧돼지는한라산을중심으로북사면지역에서는해발 400m 이상에서부터해발 1,000m 이하지역에분포하는것으로조사되었으며, 남사면지역에서는해발 450m에서부터해발 1,200m 사이에분포하는특징을보여주었다. 동사면에서는해발 450m에서부터해발 1,350m까지분포하는것으로조사되었으며, 서사면지역에서는특히한경- 안덕곶자왈지대에서는해발 150~200m 사이에분포하고서식하는것을제외하면해발 800~1,000m에서식하는것으로조사되었다. 그림 2. 멧돼지의연도별분포도 : 2010 년도, : 2012 년도 이러한결과는 2010년에제주에서식하는멧돼지는한라산을중심으로해발 200m 이상에서부터해발 1,500m까지분포하며, 지역별로는제주시와서귀포시동지역은해발 300m 이상에주로서식하고있었으며, 읍면동지역은해발 200m까지분포한다는보고와는차이가있었다. 이러한차이는 2010년도부터제주에서식하는멧돼지가외래동물로판단하여향후농작물피해및오름등탐방객의안전을위하여유해조수구제작업을실시한결과로나타난효과로판단된다. 특히유해조수구제작업은접근성이용이한지역을중심으로멧돼지전용사냥개와엽총을사용한결과많은개체가포획사살되기도하였지만총소리와사냥개의활동으로저지대에서식하던멧돼지가고지대로이동하여서식하는것으로판단된다. 또한해발 1,500m 까지분포한다는보고 ( 오등, 2011) 와는다르게대부분해발 1,300m 이하지역으로이동하여서식하는것으로조사되었다. 멧돼지는가을철에참나무과 - 47 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 식물과다른나무의열매를즐겨먹는특징이있기때문에멧돼지가이용가능한나무열매의양은해발고도가높을수록적기때문에참나무과식물이많은해발 1,400m 이하지역으로이동하여분포하는것으로판단된다. 개체수조사는해발 200m 이상지역을대상으로무작위로 48개소를지정하여멧돼지의분변을조사하여개체수를산출하였다. 조사결과평균평방킬로미터당 0.34마리 (/ km2 ) 로분석되어 198여마리가서식하는것으로분석되었다. 이러한분석은 2010년도에 470여마리가서식한다는보고 ( 오등, 2011) 와는많은차이가있었는데관련부서에서 2010년도부터멧돼지에의한농작물피해와오름등탐방객의안전을위하여구제활동을전개한효과로서개체수가줄어든원인으로파악된다. 또한행정시별로는제주시지역이평균 0.278마리 (/ km2 ) 이었으며, 서귀포시지역에서는 0.355마리 (/ km2 ) 로조사되어상대적으로서귀포시지역이밀도가높은것으로조사되었다. 서귀포시지역에서멧돼지의서식밀도가높은것은제주시지역은유해조수구제시차량접근성이용이하고산림내에덩굴류, 가시덤불류와돌무더기가상대적으로적어비교적사람이자유롭게이동가능한지역이많아구제활동이활발해지면서포획되는개체가상대적으로많았기때문으로판단된다. 반면에서귀포시지역은제주시지역에비해차량과사람출입이어려워구제활동하는데어려움이많아포획되는개체가적었기때문으로판단된다. 2. 멧돼지의행동권멧돼지의월별행동권및생활권크기를알아보기위하여멧돼지전용생포트랩을이용하여 1년생 3마리 ( 수 1, 암 2) 를포획한후블르건을이용하여마취한다음발신기를부착한후포획된장소에방사하였다. 위치정보는매 4~6시간마다인 1일 4~6회수집되도록프로그램화하여월별및생활권크기를분석한결과월별행동권은수컷은평균 111.14ha이었으며, 암컷은 28.52ha로암컷에비해수컷의행동권크기가 2.5배정도컸다 ( 표 1, 그림 3). 월별로분석해보면수컷의행동권은 11월에 219.56ha(MCP 95%) 와 227.86ha(Kernel 95%) 로가장넓은면적을점유하고있었으며, 다음으로 12월에 93.75ha(MCP 95%) 와 98.67ha(Kernel 95%) 이었으며, 10월에 86.69ha(MCP 95%) 와 192.74ha(Kernel 95%), 1월에 44.58ha(MCP 95%) 와 61.66ha(Kernel 95%) 순으로분석되었다 ( 표 1, 그림 4). 이러한월별행동권차이는모든야생동물이겨울을대비하여체지방축적을위해먹이활동이가장활 - 48 -
제주의멧돼지분포와행동권조사연구 표 1. 멧돼지의월별행동권및생활권비교 성별 Male-1 (2509) Female-1 (2653) Female-2 (9642) 구분 월행동권 (ha) MCP-95% Kernel-95% 10월 86.69 192.74 11월 219.56 227.86 12월 93.75 98.67 1월 44.58 61.66 평균 111.14 145.23 생활권 223.58 234.63 12월 142.81 234.72 1월 7.72 52.14 평균 40.20 143.43 생활권 64.59 173.86 11월 5.10 10.55 12월 0.59 3.41 1월 44.80 81.23 평균 16.83 31.73 생활권 100.58 23.95 핵심지역 (MCP-50%) 48.87 9.45 11.86 그림 3. 성별행동권비교 : 수컷, : 암컷 1, : 암컷 2-49 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 그림 4. 수컷멧돼지의월별행동권비교 : 10 월, : 11 월, : 12 월, : 1 월, : 생활권 발하게활동하기때문에 11월과 12월에행동권크기가큰것으로판단된다. 그러나본격적인겨울철인 1월에는혹독한추위로인해일정한구역내에생활하는특징때문에행동권크기가작은적으로판단된다. 수컷의 10월부터다음해 1월까지의생활권은 223.58haha(MCP 95%) 와 234.43ha(Kernel 95%) 로조사되었으나, 이조사결과는가을과겨울에조사하였기때문에일년동안의생활권크기와는차이가있을것으로판단된다. 암컷의행동권은개체별차이가있는것으로조사되었다 ( 표 1, 그림 3, 5). 월평균행동권은암컷 1번개체의경우 40.2ha(MCP 95%) 와 142.43ha(Kernel 95%) 이었으며, 2번개체는 16.83ha(MCP 95%) 와 31.73ha(Kernel 95%) 로 MCP(95%) 로비교한경우두배이상차이가있었고, Kernel(95%) 을이용하여분석한결과 3배이상차이가있었다. 이러한차이는연구대상동물이어린개체이기때문에들개와같은방해요인이나개체의건강상태로인해나타나는결과로판단된다. 또한각개체별월별행동권을분석해보면 1번개체는 12월에 142.81ha(MCP 95%) 와 234.72ha(Kernel 95%) 이었으며, 1월에 7.72ha(MCP 95%) 와 52.14ha(Kernel 95%) 로 2개월간의행동권변화가심하였다. 또한 2번개체는 11월부터 1월까지위지정보가수집되어분석 - 50 -
제주의 멧돼지 분포와 행동권 조사연구 그림 5. 암컷 멧돼지의 개체의 월별 행동권 비교 : 11월, : 12월, : 1월, : 생활권 한 결과 11월에 5.10ha(MCP 95%)와 10.55ha(Kernel 95%), 12월에 0.59ha(MCP 95%)와 3.41ha(Kernel 95%), 1월에 44.80ha(MCP 95%)와 81.23ha(Kernel 95%)로 수컷과 1번 개체와 상이한 결과가 나타났다. 그러나 12월보다는 1월에 행동권 크기가 작아지는 경향은 수컷과 암컷 1번 개체와 비슷한 경향을 보여 향후 보다 정밀한 조사연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다(표 1, 그림 3, 4). 멧돼지의 핵심지역(core area)을 알아보기 위하여 MCP 50% 수준에서 분석한 결과 수컷 은 48.87ha, 암컷 1번 개체 9.45ha, 2번 개체 11.86ha로 암컷에 비해 수컷이 행동권 크기가 넓은 것으로 분석되었다(표 1, 그림 6). 이러한 결과는 수컷은 10월부터 위치정보를 수집하였고 암컷은 11월부터 위치정보를 수 집한 원인과 수컷이 암컷에 비해 더 활동적이기 때문으로 판단되며, 암컷의 경우 1월에 일 정한 장소에서 벗어나지 않았기 때문에 차이가 큰 것으로 판단되어 보다 세밀한 조사연구 가 필요하다고 판단된다. 결 론 제주의 야생 멧돼지는 1900년을 전후에 멸종된 종으로 알려져 있는 종이다. 이후 전혀 관찰되지 않다가 2004년에 처음으로 자연에 서식하는 개체를 발견하면서 서식하고 있음을 - 51 -
한 라 산 연 구 소 조 사 연 구 보 고 서 (제 12호 ) 그림 6. 성별 핵심 행동권 크기(MCP 50%) 비교 : 수컷, : 암컷 1, : 암컷 2 확인할 수 있었다(오, 2006). 이 개체는 주변 농가에서 가축으로 기르다 농가의 관리소홀로 사육장을 벗어나 자연에 적응하여 서식하는 것으로 알려졌다. 이후 2010년에는 제주의 해 발 400m에서부터 해발 1,500m까지 서식하고 있으며 개체수는 470여 마리가 서식한다는 보 고(오, 2011)가 있었다. 이러한 멧돼지의 개체수가 증가하면서 농작물 피해 등을 미연에 방 지하기 위하여 유해동물로 간주하여 포획하고 있으며, 포획된 개체에서 연구용 샘플을 수 집하여 유전자 분석(한 등, 2011)을 실시한 바도 있다. 현재 제주에 서식하는 멧돼지는 외래 동물로 판단(오, 2010)하여 지속적인 포획작업을 실시하고 있음에도 불구하고 멧돼지의 다 산성 때문에 급격한 개체수 감소현상은 보이지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 2010년 보다는 분포역이 줄어들고 있으나 일부 포획 및 접근하기 어려운 지역에서는 상대적으로 집중되는 현상을 보여주고 있는 실정이다. 따라서 제주의 자연생태계의 균형유지를 위하여 현 시점에서 관리 및 보호여부를 결정하여 시행하여야 할 것으로 판단된다. - 52 -
제주의멧돼지분포와행동권조사연구 Investigation of Distributions and Home Range on Wild Boar(Sus scrofa coreanus) in Jeju, Korea Oh, Jang-Geon, Yeong-Don Lee, In-Bo Kang 1), Chang-Jo Kim and Young-Hoan Yang Research Institute for Hallasan, Jeju Special Self-Governing Province 1) Environment & Park Division, Jeju Special Self-Governing Province Summary We surveyed the distributions and home range of wild boar(sus scrofa) from February to December 2012 in Mt. Halla and round area near national park. Wild bora was distributed in the area from 400m to 1,000m altitude at northern slopes in Mt. Halla, about 450m to 1,200m at southern slopes, from 450m to 1,350m at eastern slopes and about 800~1,000m altitude at western. But habited from 150m to 200m of sea level on Hangyeong-Andeok Gotjawal at western in Jeju. The average density of wild boar was 0.34 individuals/ km2, and wild boar were lived more individuals at at Seogwipo-si(0.34 individuals/ km2 ) than at Jeju-si(0.278 individuals/ km2 ). Monthly home range sizes of wild boar analyzed that male was 2.5 times larger average 111.1ha(Minimum Convex Polygon, MCP 95%) than female(average 28.5ha). Monthly home range of male wild boar estimated 219.56ha(MCP 95%) and 227.86ha(Kernel 95%) in October, 44.58ha(MCP) 와 61.66ha(Kernel) in January. Female wild boar estimated 16.83ha(MCP 95%) 와 31.73ha(Kernel 95%), and female was occupied small area during January. Core area of home range on wild boar of were estimated that male was 48.87ha and female was 9.45~11.86ha by Minimum Convex Polygon(MCP 50%). - 53 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 참고문헌 김동우, 송영준, 김애경, 홍유식, 안재형. 2010. 멧돼지감시시스템을위한객체검출방법. 한국인터넷방송통신학회 10(5):229-235. 김원명. 1994. 멧돼지 (Sus scrofacoreanus Heude) 의서식지이용연구를위한 Radio-Telemetry 의적용시험. 고려대학교대학원박사학위논문. p.66. 석주명. 1968. 제주도수필. p.32-44 서창완, 박종화. 2000. GISd와로지스틱회귀분석을이용한멧돼지서식지모형개발. J. of GIS Association of Korea 8(1):85-99. 오장근. 2006. 한라산총서 Ⅹ. 한라산의동물. p.207-267. 오장근, 고석형, 조병창, 이영돈, 현승철, 김철수. 2011. 제주외래동물의분포와서식현황. 한라산연구소조사연구보고서 10:99-120. 오장근, 이영돈, 고석형, 강인보, 김철수, 한상훈. 2012. 제주노루의행동권조사연구. 한라산연구소조사연구보고서 11:83-100. 원병오, 우한정. 1958. 제주도의포유류. 응용동물학잡지 1(1): 5-13. 靑柳網太郞. 1905. 朝鮮の寶庫濟州道案內. 최태영, 이윤수, 박종화. 2006. 지리산의멧돼지 Sus scrofa 행동권. J. Ecol. Field Biol. 29(3):253-257. 한상현, 오장근, 조인철, 고문석, 김태욱, 장민호, 김병수, 박수곤, 오홍식. 2011. 제주도한라산에서식하는도입종야생멧돼지에대한분자유전학적분석. 한국환경생태학회지 25(5):658-665. Park, C.R., and Lee, W.S. 2003. Development of a GIS-basedhabitat suitability model for wild boar Sus scrofa in the Mt. Baekwonsan region, korea. Mammal study 28:17-21. Tottewitz, F., Stubbe, E., Ahrens, M., Dobias, K., Goretzki, J., Paustian, K. H. 1998. Die Losungszählung als Methode der Bestandesschätzung von wiederkäuenden Schalenwildarten. Z. Jagdwiss. 42:111-122. - 54 -
제주의멧돼지분포와행동권조사연구 Truvé, J. 2007. Surveys of Mammal populations in the Areas Adjacent to Forsmark and Oskarshamn. SKB Report P-07-122. Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co., Stockholm, Sweden. - 55 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 5) 이영돈, 오장근, 강인보 1), 김창조, 양영환 제주특별자치도한라산연구소, 1) 제주특별자치도녹지환경과 요약 본연구는백록담분화구내에서식하는딱정벌레목곤충의분포특성을알아보기위하여 2012년 5월부터 10월까지함정덫 (Pitfall-trap) 을이용하여조사구별분포조사를실시하였다. 조사결과총 10과 27종 2,170개체가채집되었다. 조사결과다수종은우리딱정벌레 (Carabus sternbergi sternbergi), 애딱정벌레 (Hemicarabus tuberculosus), 넓적송장벌레 (Silpha perforata perforata), 한라큰두꺼비딱정벌레 (Scambocarabus kruberi hallasanensis) 등 6종이었다. 월별로는 7월이 590여개체로가장많이채집되었으며, 6월이 137개체로가장적게채집되었다. 임상별로는정상초지대가가장많은 843개체가채집되었으며, 정상습지는가장적은 663 개체가채집되었다. 월별종다양도는 7월이 0.35, 임상별종다양도는관목림지역이 0.37로각각높게나타났다. 고산지역이라는특수성과분화구라는협소한면적때문에종다양도는높지는않았지만, 본조사를기초로향후지속적인정밀모니터링과환경요인분석이필요하다고판단된다. 서론 지구상에곤충이등장한시기는지금부터 4억년전으로추정되며지금까지여러가지형태로진화하며번창해왔다. 현존하고있는동물중에서 3/4 정도를차지하는곤충류는자연 교신저자 ; 전화 : 064-710-7581, E-mail : ajsl1980@korea.kr - 57 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 생태계의구성원으로써양적으로증가하여왔으며, 이들은식물의조직을섭식하는해충, 동물의사체와분뇨를처리하는분해자와다른곤충강과절지동물을잡아먹는포식자역할을하며또한거의모든서식지의다양한자원을식량자원으로이용한다 (Evans 와 Bellamy, 1996). 또한곤충류는높은종다양성을가지는생물군으로최근종보전에대한관심이고조되면서곤충에대한연구의필요성또한증가하고있다. 우리나라에서도이러한연구의중요성을인식하여딱정벌레목중보행에만의존하는종들의형태적성질을이용하여고도, 식생등환경변화에대한종다양도및풍부도분석, 계절에따른개체군변동그리고지역적인발생과변화등에관한연구가수행되고있다 (Park 등, 1997; Jeong 등, 2005; Yeon 등, 2005; Yang et al, 2006; Jung 등, 2011; Lee, 2011; Oh 등, 2011). 대부분의딱정벌레목곤충들은서식지변화 (Thiele, 1977; Ings와 Hartley, 1999; Magura 등, 2000; Melnychuk 등, 2003; Avgin, 2006), 하층식생과낙엽의정도 (Niemela 등, 1993; Koivula 와 Niemelä 2002; Rainio와 Niemela, 2003; Timm 등, 2009), 숲의나이와토지의조건 (Niemela 등, 2000; Žiogas와 Vaičikauskas, 2007) 과온도와습도의변화정도 (Thiele, 1977; Butterfield 등, 1995) 에민감하다. 또한산림의형태 (Maclean 등, 1992; Koivula 와 Niemelä, 2002; Argyropoulou 등, 2005; Ohsawa, 2005; Sandoval 등, 2007; Žiogas와 Vaičikauskas, 2007) 에따라분포하는종이달라지기때문에뒷날개가퇴화된곤충은보행으로만이동이가능하나도로개설이나각종공사등으로절개지가발생할경우영구히이동이불가능한상태로남게되어고립된후제한된공간내에서급격한개체수변화가초래된다. 따라서이러한곤충들은최근국내 외적으로중요한지표성곤충 (Thiele, 1977; Ishitani와 Yano, 1994) 으로인식되고있어기후와서식지등환경변화를판단할수있는생태적지표 (Argyropoulou 등, 2005; Avgin, 2006; Apigian 등, 2006; Žiogas와 Vaičikauskas, 2007; Riley, 2011) 로알려져있다. 따라서본연구는백록담의딱정벌레류의분포특성등을조사 분석하여향후한라산의안정된자연생태계를유지시키는데기초자료로제공하고자실시하였다. 조사방법 1. 조사지개황 한라산은백록담을중심으로총면적 153.332 km2로제주도전체면적의 8.2% 를차지하고있 으며, 신생대제 4 기에형성된사화산으로남한에서가장높은봉우리를가지면서매우완만 - 58 -
백록담내 딱정벌레목 곤충의 분포특성 하고 부드러운 형상을 나타내고 있다. 한라산 정상에 위치한 백록담은 장반경(동 서)이 585m, 단반경(남 북)이 375m이다. 외륜 산릉으로부터 최대 깊이가 112m의 분화구로 형성되 어 있으며, 분화구 둘레의 길이는 1,720m에 이른다. 백록담의 암체는 동측에는 현무암이, 서 측에는 조면암이 분포하는 서로 다른 시기에 이질적인 지질구조로 만들어진 특이한 분화구라 할 수 있다(Ko 등, 2011; 그림 1). 그림 1. 한라산 백록담일대 딱정벌레목 곤충 조사지역 백록담 기저(基底)는 평상시 담수를 이루고 있는 2개의 수계가 북동쪽 가장자리에 위치하 고 있다. 수계의 면적은 백록담 전체면적의 5.9%인 11,637 를 차지하고 있으며 식생은 분포 하지 않는다. 그러나 수계중심으로는 초지대를 형성하며 주로 벼과와 사초과 식물이 분포한 다. 백록담 일대의 식생은 크게 초지, 침 활혼효림 및 관목림으로 구분된다. 초지는 김의털 (Festuca ovina)이 우점하는 군락과 눈포아풀(Poa palustris)군락으로 구분되며 전체 분화구 면 적의 39.6%인 76,939 로 가장 넓게 분포하고 있다. 이 중 김의털 군락은 전체적으로 백록담 내의 기저와 사면에 나타나고 김의털과 한라사초 등이 우점종으로 나타나며 호장근, 한라부 추, 미역취 등이 수반종으로 나타난다. 그리고 눈포아풀 군락은 강우시에 물에 자주 잠기는 수계 주변에 분포하고 있다(Koh, 2006). 일반적으로 한라산과 같은 산지는 저지대에 비해 식 생 등 자연환경이 고도와 경사에 따라 급격하게 변화하기 때문에 특정 환경에 적응한 동물들 이 나타나는 특징이 있다. 인간의 활동이 활발한 저지대에 비해 환경의 보전상태가 양호하여 - 59 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 생물다양성이높은지역 (Lomolino, 2001) 이기때문에백록담에는다양한곤충들이서식할것 으로추정된다. 2. 조사일정본조사는딱정벌레류의곤충들이주로활동하는 2012년 5월상순에서 10월하순까지실시하였고, 3개조사구에대해각조사구별월 1회씩총 6회실시하였다. 다만기상악화시에는 3~7일정도늦게실시하였다 ( 표 1). 표 1. 백록담일대딱정벌레류의곤충조사구의위치 조사위치 조사구 백록담 1 N 33 21 43.0 E 126 32 03.5 2 N 33 21 41.2 E 126 32 02.0 3 N 33 21 42.5 E 126 31 58.2 좌표측정은 Garmin 60csx-WGS84 를이용하였음. 3. 조사방법일반적으로지표성딱정벌레류는육식성종비율이높고환경의특성에따라뒷날개의이형성 (wing dimorphism) 이나타난다고알려져있다 (Lovei 와 Sunderland, 1996). 이들을주로함정덫 (Pitfall trap) 을이용해채집하는데이함정덫은비용이적게들고지점간상호비교하는데적합하기때문에표준화되어널리이용되고있다 (Southwood, 1978; Lovei와 Sunderland, 1996; Niemela 등, 2000). 함정덫은비행성이약한딱정벌레류를채집하는데있어광범위하게사용되는방법이며 (Rushton 등, 1989; Niemela 와 Spence, 1993; Spence와 Niemela, 1994), 특히정량적인데이터를얻을수있어다른방법에비해더좋은결과를제공하는것으로알려져있다 (Adis, 1979; Volkmar 등, 1994). 국내에서도함정덫을이용한지표성딱정벌레류에관한연구가많이수행되고있다 (Kwon, 1996; Park 등, 1997; Kim과 Kim, 2000; Jang 등, 2001; Lee, 2011). 본연구에서도종의특성상유아등 (Light trap) 보다는함정덫을이용하였으며, 조사에사용된함정덫은직경 7cm, 높이 10cm의투명컵을사용하였다. 유인제는물 (90ml), Ethyl-Alcohol(8ml ) 과초산 (2ml) 을혼합하여만든당밀혼합물인식물성유인제와번데기분말 - 60 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 로만든동물성유인제를이용하였다. 함정덫은분화구주변으로 3곳에조사구를선정하여조사구마다 10개의함정덫을설치하였으며, 이중 5개의트랩에는식물성유인제, 나머지 5개의트랩에는동물성유인제를넣었다. 설치는지표면과같은높이로함정덫을묻고비가올경우를대비하여딱정벌레류가통과할수있는공간만남겨두고, 돌이나나무를덮어설치하였다. 이는단순히비를피하는것뿐만아니라설치한유인제를조류나작은척추동물, 특히설치류로부터보호해줄수있기때문이다 (Moon과 Lee, 1999). 본조사에사용된함정덫은설치후일주일내지 10일방치후회수하였다. 4. 동정채집된딱정벌레류는코니컬튜브에표본을수집하여실험실내에서동정하였으며, 외부형태적으로분류동정이어려운종들은현미경 (Nikon SMZ-645) 검경을통해동정하였다. 곤충의국명통일을위해한국곤충학회와한국응용곤충학회가공동으로출간한 한국곤충명집 에따라곤충명을정리하였다. 5. 군집분석군집분석은채집된자료를이용하여종다양도와관련된지수를산출하였다. 우점도지수는 Mc Naughton's index(mcnaughton, 1967) 를산출하였고, 다양도지수는 Margalef(1958) 의정보이론에의하여유도된 Shannon-Wiener Function(Pielou, 1969) 을변형한공식으로계산하였으며, 균등도지수는 Pielou(1966) 의지수를사용하여산출하였다. 1) 우점도지수 ( Dominance Index) 우점도지수는군집의단순도를측정하는방법으로각조사지점의개체수현존량에의거하여우점종과아우점종을선정하고, 아래의식을이용우점도지수 (DI) 를산출하였다 (McNaughton, 1967). DI = n 1 +n 2 N (n1: 우점종의개체수, n2: 아우점종의개체수, N: 총개체수 ) 2) 종다양도지수 (Species Diversity Index) - 61 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 다양도지수 (H') 는 Margalef(1958) 의정보이론에의하여도출된 Shannon-Wiener function(h') 을이용하였다. H' = - [ ni ni N log 2 N ] (ni: I 번째종의개체수, N: 총개체수 ) 3) 종풍부도지수 (Species Richness Index) 종풍부도지수 (RI) 는총개체수와총종수만을가지고군집의상태를표현하는지수로서지수값이높을수록종의구성이풍부하게되므로환경의정도가양호하다는것을나타낸다. 여기서는대표적인지수인 Margalef(1958) 의지수를이용하여산출하였다. RI = S-1 In(N) (S: 전체종수, N: 총개체수 ) 4) 종균등도지수 (Evenness Index) 종균등도지수 (EI) 는각지수의최대치에대한실제치의비율로서표현되며, 군집내종구성 의균일한정도를나타내는것으로 Pielou(1966) 의식을이용하여산출하였다. EI = H' log 2 S (H': 다양도지수, S: 전체종수 ) 결과및분석 1. 전체분류군및종조성 본조사에서채집된딱정벌레목곤충의출현종수와개체수는총 10 과 27 종 2,170 개체였 다. 채집된과별종과개체수는딱정벌레과 (Carabida) 6 종 1,503 개체, 먼지벌레과 (Harpalidae) - 62 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 6종 354개체, 송장벌레과 (Silphidae) 4종 240개체, 방아벌레과 (Elateridae) 1종 30개체, 잎벌레과 (Chrysomelidae) 3종 14개체, 거저리과 (Tenebrionidae) 1종 10개체, 소똥구리과 (Scarabaeidae) 1종 6개체, 무당벌레과 (Coccinellidae) 1종 6개체, 반날개과 (Staphylinidae) 2종 5개체, 검정풍댕이과 (Melolonthidae) 2종 2개체였다 ( 표 2). 표 2. 조사지역에서채집된종수및개체수 과명 종수 ( 상대비율, %) 개체수 ( 상대비율, %) 딱정벌레과 (Carabidae) 6(22) 1,503(69.0) 먼지벌레과 (Harpalidae) 6(22) 354(16.0) 송장벌레과 (Silphidae) 4(15) 240(11.0) 방아벌레과 (Elateridae) 1( 4) 30(2.0) 잎벌레과 (Chrysomelidae) 3(11) 14(1.0) 거저리과 (Tenebrionidae) 1( 4) 10(1.0) 소똥굴과 (Scarabaeidae) 1( 4) 6(0.0) 무달벌레과 (Coccinellidae) 1( 4) 6(0.0) 반날개과 (Staphylinidae) 2( 7) 5(0.0) 검정풍뎅이과 (Melolonthidae) 2( 7) 2(0.0) 전체적인종별개체수는딱정벌레과우리딱정벌레 (Carabus sternbergi sternbergi) 713개체, 애딱정벌레 (Hemicarabus tuberculosus) 311개체, 한라큰두꺼비딱정벌레 (Scambocarabus kruberi hallasanensis) 212개체, 딱정벌레과왕딱정벌레 (Carabus fiduciarius ssp.) 187개체, 멋쟁이딱정벌레 (Damaster jankowskii jankowskii) 가 64개체, 제주홍단딱정벌레 (Carabus smaragdinus monilifer) 16개체, 송장벌레과넓적송장벌레 (Silpha perforata perforata) 233개체, 먼지벌레과금빛먼지벌레 (Pterostichus coerulescens encopoleus) 201개체, 윤납작먼지벌레 (Synuchus nitidus) 77개체, 한라길쭉먼지벌레 (Pterostichus raptor) 67개체로가장많이채집되었고, 다음으로방아벌레과얼룩방아벌레 (Actenicerus pruinosus) 30개체, 거저리과제주호리병거저리 (Misolampidius chejudoensis) 10개체순이었다. 반면에등빨간먼지벌레 (Dolichus halensis), 한국길쭉먼지벌레 (Trigonognatha coreana), 검정끝가시먼지벌레 (Colpodes atricomes), 칠성무당벌레 (Coccinella septempunctat), 참검정풍뎅이 (Holotrichia diomphalia), 오카모토우단풍뎅이 (Maladera okamotoi), 넉점박이송장벌레 (Nicrophorus quadripunctatus), 검정송장벌레 (Nicrophorus concolor), 대모송장벌레 (Eusilpha brunneicollis), 홍 - 63 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 딱지반날개 (Platydracus paganus), 뾱족반날개 (Tachyporus suavis), 적갈색남생이잎벌레 (Cassida fuscorufa), 한서잎벌레 (Galeruca vicina), 고려긴가슴잎벌레 (Lilioceris ruficollis), 혹가슴검정소똥 풍뎅이 (Onthophagus atripennis) 는 10 개체미만으로채집되었다 ( 표 3). 표 3. 딱정벌레목과별종조성 딱정벌레과 (Carabidae) 먼지벌레과 (Harpalidae) 과명학명개체수 Carabus (Isiocarabus) fiduciarius ssp. 187 Damaster (Coptolabrus) jankowskii jankowskii (Oberthur) 64 Carabus (Parhomopterus) sternbergi sternbergi Roeschke 713 Scambocarabus kruberi hallasanensis Kwon et Lee 212 Hemicarabus (Hemicarabus) tuberculosus (Dejean et Boisduval) 311 Carabus (Coptolabrus) smaragdinus monilifer (Tatum) 16 Pterostichus (Nialoe) raptor (Tschitscherine) 67 Synuchus (Crepidactyla) nitidus Motschulsky 77 Pterostichus (Poecilus) coerulescens encopoleus (Solsky) 201 Dolichus halensis (Schaller) 1 Trigonognatha coreana (Tschitscherine) 6 Colpodes (Gyrochaetostylus) atricomes Bates 2 무당벌레과 (Coccinellidae) Coccinella (Coccinella) septempunctat Linne 6 방아벌레과 (Elateridae) Actenicerus pruinosus (Motschulsky) 30 검정풍뎅이과 Holotrichia diomphalia (Bates) 1 (Melolonthidae) Maladera okamotoi (Murayama) 1 송장벌레과 Silpha perforata perforata Gebler 233 (Silphidae) Nicrophorus (Nicrophorus) quadripunctatus Kraatz 3 Nicrophorus (Acanthopsilus) concolor Kraatz 3 Eusilpha (Calosilpha) brunneicollis (Kraatz) 1 반날개과 Platydracus paganus (Sharp) 1 (Staphylinidae) Tachyporus suavis Sharp 4 Tenebrionidae Misolampidius chejudoensis Chujo et Imasaka 10 잎벌레과 Cassida (Cassida) fuscorufa Motschulsky 4 (Chrysomelidae) Galeruca vicina Solsky 3 Lilioceris (Lilioceris) ruficollis (Baly) 7 소똥구리과 Scarabaeidae Onthophagus (Gibbonthophagus) atripennis Waterhouse 6 한편전체적인과별우점비율은딱정벌레과가 1,503 개체로 69%, 먼지벌레과는 354 개체로 - 64 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 16%, 송장벌레과 240개체로 11% 를차지하였으며나머지무당벌레과, 방아벌레과, 검정풍뎅이과, 반날개과, 거저리과, 잎벌레과, 소똥구리과가차지하는비율은 2% 미만으로조사되어낮은우점율을보였다 ( 표 2). 이번조사에서채집된딱정벌레목주요과별종개체수는 Table 3과같았다. 딱정벌레과곤충은총 6종 1,503개체였으며, 종구성비는우리딱정벌레가딱정벌레과의 47% 를차지하였고, 애딱정벌레 21%, 한라큰두꺼비딱정벌레 14%, 왕딱정벌레는 13% 순으로우점하고있었으며, 그외멋쟁이딱정벌레 4%, 제주홍단딱정벌레는 1% 로종구성비가낮았다. 먼지벌레과곤충은경우총 6종 354개체였으며, 우점종은금빛먼지벌레로먼지벌레과의 57% 를차지하고있었다. 다음은윤납작먼지벌레 22%, 한라길쭉먼지벌레 19% 순으로나타났으며그외 3종은 3% 미만이었다. 송장벌레과곤충은총 4종 240개체가채집되었는데, 우점종인넓적송장벌레가 97% 의점유율을보였으며, 나머지 3종은각각 1% 미만으로조사되었다 ( 표 3). 2. 임상별분포특성임상은곤충의군집구조에영향을미친다 (Byun 등, 1996; Jang과 Kim, 2000). 침엽수림에서의종수나개체수가낙엽활엽수림이나혼효림에비하여적게출현한다는보고도있었으며, 본연구에서도정상관목림지역이초지대와습지지역에비해많게조사되었다 ( 그림 2). 이는지표성딱정벌레들이먹이가되는지렁이나달팽이또는미소곤충들이암반과부엽, 토양이풍부한관목림지역에풍부하고설치류나조류의공격을피할수있는서식처로관목림대를선호하기때문인것으로사료된다. 물론한라산정상일대의특이성때문인지는단순한상관비교가아니라향후더정밀한모니터링및연구가수반되어야할것으로판단된다. 정상초지대의경우딱정벌레과우리딱정벌레가 362개체가채집되어우점하는것으로조사되었고먼지벌레과금빛먼지벌레가 103개체로아우점하였다. 특이할만한점은다른딱정벌레목곤충들에비해우리딱정벌레의밀도가상대적으로많이높아주위에김의털과포아풀군락의초지대를주요서식처로활동하는곤충으로판단된다. 정상습지의경우딱정벌레과애딱정벌레가 144개체가채집되어우점하는경향을보였으며, 우리딱정벌레가 130개체로아우점하는것으로나타났으며왕딱정벌레, 한라큰두꺼비딱정벌레, 넓적송장벌레, 금빛먼지벌레는비슷한밀도를보였다. 본조사구의애딱정벌레는초지대와관목림보다두배가량많이채집되어물기가있는지역을선호하는종으로판단된다. - 65 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 그림 2. 백록담일대식생유형에따른딱정벌레목곤충의출현종수및개체수 관목림의경우우리딱정벌레가 221 개체가채집되어우점하였으며, 애딱정벌레가 80 개체로 아우점하였고다른종들은비슷한비율의분포를보였다 ( 그림 3). 3. 월별분포특성 1) 월별분포특성월별로분석한결과 7월에가장많은 12종 590개체가채집되었으며, 6월에가장적은 10종 137개체가채집되었다 ( 그림 4). 5월에는총 8과 16종 310개체가채집되었다. 채집된개체중딱정벌레과가 196개체채집되어전체의 63.2% 를차지했으며, 먼지벌레과 23.8%, 송장벌레과 9% 순으로채집되었다. 6월에는 5과 10종 137개체가채집되었다. 과별분포는딱정벌레과가 71개체로 6월에전체개체수의 51.8% 를차지하고있었다. 송장벌레과는 36개체 (26%) 가채집되었으며, 먼지벌레과 17개체 (12.4%), 방아벌레과 11개체 (8%) 순으로채집되었다. 7월에는총 6과 12종 590개체가채집되었다. 이중딱정벌레과가 422개체로 7월전체개체수의 71.5%, 송장벌레과는 111개체로 18.8%, 먼지벌레과가 47개체로 7.9% 가채집되었다. 8월에는총 10과 20종 414개체가채집되었다. 딱정벌레과가 321개체로 7월전체개체수의 77.5% 를차지했으며먼지 - 66 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 그림 3. 백록담일대식생유형에따른딱정벌레목주요곤충의출현종수 그림 4. 백록담일대월별딱정벌레목곤충의과, 종및개체수의변화 벌레과가 47개체로 11.3%, 송장벌레과가 25개체로 6% 의과별분포를보였다. 9월에는 5과 13 종 456개체가채집되었다. 딱정벌레과가 315개체로 9월전체의 69% 를차지했으며먼지벌레과 100개체 (21.9%), 송장벌레과 30개체 (6.57%) 순으로나타났다. 10월에는총 6과 13종 263개체가채집되었다. 딱정벌레과가 178개체로 10월전체의 67.7% 를차지했으며, 먼지벌레과 64개체 - 67 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) (24.3%) 로조사되었다. 전체적으로 5월에 310개체에서 6월에급감하고, 7월에정점을보인후점차감소하는경향을보였다. 전체개체의 32% 를차지하는우리딱정벌레는 6월과 10월에는각각개체수가 52개체, 71개체로소폭감소하지만, 7월부터 9월까지 100여개체로전체적으로백록담분화구내에서여름에우점하는것으로조사되었다. 한편 6월에우리딱정벌레가급감한이유는추후생활사및환경인자와의비교분석을통해원인구명을할필요가있을것으로판단된다. 딱정벌레목곤충은습도의요구에따라서로다른분포특성을보이나산림이나초지대에서식하는딱정벌레목곤충은대부분중간정도의습도를선호 (Žiogas와 Vaičikauskas, 2007) 하지만, 7월과 8월에개체수가증가한원인은딱정벌레류의먹이가되는수서곤충들과경사지에있던미소곤충들이집중호우시휩쓸려내려와물빠짐이좋은백록담분화구내초지대에모여들기때문에먹이활동을하기위해이들딱정벌레류의종수나개체수가증가한것으로생각되지만토양곤충의생활에직접적으로영향을주는환경인자 ( 기온, 토양습도, 지온, 강수량 ) 변화와의상관관계를분석하고장기적인곤충변화상모니터링이필요할것으로판단된다. 2) 주요종분포특성우리딱정벌레는조사기간중에총 713개체가채집되었으며, 7월에가장많은 179개체가출현한이후계속적으로감소하는경향을보였고, 백록담지역에는 5월이전부터출현하여 11 월까지분포할가능성이높은것으로추측되는종이다 ( 그림 5). 애딱정벌레는조사기간중에총 311개체가채집되었으며, 기온이높고강수량이많은 8월에가장많은 94개체가출현하였고, 이후점차하향곡선을보이며감소하는것으로나타났다. 넓적송장벌레는조사기간중에총 233개체가채집되었는데, 7월에 111개체가출현하여가장많은개체수를보였고 8월에 18개체로감소하다가다시 9월에 30개체로증가후감소하는경향을보였다. 2010년조사에서는어리목 1500구간에서많은출현을보인종이며강수량이많아지면서개체수가감소 (Lee, 2012) 했는데본조사에서는역상관의관계를보였다. 한라큰두꺼비딱정벌레는조사기간중에총 212개체가채집되었으며, 기상상태가좋지않은 7월에서 9월에주로활동하는것으로나타났다. 7월에가장많은 61개체가출현하였고, 8 월에 56개체, 9월에 55개체로조사되어졌다. 2010년정상암석지조사와는상반된결과가도출되었는데이는습한환경을선호하는종이기때문인것으로사료된다. - 68 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 그림 5. 백록담일대딱정벌레목주요곤충의월별개체수 - 69 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 그림 5( 계속 ). 백록담일대딱정벌레목주요곤충의월별개체수 윤납작먼지벌레는조사기간중에총 77개체가채집되었으며기온이낮고강우가적어지는 10월에가장많은 27개체가출현하였으며, 9월에 13개체가출현하였다. 윤납작먼지벌레와붉은칠납작먼지벌레는우리나라산지의대표적인우점종으로연 2회출현을한다. 강우가많아지는 7월과 8월에개체수가급격히감소하는경향을보이는종이다. 2010년에한라산저지대에서 8,000여개체가채집된것 (Lee, 2012) 과는달리백록담분화구내에서는거의채집이되지않은종이며고산지역에는서식이힘든것으로판단된다. 한라길쭉먼지벌레는조사기간중에총 67개체가채집되었으며, 5월부터 7월에는채집이되지않았으며 8월에 19개체, 9월에 32개체, 10월에 16개체만채집된종이다. 성판악지역에는경사가완만한지역에많은출현을보인다. 금빛먼지벌레는조사기간중에총 201개체가채집되었으며, 5월에 61개체가출현하였으 - 70 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 며, 장마철및여름철에는완만히감소하는경향을보이고가을철에다시증가하는것으로조사되었다. 멋쟁이딱정벌레는조사기간중에총 64개체가채집이되었으며 7월에는 33개체가출현하여 8월과 9월, 10월에각각 9개체와 15개체, 7개체가채집이되어감소는경향을보이는등, 강수량이많아지는 7월에출현하여시간이지나면서점차적어지는것으로추정된다. 왕딱정벌레는 9월에 58개체가채집되어가장많이출현하였고, 9월을정점으로적어지는경향이나타났으며 6월에거의채집되어지지않았다. 제주홍단딱정벌레는조사기간중에총 16개체가채집되었으며, 5월에한개체도채집되지않았으나 7월에 9개체가채집되었다. 이종은멋쟁이딱정벌레와같이주로습기가많은여름철에주로출현을하는것으로나타났다 ( 그림 5). 4. 군집분석 1) 월별분석조사기간동안월별군집을분석한결과우점도는 5월에 0.51로가장높았으며다음으로 6월 0.34, 10월 0.15 순으로나타났으나, 7월과 8월에 0.13으로가장낮은것으로분석되었다 ( 표 4). 이러한결과는 5월에다양한종이채집되지못한것으로, 종 (Species) 마다다른출현시기로인해많은종이출현하지못한결과라할수있으며 7월과 8월에는여러종이왕성한먹이활동에의한결과라고판단된다. 표 4. 백록담일대딱정벌레목곤충의월별우점도지수, 종풍부도, 종다양성지수및종균등도지수의변화 지수 월 5(May) 6(Jun.) 7(Jul.) 8(Aug.) 9(Sep.) 10(Oct.) Total a DI 0.51 0.34 0.13 0.13 0.14 0.15 0.07 b RI 2.61 1.83 1.72 3.15 1.96 2.15 3.38 c H' 0.28 0.17 0.35 0.32 0.33 0.26 0.28 d EI 0.05 0.04 0.06 0.05 0.05 0.05 0.04 a DI : 우점도지수 (dominance Index) DI=n 1+n 2/N, b RI : 종풍부도지수 ( Species Richness Index), RI=S-1/ln(N) c H' : 종다양성지수 (Species Diversity Index), H'=- pilog(pi), d EI : 종균등도지수 (Species Evenness Index) EI= H'/log 2S - 71 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 종풍부도는 8월에 3.15로조사되어가장높은것으로분석되었으며, 5월 2.61, 10월 2.15, 9월 1.96 순으로나타났으나 7월에종풍부도가가장낮은것으로분석되었다 ( 표 4). 종다양도지수는 7월에 0.35로가장높았으며 9월에 0.33, 8월 0.32 순으로나타났으며, 6 월에 0.17로가장낮았다. 한라산의저지대를중심으로조사한 Yang(2006) 의조사와비교했을때낮게나타났으며, 저지대에비해고지대로갈수록종다양도와서식밀도가낮아지는것으로나타났다. 2) 임상별분석우점도지수는고산초지대에서 0.19로가장높았고, 고산습지가 0.09로가장낮았다. 풍부도지수는고산초지대에서 2.37로조사되었고, 관목림과고산습지에서각각 3.23으로낮게조사되었다. 종다양도지수는고산초지대에서 0.37로높았으며, 관목림과고산습지에서각각 0.36 낮았다. 균등도지수는고산습지와관목림에서각각 0.06으로높았으며, 고산초지에서 0.05로낮게나타났다 ( 표 5). 표 5. 백록담일대딱정벌레목곤충의식생유형별우점도지수, 종풍부도, 종다양성지수및종 균등도지수의변화 지수 초지 관목림 습지 계 a DI 0.19 0.11 0.09 0.07 b RI 2.37 3.23 3.23 3.38 c H' 0.37 0.36 0.36 0.36 d EI 0.05 0.06 0.06 0.05 a DI : 우점도지수 (dominance Index) DI=n 1+n 2/N, b RI : 종풍부도지수 ( Species Richness Index), RI=S-1/ln(N) c H' : 종다양성지수 (Species Diversity Index), H'=- pilog(pi), d EI : 종균등도지수 (Species Evenness Index) EI= H'/log 2S - 72 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 Distribution Characteristic of Coleopteran Insects at Baengnokdam in Mt. Halla Yeong-Don Lee, Jang-Geun Oh, Inbo-Kang, Chang-Jo Kim and Young-Hoan Yang Reaserch Institute for Hallasan, Jeju Special Self-Governing Province Abstract This study was carried out to investigate the distribution patterns of ground beetles (Coleoptera) at Baengnokdam in Mt. Halla, Jeju. Coleopteran insects were surveyed using a pitfall trap one times per month from May to October, 2012 at different forest types in Baengnokdam. Total 2,170 beetles of 27 species belong to 10 families were collected, and the results were as followings. The numbers of species collected were 6 species(22%) in Carabidae and Harpalidae, followed by Silphidae with 4 species(15%) and other families were 11 species(41%). The most frequent species was Carabus sternbergi sternbergi(32.9%), the next species was Hemicarabus(Hemicarabus) tuberculosus(14.3%), and the third species was Silpha perforata perforata(10.7%), and fourth species was Scambocarabus kruberi hallasanensis(9.7%) showing these 4 species account for 67.65% of total beetles collected. In forest types, the largest number of beetles were collected in Alpine Pastures, and the smallest number of beetles were found in Alpine Wet-land. Beetle abundances by forest type were highest at Alpine Pastures and lowest at Alpine Wet-land. In temporal distribution of Coleoptera collected, 590, 456 and 414 beetles were found in order of abundance in July, September, and August, respectively; with lowest numbers in June. Species diversity index(h': Shannon-Wiener function) showed variable change according - 73 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) to environmental conditions. According to forest types, alpine pastures area showed the highest H of 0.37, but H' was lowest in shrubbery and alpine wetland areas as 0.36. The monthly variation of species diversity indies showed the highest value (0.35) in July, and the lowest value(0.17) in June. Consequently, the species composition and abundance of Coleopteran insects were largely influenced by environmental factors such as habitat variation of altitude, forest types and seasons, and these factors affected the distribution patterns of Coleopteran insects at Baengnokdam in Mt. Halla. The results of present studies with emphasis on the spatial and temporal distribution of Coleopteran insects in Mt. Halla should provide an useful direction in the future to establish the strategies of mountain conservation and long-term researches under changing environment with climatic changing. - 74 -
백록담내딱정벌레목곤충의분포특성 참고문헌 Adis, J. 1979. Problems of interpreting arthropod sampling with pitfall trap. Zool. Anz. 202:177-184. Apigian, K.O., D.L. Dahlsten and S.L. Stephens. 2006. Biodiversity of Coleoptera and the Importance of Habitat Structural Features in a Sierra Nevada Mixed-conifer Forest. Environmental Entomology. 35(4):964-975. Argyropoulou, M.D., G. Karris1, E.M. Papatheodorou and G.P. Stamou. 2005. Epiedaphic Coleoptera in the Dadia forest reserve (Thrace, Greece) : the effect of human activities on community organization patterns. Belg. J. Zool. 135(2):127-133. Avgın, S. 2006. Habitat selection and diversity of ground beetles(carabidae) in Ahir Mountain(Kahramanmaras, Turkey), in Mediterranean Region. Munis Entomology & Zoology 1(2):257-266. Butterfield J.L. M. Luff, M. Baines, M.D. Eyre. 1995. Carabid beetle communities as indicators of conservation potential in upland forests. Forest Ecology and Management 79:63-77. Byun, B.K. and B.Y. Lee. 1996. Insect fauna of Lepidoptera at Kwangnung and Namhae Experimental Forest. FRI jourmal of forest science. 53:10-27. Evans, A.V. and C.L. Bellamy. 1996. An inordinate fondness for beetles. University of California Press. England. 208pp. Ings, T.C. and S.E. Hartley. 1999. The effect of habitat structure on carabid communities during the regeneration of a native scottish forest. Forest Ecology And Management 119:123-136. Ishitani, M. and K. Yano. 1994. Species composition and seasonal activities of ground beetles (Coleoptera) in fig orchard. Jpn. J. Entomol. 62(1):201-210. Jang S.J. and J.K. Kim. 2001. Distribution of Carabid Beetles(Coleoptera : Carabidae) in different forests of Central Kangwon-do. Journal of Forest Science 16:42-49. - 75 -
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한라산어리목등산로구간의토양특성 6) 고석형, 양승훈, 1) 강인보, 김창조, 양영환 제주특별자치도한라산연구소, 1) 제주특별자치도녹지환경과 요약 본연구는최근탐방객수가가장많았던한라산어리목등산로구간을대상으로하여해발고도별로토양의이화학적성질, 광물학적및미생물학적특성을알아보고자실시하였다. 토양조사및토양채취는 2012년 4월부터 9월사이에한라산국립공원에위치한어리목등산로를중심으로수행되었다. 어리목등산로구간의조사지점은흑악통이분포하고있었으며일부를제외한토성은미사질양토로구분되었다. 조사지의평균용적밀도는 0.55g/ cm2로화산회토기준을충족시켰으며, 입자밀도는 1.28g/ cm2로용적밀도와마찬가지로매우낮았다. 공극률은 50 ~ 71% 범위였으며, 삼상분포는액상이 46~70% 범위로액상이높아과습이되기쉬운토양조건을가지고있었다. 투수계수는 0.7~27cm /h 범위로조사지점간에큰차이를보였다. 전체적으로평균토양 ph는표토 4.78, 심토 4.93으로낮았으며표토보다심토에서 ph가높은일반적인경향을보였다. 평균유기물함량은표토 14.45%, 심토 11.33% 였으며 F지점에서층위에관계없이가장높았다. 총질소함량은유기물함량과의상관계수가 r=0.94** 로매우유사한경향을보였다. 유효인산함량은표토와심토에서각각 9.9mg / kg와 4.7mg / kg로매우낮았다. 치환성양이온함량은매우낮았으며심토보다표토에서높았다. 평균양이온치환용량은표토와심토에서각각 14.67cmol+/ kg과 15.94cmol+/ kg이었다. 표토의평균미량원소함량은 Fe 117.0mg / kg, Mn 26.8mg / kg및 Zn 5.9mg / kg, 심토에서는 Fe 74.5mg / kg, Mn 25.1mg / kg및 Zn 2.3mg / kg이었다. 교신저자 ; 전화 : 064-710-7578, e-mail: ksh5251@korea.kr - 81 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 대부분의조사지점에서석영과장석류가주된광물이었으며점토광물은확인되지않았다. 주화학성분인 SiO 2, Al 2 O 3 및 Fe 2 O 3 는 54.00~77.59% 범위의함량을나타냈다. 작열감량 (LOI) 은 12.26~43.88% 범위였으며, I와 J지점을제외하고는 20% 이상으로매우높았다. 어리목등산로구간의토양미생물인그람양성세균, 그람음성세균, 방선균, 곰팡이및균근균분포비율은각각 17.00%, 25.45%, 10.03%, 12.46% 및 2.85% 였다. 탄소영양원이동지표인 G-/G+ 비는평균 1.5였으며평균보다높은지점은 C, D 및 E지점이었다. 유기물함량지표인 B/F는평균 341.1% 였으며 G-/G+ 비와매우유사한경향을나타냈다. 서론 제주도는신생대에형성된한반도의남쪽에위치한화산섬으로면적은약 1,848km2에달한다. 그중심부에는 153.332km2의면적에해당되는해발 1,950m인한라산국립공원이위치하고있다. UNESCO 에의해한라산은경관자원과자연자원의가치를인정받아 2002년에생물권보전지역으로지정, 2007년에세계자연유산으로등재및 2010년에세계지질공원으로인증되었다. 그러나영구적인것이아니고재평가를통해취소될수있으므로 UNESCO에서제시하는권고사항을이행하면서체계적인보존관리대책을마련해야한다. 생물권보전지역은 10년, 세계자연유산은 6년및세계지질공원은 4년마다정기보고서를제출해야하며보고서내용에는모니터링및학술조사에관한연구결과가수록되어야한다. 이에제주특별자치도세계자연유산관리단과한라산연구소에서는지질, 동 식물, 토양분야등한라산의보전보호방안에대한모니터링과학술조사를수행하고있다. 2005년을기준으로한제주도의임야면적은 907km2이다 ( 제주특별자치도, 2006). 정등 (2004) 은임야면적의약 67% 에해당하는 605km2의산림토양을조사하여암석지를제외한 10개토양형이분포하고있는것으로보고하였다. 우리나라에서의토양조사는개인연구에의하여자료가확보되는것은거의불가능하여국가적인사업으로진행되며, 부분적으로개인연구자들에의해부분적으로수정되고보완되는것이일반적이다. 과거제주도의토양조사는경작지를대상으로조사하는과정에서일부한라산국립공원지역이포함되었으나, 한라산국립공원에국한되어정밀토양조사를진행시킨연구는드물다고할수있다. 국토연구원 (2000) 에의하면한라산정상일대와등산로주변의훼손지면적은 225,870m2로 - 82 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 보고하고있다. 한라산국립공원관리사무소에의하면 2009년현재복구가이루어진면적은전체면적의약 71% 인 160,255m2이다. 이와같이지속적인훼손지복구와등산로정비등이이루어져한라산의훼손지면적이줄어들고있다. 그러나한라산일대는경사가심한지형적특성, 자연적인풍화와토양침식, 강한바람, 많은강수량및큰일교차등의기후특성으로인하여여전히훼손면적이확대될수있는가능성이많은지역이다. 또한한라산훼손의인위적인요인으로는탐방객수의증가에있다. 한라산국립공원관리사무소에의하면최근 3년간의탐방객수는 2010년 1,141,632명, 2011년 1,089,383명, 2012년 1,1343,16명으로보고하고있다. 2006년 7월에시행된토요휴무제실시, 2007년 1월에시행된국립공원입장료폐지및건강과여가선용에대한관심의증가로인하여 2012년기준등반객의수는 2006년 745,308명에비해 66% 가많아졌다. 특히어리목등산로구간은최근 2011년과 2012년을제외하고는 32년동안다른등산로구간에비해탐방객수가가장많았다. 어리목등산로구간은해발 970m에위치한한라산탐방안내소에서시작하여어리목계곡, 사제비동산, 만세동산, 윗세오름대피소, 남벽순환로를거쳐남벽분기점까지이어진다. 또한사제비동산의서어나무군락, 만세동산의산철쭉과털진달래군락및화산활동의산물인선작지왓현무암질용암류가분포하고있어학술적연구가치가높다고할수있다. 본연구는최근탐방객수가가장많았던한라산어리목등산로구간을대상으로하여해발고도별로토양의이화학적성질, 광물학적및미생물학적특성을알아보고자수행하였다. 따라서본연구를통하여훼손가능성이높은어리목일대의산림토양에대한학술적자료를구축하고어리목등산로구간의토양환경상태를파악하여한라산생태계모니터링시스템구축을위한기초자료를제공하는데그목적이있다. 재료및방법 1. 시료채취토양조사및토양채취는 2012년 4월부터 9월사이에한라산국립공원에위치한어리목등산로를중심으로수행되었다. 시료채취지점은그림 1에나타내었으며, 좌표는표 1과같다. 토양시료는해발고도를나타내는표지석을경계로 100m 간격으로토양시료를채취하였으며가급적이면시료를채취할때오차가 ±10m를넘지않도록하였다. 등산로에서의토양시료채 - 83 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 취는침목및석분등으로인하여불가능한지역이많았으나등산로구간으로선택한것은우선자연적인토양단면을확보할수있다는것과등산로를벗어난경우는제주조릿대 (Sasa quelpaertensis) 로인하여물리성시료를확보하는데어려움이있기때문이다. 물리성을측정하기위한토양시료는 100cm2스테인레스원통을이용하여표토를 core sampler 로채취하였으며수분이날아가지않도록밀봉을한후실내에서분석하였다. 화학성을측정하기위한토양시료는낙엽층을제거한후에층위를고려하면서표토 (0~15cm) 와심토 (15~30cm) 로나누어물리성시료를채취한동일지점에서채취하였다. 이토양시료는미량원소, X-선회절분석및 X- 선에도사용되었다. 토양미생물분석을위한토양시료는표토를사용하였으며토양을풍건시키지않고 2mm체로쳐서폴리에틸렌시료병에담아동결건조시켜보관하였다. 그림 1. 한라산어리목등산로구간의토양시료채취지점 : 한라산국립공원, # : 토양시료채취지점, A : 어리목 1000m, B : 어리목 1100m, C : 어리목 1200m, D : 어리목 1300m, E : 어리목 1400m, F : 어리목 1500m, G : 어리목 1600m, H : 어리목 1700m, I : 어리목 1800m, J : 어리목 1900m - 84 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 표 1. 시료채취지점의해발고도및좌표 시료채취지점 구분 해발고도 (m) TM 좌표 X 좌표 Y 좌표 어리목 1000m A 1009 152864 38100 어리목 1100m B 1096 152971 37766 어리목 1200m C 1194 153101 37494 어리목 1300m D 1291 153233 37217 어리목 1400m E 1388 153289 36850 어리목 1500m F 1493 153705 36353 어리목 1600m G 1587 154261 35924 어리목 1700m H 1692 155180 35224 어리목 1800m I 1796 155912 35436 어리목 1900m J 1908 156171 35339 2. 분석방법 1) 토양물리성분석용적밀도는 core method, 입자밀도는 pycnometer method를응용하여측정하였다. 공극률은용적밀도와입자밀도를이용하여계산하였으며, 투수계수측정은 100cm3의 core sampler 로투수속도측정기 (DAIKI Co. Ltd.) 를사용하여정수위측정법 (constant head method) 으로측정하였다. 토양삼상분포는 core의총용량인 100cm3에서공극률을뺀값을토양의고상으로하여기상과고상의비를나타내었다. 입도분석은풍건토양 10g을평량하여 500ml Tall beaker에담고, Tall beaker 에증류수를 300ml씩가하고 30% 과산화수소를 25ml씩가한뒤 90 로가열된전열판위에서가열하면서유기물을분해하였다. 과산화수소분해가끝나면원심분리병에분산제 5% Sodium hexametaphosphate 10ml를가한후약 18시간정도를진탕시키면서완전히분산시켰다. 이후 Pipette법과체분석을이용하여측정하였다. 2) 토양화학성분석 토양의화학적성질조사를위한토양시료는채취한시료를풍건시킨후 2 mm체에통과 된것을분석시료로하여다음과같이분석하였다. 토양 ph 는토양 : 증류수의비를 1 : 5 로 - 85 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 하여토양 5g에증류수 25ml를첨가한다음진탕하여 ph meter(inolab ph 730, Germany) 를이용하여측정하였다. 전기전도도는 ph를측정하고남은여액을 Conductivity Meter(CM-11P TOA Electronics Ltd., Japan) 를이용하여측정하였다. 토양유기물함량은 Walkley와 Black법으로분석하였고, 유효인산은 Lancaster 법으로분광광도계 (Genesis-5, USA) 를이용하여분석하였다. 질소함량은토양시료를황산으로분해한다음 Kjeldahl법으로자동질소분석장치 (Kjeltec analyzer unit, Foss, USA) 를이용하여분석하였다. 치환성양이온은 1N ammonium acetate(ph 7.0) 용액을토양 : 침출액의비를 1 : 10으로하여토양 5g에 1N ammonium acetate용액 50ml를가하여 30분간진탕한다음여과하여얻어진여액을원자흡광분광광도계 (SpectraA 220 FS, Varian, Australia) 를이용하여분석하였다. 양이온치환용량은 1 N-NH4OAc(pH 7.0) 로포화하고 80% ethyl alcohol로세척한후토양을 Kjeldahl 증류장치에의해 NH 4+ 함량을정량하여산출하였다. 3) 토양광물학적분석 X-선회절분석 (X-Ray Diffractometer, XRD) 은토양시료를체분석과침강법을이용하여 2µm 이하의점토를분리시킨후실시하였다. Philips사의 X'Pert-MPD System을사용하였으며, CuKα선과 Ni-filter에의한 X-선을이용하였다. 분리된점토분에한하여포함된점토광물은에칠렌글리콜처리및가열처리등을통하여식별하였다. X-선형광분석 (X-Ray Fluorescence Spectrometer, XRF) 은 Shimadzu사의 XRF-1700을사용하였으며, 분석항목은 SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, K 2 O, Na 2 O, CaO, TiO 2, MgO, P 2 O 5, MnO 및 LOI로총 11개성분이다. 4) 토양미생물분석 2mm체로선별한토양을동결건조후인지질지방산 (Phospholipid fatty acid, PLFA) 함량은 Bligh/Dyer first-phase extraction(bligh와 Dyer, 1959) 방법을이용하여미생물세포막지방산을추출한다음 Silicic acid column chlomatography를이용하여중성지질과당지질을순차적으로제거한후인지질을분획하였다. 분획된시료는 methylation 시킨후 MIDI Sherlock Microbial Identification System(MIDI Inc., Newark, DE) 으로지방산을정량하였다. 미생물분포비율은분석된지방산을지방산분석지표를이용하여세균, 방선균, 사상균, 균근균으로분류하여처리별 PLFA 값은총 PLFA의퍼센트비율로나타냈다 (Li 등, 2006; Rahman과 Sugiyama, 2008). 그램양성균은 15:0 iso, 15:0 anteiso, 16:0 iso, 17:0 iso, 17:0-86 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 anteiso, 18:0 iso, 그램음성균은 17:0 cyclo, 18:1 w7c, 19:0cycω 8c, 17:1 ω 8c, 방선균은 TBSA 10me18:0, 10Me16:0, 10Me17:0, 사상균은 18:2 w6,9c, 18:1 w9c, 균근균 16:1ω 5c를지표지방산으로이용하였다. 그람음성세균과그람양성세균지방산함량을더해세균의함량을나타냈다. 결과및고찰 1. 어리목등산로구간의토양분포우리나라의토양분류는미국에서창안된방식을사용하고있다. 신토양분류법 (Soil Taxonomy) 에의하면전세계의토양을 12개의목으로분류하고있으며어리목등산로구간의토양목은화산분출물에의해형성된토양으로 Andisols에속한다. 지리정보시스템 (ArcView GIS 3.3) 을이용하여분류한조사지점의토양통을그림 2에나타내었다. 토양통은신토양분류법에서최저분류단위이다. 토양통은그토양이최초로발견된지역의지명, 산, 강등의이름을붙이는것이일반적이다. 그림 2를보면흑악통이조사지점을주변으로넓게차지하여주를이루고있었으며백록담을중심으로북서쪽으로군산통이분포하였다. 해발 1000m에서 1400m까지와 1600m는흑악통, 1500m는토산통, 1700m는노로통, 1800m는군산통, 1900m는암석지가분포하고있었다. 조사지점을인접해서하천범람지가장구목에서부터해발 1000 m까지길게분포하고있었으며, 이하천은광령천으로서어리목계곡에서부터 1100 도로에위치해있는한암교까지이어진다. 조사지점에서가장분포면적이넓은흑악통은농암갈색산악지화산회토로미국농무성의신분류방법에의하면침식의영향을받아중산간지토양에비해토양이거칠며토양중둥근바위나돌이많다. 특히현무암이나안산암등염기성모재에서생성된화산회토이며, 염기의과도한용탈로인하여염기포화도는낮다. 낮은토양온도로부식이축적되어유기물함량이매우높고유효인산함량이매우낮아토양의자연비옥도는매우낮다고할수있다 (NIAST, 2000). 2. 어리목등산로구간토양의물리적성질 어리목등산로구간표토의물리적성질은표 2 와같다. 해발 1800 과 1900m 에위치한 I 와 - 87 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 그림 2. 어리목등산로구간의토양통 J지점은복구지와암석지로서물리성분석을위한시료채취가불가하였다. 미국농무성 (USDA) 의분류법에의한입도분석결과에의하면전체적으로미사함량이높았으며이는제주도화산회토의특성을잘나타낸다고할수있다. 반면에 I와 J지점은앞서말한바와같이복구지와암석지로서상대적으로모래함량이높았다. 토성구분 3각도에의한곶자왈조사지의토성은 A와 G는미사토, I와 J는각각사양토와사질양토이며, 이를제외한지점은미사질양토로구분되었다. 정등 (2002) 은제주도를제외한우리나라산림토양대부분이양토이며제주도토양은미사질양토로분류되었다고보고한바있다. 본조사에서도어리목등산로구간대부분이미사질양토였으며화산회의풍화모재로부터기인하여미사함량이높다고할수있다. 토양의용적밀도는일정한부피안에있는고상의건조중량을말한다. 따라서용적밀도가크면다져져있거나무거운입자로구성되어치밀한정도를나타낸다. Soil Taxonomy 에서는용적밀도가 0.90g/ cm3보다낮은토양을화산회토인 Andisols로분류하고있다 (USDA, 1990). 화산회토의대표적인특성은용적밀도가매우낮고공극률이높아서토양침식에대한저항성이낮다는것이다. 조사지의용적밀도는 0.40~0.66g/ cm3범위였다. Soil Taxonomy 에서의화산회토기준을충족시켰으며조사지점간에큰차이가없이매우낮았다. 평균용적밀도는 - 88 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 0.55g/ cm3로정등 (2002) 이보고한제주도산림토양의평균용적밀도와매우유사하였다. 표 2. 어리목등산로구간의물리적성질 시료모래미사점토용적입자투수공극률고상액상기상채취밀도밀도계수 지점 (%) (g/ cm3 ) (%) (%) ( cm /h) A 7 36 57 0.51 1.25 59 41 52 7 27 B 29 52 19 0.66 1.35 51 49 47 3 0.7 C 45 26 29 0.63 1.28 51 49 50 1 9.1 D 44 32 24 0.59 1.29 54 46 46 8 10.3 E 35 35 29 0.40 1.37 71 29 70 1 1.5 F 27 46 28 0.44 1.18 62 38 56 6 7.1 G 12 50 37 0.51 1.24 59 41 49 10 19 H 24 43 33 0.63 1.28 50 50 48 2 4.1 I 61 30 10 - - - - - - - J 71 9 21 - - - - - - - 시료채취지점은그림 1 에제시함 시료채취불가 입자밀도는토양입자자체의무게를나타낸것으로일반적인토양의입자밀도는 2.65g/ cm3이다 ( 조등, 2001). 조사지의입자밀도는 1.18~1.37g/ cm3범위였다. 평균입자밀도는 1.28g/ cm3이며용적밀도와마찬가지로매우낮았다. 이는정등 (2002) 이보고한제주도산림토양의입자밀도보다도약 2배정도낮은경향을보였다. 토양내의공간을의미하는공극률은일반토양에서는대체적으로 50% 내외이며. 조사지의공극률은 50 ~ 71% 범위였다. 화산회토의경우는공극률이 70 ~ 80% 범위로매우높지만본조사지의평균공극률은 57% 였다. 해발 1500m인 E지점에서공극률이 71% 로가장높게나타났다. 토양삼상분포는토양광물과유기물등의고체가차지하는고상, 물이차지하는액상및공기가차지하는기상의용적비를나타낸것이다. 따라서토양삼상분포는토양의종류, 토심, 건습등에의해서달라진다. 미사와점토가조밀하게형성된토양은대공극이적고소공극이많기때문에고상률과액상률은높지만기상률이낮다. 또한과습이되기쉬운토양에서는기상이거의없어고상-액상의 2상계를이룬다 ( 류, 2000). 조사지의삼상분포는고상 29~50%, - 89 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 액상 46~70% 및기상 1~10% 범위로기상이매우낮고액상이높은경향을보였으며과습이되기쉬운토양조건을가지고있다고할수있겠다. 투수계수는시간당물의이동거리를나타내는것으로시간당투수되는거리 ( cm /h) 로나타내었다. 조사지의투수계수는 0.7~27cm /h 범위로조사지점간에큰차이를보였다. 해발 1000m에위치한 A지점에서 27cm /h로투수계수가매우높았다. 반면에해발 1100m에위치한 B지점에서 0.7cm /h로가장낮았는데 1일동안투수되는거리가 18.9cm임을의미한다. 김등 (1997) 에의하면용적밀도가낮은토양에서는물의흐름이용이하지만용적밀도의증가에의하여투수계수가감소한다고하였다. 본연구결과용적밀도와투수계수와는상관관계를보이지않았으나, 점토함량과투수계수와의상관계수는 r=0.86** 으로매우유의한정의상관관계를보였다. 이는점토함량이많으면투수계수가낮아질것이라는예상과다른것으로토양구조, 공극률, 용적밀도등이영향을미쳤다고생각되며이에대한추가연구가필요하겠다. 3. 어리목등산로구간토양의화학적성질어리목등산로구간표토와심토의토양 ph는각각 4.20~5.20과 4.30~5.40 범위였다 ( 그림 3). 평균토양 ph는표토 4.78, 심토 4.93으로표토보다심토에서 ph가높은일반적인경향을보였다. 5.50 표토 심토 5.00 ph 4.50 4.00 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 3. 어리목등산로구간의토양 ph - 90 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 이는이 (1981) 와정등 (2002) 이보고한우리나라산림토양에관한연구결과인평균 ph 5.5 보다는낮은값을나타냈다. 반면에 Shin(1978) 이보고한제주도미경지토양에서의갈색산림토 ph 4.9와매우유사한값을보였다. 층위에관계없이해발 1500m에위치한 F지점에서 ph가가장낮았으며, 1800m에위치한 I지점에서가장높았다. I지점은일명장구목으로불리우며훼손이가중되어 2001년에복구한곳으로저지대에서의토양유입으로인하여다른조사지점보다토양 ph가높은것으로판단된다. 전기전도도는용액중전해질이온의세기를나타내며대체적으로염류농도에비례한다. 따라서전기전도도가높으면이온이집적된것을의미하며이는염류집적을나타낸다. 전기전도도가매우높은토양에서는식물의생육이제한되는데토양수분에염류의농도가높아식물에의한수분이용효율이떨어지기때문이다. 전기전도도가 0~2dS/m인경우에는염류피해가낮으며, 2~4dS/m는민감한식물에영향을주며, 4dS/m 이상일경우는식물의생육에영향을미칠수있는기준값으로보고있다 ( 류, 2000). 조사지의전기전도도는표토 0.21~ 1.44dS/m, 심토 0.05~1.07dS/m 범위였다 ( 그림 4). 이와같이전체적으로조사지의전기전도도가 1.5dS/m 이하로식물생육에대한염류피해는낮을것으로판단된다. 1.50 표토 심토 Electrical conductivity(ds/m) 1.00 0.50 0.00 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 4. 어리목등산로구간의전기전도도 제주도토양은화산폭발시분출된화산재와동식물의유체로부터유래된유기물이결합하 - 91 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 여육지부토양의유기물함량 3% 이하에비하여매우높다. 제주지역의높은유기물함량은화산회를모재로하는산림토양의경우표토층이잘발달되고, 토양침식에안정된토양입단구조때문인것으로알려져있다 ( 이, 1981). 조사지의평균유기물함량은표토 14.45%, 심토 11.33% 였다 ( 그림 5). 30 표토 심토 Organic matter(%) 20 10 0 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 5. 어리목등산로구간의유기물함량 해발 1500m에위치한 F지점에서층위에관계없이유기물함량이가장높았다. F지점은사제비동산과만세동산사이에위치해있으며다른시료채취지점보다제주조릿대가많았으며이와같은사초과에의한유기물공급에의해유기물함량이높은것으로판단된다. 반면에해발 1800 m에위치한 I지점의심토에서유기물함량이 3.38% 로매우낮았는데이는훼손지복구로인한표토의침식으로입단구조가파괴되었기때문으로생각된다. 조사지의총질소함량은표토 0.35 ~ 0.89%, 심토 0.25~1.01% 범위였다 ( 그림 6). 표토층은해발 1400m에위치한 E지점에서총질소함량이 0.35% 로가장낮았으며, 심토층은 I지점에서 0.25% 로낮았다. 반면에유기물함량이높았던 F지점에서총질소함량도높아서로매우유사한경향을보였다. 일반적으로유기물함량이높아지면질소함량이높아지는데이는유기물이화산재에서유래된 Al과결합하면서용탈에대한저항성이있기때문에화산재가많이집적 - 92 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 된토양에서질소함량도높게나타난다. 본연구결과유기물함량과총질소함량과의상관계 수는 r=0.94** 로매우유의한정의상관관계를보였다. 1.50 표토 심토 Total N(%) 1.00 0.50 0.00 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 6. 어리목등산로구간의총질소함량 조사지의평균유효인산함량은표토와심토에서각각 9.9 mg / kg와 4.7 mg / kg로매우낮았 다 ( 그림 7). 인산은화산재가함유된화산회토에서강하게흡착하여고정시키는능력이크 지만인산흡수계수가매우높아유효인산함량이매우낮기때문이다. 30 표토 심토 Av. P 2O5(mg/kg) 20 10 0 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 7. 어리목등산로구간의유효인산함량 - 93 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 본연구결과는정등 (2002) 이보고한제주도산림토양의평균유효인산함량표토 27.4mg / kg, 심토 17.2mg / kg보다도약 3배정도낮았다. 유효인산은식물체가흡수가능한형태의토양인산을의미하며토양 ph와유기물함량과의밀접한관계가있다 ( 진등, 1994). 이 (1981) 에의하면동일한산림지역에서도유효인산의변이가크다고보고하고있다. 본연구결과유효인산과토양 ph와의상관계수는 r=-0.64** 로매우유의한부의상관관계가, 유기물함량과의상관계수는 r=0.55* 로유의한정의상관관계가있었다. 조사지에서표토의치환성 K, Ca, Mg 및 Na 함량은 K 0.04~0.45cmol+/kg, Ca 0.07~ 0.69cmol+/ kg, Mg 0.07~0.76cmol+/ kg및 Na 불검출~0.24cmol+/ kg, 심토는 K 0.02~ 0.44cmol+/ kg, Ca 0.03~0.46cmol+/ kg, Mg 0.04~0.41cmol+/ kg및 Na 불검출~0.21cmol+/ kg범위였다 ( 그림 8). 0.90 표토 심토 0.90 표토 심토 Exch. K(cmol+/kg) 0.60 0.30 Exch. Ca(cmol+/kg) 0.60 0.30 0.00 A B C D E F G H I J 채취지점 0.00 A B C D E F G H I J 채취지점 0.90 표토 심토 0.90 표토 심토 Exch. Mg(cmol+/kg) 0.60 0.30 Exch. Na(cmol+/kg) 0.60 0.30 0.00 A B C D E F G H I J 채취지점 0.00 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 8. 어리목등산로구간의치환성양이온함량 - 94 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 치환성 K, Ca, Mg 및 Na는토양 ph와밀접한관계가있으며, 심토보다표토에서치환성양이온함량이높다는보고가있다 ( 정등, 2002; 류와송, 1984). 본연구결과치환성 Ca를제외한치환성 K, Mg 및 Na와토양 ph와의상관계수는각각 r=-0.61**, r=-0.68** 및 r=-0.45* 로유의한부의상관관계를보였다. 또한치환성 Na를제외한조사지의평균치환성 K, Ca 및 Mg는심토보다표토에서높은함량을보였다. 하지만본연구결과정등 (2002) 이보고한제주도산림토양의치환성양이온보다도매우낮은함량을보였다. 이는시료채취지점에서염기용탈이다량으로일어나는토양특성때문이라고생각된다. 양이온치환용량은토양비옥도를나타내는가장중요한지표로서토양의전체적인특징을가장잘설명하는인자이다. 양이온치환용량이클수록양분보유능이커지고토양의완충능이커지며양분을보관하여식물이필요시에공급할수있는능력이더커진다 ( 류, 2000). 조사지의평균양이온치환용량은표토와심토에서각각 14.67cmol+/ kg과 15.94cmol+/ kg이었다 ( 그림 9). 30 표토 심토 CEC(cmol + /kg) 20 10 0 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 9. 어리목등산로구간의양이온치환용량 일반적으로양이온치환용량은심토보다표토에서높은값을나타내나본연구결과표토보 다심토에서다소높았다. 정등 (2002) 이보고한제주산림토양에서표토의양이온치환용량 - 95 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 19.7cmol+/ kg보다는조금낮은값을보였으며, 심토 15.8cmol+/ kg과는유사한값을나타내 었다. 4. 어리목등산로구간토양의미량원소함량미량원소인구리, 철, 망간, 아연, 몰리브덴등은식물생육에필수적이며과잉이나결핍되면식물의성장억제, 황화현상, 뿌리의고사현상등여러가지증상을나타낸다. 미량원소의결핍은알칼리성조건에서철, 망간, 구리, 아연등은불용화되며, 토양유기물함량이많은경우에도유기물에구리, 아연등이고정되어결핍증상을일으킨다. 조사지의미량원소 Fe, Mn, Cu 및 Zn은 0.1N HCl을이용한산가용법으로분석했으며그결과를그림 10에나타내었다. Cu 함량은 I와 J지점만이표토 1.2와 1.0mg / kg, 심토 1.0과 0.9mg / kg이었으며다른지점에서는불검출되어그림에서제외시켰다. 50 표토 심토 20 표토 심토 40 15 Mn(mg/kg) 30 20 Zn(mg/kg) 10 10 5 0 A B C D E F G H I J 채취지점 0 A B C D E F G H I J 채취지점 400 표토 심토 300 Fe(mg/kg) 200 100 0 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 10. 어리목등산로구간의미량원소함량 - 96 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 표토의평균미량원소함량은 Fe 117.0mg / kg, Mn 26.8mg / kg및 Zn 5.9mg / kg, 심토에서는 Fe 74.5mg / kg, Mn 25.1mg / kg및 Zn 2.3mg / kg이었다. Mn은표토와심토간의함량의차이가없었으나 Fe 및 Zn은심토보다표토에서높았다. Mn 함량은표토와심토에서각각 9.6~47.3mg / kg와 5.6~49.2mg / kg범위로조사지에따라함량의차이가큰것으로나타났다. 특히 C, D, G 및 I지점에서는표토보다심토에서높은함량을보였다. Zn 함량은표토와심토에서각각 0.7~18.0mg / kg와 0.1~5.7mg / kg범위였으며해발 1100m에위치한 B지점에서다소높은함량을보였다. Fe 함량은표토와심토에서각각 38.1~348.3mg / kg와 30.5~162.5mg / kg범위였다. 해발 1000 m에위치한 A지점의표토에서 Fe 함량은 348.3mg / kg로평균함량보다약 3배가량높게나타났다. 이와같이 A지점에서 Fe 함량이높은이유는예전에등산객을위한대피소가위치해있던주변으로인위적인영향에의한것으로생각된다. 토양에서의 Fe의용해도는 ph 에의해의존되며 ph가상승함에따라 Fe 3+ 의활성도는크게떨어지게된다. 본연구결과토양 ph와 Fe 함량과의상관계수는 r=-0.83** 으로매우유의한부의상관관계를보였다. 5. 어리목등산로구간토양의광물학적특성제주도화산회토는현무암에서유래된화산회를모재로하고있으며화산회가만들어진시기가다르고, 퇴적양상이달라토층의깊이도각각다르기때문에다양한종류의토양이분포하는것으로알려져있다 (Song 등, 2005). 점토광물은구조에따라서크게결정질과비결정질로구분된다. 제주도화산회토의주점토광물은알로판 (allophane) 이며비결정질점토광물로알려져있다. 그러나최근에는직경이 3.5~5nm인속이빈구형입자로구성되어있다고알려져있다. 화산회토양의점토광물조성은토양생성단계, 토층, 화산모재의조성, 유기물집적등과같은인자에의해크게영향을받는다 ( 송등, 2008). 점토광물의형성여부와종류를파악하기위하여 X-선회절분석을실시하였다. 그림 11에표토를대상으로한한라산어리목등산로구간토양의 X-선회절도를나타내었다. 그림 11에서보는바와같이해발 1800m인 I지점을제외한모든조사지점에서석영과장석류가주된광물이었으며점토광물은확인되지않았다. 장석은규산알루미늄광물군의일종으로알칼리장석과사장석인 2가지의화학성분계열로나타낼수있다. 알칼리장석은정장석 (KAlSi 3 O 8 ) 과알바이트 (NaAlSi 3 O 8 ) 사이에서연속적인화학성분계열을보이며, 사장석계열은알바이트와아놀사이트 (CaAl 2 Si 2 O 8 ) 사이에서연속적인화학성분계열을가진다 ( 고등, 2003). 고등 (2011) 에의하면해발고도 1000m와 1200m에위치한한라산소나무림토양에서 - 97 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 그림 11. 어리목등산로구간토양의 X- 선회절도 - 98 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 그림 11( 계속 ). 어리목등산로구간토양의 X- 선회절도 깁사이트나카오리나이트등과같은점토광물이검출되었다고보고한바있다. 본연구결과와의차이는기상조건, 식생분포, 토양환경등많은요인들이있을수있다. 또한 X-선회절피크에대한해석이중요한데향후 2θ 각도를줄여서좀더세밀하게 X-선회절피크를재분석하는것이필요하다고생각된다. 채취된토양시료의화학성분조성을파악하기위하여 X-선형광분석을실시하였다 ( 표 3). 화학성분조성은 SiO 2 19.15~57.03%, Al 2 O 3 12.94~23.58%, Fe 2 O 3 4.52~11.37%, TiO 2 0.35~ 2.72%, MnO 0.05~0.14%, MgO 0.31~1.35%, CaO 0.44~1.01, Na 2 O 0.45~4.44%, K 2 O 0.62~ 4.30% 및 P 2 O 5 0.12~0.68 범위였다. 작열감량 (LOI) 은 12.26~43.88% 범위였으며, I와 J지점을제외하고는 20% 이상으로매우높았다. 주화학성분인 SiO 2, Al 2 O 3 및 Fe 2 O 3 는 54.00~77.59% 범위의함량을나타냈다. Shin과 Tavernier(1988) 는제주도흑악통을대상으로한표토층의화학성분연구결과에서 SiO 2 24.59%, Al 2 O 3 30.64% 및 Fe 2 O 3 15.09% 범위라고보고한바있다. 본연구결과와비교하면어리목등산로구간토양의표토층은평균적으로 SiO 2 함량이약 2배정도높았으나, Al 2 O 3 와 Fe 2 O 3 함량은약 2배정도낮은경향을보였다. SiO 2 는 K2O, Na 2 O 및 CaO를제외하고는전체적으로부의상관을보였으며 TiO 2, P 2 O 5 및 LOI와는상관계수가 r=-0.93** 으로매우유의한부의상관관계를보였다. SiO 2 와알칼리원소인 Na 2 O 및 K 2 O와는각각 r=0.85** 와 r=0.89** 로매우유의한정의상관관계를보였다. 이와같이한라산어리목등산로구간의토양은현무암과조면암의모암에서유래된조암광물인장석류로구성되었다고판단된다. 또한표토만을대상으로분석한결과점토광물이 - 99 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 미확인되었는데심토에대해서도추가분석을실시하고 X- 선회절피크를재분석하는것이 필요하겠다. 표 3. 어리목등산로구간토양의화학성분조성 ( 단위 : wt, %) 토층 표토 채취지점 SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 TiO 2 MnO MgO CaO Na 2 O K 2 O P 2 O 5 LOI * A 46.63 12.94 8.78 1.75 0.06 1.01 0.57 1.12 1.53 0.26 25.31 B 41.21 16.11 9.97 1.82 0.10 1.35 0.58 0.88 1.46 0.30 25.66 C 34.99 19.32 10.91 2.12 0.11 1.35 0.56 0.69 1.21 0.32 27.81 D 32.06 16.16 9.72 1.88 0.09 1.33 1.01 1.08 1.33 0.39 34.55 E 34.72 23.58 11.24 1.83 0.14 1.35 0.47 0.96 1.72 0.38 22.92 F 31.01 13.44 9.55 1.98 0.09 1.23 0.68 0.81 1.18 0.60 38.98 G 35.48 15.83 9.11 1.72 0.08 1.06 0.46 0.94 1.40 0.46 33.30 H 19.15 19.24 11.37 2.72 0.10 1.00 0.44 0.45 0.62 0.68 43.88 I 57.03 15.57 4.52 0.35 0.07 0.31 0.54 4.44 4.30 0.13 12.79 J 55.62 16.03 5.94 0.52 0.05 0.44 0.71 4.20 4.22 0.12 12.26 *LOI : Loss on ignition 6. 어리목등산로구간의토양미생물학적특성인지질지방산 (Phospholipid fatty acid, PLFA) 분석을통하여토양미생물의활성을측정할수있으며기존배양방법보다사실에가까운미생물의생태, 군집구조, 기능등을평가할수있다 (Bossio 등, 1998; Green과 Scow, 2008; 좌, 2011). 또한토양상태를평가하는지표로서특이지방산에의하여세균, 방선균, 사상균등의분류군을구별할수있다 (Bossio와 Scow, 1998). 본연구는표토를대상으로한분석한결과이다. 인지질지방산함량을이용한어리목등산로구간의토양미생물분포비율을표 4에나타내었다. 어리목등산로구간의토양미생물인그람양성세균, 그람음성세균, 방선균, 곰팡이및균근균분포비율은각각 17.0%, 25.45%, 10.03%, 12.46% 및 2.85% 였다. 따라서미생물분포는세균 > 곰팡이 > 방선균 > 균근균순으로감소하는경향을보였다. 그람양성세균은 C지점에서 20.94% 로가장높았으며 F지점에서 12.58% 로낮게나타났다. 그람음성세균은 D지점에서 32.18% 로가장높았으며 G지점에서 20.27% 로낮았으나, 평균적으로그람양성세균보다는높게분포하였다. 방선균, 곰팡이및균근균은 G, F, F지점에서각각 11.84%, 15.72% 및 3.69% 로가장높았으며, F, C, B지점에서각각 7.71%, 8.42% 및 1.91% 로가 - 100 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 표 4. 어리목등산로구간의토양미생물분포 ( 단위 : %) 구분 그람양성세균 그람음성세균 방선균 곰팡이 균근균 A 18.10 24.16 10.26 13.88 2.42 B 18.03 27.66 10.03 13.48 1.91 C 20.94 21.20 10.55 8.42 2.93 D 14.85 32.18 9.22 11.35 2.71 E 16.66 28.42 9.83 9.87 3.30 F 12.58 25.40 7.71 15.72 3.69 G 17.87 20.27 11.84 15.53 3.25 H 13.92 22.72 8.22 14.84 3.15 I 18.54 26.33 11.22 11.27 2.33 J 18.82 26.17 11.37 10.20 2.79 장낮았다. 본연구결과그람양성균과방선균과의상관계수는 r=0.84** 로매우유의한정의상관관계를보였으나나머지토양미생물은상관관계를보이지않았다. A에서 E지점까지는일명숲터널로불리는어리목계곡낙엽활엽수림대로숲속환경을나타낸다면 F에서 J지점까지는아고산대로서주변으로오름들이보이는개방된지역이다. 따라서이들지역간에는환경요소와식생등에의하여토양미생물분포가서로다른것으로판단된다. 반면에 A와 B지점및 I 와 J지점은서로비슷한토양미생물분포를보였다. 그림 12에인지질지방산함량을이용한어리목등산로구간토양의생물학적지표를나타내었다. 탄소영양원이동지표인그람음성세균과그람양성세균 (G-/G+) 비는평균 1.5였다. 평균보다높은지점은 C, D 및 E지점으로각각 2.0, 1.7 및 2.0의비를나타냈으며어리목등산로구간의토양중탄소영양원이높은지역임을알수있다. 유기물함량지표인세균과곰팡이 (B/F) 분포비율은평균 341.1% 였으며 C, D, E, I 및 J지점에서평균보다높은비율을나타냈다. C, D 및 E지점의분포비율은각각 500.5%, 414.4% 및 456.7% 로매우높았으며 G-/G+ 비와매우유사한경향을나타냈다. 따라서 C, D 및 E지점은토양중유기물함량이높고미생물이이용가능한탄소영양원도높은지역으로판단된다. 본연구결과유기물함량과 G-/G+ 및 B/F의상관계수는각각 r=-0.91** 과 r=-0.84** 로매우유의한부의상관관계를보였다. - 101 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 2.5 표토 600 표토 2.0 450 G-/G+, ratio 1.5 1.0 B/F, % 300 0.5 150 0.0 A B C D E F G H I J 채취지점 0 A B C D E F G H I J 채취지점 그림 12. 어리목등산로구간토양의생물학적지표 - 102 -
한라산어리목등산로구간의토양특성 Soil Properties of the Eorimok Restricted Trail in Mt. Halla Seok-Hyung Ko, Seung-Hoon Yang, 1) In-Bo Kang, Chul-Soo Kim, Chang-Jo Kim and Young-Hoan Yang Research Institute for Hallasan, Jeju Special Self-Governing Province 1) Environment & Park Division, Jeju Special Self-Governing Province Summary This study was surveyed to find out the physico-chemical, mineralogical and microbiological properties of soil at the Eorimok restricted trail in Mt. Halla. We were collected a soil sample at the Eorimok restricted trail during from April to September in 2012. The dominant series of the Eorimok restricted trail by GIS was Heugag series. Soil texture of the Eorimok restricted trail were classified silty loam except for some sites. The average Bulk and particle density were 0.55g/ cm3 and 1.28g/ cm3 respectively. The porosity ranged from 50 to 71%, Three phases of soil showed higher by the range of 46 to 70% in liquid phase. Hydraulic conductivity ranged from 18 to 131cm /h, it Showed a somewhat larger difference between the study site. The average soil ph was 4.78 in topsoil and 4.93 in subsoil. The soil ph showed to be higher at subsoil than topsoil. Electrical conductivity showed low concentrations by the range of 0.05 to 1.44 ds/m. The average soil organic matter contents were 14.45% in topsoil and 11.33% in subsoil, F site were higher than in other sites. Total nitrogen contents of soil also showed similar to organic matter contents. Available phosphate concentration and - 103 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) exchangeable base showed to be very low contents. The average cation exchange capacity was 14.67% in topsoil and 15.94% in subsoil. The average microelement contents of topsoil were Fe 117.0mg / kg, Mn 26.8mg / kg and Zn5.9 mg / kg, and subsoil were Fe 74.5mg / kg, Mn25.1 mg / kg and Zn2.3 mg / kg. The main rock-forming minerals of the Eorimok restricted trail were quartz and feldspar group. The major chemical composition of the Eorimok restricted trail were SiO 2, Al 2 O 3 and Fe 2 O 3 contents were ranged from 54.00 to 77.59%. Loss on ignition were from 12.26 to 43.88%, showed very high contents except for I and J sites. Soil microbes of the Eorimok restricted trail were G+ bacteria 17.00%, G- bacteria 25.45%, actinomycetes 10.03%, fungi 12.46% and mycorrhiza 2.85%. Distribution of microbial group by using PLFA profiles were in the order of bacteria > fungi > actinomycetes > mycorrhiza. - 104 -
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한라산영실지역기후변화취약식물종식물계절성연구 7) 김대신, 김수경, 김현철, 강인보 1) 제주특별자치도한라산연구소, 1) 제주특별자치도녹지환경과 요약 본연구는한라산영실지역에분포하는기후변화취약식물 39종류를대상으로하여 2010년 3월부터 2012년 11월까지식물계절성변화모니터링을실시하였다. 조사식물은영양기관의식물계절성변화 ( 잎눈파열시기, 성장시작시기, 개엽시기, 단풍 50% 이상시기, 낙엽 90% 이상시기 ) 와생식기관의식물계절성변화 ( 꽃눈파열시기, 개화 50% 이상시기, 낙화 90% 이상시기, 열매성숙도완료시기 ) 의특성으로구분하여기후변화취약종의식물계절변화를분석하였다. 기상자료는 2010년 3월부터 2012년 11월까지측정하였으며기상자료조사결과, 최고기온은 2010년의 33.4 ( 한라산영실해발 1,458m) 였고최저온도도 2012년의 -17 ( 한라산영실해발 1,458m) 였고, 최고상대습도는 100%, 최저상대습도는 0%( 한라산영실해발 1,330m) 였다. 생장시작 (budding dates) 과개엽시기 (leafing dates) 가 2010년을기준으로 2011년에는다소늦어졌다가 2012년에는빨라지는경향을보였지만, 함박꽃나무와백리향은매년빨라지고있어차이를보였다. 이는 2월과 3월의기온변화와밀접한관련이있는것으로판단된다. 단풍시기와낙엽시기의경우산개벚지나무, 개서어나무, 마가목, 함박꽃나무등의단풍시기는매년빨라지는경향을보였는데, 이는 9월중기온을보면 2010년 16.3 에서 2012년 13.4 로매년낮아졌기때문으로판단된다. 식물계절변화에대한연구자료의축적은향후기후변화와결부하여중요한기반정보로활용될수있으므로기후변화는물론미기후변화에따른식물계절차이의상관성을보다정량적으로밝히는보강연구가수행될필요가있다고사료된다. 교신저자 ; 전화 : 064-710-7571, E-mail : kds3374@korea.kr - 107 -
한라산연구소조사연구보고서 ( 제 12 호 ) 서론 지구평균온도는지난세기동안 0.74 증가하였고 (IPCC, 2007), 한반도의평균기온은약 1.5 상승하여기후변화현상은우리주변에서매우급속하게일어나고있다 (Korea Meterological Administration, 2008). 전세계적인기후변화의가장큰원인으로산업화, 도시화등으로인한대기중이산화탄소의농도증가이며 (Curtis와 Wang, 1998; IPCC, 2007), 특히자연생태계의영향을주어생물다양성에심각한위협을주고있다. 식물계절은식물이계절을따라주기적으로나타내는변화로서, 식물의개화와개엽은겨울및봄철의온도가가장민감한요인이며 ( 이등, 2009), 급격한계절변화로인해식물종간의상호작용및초식자, 곤충생활상에영향을미쳐생태계의불균형을야기할수있다 (Ahas 등, 2006; 정등, 2005). 식물계절에대한연구는대부분장기적인모니터링을통하여이루어지며관련연구로는진달래및철쭉류의개화시기연구 ( 김등, 1985), 서울지역왕벚나무등의개화시기변화연구 ( 이등, 2003), 벚나무개화시기변화연구 ( 이등, 2003; 정등, 2005), 남한산성과대관령공통종의개화시기변화연구 ( 민등, 1993), 홍릉수목원내개나리등의개화시기연구 ( 성, 2003), 기후변화취약식물의식물계절성변화연구 ( 조등. 2008; 김등, 2011), 이산화탄소농도에따른식물계절및번식특성연구 ( 이등, 2001; 이등, 2002; 신등, 2012) 등이있다. 한라산은식물의수직분포가뚜렷한지역중하나로아고산지역을중심으로북방계식물이다수가분포하며, 영실지역은해발고도에따라소나무와구상나무등이우점하는침엽수림, 관목림등다양한임상을보이며제주황기, 손바닥난초, 좀향유, 백당나무, 좀고채목, 한라고들빼기, 은분취, 한라구절초, 흰그늘용담, 섬매발톱나무, 구상나무등다양한특산식물과희귀식물들이생육하고있는지역이다 ( 김등, 2006; 백등, 2007). 한라산아고산지역의식물은기후변화에민감한분류군들로기온상승시피난처가없어멸종위기에처할것으로알려져있어이에대한지속적인식물계절모니터링이필요한지역이다. 따라서본연구는한라산영실지역기후변화취약식물의생물계절성변화를조사하여향후기후변화에따른식물보전방안등을모색코자실시하였다. - 108 -
한라산영실지역기후변화취약식물종식물계절성연구 조사및방법 1. 조사지개황한라산천연보호구역은정상화구호인백록담을중심으로동서로약 14.4km, 남북으로 9.8 km이며면적은 9,093.1ha이다. 1966년 10월 12일백록담을중심으로한산록지대가천연기념물제182호로지정되었고, 2002년 12월에는유네스코생물권보전지역으로지정되었으며 2007 년 6월 27일에유네스코세계자연유산으로등재되었다. 한라산은화산회토로구성되어있어많은고유종이자라며해발고도에따라온대낙엽수림대로부터한대침엽수림대까지식물분포의다양함을나타내고있다. 영실조사지역은영실소나무림 ( 영실탐방로, 해발 1,280m) 에서부터윗세오름대피소 ( 영실탐방로, 해발 1,700m) 까지약 5km의탐방로구간이다 ( 그림 1). 그림 1. 조사지역 ( 한라산영실탐방로 ) 2. 기상변화조사한라산영실지역의미기상을측정하기위해보조기상장비 ( 기온, 상대습도센서 ) 를영실탐방로해발 1,330m(N 33 21'16.3" E 126 29'53.1"), 해발 1,458m(N 33 21'28.9" E 126 29'51.2"), 해발 1,640m(N 33 21'32.9" E 126 30'30.8") 3개지역에설치하였다. 기상분석은 2010년 3월부터 2012년 11월까지수집된데이터를이용하였다. 3. 식물계절변화 한라산영실지역을 2010년 3월부터 2012년 11월까지조사하였다. 식물계절변화조사는조사지역내에서양호한생육을보이는개체를대상으로개엽, 개화, 결실, 단풍, 낙엽시기를조 - 109 -