무등산국립공원의 생태적 질 평 가 및 복 원 가 이드라인 수립

임치홍,박용수,안지홍,정성희,남경배,이창석 한국하천호수학회 2016 생태와 환경 Vol.49 No.4

Ecological restoration is an eco-technology, which heals the nature damaged by human activity by imitating organization and function of the integrate nature and thereby provide an inhabitable space for diverse organisms. Such an ecological restoration has to be carried out by applying restoration plan prepared based on the results of diagnostic evaluation discussed in the diversified respects. This study aims to prepare an ecological restoration plan of the damaged forest ecosystem in Mt. Moodeung National Park. To arrive at the goal, first of all, we diagnosed quality of forest landscape established in Mt. Moodeung National Park based on natural (topography, climate, and distribution of vegetation) and artificial (land use, linear landscape element) factors. In addition, we evaluated the integrity of each zone divided by linear landscape element quantitatively based on geometric property and land use intensity. As the result of analysis, topography of Mt. Moodeung National Park tended to be depended on weathering property of parent rock and vegetation zones were divided to three vegetation zones. Based on land use pattern, deciduous broad-leaved forest, evergreen needle-leaved forest, and mixed forest occupied about 90% of Mt. Moodeung National Park. Mean score of forest landscape quality was shown in 69.86±11.41. As a result, forest landscape elements in Mt. Moodeung National Park were influenced greatly by human activity and the degree was depended on topographic condition. This study suggested the synthetic restoration plan to improve ecological quality of Mt. Moodeung National Park based on the results of diagnostic evaluation.

한국의 보호구역에서 외래식물 분포 예측을 위한 공간 모형 a

임치홍,정수영,조용찬 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.1

외래식물의 유입과 정착 및 소멸, 귀화, 그리고 확산을 포함한 특정 생태계 내에서의 기능 발현 과정은 인류 문명의 역사와 함께 진행되어 온 생물학적 과정이다. 최근 특정한 생태학적 문제를 일으키는 침입 외래종에 의한 생태적 및 경제적 영향에 대한 평가 요구가 높아지고 있다. 특히 특정 생태계 유지의 기초 과정인 교란 체제 및 영양염류 순환 변화 과정에 대한 평가 활동과 더불어 공간통계모형을 활용하여 외래식물의 분포 및 확산 경향을 예측한 후 이를 관리 활동에 활용하는 노력들이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 2014년부터 2016년까지 경북 울진 소광리에 위치하는 산림유전자원 보호구역 내에서 출현한 외래식물의 정밀 분포도를 작성하고, BIOCLIM model (Bioclim), generalized linear Model (GLM), maximum entropy model (Maxent)의 세 가지 종 분포 모형 (Species Distribution Models, SDMs)을 적용하여 가장 높은 정확도 및 예측력을 나타내는 모형을 제안하였다. 소광리 산림유전자원 보호구역 내 외래식물은 7과 22종으로 확인되었으며, 138개 출현 좌표를 생성하였다. 이 중, 출현 지점이 5개 지점 이상의 분포 점이 많은 9종의 외래식물 (개망초, 달맞이꽃, 돼지풀, 망초, 미국가막사리, 서양민들레, 오리새, 큰김의털, 토끼풀)을 대상으로 전체 및 종 별확산 예측 모델을 수립하였다. 지형 6종, 기후 3종, 식생 2종 및 교란 변수 1종 등 총 12종류의 환경변수를 구성하여 모델에 적용하였다. 자료 구축은 Arcgis 프로그램, 그리고 분석은 R statistics의 dismo package를 활용하였다. 모형별 결과 비교는 일원분산분석 (SPSS ver 13) 및 현상학적 비교를 병행하여 실시하였다. 연구 지역의 외래식물은 고도가 낮은 지역, 사면경사 20°이하의 비교적 평탄 지역, 및 사면방향 약 300°정도의 서북사면에서 가장 높은 빈도로 출현하였다. 그리고 외래식물분포 지점은 수계로부터 최대 286m 떨어져있는 것으로 나타났으며, 수계로의 거리가 가까운 지역에서 외래종의 출현빈도가 높았다. 특히 도로 부근에서 90% 이상 출현하였다. 각 모형으로부터 도출된 AUC (각 모형 당 n=9)를 비교한 결과, Bioclim과 다른 두 모형은 차이를 보였지만 GLM과 Maxent에서는 통계적으로 유의한 차이 (F = 14.96, p < 0.001)가 관찰되지 않았으며, GLM의 경우 표본 성질에 따른 예측력 차이가 크지 않은 로버스트한 모형으로 평가되었다. 임계치 AUC의 경우, AUC와 동일한 양상을 나타내었으며, (F = 7.44, p < 0.01), 세 모형 중 Maxent의 임계치 표준편차가 가장 크게 나타나, 종에 따라 임계치가 가장 크게 달라지는 경향을 보였다. 도출된 출현예측면적은 GLM과 다른 두 모형은 차이를 보였지만 Bioclim과 Maxent에서는 통계적으로 유의한 차이 (F = 14.14, p < 0.001)가 없었으며, 종에 따라 면적 변화가 가장 큰 모형은 GLM인 것으로 나타났다. GLM과 Maxent 모델이 높은 예측력과 정확도를 보였고, Bioclim은 적용하기에는 부적절한 모델로 생각된다. 모델을 통한 외래식물의 확산은 외래식물의 분포 경향과 마찬가지로 임도와 같은 인간의 기술계 (techno system)를 따라 이루어지는 것으로 나타났다. 이러한 기술계를 이용하는 외래식물의 확산 경향은 지구 차원의 현상일뿐만 아니라 우리나라의 외래종 확산에서 역시 나타난다. 벌채 작업지와 같은 천이 초기 환경에 일시적으로 외래식물이 정착하고 있지만 모델 분석 결과 벌채지는 중요한 외래식물 확산 지역으로 나타나지 않았다. 본 연구는 국가 수준 또는 본 연구보다 작은 규모에서 외래식물 분포 모형을 구축하는데 참고연구가 될 것으로 생각된다.

Relationship between biodiversity and landscape structure in the Gyungan stream basin, central Korea

임치홍,김경순,안지홍,유병호,배양섭,변화근,이창석 한국곤충학회 2016 Entomological Research Vol.46 No.4

The relationship between landscape structure and biodiversity was investigated in the Gyungan stream basin, central Korea, in order to prepare a biodiversity conservation plan. The study area was divided into upstream, midstream, downstream and Gonjiam stream sub‐watersheds based on the land use pattern of each sub‐watershed. The quality of the terrestrial landscape was assessed by connectivity and percentages of deciduous broad‐leaved forest and urbanized area. The quality of the terrestrial landscape was the highest in the downstream sub‐watershed followed by Gonjiam stream, midstream and upstream sub‐watersheds. The quality of the riparian landscape assessed by percentages of the number and the area that the wetland vegetation elements occupy in the whole area showed a similar trend to that of terrestrial landscape. The diversity of all taxa including fish, reptiles and amphibians, birds, mammals and wetland vegetation except benthic macroinvertebrates was the highest downstream. The diversity of benthic macroinvertebrates was the highest in the Gonjiam stream sub‐watershed. Thus, biodiversity was shown to be the highest in the downstream sub‐watershed, followed, in order, by Gonjiam stream, midstream and upstream sub‐watersheds in proportion to landscape quality. On the other hand, the quality of the aquatic environment based on the ecological score of benthic macroinvertebrate (ESB) index was the highest downstream, followed, in order, by upstream, Gonjiam stream and midstream areas. This trend is different from that of biodiversity. In order to improve landscape quality degraded by excessive land use and to increase biodiversity, we recommended a restoration plan that addresses both ecosystem and landscape.

서식지 적합성 평가를 통한 국립공원 탐방로 관리 방안 연구 - 무등산 국립공원 내 담비 서식지를 중심으로 -

임치홍,이창석,정성희,박용수,Lim, Chi-Hong,Lee, Chang-Seok,Jung, Song-Hie,Park, Yong-Su 한국환경복원기술학회 2017 한국환경복원기술학회지 Vol.20 No.4

This study carried out for establishing the synthetic restoration plan to improve ecological quality of Mt. Mudeung National Park based on the results of conservation value assessment for yellow-throated marten habitats. Yellow-throated marten has significant implications as umbrella species for the wildlife habitats conservation, therefore, this species could be used to ecological restoration plan of the damaged forest ecosystem in Mt. Mudeung National Park. In this study, we diagnosed the quality of yellow-throated marten habitats in Mt. Mudeung National Park based on five natural and two artificial factors. In addition, we evaluated the integrity of each zone divided by trails quantitatively based on land use intensity. As a result, forest landscape quality in Mt. Mudeung National Park was influenced greatly by human activity and the degree was depended on the intensity of trails. Therefore, in this study, we suggested the closing of trails composed of the illegal and 36 legal trails. And then, we modeled the changes of habitats quality of Yellow-throated marten for each closing step. As a result the area of core habitats increased by two times and wildlife habitats quality improved in the whole area of the Mt. Mudeung National Park. As a result, the results of this study indicate that man-made linear landscape elements play a key role in the quality of habitats for predators, which require large habitats area like the Yellow-throated marten. Therefore, in order to establish an ecological restoration plan in the mountainous area, we recommend the concept of the linear landscape should be applied with the concept of area landscape.

산림생태계 보호구역에서 외래식물 분포 예측을 위한 최적 모형의 선발

임치홍 ( Chi-hong Lim ),정성희 ( Song-hie Jung ),정수영 ( Su-young Jung ),김남신 ( Nam-shin Kim ),조용찬 ( Yong-chan Cho ) 한국환경생태학회 2020 한국환경생태학회지 Vol.34 No.6

효과적인 보호구역의 보전 관리를 위해서는 외래종의 정착 모니터링 및 확산 위험에 대한 저감 노력이 수반되어야 한다. 본 연구는 울진에 위치한 산림유전자원보호구역(2,274ha)에서 조사된 외래식물 분포 정보를 대상으로 활용도가 높은 세가지 종분포모형(Bioclim, GLM, MaxEnt)을 활용하여 외래식물의 잠재출현지역을 모의하였고, 모의 결과를 비교하여 지역적 지리 및 생태 관리 특성이 반영된 현실성 및 적합성 높은 종분포모형을 선발하였다. 분석에서 예측된 외래식물의 출현지역은 실제 분포와 같이 도로 같은 선형 경관 요소를 따라 분포하는 경향이었으며, 일부 벌채지가 포함되었다. 본 연구에서 적용한 각 모형의 예측력과 정확도를 통계적으로 비교한 결과, GLM과 MaxEnt 모형은 대체로 높은 예측력과 정확도를 보였지만, Bioclim 모형은 낮았다. Bioclim은 가장 넓은 면적을 출현예상지역으로 계산하였고, GLM, 그리고 MaxEnt 순으로 면적이 작았다. 모의 결과의 현상학적 검토에서는 GLM과 Bioclim 모형은 표본 수에 따라 예측력이 크게 영향을 받는 것으로 나타났고, 표본 수와 관계없이 가장 일관성 높은 모형은 MaxEnt로 평가되었다. 종합적으로, 본 연구에 사용된 모형 중 외래식물 분포 예측을 위한 최적 모형은 MaxEnt 모형인 것으로 판단되었다. 본 연구에서 제시한 정밀 생물종 분포 자료 기반의 모델 선발 접근 방식은 산림생태계 보호구역의 보전 관리 및 지역 특성이 반영된 현실적이고 정교한 모델 발굴 연구에 도움이 될 것이다. Effective conservation and management of protected areas require monitoring the settlement of invasive alien species and reducing their dispersion capacity. We simulated the potential distribution of invasive alien plant species (IAPS) using three representative species distribution models (Bioclim, GLM, and MaxEnt) based on the IAPS distribution in the forest genetic resource reserve (2,274ha) in Uljin-gun, Korea. We then selected the realistic and suitable species distribution model that reflects the local region and ecological management characteristics based on the simulation results. The simulation predicted the tendency of the IAPS distributed along the linear landscape elements, such as roads, and including some forest harvested area. The statistical comparison of the prediction and accuracy of each model tested in this study showed that the GLM and MaxEnt models generally had high performance and accuracy compared to the Bioclim model. The Bioclim model calculated the largest potential distribution area, followed by GLM and MaxEnt in that order. The Phenomenological review of the simulation results showed that the sample size more significantly affected the GLM and Bioclim models, while the MaxEnt model was the most consistent regardless of the sample size. The optimal model overall for predicting the distribution of IAPS among the three models was the MaxEnt model. The model selection approach based on detailed flora distribution data presented in this study is expected to be useful for efficiently managing the conservation areas and identifying the realistic and precise species distribution model reflecting local characteristics.

한국의 보호구역에서 외래식물 분포 예측을 위한 공간 모형^a

임치홍 ( Chi-hong Lim ),정수영 ( Su-young Jung ),조용찬 ( Yong-chan Cho ) 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.1

계룡산국립공원의외래식물분포현황

명현호,임치홍,이선미 한국환경생태학회 2015 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2015 No.1

외래식물은 다양한 경로를 통해 유입되고 있으며, 1990년 대 후반부터 도시화의 확대로 인해 외래식물의 종수 및 분포 면적이 가파르게 증가하고 있다. 인위적인 교란이 빈번히 일 어나는 곳을 중심으로 분포 및 확산되고 있으며, 생태계가 건강하다고 할 수 있는 국립공원에서도 탐방로, 주차장, 도로 및 나지 등 교란이 잦은 곳에 분포하며 그로 인한 문제가 발생하고 있다. 따라서 2008년부터 각 국립공원에서 생태계 교란야생식물 제거사업을 실시하고 있으며, 제거면적은 매 년 증가하고 있다. 본 연구의 목적은 인위적 교란이 많이 발 생하는 도심형 국립공원인 계룡산국립공원을 대상으로 외래 식물의 정확한 분포 현황을 파악하여 효과적인 관리 방안을 마련하기 위한 기초 자료를 확보하는 것이다. 2014년 8월부터 10월까지 계룡산국립공원의 17개 구간 을 대상으로 공원 내 및 경계 지역에 출현하는 모든 외래식 물을 조사하고 분포지점의 GPS 좌표를 수집한 후 분포도롤 작성하였다. 그 결과 총 19과 19속 55종 1변종으로 총 56분 류군을 확인하였고 이중 생태계교란야생식물은 돼지풀, 단 풍잎돼지풀, 미국쑥부쟁이, 가시상추로 총 4분류군이었다. 외래식물은 주로 주차장, 나지, 폐경작지, 저수지, 탐방로 및 도로, 사찰 주변 등 인위적 교란이 많은 지역에 분포하였 고, 대부분 탐방로 및 도로 주변에 점형으로 분포하였으며, 나지와 폐경작지 등에서 면형으로 분포하였다. 종별 출현빈 도를 분석한 결과, 돼지풀이 326회로 가장 많았고 그 다음 으로 개망초 291회, 달맞이꽃 180회, 망초 176회, 미국쑥부 쟁이 153회 로 나타났다. 한편 갓, 도꼬마리, 미국까마중, 서양톱풀, 선토끼풀, 오리새, 큰개불알풀, 큰조아재비는 1회 로 가장 적게 출현하였다. 고도별 분포 현황을 분석한 결과, 대부분 350m 이하의 저지대에 분포하였으며(93.8%), 350 m에서 500m 사이에 2.1%, 500m 이상에서 4.1% 분포하였 다. 빛투과량이 많고 인위적 간섭이 많은 탐방로 입구 주변 에서 출현 빈도가 매우 높았고 숲 속을 관통하여 빛투과량 이 낮은 탐방로에서는 거의 출현하지 않다가 다시 빛투과량 이 높아지는 산 정상부에서 출현 횟수가 증가하였다. 구간 별 분포 현황을 분석한 결과, 만학골 코스에서 총 29분류군 으로 가장 많은 외래식물이 출현하였고, 그 다음으로 갑사 코스에서 27분류군이 출현하였으며 수통골 코스에서 가장 적은 2분류군이 출현하였다. 개망초는 전 구간에서 출현하 였고, 달맞이꽃과 망초가 16개 구간에서 출현하였다. 본 연구 결과 탐방로 및 도로와 같은 선형 요소는 외래 식물 확산의 주요 통로이고 나지 및 공터와 같은 면형 요소 는 주요 확산원인 것으로 판단된다. 현재로서는 물리적인 제거 방법이 가장 효과적이며, 선형 요소 주변에 분포하는 외래식물은 완전히 제거하기 어려우므로 위해성이 높고 확 산 속도가 빠른 종을 우선적으로 선정하여 개화 및 결실 전 지속적인 물리적 제거 작업을 실시해야 한다. 면형 요소 에 분포하는 외래식물은 면적이 넓은 곳을 우선적으로 식생 복원을 실시하면 분포 면적이 감소할 것으로 판단된다. 한 편 본 연구는 늦여름부터 가을까지 조사한 결과이므로 봄철 및 여름철 조사를 실시하면 더 많은 종류의 외래식물이 분 포할 것으로 예상되며 국립공원 내 외래식물의 종합적 관리방안 마련을 위해서는 계절별 조사를 실시해야 한다. 정확 한 분포 현황을 조사한 후 구체적인 관리 방안을 제시해야 하고, 주기적인 모니터링을 통해 가능한 한 확산되기 전의 침입 초기에 외래식물의 확산을 차단하는 것이 가장 효과적 이다. 또한 구체적인 관리 방안 마련 및 생태적 정보를 획득 하기 위한 다양한 실험연구가 필요하다. 이렇게 수집한 정 보를 바탕으로 추후 위해성이 높은 우선관리종을 선정하고 생태적으로 미치는 위험성이 높은 지역을 우선관리지역으 로 지정하여 종 및 지역에 대한 관리 방안을 마련해야 한다.

서울의 두 도 시 근린공원에서 평가된 탄소수지

김경순,피정훈,안지홍,임치홍,정성희,주승진,이창석 한국하천호수학회 2016 생태와 환경 Vol.49 No.1

This study was carried out to assess the carbon budget of two urban parks and one natural park and to prepare the plan for improving the ecological functions of the park including carbon sink. Net Ecosystem Production (NEP) of those study sites was calculated from the relationship between Net Primary Production (NPP) and soil respiration of each study site. To understand carbon budget of the whole area designated as the park, carbon budget of the urban park was analyzed by classifying the vegetated and the non-vegetated zones. NEP of the Nohae and the Sanggye parks calculated by reflecting areal size that the non-vegetated zones occupy were shown in - 1.0 and 0.6 ton C ha-1 yr-1, respectively. On the other hand, NEP of Mt. Bulam natural park as a reference site was in 2.3 ton C ha-1 yr-1. Based on the result, the Nohae park was assessed as carbon source rather than carbon sink. On the other hand, the Sanggye park was classified as carbon sink but the role was poor compared with natural park. The result is, first of all, due to lower NPP of the vegetation introduced for the parks compared with natural vegetation. The other reason is due to wide arrangement of non-vegetated zone. To solve those problems and thereby to create the urban park with high ecological quality, selection of plant species suitable for the ecological characteristic of the park, their arrangement imitated natural vegetation, and ecological zoning were recommended.

국립생태원 습지에서 진행 중인 자발적 복원

안지홍,임치홍,남경배,정성희,이창석 한국습지학회 2016 한국습지학회지 Vol.18 No.4

본 연구는 국립생태원 캠퍼스 내에서 주요 습지로 자리잡은 국립생태원 건립 전의 논을 자연의 과정에 맡긴 습지, 물길을 내어 자발적 복원을 유도한 습지 그리고 생태적 원리에 바탕을 두고 복원 처리한 저수지, 즉 생태연못을 대상으로 식생의 정착과정을 모니터링하여 복원의 진행정도를 평가하기 위해 수행하였다. 경관변화 분석 결과, 국립생태원의 현존 습지는 주로 이전의 논에 기원하였고, 일부는 주거지와 산림에서 기원한 것으로 나타났다. 식생의 종 조성 변화에서 초기에는 경작식물이나 인간 간섭에 내성을 갖는 식물이 우세한 경향이었으나 복원이 진행됨에 따라 인간 간섭에 의해 제거되었던 식물들과 습지의 생태적 특성에 어울리는 식물들이 늘어나는 경향을 보였다. 종 다양성과 외래종 출현 비율은 둘 다 복원 사업 진행 단계에서 가장 높았고, 복원 후와 복원 전 단계 순으로 이어져 외래종의 침입이 종 다양성에 영향을 미친 것으로 나타났다. 생태연못에서 나타난 변화는 수변 완충용으로 도입한 식생의 성공적인 정착이 두드러져 향후 외부로부터 오는 환경영향을 완충하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 판단되었다. 이상의 결과를 종합할 때, 국립생태원에 성립한 습지식생의 변화는 묵논에서 일어나는 전형적인 천이 초기과정의 모습을 보여 성공적인 복원을 이루어내고 있는 것으로 평가되었다. 최소한의 인위적 보조를 가한 생태연못에서도 복원의 과정은 성공적으로 진행되고 있다고 평가할 수 있다. 특히 다양한 생태적 기능을 발휘할 수 있는 완충식생대의 성공적인 정착은 의미있는 복원효과로 평가할 수 있다. 그러나 아직 완충식생대가 빈약한 구역에 대해서는 그 질을 개선하기 위한 적응관리대책이 요구되었다. This study was carried out to evaluate restoration process of a few wetlands in the National Institute of Ecology (NIE). Wetlands were composed of the former rice paddies that passive restoration was led through only natural process and by creating waterway, and an ecological pond, a reservoir that restorative treatment was practiced. As the result of analysis on landscape change in the current wetland space, existing wetland in NIE was usually from the former rice field and some parts were from the residential area or forest. Change of species composition was progressed from crops or ruderals resistant to human interferences to plant species, which has removed artificially for cultivation and grow usually in the typical wetland. Both species diversity and occurrence of exotic plants were the highest when restoration project is in progress and stages after and before restoration were followed. In an ecological pond that restorative treatment was done, vegetation introduced as riparian buffer was established successfully and thereby it was expected that it could contribute to buffer environmental stress comming from the outside. Synthesized the above mentioned results, change of wetland vegetation established in NIE resembled the typical trend of early successional stage occurring in the abandoned rice paddy and consequently, it was estimated that successful restoration is under progress. Restoration under progress in an ecological pond where artificial aid in the least level was added, could be evaluated in successful as well. In particular, successful establishment of buffering vegetation, which can play diverse ecological functions, could be evaluated as significant restoration effect. But adaptive management to improve ecological quality for the section that buffering vegetation is insufficient, is required.

생태자연도 등급 하락에 영향을 미치는 인위적 토지피복 변화 분석

최철현,임치홍,이성제,서현진 한국환경복원기술학회 2019 한국환경복원기술학회지 Vol.22 No.6

The first grade zones in Ecology and Nature Map are important regions for the conservation of the ecosystem, but it would be degraded by various anthropogenic factors. This study analyzes the relation- ship between potential land cover change and degradation of the first grade zones using land cover transition probability. As a result, it was shown that most of the first grade zones with degraded were converted from forest to urban(5.1%), cropland(27.2%), barren(11.0%) and grass(27.5%) in Gangwon and forest to urban(18.0%), cropland(15.3%), grass(28.4%), barren(12.3%) in Gyeonggi. The result of the logistic regression analysis showed that the probability of degradation of first grade zone was high- er in area where was expected the higher probability of urban, cropland, barren, grass transition. The barren transition probability was the most influential and grass was the next highest. There were re- gional differences in the probability of urban transition and cropland transition, and the urban transition probability was more influential in Gyeonggi-do. This is because development pressure such as housing site development is high in Gyeonggi-do. Due to the limitations of the Act on Mountain Districts Management, even in the first grade zones, the grade may be degraded. Therefore, if Ecology and Nature Map are used to prevent deforestation or conversion of mountainous districts, it may contribute to the preservation of the ecosystem.