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이서희 ( Seo Hui Lee ),배찬호 ( Chan Ho Bae ),박지민 ( Ji Min Park ),진향만 ( Hyang Man Jin ),박정아 ( Jeoung Ah Park ) 한국환경생태학회 2016 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2016 No.1
최근 몇 년간의 기후 변화는 과거의 자연적인 변화에 비하여 100배 빠르게 진행되고 있다. 그 결과 따뜻한 기후조건을 선호하는 난대성 식생대의 확장, 한대성 기후에 적응된 아고산 및 고산대 식생의 쇠퇴와 봄철 식물의 개화시기가 빨라지고, 동물의 서식처가 교란되는 등의 다양한 생태적 부작용이 나타나고 있다(김진석 등, 2006; 공우석, 2007; 오승환 등,2012). 이러한 지구온난화에 의한 식물의 변화 중 가장 눈에띄는 것은 생물계절(phenology)의 변화이다. 이는 매년 반복되는 계절변화에 따라 식물의 발아, 개엽, 개화 그리고 낙엽등 생물계절 시기가 반영되어 나타나기 때문이다(이경미 등,2009). 이렇듯 점진적으로 나타나는 기후변화에 대응하고, 기후변화에 따른 부작용이나 대응책 마련을 위한 생물계절성 연구는 장기간의 모니터링을 통해 이루어지며, 계절변화연구는 최근 기후변화와 기온상승의 잠재적인 영향을 평가하는데 중요한 지표로 인식되고 있다(Sagarin and Micheli,2001; Whitfield, 2001; 성정원 등, 2012). 최근 국내의 생물계절성 연구는 지리산국립공원 식물종의 생물계절성 연구(신재성 등, 2011), 영남지역 식물종의 생물계절성 연구(성정원 등, 2012), 연천 풍혈지 식물종의 생물계절성 연구(장정원 등, 2012), 한반도 주요 기후변화취약 산림식물종의 생물계절성 연구(오승환 등, 2012), 기후변화에 따른 현지외 조성식물의 생물계절성 연구(윤주은등, 2013), 특산식물 산개나리와 장수만리화의 생물계절성연구(오승환 등, 2012) 등이 수행 중이다. 특정 종을 대상으로 생물계절성 연구가 수행되기도 하고, 지역을 중심으로 생물계절성 연구가 수행되고 있음을 확인할 수 있었다. 경기도 내 주요 산지인 수리산 및 용문산, 축령산을 지리적 분포를 고려하여 조사 대상지로 선정하였으며, 조사지역내에서 공통종으로 출현하는 소나무, 일본잎갈나무, 당단풍나무, 생강나무(암), 진달래, 철쭉을 대상으로 생물계절성모니터링을 수행하였다. 이를 위하여 조사대상 식물의 잎눈, 개화, 낙화, 개엽, 단풍, 낙엽 및 생육일수 등 식물의 생육환경 변화를 조사하여 경기지역에 분포하는 자생식물자원의 생물계절적 특성을 파악하는 것을 목적으로 하였다. 2010년부터 2015년까지 모니터링 결과를 살펴보면 수리산 잎눈파열의 경우 소나무, 당단풍나무, 철쭉이 2011년보다 2012년 4~8일 빨라졌고 일본잎갈나무, 진달래가 1~3일늦어졌다. 생강나무(암)은 2011년 잎눈파열 시기 추정이 불가하여 비교가 어려웠으며, 2013년에는 소나무, 일본잎갈나무, 생강나무(암)의 파열이 비교 가능한 조사년도 중 가장늦게 진행되었고, 당단풍나무, 철쭉은 2011년 조사날짜와 동일하게 조사되었으며 진달래는 6일 빨라진 것으로 나타났다. 2014년에는 모든 대상종의 파열시기가 비교 가능한 조사년도 중 가장 빠르게 나타났다. 2015년은 2014년과 큰 차이가 없었으며, 2011-2013년과 비교 시 파열시기가 앞당겨진 것을 확인할 수 있었다. 개엽시기를 2011년과 비교 시, 2012년도에 소나무가 6일 늦어졌고, 일본잎갈나무, 당단풍나무, 진달래, 철쭉은 3~6일 빨라진 것으로 확인되었다. 2013년도에는 모든 조사종이 1~5일 늦어졌고, 2014년의 경우 모든 조사종이 5일에서 최대 17일 빨라진 것으로 확인되었다. 2015년도에는 소나무가 4일 늦어진 것을 제외하고 일본잎갈나무, 당단풍나무, 진달래, 철쭉이 최대 9일 빨라졌으며, 생강나무(암)는 2012년보다 2일 늦어졌고, 2013년보다 10일 빨라진 것으로 관찰되었다. 또 다른 조사지인 용문산의 잎눈파열을 2011년과 비교했을 때 2012년에는 소나무, 당단풍나무가 3~8일 빨라졌으며, 생강나무(암), 진달래가 5~7일 늦어졌다. 철쭉의 경우 2011년 잎눈파열 모니터링 시기를 놓쳐 비교가 어려웠으며, 2013년에는 일본잎갈나무, 당단풍나무가 2~5일 빨라진 것을 확인할 수 있었고, 일본잎갈나무, 생강나무(암), 진달래는 2~8일 늦어진 것을 확인하였다. 철쭉은 2012년과 동일한 날짜로 조사되었으며, 2014-2015년은 모든 대상종의 파열이 6일에서 최대 19일 빨라졌음을 확인하였다. 개엽시기를 2011년을 기준으로 하였을 때, 2012년에 모든대상종이 1~11일 빨라졌음을 볼 수 있었으며, 철쭉은 2011년 개엽 시기를 놓쳐 추정이 어려웠다. 2013년에는 소나무, 당단풍나무, 생강나무(암)가 1~2일 늦어졌으며 일본잎갈나무, 진달래의 개엽시기는 1일 차이로 별다른 차이를 보이지않았다. 철쭉은 2012년보다 11일 늦어진 것으로 조사되었다. 2014-2015년에는 소나무가 2~3일 늦어진 것을 제외하고 일본잎갈나무, 당단풍나무, 생강나무(암), 진달래, 철쭉의 개엽시기가 7일에서 최대 18일 빨라진 것을 확인하였다. 마지막으로 축령산의 잎눈파열 시기를 2011년과 비교 하였을 때, 2012년에 소나무, 당단풍나무, 철쭉이 1~5일 빨라졌고, 일본잎갈나무, 생강나무(암), 진달래가 2~8일 늦어진것을 확인하였다. 2013년에는 소나무, 당단풍나무가 1~2일앞당겨졌으며, 일본잎갈나무, 생강나무(암), 진달래, 철쭉이1~10일 늦어지는 것을 확인하였다. 2014년에는 모든 대상종이 5~19일 앞당겨진 것으로 관찰되었다. 2015년에는 생강나무(암)만 6일 늦어진 것을 제외하고, 모든 조사종이 적게는 1일에서 17일까지 빨라진 것을 확인하였다. 개엽시기를 2011년과 비교했을 때, 2012년에는 모든 대상종이 3~11일 빨라졌으며, 2013년에는 소나무가 약 7일빨라지고, 철쭉이 5일 늦어진 것을 제외하면 일본잎갈나무, 당단풍나무, 생강나무(암), 진달래는 1일에서 2일 빨라진 것으로 관찰되었는데 큰 차이로 보기는 어려웠다. 2014년은 모든 대상종이 10일 이상 큰 차이로 개엽시기가 앞당겨졌고, 2015년은 보통 3~13일 빨라진 것으로 관찰되었다. 각 조사지별 설치해 놓은 주기상장치와 호보(HOBO)를 통하여 기상자료를 수집하였으며, 축령산의 경우 2014년에 비해 2~4월 평균 기온이 1~1.5℃ 낮았으며, 8월은 1.5℃상승하였다. 나머지 달의 기온은 작년(2014)과 비슷한 수치로 나타났으며, 8월 기온 상승폭이 3개 산지 중 가장 크게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 용문산 역시 2014년과 비교하여 2~4월 봄철 평균기온이 1℃정도 낮아지고, 7월 이후 주기상장치의 전원장치 고장으로 인하여 데이터가 소실되었다. 주기상장치의 데이터 수치 대신 간이 HOBO 데이터를 이용하여 분석한 결과 8월 평균 기온이 작년에 비하여 1.3℃ 상승한 것으로 나타났다. 수리산도 2014년과 비교하여 2~3월 1~1.8℃까지 낮아졌으며, 이는 3개 산지 중 가장 큰 폭으로 나타났다. 수리산역시 8월에 평균기온이 1.2℃ 상승한 것으로 나타났으며, 나머지 달은 2014년과 비슷한 수치를 보였다. 주요 산지의 강우량 수치를 비교해 보고자 하였으나 주기상장치의 잦은 고장과 데이터 오류 현상으로 인하여 기상청자료를 토대로 비교 분석해보았다. 수원관측소와 양평관측소 자료를 보면 2014년에 총 강우량이 수원 1,029㎜, 양평790㎜ 으로 나타났으며, 2015년의 경우 11월까지의 총 강우량이 수원 701㎜, 양평 771㎜로 나타났다. 양평의 경우 약20㎜ 정도로 큰 차이가 없었지만, 수원의 경우 약 300㎜강우량이 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 또한 6~8월 강수량이 수원의 경우 2014년에 623㎜, 양평 461㎜였으며, 2015년의 경우 수원 327㎜, 양평 377㎜로 작년과 비교하여 큰폭으로 낮아진 것을 확인하였다. 그러나 11월엔 잦은 강우로 인하여 2014년 11월 강우량이 수원 44.2㎜, 양평 36.2㎜의 수치로 나타났고, 2015년 11월 강우량은 수원 115㎜,양평 126.5㎜ 로 2배 이상 더 높은 것으로 분석되었다. 이상의 결과를 종합해 보면, 개화와 개엽시기의 차이는 다양한 인자들에 의해 결정되지만, 개화와 개엽에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 봄철기온(2∼4월)이라는 Chmielewskiet al. (2004) ; 조현길 등(2008)의 연구결과처럼 주요 요인인봄철 기온(2~4월)이 작년에 비하여 1~1.8℃까지 낮아져 개화, 개엽 시기는 작년에 비하여 평균 5일~10일 가까이 늦어지는 경향을 보였다. 그러나 낙엽과, 열매 성숙에 크게 관여하는 늦여름과 초가을 기온이 평년과 비슷하고 오히려 소폭상승하여 낙엽이나, 열매성숙시기는 작년과 비슷하거나 빨라진 것을 확인할 수 있었다. 또한 평년 강우량 수치가 작년에 비하여 현저히 줄어들었으나(6~8월 기준), 오히려 11월엔 잦은 강우로 인하여 생리적 스트레스(오승환 등, 2011)를 이중으로 받아 열매성숙시기가 매우 늦어지거나 조기 낙과 또는 미성숙으로 인한 열매 부식 및 초본류의 고사가 많은 것을 확인하였다. 5년 동안의 기후변화 취약 산림식물종 모니터링 연구를 수행하면서 조사된 자료를 토대로 경기도 주요지역 자생식물의 생물계절성 연구 자료를 살펴보면, 동아파열 및 개엽,개화 시기 수치가 조금씩 빨라지는 것으로 조사되고 있으며, 더 나아가서 사면, 해발고, 모니터링 가지의 방향뿐 아니라 미기후 및 광량 환경 등 새로운 조사 항목에 대한 보완이 이루어진다면 기후변화 취약종을 모델로 한 기후변화에 대응하는 식물종 보전전략 등을 수립하는데 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
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