대흑산도 삼림식생구조와 식생변화에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The Forest vegetation structure of Daeheuksan Island was analyzed according to the characteristics of classification and structure of the communities by employing the phytosociological method, and it was predicted how the forest vegetation on the study site would change after 10, 30, and 50 years respectively.

1. Physiognomic Classification of the Vegetation on Daeheuksan Island
The vegetational communities of Daeheuksan Island could be classified into following: included in the evergreen broad-leaved forest are communities of Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Castanopsis cuspidata var. sievoldii-Pinus densiflora, Castanopsis cuspidata var. sievoldii-Pinus thunbergii, Machilus thunbergii, Quercus acuta, Neolitsea sericea and Camellia joponica, etc.; in the evergreen coniferous forest are communities of Pinus thunbergii, Pinus thunbergii-Carpinus turczaninowii, Pinus thunbergii-Camellia joponica, Pinus thunbergii-Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Pinus thunbergii-Eurya japonica, Pinus thunbergii-Machilus thunbergii, Pinus thunbergii-Pinus densiflora, Pinus thunbergii-Eurya emarginata, Pinus densiflora -Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Pinus densiflora-Pinus thunbergii, Pinus densiflora-Carpinus turczaninowii, Pinus densiflora-Camellia joponica, Pinus densiflora-Eurya japonica, Pinus densiflora-Machilus thunbergii and Pinus densiflora, etc.; in the deciduous broad-leaved forest are communities of Quercus serrata, Carpinus turczaninowii and Mallotus joponica, etc.; in the afforestation forest are those of Pinus thunbergii and Phyllostachys nigra var. henonis; and in the wetland vegetation are Salix koreensis community and Low-rise wetland vegetation. In addition, vegetations of rock, shrub vegetation and grassland vegetation as well as farmland, abandoned farmland are also found on the island.
The community of Castanopsis cuspidata var. sievoldii which belongs to the evergreen broad-leaved forest was found to occupy the largest area on the island, followed by such communities of evergreen coniferous forest as Pinus densiflora-Carpinus turczaninowii, Pinus densiflora -Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Pinus thunbergii-Camellia joponica, Pinus thunbergii-Castanopsis cuspidata var. sievoldii and Pinus densiflora-Camellia joponica, etc.
The physiognomy of the vegetation surveyed on the Daeheuksan Island could be classified into nine categories including evergreen broad-leaved forest, evergreen coniferous forest, deciduous broad-leaved forest, afforestation forest, wetland vegetation, rock vegetation, shrub vegetation, grassland vegetation and farmland according to the geographical characteristics of the site. In the physiognomic classification as above, it was revealed that the evergreen broad-leaved forest accounts for 47.56% of the total area of the forest on the island, evergreen coniferous forest for 43.41%, deciduous broad-leaved forest for 3.64%, afforestation forest for 0.12% and wetland vegetation for 0.05%, respectively.

2. Classification of Community
The evergreen broad-leaved forest of Castanopsis cuspidata var. sievoldii forest surveyed on the Daeheuksan Island was divided into the communities of Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Castanopsis cuspidata var. sievoldii-Pinus densiflora, and Castanopsis cuspidata var. sievoldii-Pinus thunbergii in line with the physiognomy forest dominant species. The investigated Castanopsis cuspidata var. sievoldii community is distributed in clusters mainly on the southwest slopes and valleys in the villages of Ye-ri, Sa-ri, Bi-ri, Sim-ri and Sosa-ri of Daeheuksan Island. The investigated Machilus thunbergii community is identified by Machilus thunbergii and formed within the range of 69～96 meters above sea level around the villages of Ye-ri, Sosa-ri and Ma-ri of the island. The investigated Quercus acuta community is identified by Quercus acuta and formed in the vicinity of the summit area of the Mt. Munam and in the upper area of Bi-ri on the island. The investigated Camellia joponica community is identified by Camellia joponica and distributed mainly around the lowlands and hills surrounding the villages of Sa-ri and Sim-ri of the island but the vegetation of the trees has been disturbed by human interference in lots of areas on it.
The evergreen coniferous forest of Pinus thunbergii forest surveyed on the Daeheuksan Island was classified into the communities of Pinus thunbergii, Pinus thunbergii-Eurya japonica, Pinus thunbergii-Camellia japonica, Pinus thunbergii-Castanopsis cuspidata var. sieboldii, Pinus thunbergii-Machilus thunbergii, Pinus thunbergii-Pinus densiflora and Pinus thunbergii-Eurya emarginata according to the physiognomy forest dominant species. Whereas, however, the forest of Pinus densiflora was divided into the communities of Pinus densiflora-Castanopsis cuspidata var. sieboldii, Pinus densiflora-Machilus thunbergii, Pinus densiflora-Camellia japonica, Pinus densiflora-Eurya japonica , Pinus densiflora-Pinus thunbergii, Pinus densiflora-Carponus turczaninowii and Pinus densiflora.
The investigated Carpinus turczaninowii community which is found to belong to deciduous broad-leaved forest from the survey on the Daeheuksan Island is identified by Carpinus turczaninowii and formed in clusters around the ridge line along the summits of Mt. Munam and Seonyubong within the range of 200～370 meters above sea level and in the vicinity of the villages Bi-ri, Sim-ri, etc. The investigated Mallotus joponica community is identified by Mallotus joponica and formed in clusters around the ridge line of Seonyubong and Oknyeobong as well as in the waste farmland left out in Sa-ri, Bi-ri, Sim-ri, etc. and in the low lands in their vicinity.

3. Actual Vegetation Map of Daeheuksan Island
The actual vegetation map of Daeheuksan Island shows the categories of communities such as Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Castanopsis cuspidata var. sievoldii-Pinus densiflora, Castanopsis cuspidata var. sievoldii-Pinus thunbergii, Machilus thunbergii, Quercus acuta, Neolitsea sericea, Camellia joponica, Pinus thunbergii, Pinus thunbergii-Carpinus turczaninowii, Pinus thunbergii-Camellia joponica, Pinus thunbergii-Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Pinus thunbergii-Eurya japonica, Pinus thunbergii-Machilus thunbergii, Pinus thunbergii-Pinus densiflora, Pinus thunbergii-Eurya emarginata, Pinus densiflora -Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Pinus densiflora-Pinus thunbergii, Pinus densiflora-Carpinus turczaninowii, Pinus densiflora-Camellia joponica, Pinus densiflora-Eurya japonica, Pinus densiflora-Machilus thunbergii, Pinus densiflora, Quercus serrata, Carpinus turczaninowii and Mallotus joponica; afforestation forests of Pinus thunbergii and Phyllostachys nigra var. henonis; Salix koreensis community; and low-rise wetland vegetation; in addition to rock vegetation, shrub vegetation, grassland vegetation as well as farmland, abandoned farmland, etc. The actual vegetation of the area surveyed in the present study is generally dominated by the community of Castanopsis cuspidata var. sievoldii(38.38%) while the community of Pinus densiflora-Carpinus turczaninowii(9.71%) widely occupies the areas of the summits and ridge lines of Mt. Munam and Sangra and the community of Pinus densiflora -Castanopsis cuspidata var. sievoldii(6.21%) is distributed broadly along the slopes of low sea level and at seaside. The community of Camellia joponica(3.09%) is centered around the low lands and hilly areas near the villages of Sa-ri and Sim-ri, and the community of Carpinus turczaninowii(3.36%) is distributed along the ridge line near the summits of Mt. Munam and Seonyubong.

4. Predicting the Changes in Population of Major Evergreen Broad-leaved Trees
The mean stem growth length of Machilus thunbergii shrubs in Daeheuksan Island turns out to be 20.3 ～ 28.2cm. On the basis of the changes in the stem growth length of Machilus thunbergii, its height is estimated to be 2.3 ～ 2.8m after 10 years, 6.9 ～ 8.4m after 30 years, and 11.5 ～ 14m after 50 years.
The mean stem growth length of Castanopsis cuspidata var. sievoldii shrubs in Daeheuksan Island is 19.0 ～ 22.5cm. Based on such changes in the stem growth length of Castanopsis cuspidata var. sievoldii, it is estimated to grow to reach the height of 1.9～2.3m after 10 years, 5.7～6.9m after 30 years, and 9.5～11.5m after 50 years.
Judging from the estimated growth rate of the stems of shrubs such as Machilus thunbergii, Castanopsis cuspidata var. sievoldii, etc., it is predicted that they would grow to be the main dominant forests of Daeheuksan Island in 50 years.
Attempts were made to estimate how the community profile of the flora on the island will change after 10, 30, and 50 years from now based on the actual changes in the stem length of Castanopsis cuspidata var. sievoldii and Machilus thunbergii. The results show that Castanopsis cuspidata var. sievoldii and Machilus thunbergii are expected to grow from the present shrub to arborscent 10 years later and to the community that will dominate the tree layer 30 years later. Then, Pinus densiflora will gradually get choked to death since newly grown trees may cover the crowns of the pine trees that are dominant in the tree layer. After 50 years, it is predicted that the cover of Castanopsis cuspidata var. sievoldii and Machilus thunbergii will change to 4～5, being transformed by thus into the dominant community of the whole island.

5. Predicting the Changes in Forest Vegetation of Daeheuksan Island
When predicting the changes in forest vegetation of Daeheuksan Island, it is expected that, in the mixed forests of Pinus thunbergii and Pinus densiflora, the community of evergreen broad-leaved trees such as Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Machilus thunbergii, and Quercus acuta will grow to be the dominant forest in 10 years, being named by thus the mixed forests of Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Machilus thunbergii, and Quercus acuta and, in 30 or 50 years from now, the colonies of Castanopsis cuspidata var. sievoldii, Machilus thunbergii, and Quercus acuta will turn into the dominant evergreen broad-leaved forest of the island.
In this paper, future changes of vegetation were predicted on the basis of the precise survey on the vegetation of Daeheuksan Island. The vegetation of the island has changed much compared to the past, and it is expected to change rapidly in the future as well. As the shift of forest vegetation processes further, the distributed area of Pinus thunbergii and Pinus densiflora will gradually decrease while the distributed area of Castanopsis cuspidata var. sievoldii and Machilus thunbergii forests will increase. As the distribution of evergreen broad-leaved forest which belongs to the warm temperature zone vegetation is expected to increase in ratio on the island, focus is laid in the present paper on tracking the theoretical patterns of changes in forest vegetation. The data presented in this study may be used positively for the related administrative agencies to work out the forest management policies since they can for sure provide the rationale for changes of the forest ecosystem on the island.

국문 초록 (Abstract)

대흑산도 삼림식생 구조를 식물사회학적 방법을 이용하여 군락분류, 군락구조 특성을 분석하였으며, 연구대상지의 10년, 30년, 50년 후의 삼림식생 변화를 예측하였다.

1.대흑산도 식생의 상관대분류
대흑산도 식생군락은 상록활엽수림으로는 구실잣밤나무군락, 구실잣밤나무-소나무군락, 구실잣밤나무-곰솔군락, 후박나무군락, 붉가시나무군락, 참식나무군락, 동백나무군락 등이, 상록침엽수림은 곰솔군락, 곰솔-소사나무군락, 곰솔-동백나무군락, 곰솔-구실잣밤나무군락, 곰솔-사스레피나무군락, 곰솔-후박나무군락, 곰솔-소나무군락, 곰솔-우묵사스레피나무군락, 소나무-구실잣밤나무군락, 소나무-곰솔군락, 소나무-소사나무군락, 소나무-동백나무군락, 소나무-사스레피나무군락, 소나무-후박나무군락, 소나무군락 등이, 낙엽활엽수림은 졸참나무군락, 소사나무군락, 예덕나무군락 등이, 식재림은 곰솔식재림과 솜대식재림 등이, 습지식생은 버드나무군락과 저층습원으로 구분되었으며, 기타 암벽식생, 임연‧관목식생, 산지초원식생, 경작지 등이 나타나고 있다.
가장 큰 면적은 상록활엽수림인 구실잣밤나무군락으로 나타났고, 그 다음으로 소나무-소사나무군락, 소나무-구실잣밤나무군락, 곰솔-동백나무군락, 곰솔-구실잣밤나무군락, 소나무-동백나무군락 등의 상록침엽수림 순으로 나타났다.
대흑산도에서 조사된 식생의 상관대분류는 입지의 지형적 특성에 따라 상록활엽수림, 상록침엽수림, 낙엽활엽수림, 식재림, 습지식생, 암벽식생, 임연‧관목식생, 초원식생, 경작지 등의 9개로 나타났다. 상관대분류별로 볼 때 상록활엽수림은 전체 삼림 면적의 47.56%이며, 상록침엽수림은 43.41%, 낙엽활엽수림은 3.64%, 식재림은 0.12%, 습지식생은 0.05%으로 각각 나타났다.

2.군락분류
대흑산도에서 조사된 상록활엽수림인 구실잣밤나무림에서는 상관 우점 종에 의하여 구실잣밤나무군락, 구실잣밤나무-소나무군락, 구실잣밤나무-곰솔군락 등으로 구분하였다. 구실잣밤나무군락은 대흑산도 예리, 사리, 비리, 심리, 소사리 등의 주로 남서사면과 계곡부에 군락을 이루고 있다. 후박나무군락은 후박나무에 의해서 식별된 군락으로서 본 군락은 표고 69～96m의 범위내 대흑산도 예리, 소사리, 마리 등의 마을주변에 군락을 이루고 있다. 붉가시나무군락은 붉가시나무에 의해서 식별된 군락으로서 대흑산도 문암산 정상부근과 비리 상부지역에 군락을 이루고 있다. 동백나무군락은 동백나무에 의해서 식별된 군락으로서 대흑산도 사리마을, 심리 마을 주변 저지대 및 구릉지를 중심으로 분포하였으나 인간의 간섭으로 인해 교목층의 식생이 교란된 지역이 많았다.
대흑산도에서 조사된 상록침엽수림인 곰솔림에서는 상관 우점 종에 의하여 곰솔군락, 곰솔-사스레피나무군락, 곰솔-동백나무군락, 곰솔-구실잣밤나무군락, 곰솔-후박나무군락, 곰솔-소나무군락, 곰솔-우묵사스레피나무군락으로 구분하였다. 소나무림에서는 상관 우점 종에 의하여 소나무-구실잣밤나무군락, 소나무-후박나무군락, 소나무-동백나무군락, 소나무-사스레피나무군락, 소나무-곰솔군락, 소나무-소사나무군락, 소나무군락으로 구분하였다.
대흑산도에서 조사된 낙엽활엽수림인 소사나무군락은 소사나무에 의해서 식별된 군락으로서 해발고도 200m～370m의 범위내, 대흑산도 문암산, 선유봉 정상능선 부근과 비리, 심리 등의 마을주변에 군락을 이루고 있다. 예덕나무군락은 예덕나무에 의해서 식별된 군락으로서 대흑산도 선유봉, 옥녀봉 능선부분과 사리, 비리, 심리 등의 폐경작지와 그 주변 저지대에 군락을 이루고 있다.

3.대흑산도 현존식생도
대흑산도현존식생도에서는 구실잣밤나무군락, 구실잣밤나무-소나무군락, 구실잣밤나무-곰솔군락, 후박나무군락, 붉가시나무군락, 참식나무군락, 동백나무군락, 곰솔군락, 곰솔-소사나무군락, 곰솔-동백나무군락, 곰솔-구실잣밤나무군락, 곰솔-사스레피나무군락, 곰솔-후박나무군락, 곰솔-소나무군락, 곰솔-우묵사스레피나무군락, 소나무-구실잣밤나무군락, 소나무-곰솔군락, 소나무-소사나무군락, 소나무-동백나무군락, 소나무-사스레피나무군락, 소나무-후박나무군락, 소나무군락, 졸참나무군락, 소사나무군락, 예덕나무군락, 곰솔식재림, 솜대식재림, 버드나무군락과 저층습원으로 구분되었으며, 기타 암벽식생, 임연‧관목식생, 산지초원식생, 경작지 등으로 구분하였다. 본 조사지역 현존식생은 전반적으로 구실잣밤나무군락(38.38%)이 우점하고 문암산, 상라산 정상부 또는 능선부분에 소나무-소사나무군락(9.71%)이, 저해발 사면부 및 해안가에 소나무-구실잣밤나무군락(6.21%)이 넓게 분포하고 있다. 동백나무군락(3.09%)은 사리, 심리 마을 주변 저지대 및 구릉지를 중심으로 분포하고 있다. 소사나무군락(3.36%)은 문암산, 선유봉 정상 능선 부근에 분포하고 있다.

4.주요 상록활엽수 군락변화 예측
대흑산도의 후박나무 관목층의 평균 줄기 길이 생장은 20.3～28.2cm이다. 후박나무 줄기 길이 생장 변화를 토대로 10년, 30년, 50년 후의 수고 생장 변화를 예상해보면 후박나무는 10년 후에는 2.3～2.8m, 30년 후에는 6.9～8.4m, 50년 후에는 11.5～14m로 성장하는 것으로 예측되었다.
대흑산도의 구실잣밤나무 관목층의 평균 줄기 길이 생장은 19.0～22.5cm이다. 구실잣밤나무의 수고 생장 변화를 예측해보면 10년 후에는 1.9～2.3m, 30년 후에는 5.7～6.9m, 50년 후에는 9.5～11.5m로 성장하는 것으로 예측되었다.
대흑산도의 삼림식생을 예측해보면 관목층에 있는 후박나무, 구실잣밤나무들이 줄기 길이 생장 변화을 통해 50년 후에는 대흑산도의 주요 우점림으로 성장할 것으로 예측된다.
구실잣밤나무와 후박나무의 줄기 길이 생장 변화에 따라 10년 후, 30년 후, 50년 후의 군락 단면도을 예측해보면, 10년 후에는 관목층에 있던 구실잣밤나무와 후박나무들이 아교목층으로 성장하고, 30년 후에는 교목층에 우점하는 군락으로 성장하면서 기존에 교목층에 우점하고 있는 소나무의 수관을 덮음으로써 소나무는 점점 고사하게 되면서, 50년 후에는 구실잣밤나무와 후박나무가 피도가 4～5로 변하면서 대흑산도의 주요 우점하는 군락으로 변화 할 것으로 예측된다.

5.대흑산도 삼림식생 변화 예측
대흑산도 삼림식생 변화를 예측해보면 곰솔혼림, 소나무혼림에서는 상록활엽수군락인 구실잣밤나무, 후박나무, 붉가시나무가 10년 후에는 우점림으로 성장하면서 구실잣밤나무혼림, 후박나무혼림, 붉가시나무혼림이 되고, 30년, 50년 후에는 구실잣밤나무군락, 후박나무군락, 붉가시나무군락으로 상록활엽수림으로 우점하는 것으로 예측된다.
본 논문에서는 대흑산도 식생에 대한 정밀실태조사를 바탕으로 향후 변화를 예측하였다. 대흑산도 삼림식생은 과거와 비교하여 많은 변화가 나타났으며, 향후 빠른 식생변화가 예상된다. 삼림식생 천이가 진행되면 곰솔림과 소나무림의 분포면적은 점차 감소하고 구실잣밤나무림과 후박나무림의 분포면적이 확대될 것이다. 대흑산도의 삼림식생은 난온대성 식생대인 상록활엽수림의 분포비율이 증가할 것으로 예상하였고, 삼림식생 변화에 대한 이론적 패턴을 추적하였다. 이러한 자료는 도서삼림 생태계 변화에 대한 이론적 근거를 제시함으로써, 관계 행정기관의 삼림관리정책에 적극적으로 활용할 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제2장 조사지 개황 8
• 제3장 연구방법 14
• 1. 상관대분류 14
• 2. 현존식생도 15
• 3. 조사방법 15
• 3.1. 식생 15
• 3.2. 식생변화 예측 16
• 제4장 결과 17
• 1. 대흑산도 식생의 상관대분류 17
• 1.1. 상록활엽수림 17
• 1.2. 상록침엽수림 18
• 1.3. 낙엽활엽수림 19
• 1.4. 식재림 20
• 1.5. 습지식생 20
• 2. 군락분류 23
• 2.1. 상록활엽수림 23
• 2.1.1. 구실잣밤나무림 26
• 2.1.2. 후박나무군락 30
• 2.1.3. 붉가시나무군락 32
• 2.1.4. 동백나무군락 36
• 2.2. 상록침엽수림 40
• 2.2.1. 곰솔림 48
• 2.2.2. 소나무림 52
• 2.3. 낙엽활엽수림 56
• 2.3.1. 소사나무군락 58
• 2.3.2. 예덕나무군락 59
• 3. 대흑산도 현존식생도 61
• 4. 삼림식생의 변화에 대한 이론적 근거 63
• 4.1. 난온대 삼림식생 변화 이론 63
• 4.2. 주요 상록활엽수 군락변화 예측 66
• 4.2.1. 후박나무군락 변화 66
• 4.2.2. 구실잣밤나무군락 변화 74
• 4.3. 대흑산도 상록활엽수 변화 예측 82
• 4.4. 대흑산도 삼림식생 변화 예측 82
• 4.5. 주요군락별 면적 변화 93
• 4.5.1. 구실잣밤나무림 93
• 4.5.2. 후박나무림 94
• 4.5.3. 곰솔림 96
• 4.5.4. 소나무림 98
• 4.6. 삼림식생 대분류 면적 변화 101
• 4.6.1. 상록활엽수림 101
• 4.6.2. 상록침엽수림 102
• 4.6.3. 낙엽활엽수림 103
• 제5장 고 찰 104
• 제6장 적 요 112
• 참고문헌 116

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