산림복원 시 초기 생장력 향상을 위한 식생 복원 모델 개발

국문 초록 (Abstract)

산림 훼손의 심각성에 대한 부각과 함께 산림생태계 건강성 증진을 위해 산림생태계 복원에 대한 국내외적 요구가 증가하고 있으며, 생물다양성 협약, 기후변화협약 등의 국제협약에서도 중요한 이슈로 등장하고 있다. 우리나라는 산림면적의 감소와 함께 자연재해, 인위적 개발 등 산림훼손 면적이 매년 증가하고 있으며, 산림 황폐화에 따른 산림생태계 교란과 건강성 저하는 자연재해 발생의 피해 확대 원인이기도 하다. 이러한 훼손 속도에 따라 복원 후 극상으로의 빠른 천이를 유도하기 위한 초기 생장 관련 연구나 구체적인 기법 등은 아직도 부족한 상태이다. 이에 따라 본 연구는 극상으로의 빠른 천이를 유도하고 복원 후 빠른 안정화를 도모하기 위하여 초기 생장력 향상을 위한 복원 모델을 개발하는데 목적이 있다.
이를 위하여 관련 연구 및 선행사례에 대한 고찰을 통해 동향을 파악하고 본 연구와의 차별성을 시사하였으며, 이를 바탕으로 복원 모델을 개발하는 연구의 과정을 설정하였다. 대상지 선정을 위해 식생기후대별 산림복원 유형을 구분하고, 참조생태계와 식생 복원 모델을 적용한 지역의 목표 군락과 복원 기법 등에 대한 조사를 통해 시간의 경과에 따른 식생의 발달 상태를 파악하였다. 수집된 생장 데이터를 기반으로 수종별, 식생기후대별, 복원시기별 생장력을 분석하여 성장 특성을 파악하고 초기 생장력 향상을 위한 모델 개발의 근거를 제시하였다. 생장력의 관계성에 따라 생장에 영향을 미치는 환경인자를 도출하고 전문가 설문조사를 통해 복원 모델의 구성요소의 타당성을 입증하였다. 구체적인 복원 모델은 식생기후대별로 온대북부 신갈나무군락, 온대중부 신갈나무군락, 온대중부 상수리나무군락, 그리고 온대남부 신갈나무군락 모델로 구분하였다. 각각의 모델에 대해서는 초기 생장력 향상을 위한 모델의 기반환경, 식물상 및 식생, 유지·관리 요소별 기준을 제시하였다. 마지막으로 초기 생장력 향상과 관련된 사항, 기존 모델과의 차이, 모델 적용시 고려사항 등을 포함하여 산림생태복원에 주는 시사점을 도출하였다. 본 연구를 통해서 도출할 수 있는 중요한 결론은 다음과 같이 요약할 수 있다.

첫째, 산림복원 사업지의 경향 분석 결과, 복원 대상지에서 가장 많은 유형은 ‘탄광·폐광지’유형(20.65%)으로 나타났으며, 대규모 복원보다 ‘소규모 복원(3㏊ 미만, 47.81%)’이 더욱 활발하게 이루어지고 있고, 지역별로는 ‘강원도(34.78%)’에서 복원사업이 활발한 것으로 파악되었다.
둘째, 현장조사 결과, 식재 당시의 상세한 기록이 없고 도면과 상이한 규격이나 수종으로 변경된 경우가 많았으며, 복원 목표와는 상이한 결과를 나타낼 수 있어 주의가 필요하다.
셋째, 기존의 산림복원지역 및 참조생태계 모니터링 결과, 경사도는 김천 바람재, 해발고는 심원계곡에서 가장 높게 나타났다. 또한, 수고생장은 대조구(자연산림) 대비 증심사지구(-2.01%)에서 낮게 나타났으며, 증심사지구(11.24%) 복원지를 제외한 모든 대상지에서 대조구에 비해 식피율이 낮게 나타났다.
넷째, 유형별 생장력 분석 결과, 수종별 생장력에서는 문헌조사 대비 현장조사 데이터가 많을수록 평균 수고생장률이 낮은 것으로 분석되었다. 식생기후대별 생장력 분석 결과, 평균 수고생장률은 온대남부 지역 낙엽활엽수림(106.06%)에서 가장 높게 나타났고, 온대북부 지역의 낙엽활엽수림(38.174%)에서 가장 낮게 나타났다. 복원시기별 생장력 분석 결과, 복원 후 3년(63.58%) 경과 시 평균 수고생장률이 가장 높은 것으로 분석되었다.
다섯째, 복원 모델의 구성요소 도출 결과, 21개 모든 항목에서 내용 타당도 값이 0.31 이상으로 내용타당도가 확보되었으며, 특히 기반환경 ‘기후-식생기후(0.94)’에서 가장 높게 나타났다. 기후변화에 따른 변화와 관련된 구성요소를 가장 중요하게 고려되어야 함에 따라 식생기후대별 복원 모델을 제시하였다.

본 연구에서 개발된 식생 복원 모델은 분석한 초기 생장력과 동반종, 식재기법, 밀도, 기존에 제시된 모델, 기후학적 특성 등을 종합적으로 고려하여 목표 군락별 모델을 개발하였다.
본 연구에서는 기존의 접근 방법과는 몇 가지 다른 접근을 시도하였다. 우선, 기존의 참조생태계 조사·분석을 통해 복원 모델을 개발하는 방법이 아닌 복원사업을 실시한 대상지의 모니터링을 통해 식생회복 정도를 분석한 결과를 토대로 식생 복원 모델을 개발하였다.
두 번째는 동일 목표 군락이더라도 기후대를 고려하여 접근하였으며, 이는 지역 및 기후 특성에 적합한 대표 식생의 군락 식재 모델을 개발하는 것을 의미한다. 식생기후대를 고려한 생태기반환경과 구조, 천이계열 등을 종합적으로 분석했다는 점에서 기존 모델과의 차이가 있다. 이는 생장에 영향을 미치는 환경인자를 모델의 구성요소로 적용함으로써, 빠른 생장을 위한 조합을 제안한 것이다.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서 론 1
• 1.1 연구의 배경 및 필요성 1
• 1.2 연구의 목적 3
• Ⅱ. 연구사 4
• 2.1 산림복원에 관한 기초 연구 4
• 2.2 기후변화에 따른 식물상에 관한 연구 9
• 2.3 생장에 영향을 미치는 환경인자에 관한 연구 13
• 2.4 식재기법에 따른 생장력에 관한 연구 16
• 2.5 식생 복원 모델에 관한 연구 19
• 2.6 시사점 22
• Ⅲ. 연구의 범위 및 방법 23
• 3.1 연구의 범위 23
• 3.1.1 내용적 범위 23
• 3.1.2 공간적 범위 23
• 3.1.3 시간적 범위 24
• 3.2 연구의 방법 25
• 3.2.1 식생기후대별 산림복원 유형 구분 26
• 3.2.2 산림복원지 및 참조생태계 모니터링 26
• 3.2.3 유형별 생장력 분석 27
• 3.2.4 복원 모델의 구성요소 도출 29
• 3.2.5 목표 군락별 식생 복원 모델 개발 32
• Ⅳ. 연구의 결과 및 고찰 34
• 4.1 식생기후대별 산림복원 유형 구분 결과 34
• 4.1.1 식생기후대 및 산림지역 구분 34
• 4.1.2 산림복원 유형 구분 37
• 4.2 산림복원지 및 참조생태계 모니터링 결과 45
• 4.2.1 온대중부 45
• 4.2.2 온대남부 65
• 4.2.3 모니터링 종합분석 77
• 4.3 유형별 생장력 분석 결과 78
• 4.3.1 수종별 생장력 78
• 4.3.2 식생기후대별 생장력 81
• 4.3.3 복원시기별 생장력 83
• 4.4 복원 모델의 구성요소 도출 결과 88
• 4.4.1 생장 영향 인자 분석 88
• 4.4.2 전문가 설문조사분석 90
• 4.5 목표 군락별 식생 복원 모델 개발 결과 97
• 4.5.1 목표 군락 및 복원 모델 설정 97
• 4.5.2 복원 모델의 개념 및 구조 100
• Ⅴ. 결 론 112
• 5.1 요약 및 결론 112
• 5.2 연구의 의의 및 과제 116
• 인용문헌 117
• 부 록 126
• Abstract 140