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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.50 No.3 pp.69-80
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2016.50.3.69

Growth Environment and Vegetation Structure of Habitats of Acer tegmentosum Maxim.

Ho-Jun Son1,2, Se-Chang Kim1, Da-Hyun Lee1, Soon-Jae Kwon1, Wan-Geun Park1, Young-Seol Kim1*
1Division of Forest Science, Kangwon National University, Chuncheon, 24341, Korea
2National Institute of Forest Science, Punggi, 36040, Korea
Corresponding author: Young-Seol Kim +82-10-6375-5239+82-33-259-5617kimaml@nate.com
February 25, 2016 April 29, 2016 May 23, 2016

Abstract

The present study was to survey the site environment, vegetation structure and soil characteristics in the wild habitats of Acer tegmentosum Maxim. and offers basic information for habitats conservation and restoration. Most of the wild habitats were located at altitudes between 605~1,413m with inclinations ranged as 8~30°. The bare rock rate were 8~50%. The vegetation structure by the PC-ORD based on the Two Way Cluster Analysis were divided into three groups CommunityⅠ(Acer tegmentosum – Quercus mongolica), CommunityⅡ(Acer tegmentosum - Carpinus cordata), CommunityⅢ(Quercus mongolica – Tilia amurensis). The species diversity(H') was highest in CommunityⅡ as 1.474, CommunityⅠwas 1.471, Community Ⅲ was 1.219. The soil textures were Clay loam, The average soil pH was 4.8, Soil organic matter was 15.15% and available phosphorus was 2.33ppm. Ordination analysis result by soil characteristics, community, characteristic species showed that the greatest effect factors were slope, altitude, tree and shrub’s cover rate, organic matter, total-nitrogen, calcium, magnesium. Correlation analysis between environment factor result showed that O.M. - (T.N., K+, Mg2+, CEC, EC), T.N. - (K+, Mg2+, CEC, EC) were positive correlations.


산겨릅나무(Acer tegmentosum Maxim.) 자생지의 서식환경 특성 및 식생구조

손 호준1,2, 김 세창1, 이 다현1, 권 순재1, 박 완근1, 김 영설1*
1강원대학교 산림환경시스템학과
2국립산림과학원 산림약용자원연구소

초록

본 연구는 산겨릅나무 자생지(화악산, 망대암산, 계방산, 고루포기봉, 가리왕산, 두위봉, 금대봉과 지 리산)의 입지환경, 토양특성, 및 식생구조 분석을 통해 자생지 보전 및 복원을 위한 기초자료를 제공하 고자 하였다. 산겨릅나무 자생지는 해발 605~1,413m에 위치하고, 경사는 8~30°로 다양하며, 노암율 은 8~50%로 나타났다. PC-ORD를 이용한 이단계 군집분석 결과 군집Ⅰ(산겨릅나무-신갈나무 군집), 군집Ⅱ(산겨릅나무-까치박달 군집), 군집Ⅲ(신갈나무-피나무 군집) 등 3개의 식물 군집으로 구분되었 다. 종다양성지수(H')는 군집 Ⅱ가 1.474로 가장 높게 나타났으며, 군집 Ⅰ이 1.417, 군집 Ⅲ이 1.219로 확인되었다. 산겨릅나무 자생지의 토성은 점토의 비율이 높은 식양토이며, 토양 산도, 유기물함량, 유효 인산은 각각 pH 4.8, 15.56%, 2.33ppm으로 확인되었다. 토양 특성과 군집, 표징종을 ordination분석 한 결과 가장 크게 영향을 주는 인자는 사면경사이며, 아교목층과 관목층의 피도, 유기물함량, 전질소, 칼슘, 마그네슘인 것으로 확인되었다. 환경요인 간 상관 분석을 실시한 결과, O.M. - (T.N., K+, Mg2+, CEC, EC), T.N. - (K+, Mg2+, CEC, EC) 등은 높은 정의 상관관계를 형성하였다.


    Korea Forest Service
    S121415L020130

    서론

    인간의 경제활동에 따른 지구환경의 황폐화로 인한 생물종 감소 문제는 매우 심각한 수준이다. 생물들이 멸종위기에 처하게 되는 주된 원인은 도 시화, 산업화 등 무분별한 개발에 의한 생육지 파 괴이지만, 관상용, 약용 및 식용 등 상업적 이용가 치가 높은 경우에는 남획으로 인한 개체수 감소도 큰 부분을 차지하고 있다(National Institute of Environmental Research, 2006).

    산겨릅나무(Acer tegmentosum Maxim.)는 우리 나라의 지리산 천왕봉 일대, 중부이북의 고산지대에 분포하고 있는 낙엽소교목으로 산저릅나무, 참겨릅 나무, 벌나무, 산청목이라고도 부른다(Kim, 1996). 민간에서는 잎과 잔가지, 수피를 지방간, 간염, 간 경병증, 간암에 뚜렷한 치료 작용이 있으며, 특히 간에 쌓인 독을 풀고 간세포를 살리는 효능이 있고, 이뇨작용이 탁월해 부종이나 신장염에도 치료효과가 있다고 알려져 있다(Joe, 2003). 최근 산겨릅나무의 약리학적 효능이 밝혀지면서 그 수요가 급증하여 자 연산 산겨릅나무의 무단 불법채취가 공공연히 자행 되고 있으며 이에 따라 자연산 산겨릅나무의 개체수 는 점차 사라져가고 있다. 지금과 같이 지속적으로 불법채취 및 남획이 이어진다면 자연산 야생 산겨릅 나무는 멸종될 것으로 판단된다(Seo et al., 2016).

    한편, 생물 다양성협약(CBD, 1992)의 채택으로 식 물자원의 배타적 권리가 인정됨에 따라 국가 간 식 물유전자원의 확보와 산업화 경쟁이 심화되고 있으 며, 각종 국제협약단체는 식물자원의 이용 및 개발 에 대한 상업적 권리를 제도화 하고 있다(National Forest Seed Variety Center. 2009). 또한 향후 50 년 이내에 지구상에 분포하고 있는 25만종의 관속식 물 중 약 20%가 멸종될 것이라고 추정하였으며 (Falk & Olwell, 1992; Lee et al., 2011), 생물다 양성을 최대한 유지시킬 수 있는 보전전략 및 생물 종의 증식과 자생지의 특성에 관심이 높아지고 있다 (Kim, 2007). 특히 생물다양성 협약서 제 8조에는 현지내 보전(In-site conservation)을 강조하고 있 어 생태계와 천연서식처의 중요성은 지속적으로 증 가하고 있다.

    산겨릅나무에 대한 연구는 Kwon et al.(2008; 2011)에 의한 산겨릅나무 추출물의 간암세포의 증식 억제 효과와 산겨릅나무 추출물의 항산화 및 간 기 능 보호효과, Park et al.(2015)에 의한 산겨릅나무 세포배양 추출물이 D-galactosamine 유도 급성 간 손상에 미치는 보호 효과 등의 연구가 보고된 바 있 다. 하지만 산겨릅나무의 종 보전과 재배기술 개발 을 위한 자생지 생육환경에 대한 연구는 미비한 실 정이다.

    본 연구는 산겨릅나무가 자생하는 지역의 입지특 성, 토양환경, 식생구조 등을 파악하고 각 요인들 간의 연관성을 분석하여 자생지의 보전과 생태환경 복원의 기초자료를 제공하고자 실시하였다.

    재료 및 방법

    1조사지역 및 입지환경조사

    본 연구는 산겨릅나무 자생지 중 인위적인 교란 (도벌 등) 없이 비교적 안정적인 식생이 성립한 강 원도 7개 지역(춘천시 화악산, 인제군 망대암산, 홍 천군 계방산, 평창군 고루포기봉, 정선군 가리왕산 과 두위봉, 태백시 금대봉)과 경상남도 1개 지역(산 청군 지리산)으로 총 8개 지역을 조사지로 선정하였 다(Fig. 1).

    자생지의 입지환경을 파악하기 위해 GPS(Garmin, Montana 650)와 Suunto Clino Compass를 이용하 여 위·경도, 고도, 경사 및 방위 등을 측정하였다.

    2식생조사 및 분석

    식생조사는 2014년 6월에서부터 2015년 8월까 지 산겨릅나무 자생지 중 문헌조사 및 사전답사 를 통해 개체군의 분포 면적이 넓고 상층임분이 발 달한 지역을 조사지로 선정하였다. 선정된 자생지에 20m×20m(400㎡)의 방형구를 21개 설치하였으며, 식생조사는 Braun-Blanquet의 방법(Braun-Blanquet, 1964, Zrich-Montpellier School)을 따랐다. 방형 구내 출현하는 분류군은 교목층(8m 이상), 아교목층 (2~8m), 관목층(0.8~2m), 초본층(0.8m)으로 나누 어 각 층위별로 피도와 개체수 등을 조사하여 상대 빈도, 상대밀도 및 상대피도를 구하였다. 이를 활용 하여 각 수종의 상대적 우세를 비교하기 위해 상대 우점치(Importance Percentage: IP)를 수관층위별 로 분석하였다(Curtis & McIntosh, 1951; Brower & Zar, 1977). 상대우점치는(상대밀도+상대피도+ 상대빈도)/3으로 산출하였으며, 개체들의 수관 층 위별로 가중치를 부여한 {(교목층 IP×3)+(아교목 IP×2)+(관목층 IP×1)}/6으로 평균상대우점치(Mean Importance Percentage: MIP)를 구하였다(Yi et al., 2010; Shin & Yi, 2011). 각 층위별 구성종 의 다양성과 균일성을 나타내기 위하여 Shannon- Weaver(1949)의 종다양도(H′), 최대종다양도(Maximum H′), 균등도(J′) 및 우점도(D)를 분석하였다(Pielou, 1975). 또한 자생지 간 식생구조에 따른 유연관계를 파악하고자 조사지역 내에 출현한 목본식물 중 평균 상대우점치 상위 29종을 대상으로 워드법(Ward's Method)을 이용하여 이단계군집분석(Two-way Cluster Analysis)을 실시하였다. 한편 군집과 표징종의 입지 특성과 토양 특성 등 환경 요인과의 관계를 CCA (Canonical Correspondence Analysis) ordination법 에 의하여 분석하였으며, 환경요인과 식생 및 토양조 사 결과의 상호 연관성을 파악하기 위해 상관분석을 실시하였다(Pearson, 1895). 군집분류 및 ordination 분석은 PC-ORD v. 5.17(McCune & Mefford, 2006) 을, 상관분석은 SPSS Statistics 21.0(SPSS, IBM) 을 이용하였다.

    3토양환경 조사

    산림식생의 지지 기반으로서 양분과 수분의 공급 을 통하여 수목의 생장에 영향을 미치는 토양특성을 알아보기 위하여 이화학성을 분석하였다. 토양 샘플 은 조사지 내에서 유기물 층을 제거한 후 A층의 토 양을 채취하였다.

    토성은 피펫법(Pipet method)에 의한 미국 농무부 분류기준을 따랐으며, 유기물함량(OM)은 Walkley- Black법, 유효인산(P2O5)은 Lancaster법, 전질소 (T-N)는 Kjeldahl법, 치환성양이온은 1N- NH4OAc (pH 7.0) 침출에 의한 I.C.P분석으로 정량화하였다. 양이온치환용량(C.E.C)은 1N-NH4OAc(pH 7.0) 침 출에 의한 NH4-N 킬달 증류법으로 산출하였으며, 전기전도도와 pH는 채취된 시료를 1 : 5로 희석하 여 EC meter(HANNA, HI 98331)와 pH meter (HANNA, HI 99121)로 측정하였다.

    결과 및 고찰

    1입지환경

    산겨릅나무는 대부분 해발 605 ~ 1,413m의 범위 에 분포하며, 평균 약 1,000m정도의 고산지대에 자 라며, 사면경사는 8 ~ 30°로 평균 약 24°로 확 인되었다. 노암율은 8 ~ 50%이며, 평균 약 29%로 암석이 다소 노출된 지역에 서식하는 것을 알 수 있 었다. 상층임분의 평균 수고는 약 15.8m, 평균 흉고 직경은 약 25.7cm, 평균 피도는 88%로 상당히 울 폐된 임분내에 분포하는 것으로 나타났다. 대부분 북동사면과 북서사면의 계곡부와 계곡사면에서 소군 락을 이루고 있었다. 산겨릅나무는 과거 백두대간을 중심으로 일반 산림에서도 비교적 쉽게 관찰되었으 나, 현재는 도남벌로 인해 인간의 접근이 어려운 심 산의 계곡부와 경사가 급한 계곡사면에서 자생하고 있다(Table 1).

    2군집구조

    산겨릅나무 자생지 21지역을 대상으로 군집분류를 실시한 결과, 3개의 군집으로 구분되었다. 군집 Ⅰ 은 산겨릅나무와 신갈나무가 우점하는 군집으로 4, 7, 8, 10, 11, 13, 21번 조사구가 포함되었으며, 군 집 Ⅱ는 산겨릅나무와 까치박달이 우점하는 군집으 로 2, 3, 5, 6, 15, 16, 20번 조사구가 포함되었다. 군집 Ⅲ은 신갈나무와 피나무가 우점하는 군집으로 1, 9, 12, 14, 17, 18, 19번 조사구가 포함되었다 (Fig. 2). 군집 Ⅲ의 평균 고도가 1,072m로 가장 높 게 확인되었으며, 군집 Ⅰ과 군집 Ⅱ가 약 960m로 비슷하게 나타났다. 군집 Ⅱ는 계곡부에 군집 Ⅲ은 사면부에 주로 나타났고, 군집 Ⅰ은 계곡부와 사면 부에서 모두 확인되었다.

    연구대상지에서 확인된 29종의 식물을 대상으로 군집분류를 실시한 결과, 산겨릅나무, 고로쇠나무, 신갈나무, 피나무, 물푸레나무, 당단풍나무 등이 함 께 유집되었고, 층층나무, 음나무, 난티나무, 가래 나무, 전나무, 찰피나무, 국수나무, 생강나무 등이 가까운 거리에서 유집되었다. 또한 산벚나무, 미역 줄나무, 들메나무, 호랑버들, 거제수나무, 병꽃나 무, 느릅나무, 고광나무 등도 가까운 거리에서 유집 되었다. 이중 다릅나무 - (물푸레나무, 까치박달나 무, 복자기), 까치박달 – 복자기, 전나무 – 가래나 무, 호랑버들 – 들메나무, 생강나무 – 국수나무, 고 광나무 – (거제수나무, 느릅나무), 미역줄나무 – 산 벚나무 등이 높은 정의 상관관계(p<0.05)를 나타났 으며, 산겨릅나무 – 거제수나무는 부의 상관관계를 나타냈다.

    3평균상대우점도

    산겨릅나무 자생지의 군집별 상대우점치(IP)와 평 균상대우점치(MIP)를 분석한 결과(Table 2), 전체 교목층의 상대우점치는 신갈나무(IP: 18.67%), 산겨 릅나무(IP: 13.57%), 피나무(IP: 8.54%), 고로쇠나무 (IP: 7.24%) 순으로 나타났으며, 아교목측은 까치박 달, 산겨릅나무, 고로쇠나무, 피나무 순으로 확인되었 다. 관목층의 경우 산겨릅나무, 함박꽃나무, 오미자, 미역줄나무 순으로 확인되었으며, 평균상대우점치는 산겨릅나무(MIP: 11.41%), 신갈나무(MIP: 9.34%), 피 나무(MIP: 5.95%), 고로쇠나무(MIP: 5.87%) 순으로 확인되었다. 산겨릅나무 자생지는 전체적으로 신갈 나무가 우점종으로 보이나, 천이가 진행되면서 산겨 릅나무, 고로쇠나무, 피나무, 까치박달, 층층나무 등 이 경쟁하면서 중생혼합림(Braun, 1950; Vankat, 1979; Barbour & Billings, 1988)으로 발전할 것으 로 판단된다.

    군집 Ⅰ(산겨릅나무 – 신갈나무 군집) 교목층의 상대우점치는 산겨릅나무(IP: 15.97%), 신갈나무(IP: 13.77%), 층층나무(IP: 9.70%), 고로쇠나무(IP: 6.96%), 음나무(IP: 6.04%) 순으로 높게 확인되었으며, 아교 목층은 부게꽃나무, 산겨릅나무, 고로쇠나무, 당단 풍나무 순으로 확인되었다. 관목층은 미역줄나무가 가장 우점하였으며, 산겨릅나무, 국수나무, 병꽃나 무 순으로 나타났다. 평균상대우점치는 산겨릅나무 (MIP: 12.71%), 신갈나무(MIP: 6.89%), 고로쇠나무 (MIP: 6.35%), 층층나무(MIP: 4.05%), 까치박달 (MIP: 3.22%) 순으로 확인되었다.

    군집 Ⅱ(산겨릅나무 – 까치박달 군집)의 교목층 상대우점치는 고로쇠나무(IP: 12.86%), 신갈나무 (IP: 12.46%), 산겨릅나무(IP: 11.06%), 피나무(IP: 8.38%) 순으로 확인되었으며, 아교목층은 당단풍나 무, 까치박달, 함박꽃나무, 산겨릅나무 순으로 나타 났다. 관목층은 산겨릅나무, 함박꽃나무, 물푸레나 무, 생강나무 순으로 나타났으며, 평균상대우점치는 산겨릅나무(MIP: 11.97%), 까치박달(MIP: 10.31%), 당단풍나무(MIP: 8.56%), 고로쇠나무(MIP: 8.25%), 신갈나무(MIP: 6.23%) 순으로 확인되었다.

    군집 Ⅲ(신갈나무 – 피나무 군집)의 교목층 상대 우점치는 신갈나무(IP: 32.48%), 피나무(IP: 14.84%), 산겨릅나무(IP: 14.73%) 순으로 높게 확인되었으며, 아교목층은 피나무, 까치박달, 산겨릅나무, 당단풍 나무 순으로 나타났다. 관목층은 산겨릅나무, 함박 꽃나무, 오미자, 미역줄나무 순으로 나타났으며, 평 균상대우점치는 신갈나무(MIP: 16.24%), 피나무(MIP: 15.72%), 산겨릅나무(MIP: 12.18%), 까치박달(MIP: 6.86%) 순으로 확인되었다.

    모든 군집에서 신갈나무는 교목층에서만 우점하였 으며, 산겨릅나무는 모든 층위에서 비교적 높은 우 점 순위를 보였다. 이것은 산겨릅나무의 경우 고사 되거나 도벌된 후 맹아지가 발달하여 아교목층과 관 목층에서 피도가 높게 나타난 것이 원인으로 판단된 다. 사람들의 생활권에서 멀리 떨어져 인위적인 교 란을 덜 받은 일부 지역에서는 수종이 다양하고 임 분 구조가 복잡한 노령림을 볼 수 있다. 이러한 산 림은 극상림에 근접한다고 판단되며, 유존군집(Relict community)이라고 부른다(Yun et al., 1987). 또한 천이 후기 극상림에서 많이 나타나는 까치박달이 높 은 우점도를 보인 것으로 보아 산겨릅나무 또한 천 이 후기 수종으로 우리나라 낙엽활엽수림에서 유존 군집에 해당한다고 판단된다.

    4종다양성지수

    산겨릅나무 자생지의 군집별 종다양성지수(H'), 최대종다양도(H'max), 균재도(J'), 우점도(D)를 분석 한 결과(Table 3), 종다양성지수(H')는 군집 Ⅱ(산겨 릅나무 – 까치박달 군집)가 1.474로 가장 높게 나타 났으며, 군집 Ⅰ(산겨릅나무 – 신갈나무 군집)은 1.417, 군집 Ⅲ(신갈나무 – 피나무 군집)은 1.219로 확인되었다. 균재도(J')는 0.871~0.918로 확인되었 으며, 우점도(D)는 0.082~0.129로 나타났다.

    균재도(J')는 그 값이 1에 가까울수록 종별 개체수 가 균일한 상태를 나타내며(Brower & Zar, 1977), 우점도(D)는 0.900이상일 때는 1종에 의해, 0.300 ~0.700일 때는 2~3종에 의해, 0.300이하 일 때는 여러 종에 의해 우점 된다고 하였다(Whittaker, 1956). 이에 산겨릅나무 군집은 종별 개체수가 균일 한 상태로 한 종이 아닌 다양한 종이 우점하는 군집 을 구성하고 있다.

    최대 종다양화를 나타내는 최대종다양성도(H′ max)와 종다양성지수(H′) 간의 값이 근접할수록 군 집의 구조는 안정적이고, 값이 멀어질수록 구조가 불안정한데(Pielou, 1975), 산겨릅나무 군집 구조는 비교적 안정적인 것으로 보이며, 그 중 군락 Ⅱ(산 겨릅나무 – 까치박달 군집)이 가장 안정적인 군집인 것으로 확인되었다.

    산림군집의 구조적인 복잡성, 외부 교란 요인으로 부터의 안정성, 그리고 산림 발달 과정상의 성숙도 는 종다양성과 정비례하는 경향이 있다(Odum, 1969; Loucks, 1970; Bazzaz, 1979). 산겨릅나무 군집의 높은 종다양성지수(H′), 균일한 군집구조, 여러 종이 우점하는 군집형태는 천이진행 과정에서 외부교란의 요인으로부터 비교적 안정적인 높은 해 발고, 심산의 산복부와 계곡부에 주로 서식하기 때 문이다. 하지만 현재 산겨릅나무는 도남벌로 인해 군락이 사라지고 개체단위로 분포하고 있으며, 그로 인한 서식지의 파편화와 단절화가 이루어지고 있어 종 보전적 측면에서 심각한 위협요인으로 작용할 것 이라고 판단된다.

    5토양의 이화학성

    산겨릅나무 자생지 토양의 이화학성을 조사한 결 과, 토성은 점토(Clay)의 비율이 상대적으로 높은 식양토(Clay loam)로 확인되었다(Table 4). 유기물 함량(O.M.)은 평균 15.56%로 우리나라 산림토양의 평균 유기물 함량인 4.49%(Jeong et al., 2002)보 다 높은 값을 보였다.

    유기물은 토양 중 거의 모든 질소의 공급원 (Miller & Donhue, 1990)이기 때문에 전질소(T.N.) 는 토양유기물과 밀접한 상관관계를 보이는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 1991). 우리나라의 산림 평균 질소함량을 Jeong et al.(2002)은 0.19%로 보 고하였는데, 본 연구에서 군집 별로 살펴보면 0.37 ~1.06%의 범위로 높게 나타났고, 경기도 광릉에 위 치한 국립수목원 내의 천연활엽수림의 질소함량 0.51%(Kwon et al., 2014)와 비슷하거나 높게 나타 났다. 이는 산겨릅나무 자생지가 천연활엽수림으로 장기간의 천이 단계를 거치면서 축적된 유기물에 의 한 것으로 판단된다(Garnier et al., 2004; Kwon et al., 2014).

    유효인산(P205)은 평균 42.33ppm으로 우리나라 산림토양 평균 25.6ppm 보다 높게 나타났으며 (Jeong et al., 2002), 토양 pH는 평균 4.80으로 우리나라 산림토양 평균 5.48 보다 낮게 확인되었다 (Jeong et al., 2002). 유효인산은 일반적으로 토양 pH가 낮아지면 증가하는 난용성화에 기인하여 감소 되는 것으로 알려져 있는데(Vitousek et al., 2010), 산겨릅나무 자생지 토양의 pH는 낮고 유효 인산의 비율이 높은 것은 높은 유기물함량과 치환성 양이온 등의 영향과 점토(Clay)의 비율이 높아 인산 흡착도가 높았기 때문으로 판단된다.

    치환성양이온 Ca2+, Mg2+, K+, Na+와 양이온치환 용량(CEC)도 일반적인 산림보다 비교적 높게 확인 되었다. 이것은 산겨릅나무가 낙엽의 생산량이 많은 낙엽활엽수림에 자생하고 유기물의 축적이 이루어지 는 계곡부와 산복사면에 주로 서식하기 때문으로 판 단된다.

    군집별 유기물함량(O.M.), 전질소(T.N.), 유효인 산(P205), 치환성양이온, 양이온치환용량(CEC) 등은 군집 Ⅰ > 군집 Ⅲ > 군집 Ⅱ 순으로 확인되었으며, 이는 군집의 평균 경사도가 군집 Ⅰ이 가장 낮으며, 계곡부와 산지에 고루 분포하고 있어 유기물 및 양 이온들의 용탈보다는 축적이 이루어졌기 때문으로 생각된다.

    6Ordination 분석

    군집 및 표징종과 환경인자와의 관계를 확인하기 위하여 CCA(Canonical Correspondence Analysis) ordination법에 의하여 분석한 결과는 다음과 같다 (Fig. 3).

    해발고, 경사, 노암율, 층위별 피도 등의 입지 특 성과 군집, 표징종을 ordination 분석한 결과, 가장 크게 영향을 주는 인자는 경사도와 아교목층, 관목 층의 피도로 확인되었다. 1축을 중심으로 우측에 아 교목층과 관목층의 피도가 높은 군집 Ⅲ이 위치하였 으며, 2축을 중심으로 경사도에 높은 아래쪽에 군집 Ⅱ와 군집 Ⅲ이 위치하였다. 표징종의 경우 1축 우 측에서 산겨릅나무, 미역줄나무, 고광나무, 산벚나 무, 신갈나무, 피나무 등이 2축 아래쪽에 고광나무, 피나무, 전나무, 난티나무, 찰피나무, 느릅나무, 마 가목 등이 위치하였다.

    토양 특성과 군집, 표징종을 ordination 분석한 결과, 가장 크게 영향을 주는 인자는 유기물함량, 전질소, 칼슘과 마그네슘인 것으로 확인되었다. 1축 을 중심으로 우측에 유기물함량, 전질소, 마그네슘 의 함량이 높은 군집 Ⅰ이 위치하였고, 2축을 중심 으로 위쪽에 칼슘에 함량이 높은 군집 Ⅲ이 위치하 였다. 표징종의 경우 1축에서 우측에 들메나무, 호 랑버들, 음나무, 산겨릅나무, 난티나무 등이 위치하 였고, 2축 위쪽에 미역줄나무, 신갈나무, 피나무, 거제수나무, 산벚나무 등이 위치하여 구분되었다. Table 5

    산겨릅나무는 대부분 낙엽활엽수림대의 계곡부와 산복부에 자생하며, 실생으로 번식한 개체는 교목층 과 아교목층에, 교란으로 인해 맹아로 번식한 개체 는 아교목층과 관목층에 분포하여 모든 식생층위에 서 확인되었다. 이로 인해 군집과 환경요인 등을 구 분하는 중요인자로 아교목층의 피도와 관목층의 피 도가 영향을 미치는 것으로 판단된다. 또한 중요한 변수 중 하나인 경사도의 경우는 토양 특성과의 분 석에도 영향을 주어 경사도가 낮은 지역인 군집 Ⅰ 에서 낙엽 및 낙지의 축적이 보다 용이하게 이루어 져 유기물함량, 전질소, 칼슘과 마그네슘 등의 함량 이 높게 나타난 것으로 판단된다.

    7상관관계 분석

    산겨릅나무 자생지의 입지 특성과 토양 특성 등의 환경 요인간 상관 분석을 실시한 결과, O.M. - (T.N., K+, Mg2+, CEC, EC), T.N. - (K+, Mg2+, CEC, EC), P205 – EC, K+ - Mg2+, (CEC, EC, Ca2+) - pH, Mg2+ - CEC 등은 높은 정의 상관 (p<0.01)을 나타났으며 일반적인 산림토양의 경향 (Jeong et al., 2002; Hwang et al., 2006; Yun et al., 2014)과 일치하였다. 한편 아교목층 피도 (CST) - (O.M., T.N., P205, Mg2+), 관목층 피도 (CS) - (O.M., T.N., K+, CEC, EC), 초본층 피도 (CH) - T.N. 등은 높은 부의 상관(p<0.01)을 나타 났다. 유기물함량의 증가는 생산량과 유기물분해에 기인한 것이며(Nakane et al., 1986), 임내에서의 온도와 수분의 증가는 유기물층의 분해를 촉진한다 고 하였다(Boerner & Sutherland, 1997; Hwang et al., 2006). 산겨릅나무 자생지는 상대적으로 교 목층보다 아교목층 및 관목층이 발달하였으며, 엽면 적이 비교적 큰 산겨릅나무, 신갈나무, 피나무, 까 치박달, 당단풍나무, 함박꽃나무 등이 우점하고 북 사면에 위치하고 있어 임분내 유효광량을 낮추고 온 도 또한 떨어뜨려 유기물 분해 속도가 상대적으로 느린 것으로 판단된다. 이에 산겨릅나무 자생지는 절대적인 생산량(낙엽 및 낙지)은 높아 유기물, 전 질소, 유효인산, 치환성양이온 등의 함량은 높으나 목본층의 피도가 증가 할수록 상대적인 유기물 등 토양 양분의 함량은 낮아진 것이라고 판단된다.

    Acknowledgment

    본 연구는 산림청 ‘산림과학기술개발사업(과제번 호: S121415L020130)’의 지원에 의하여 이루어진 것입니다.

    Figure

    JALS-50-69_F1.gif

    Map of sites of Acer tegmentosum Maxim.

    (A: Mt.Hwaak(12, 13), B: Mt.Mangdaeam(5, 14), C: Mt.Gyebang(2, 3, 4, 6, 7), D: Gorupogibong(18, 19), E: Mt.Gariwang(8, 10, 11, 15), F: Duwibong(9), G: Geumdaebong(1, 5, 16, 17), H: Mt.Jiri(20, 21))

    JALS-50-69_F2.gif

    Dendrogram of the plots and species based on cluster analysis.

    JALS-50-69_F3.gif

    CCA(Canonical Correspondence Analysis) ordination diagram.

    (TOP: Community, Species and environmental variables, Bottom: Community, Species and soil characteristics, SL: slope degree, CST: coverage of subtree layer, CS: coverage of shrub layer, Ca: Ca2+, Mg: Mg2+, OM: organic Matter, N: total nitrogen)

    Table

    General description of physical and vegetation of the studied site

    Importance percentage(IP) and mean importance percentage(MIP) of major species in each plant communities

    1Community I: Acer tegmentosum - Quercus mongolica, Community II: Acer tegmentosum - Carpinus cordata, Community III: Quercus mongolica - Tilia amurensis
    2T1: importance percentage in canopy layer, T2: importance percentage in understory layer, S: importance percentage in shrub layer, M: mean importance percentage.

    Species diversity indices of woody and herbaceous species in the surveyed plots

    1Community I: Acer tegmentosumQuercus mongolica, Community II: Acer tegmentosum - Carpinus cordata, Community III: Quercus mongolicaTilia amurensis.

    The physical and chemical properties of soils by research sites

    1Community I: Acer tegmentosumQuercus mongolica, Community II: Acer tegmentosum - Carpinus cordata, Community III: Quercus mongolicaTilia amurensis.

    Correlation analysis of environmental factors, vegetation and soil characteristics

    *: significance at 5% level,
    **: significance at 1% level
    AT: altitude, AP: aspect, SL: slope degree, RC: bare rock, H': species diversity, NS: no. of species, CT: coverage of tree layer, CST: coverage of subtree layer, CS: coverage of shrub layer, CH: coverage of herb layer, OM: organic Matter, TN: total nitrogen, P: Avail. P205, K: K+, Ca: Ca2+, Mg: Mg2+, Na: Na+, CEC: Cation Exchange Capacity, pH: hydrogen exponent, EC: Electrical Conductivity.

    Reference

    1. Barbour MG , Billings WD (1988) North americal terrestrial vegetation, Cambridge University Press,
    2. Bazzaz FA (1979) The physiological ecology of plant succession , Annual Review of Ecology and Systematics, Vol.10 ; pp.351-371
    3. Braun EL (1950) Deciduous forests of eastern north america, Blakiston Company,
    4. Braun-Blanquet J (1964) springer,
    5. Brower Jr , Zar JH (1977) Field and laboratory methods for general ecology, Wm. C Brown Comp,
    6. Boerner REJ , Sutherland EK (1997) The chemical characteristics of soil in control and experimentally thnned plots in mesic oak forests along a historical deposition gradient , Applied Soil Ecology, Vol.7 ; pp.59-71
    7. Curtis JT , McIntosh RP (1951) An upland forest continuum in the Prairie-Forest Border Region of Wisconsin , Ecology, Vol.32 ; pp.476-496
    8. Falk DA , Olwell P (1992) Scientific and policy conservations on reintroduction of endangered species , Rhodora Symposium Proceedings, Vol.94 ; pp.287-315
    9. Garnier E , Cortez J , Billès G , Navas M , Roumet C , Debussche M , Laurent G , Blanchard A , Aubry D , Bellmann A (2004) Plant functional mrkers capture ecosystem properties during secondary succession , Ecology, Vol.85 ; pp.2630-2637
    10. Hwang JH , Lee ST , Park NC , Choi JC , Shin HC , Lee KJ , Lee KS (2006) Changes in soil chemical properties after thinning in Quercus acuta stand , Journal of Korean Forestry Society, Vol.95 ; pp.657-662
    11. Jeong JH , Koo KS , Lee CH , Kim CS (2002) Physicochemical properties of Korean forest soils by regions , Journal of Korean Forestry Society, Vol.91 ; pp.694-700
    12. Joe JM (2003) Edible•Medicinal Trees, Yusung,
    13. Kim EH (2007) Ecological characteristics of Leontice microrhyncha community in Mt. Jumbong. Master thesis, The Catholic University of Korea,
    14. Kim TH , LEE CG , LEE WG , Ku CD , Lee BC , Lee SG (1991) Species of vesicular arbuscular mycorrhizal fungi in forest soils in Korea , Journal of Korean Forestry Society,
    15. Kim TW (1996) Trees in South Korea, Kyohak,
    16. Kwon BR , Yi MJ , Hoe NJ , Shin HY (2014) Foliar nutrients (nitrogen and phosphorous) dynamics and nutrient use efficiency of Carpinus cordata saplings growing in needle fir and deciduous stands , Journal of Korean Forestry Society,
    17. Kwon HN , Bang WS , Kim JY , Park Jr , Jeon Jr (2011) Effect of Acer tegmentosum Maxim. Extracts on Hepatocarcinoma Cell , Korean journal of food science and technology, Vol.43 ; pp.787-790
    18. Kwon HN , Park Jr , Jeon Jr (2008) Antioxidative and Hepatoprotective Effects of Acer tegmentosum Maxim. extracts , Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, Vol.37 ; pp.1389-1394
    19. Lee SH , Yeon MH , Shim JK (2011) Habitat and distribution feature of endangered species Leontice microrhyncha S. Moore , Korea Journal of Environment and Ecology, Vol.25 ; pp.819-827
    20. Loucks O (1970) Evolution of diversity, efficiency and community stability , Am. Zool, Vol.10 ; pp.17-25
    21. McCune B , Mefford MJ (2006) PC-ORD multivariate analysis of ecological data, Version 517 , MjM,
    22. Miller HG , Donahue RL (1990) Soils, An introduction to soils and plant growth, Prentice-Hall International Inc,
    23. Nakane K , Tsubota H , Yamamoto M (1986) Cycling of soil carbon in a japanese red pine forest Ⅱ. Changes occurring in the first year after a clear-felling , Ecological Research, Vol.1 ; pp.47-58
    24. National Forest Seed Variety Center (2009) Research of Korea Forest Resources Plant Characteristics(1), Korea Forestry Service,
    25. National Institute of Environmental Research (2006) National Institute of Environmental Research,
    26. Odum EP (1969) The strategy of ecosystem development. Sustainability: Sustainability , Science New Series, Vol.164 (3877) ; pp.262-270
    27. Park YM , Kim JA , Kim CH , Lim JH , Seo EW (2015) Effects of Cultured Acer tegmentosum cell extract against hepatic injury induced by D-galactosamine in SD-Rats , Korean Journal of Plant Resources, Vol.28 ; pp.551-560
    28. Pearson K (1895) Mathematical contributions to the theory of evolution, on homotyposis in homologous but differentiated organs , Proceedings of the Royal Society of London, Vol.71 ; pp.288-313
    29. Pielou EC (1975) Ecological diversity, John Wiley Sons,
    30. Seo YR , Kim YD , Park DJ , Song HJ , Kim HG , Yang WH , Jeong MJ , Im HJ , Choi MS (2016) Micropropagation of Acer tegmentosum Max. through induction of multiple shoots from axillary bud cultures , J. of Agriculture & Life Science, Vol.50 ; pp.23-32
    31. Shannon CE , Wiener W (1949) The mathematical theory of coummunication, Univ. Illinois Press,
    32. Shin HT , Yi MH (2011) The relationship between soil seed bank and ground layer of actual vegetation in Korea , Journal of the Environmental Sciences, Vol.20 ; pp.127-135
    33. Vitousek PM , Porder S , Houlton BZ , Chadwick OA (2010) Terrestrial phosphorus limitation Mechanisms, implications, and nitrogen-phosphorus interactions , Ecological Applications, Vol.20 ; pp.5-15
    34. Vankat JL (1979) The natural vegetation of North America. An introduction, John Wiley & Sons,
    35. Whittaker RH (1956) Vegetation of the Great Smoky Mountains , Ecological Monographs, Vol.26 ; pp.1-80
    36. Yi MH , Kim YS , Kim DG , Park SG , Shin HT (2010) The relationship between soil seed bank and actual vegetation , Korea Journal of Environment and Ecology, Vol.24 ; pp.638-647
    37. Yun JW , Han SS , Kim JH (1987) Structure and environment conditions in a virgin forest , Res. Bull. Exp. For. KNU, Vol.7 ; pp.3-26
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