한국 신갈나무림의 입지환경과 임분구조

본 연구는 제7차 국가산림자원조사를 2016년부터 2020년까지 5년간 수행하면서 전국을 4 km × 4 km의 격자점으로 표본점을 배치하여 산림조사를 수행한 총 15,139개 표본점을 대상으로 수행하였다(Figure 1). 각 조사구는 중심점에서 11.3 m의 반경을 가진 원형조사구로 각 조사구 면적은 400 m²이다. 각 조사구 내에 출현한 흉고직경 6 ㎝ 이상의 목본식물에 대해 수종, 흉고직경을 측정했고, 직경급별 표준목을 10본 이상 선정하여 수고를 측정했다. 하층식생은 각 조사구마다 중심점에서 반경 3.1 m 크기의 원형조사구를 1곳 설치해 전체 피도 및 각 출현종의 상대피도를 기록했다. 이 중 출현임목의 흉고단면적 기준으로 신갈나무가 50% 이상 우점한 임분을 신갈나무림으로 분류하여 분석하였다. 본 연구에서 사용된 신갈나무림 조사구 수는 총 1,421개소이다 (Table 1).

Figure 1. Location of study plots during the 7^th National Forest Inventory (NFI) period in the ROK.

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신갈나무 임분의 입지환경을 분석하기 위해 반경 11.3 m(400 m²) 크기의 조사구가 위치한 해발고와 사면방향의 분포 현황을 조사하였다. 이 중 산림의 건강ㆍ활력도 조사를 수행한 96개 조사구에 대해 각 조사구별 중심점에서 0°, 120°, 240°의 방향으로 17 m 떨어진 곳 중 2군데에서 토양을 각 깊이별로 400 ml씩 채취하여 물리ㆍ화학적 성질을 분석하였다.

신갈나무림의 임분구조를 파악하기 위해 Curtis와 McIntosh(1951)의 방법에 따라 DBH 6 cm 이상인 임목과 하층에 출현한 목본식물을 대상으로 상대밀도, 상대빈도, 상대피도와 중요도를 100%로 산정한 중요도율을 각각 계산했으며, 여기서 상대피도는 흉고단면적으로 계산했다. 또한 신갈나무림의 임령 분포 현황과 주요 출현수종의 흉고직경급 분포를 분석했다.

신갈나무림의 위도, 해발고 및 사면방향에 따른 분포 특성을 Table 2와 3에 나타내었다. 한국을 대상으로 한 본 조사에서 신갈나무림은 위도 35°∼37°, 해발 201∼800 m에 가장 많이 분포하고 있으나, 전체 국가산림자원조사(NFI) 조사구 대비 산림 점유율로는 위도와 해발고가 높아질수록 점유율도 점점 높아지고 있다. 위도는 38°에서 22.3%, 37°에서 16.2%의 점유율을 보이고 있으며, 해발고로는 801 m 이상에서 35.3%를 차지하여 위도와 해발고가 높은 지역에 신갈나무가 주로 우점하는 것으로 나타났다. 신갈나무림에서 위도와 해발고와의 관계에 따른 분포 현황은 앞서 선행연구들에서 유사한 경향을 보인 바 있다(Korea Forest Research Institute, 1990; Kim and Kil, 2000; Kwon, 2006).

해발고와 사면방향을 연계하여 보면, 해발 600 m 이하에서는 대부분 북사면에 나타나다가 그 이상부터는 남사면 비율이 점차 높아져서 해발 800 m 이상에서는 남사면 비율이 더 높은 것으로 나타났다(Table 3과 4).

신갈나무림의 토양을 분석한 결과, 유기물층의 평균 깊이는 2.0 cm, A층 15.6 cm, B층 45.2 cm이며, 토성은 대부분 미사질양토, 양토, 사양토인 것으로 나타났다(Table 5). 해발고별로 토성 분포를 보면, 해발 200 m 이하에서는 양토가 60%로 가장 많았지만, 해발고가 높아질수록 점점 줄어들어 해발 1,000 m 이상에서는 29%까지 낮아졌다. 반면 미사질양토는 해발 200 m 이하의 20%부터 해발 1,000 m 이상의 43%까지 점차 높아지는 경향을 보였다. 토양 pH는 평균 4.71로 다소 산도가 낮았고, 토양내 양분은 전체 산림토양의 보통 수준이었다. 해발고별로 전질소 함량은 해발 200 m 이하의 0.16%에서 해발 1,000 m 이상의 0.31%로 높아지는 경향을, 인산은 해발 200 m 이하의 8.26 mg/kg에서 해발 1,000 m 이상의 5.62 mg/kg로 낮아지는 경향을 보였다. Kwon(2006)은 경기 광주, 평창, 제천, 광양 지역 신갈나무림의 토성이 주로 미사질양토, 양토, 사양토라고 분석했으며, pH 4.1∼5.7와 평균 CEC 18.0 cmol⁺/kg 등, 본 연구와 유사한 결과를 보고한 바 있다. Han(1995)의 연구 역시 우리나라 전역에서 참나무류 임분을 조사하여 신갈나무림의 평균 토양 pH가 4.75(4.1∼5.3)로 상수리나무림, 굴참나무림, 졸참나무림에 비해 더 낮은 pH를 보여준다고 보고한 바 있다.

우리나라 신갈나무림의 영급 분포를 분석하여 Figure 2에 정리해서 나타냈다. V영급이 전체의 41%(588개소)로 가장 많았고, IV영급(25%), VI영급(17%) 등의 순으로서 신갈나무림의 대부분이 장령림으로 분포하고 있다.

Figure 2. Distribution of Quercus mongolica forests by age class.

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신갈나무림에서 신갈나무 다음으로 중요치가 높게 나타난 수종들은 소나무, 굴참나무, 당단풍나무, 물푸레나무, 졸참나무 등이다(Table 6). 신갈나무는 높은 상대밀도와 상대피도로 중∼대경급의 주요 우점 수종이며, 흉고직경 12 cm 이상 18 cm 미만에 가장 많이 분포하고 있다(Figure 3). 소나무와 굴참나무는 상대밀도에 비해 상대피도가 높아 신갈나무림에서 대경급의 주요 수종으로 분포하고 있음을 알 수 있다. 특히 소나무는 치수가 거의 나오지 않고 있기 때문에 임분에서 점차 쇠퇴해가는 것으로 생각된다(Table 7). 졸참나무는 중경급의 주요 수종이며, 당단풍나무와 물푸레나무는 소경급에 비교적 많이 분포하고 있다. 잔털벚나무는 중경급으로 신갈나무림에 산재해 있는 것으로 분석되었다.

Figure 3. Diameter classes of major tree species in the Q. mongolica forests.

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한편 신갈나무림에서 하층을 가장 많이 점유하는 수종은 조릿대, 생강나무, 진달래, 철쭉, 신갈나무, 쇠물푸레나무, 조록싸리, 당단풍나무 등의 순으로 나타났다(Table 7). 조릿대와 제주조릿대는 개체수가 매우 많지만, 상대빈도가 낮아 일부 지역에 편중하여 밀생하는 것으로 나타났다. 타 연구에서도 신갈나무림에서 전반적으로 많이 나타나는 관목으로 생강나무, 진달래, 철쭉, 당단풍나무 등이 보고된 바 있다(Kim and Kil, 2000; Kwon, 2006; Kwon et al., 2020). 신갈나무림에서 출현하는 치수들 중 교목성 목본식물로는 가장 많이 나타나고 있어 앞으로도 계속 신갈나무가 우점한 임분으로 유지될 것이 예상된다.