▲ 이창석 교수_서울여대  생명환경공학과

[환경미디어= 김명화 기자] 이창석 서울여대 생명환경공학과 교수는 우리나라 산림에서 매우 큰 비중을 차지하고 있는 리기다소나무조림지의 정착 및 발달과정을 식생의 종 조성, 종 다양성 및 천이 추세를 분석하여 밝혔다. 여기에 발달단계 별 토양의 이화학적 특성 변화를 추가하여 리기다소나무조림지가 가져 온 환경개선효과를 현대생태학의 관점인 생태적 복원효과로 평가했다. 나아가 세계 도처에서 인공조림이 가져오는 부정적 영향으로 밝혀진 외래 침입종으로 변할 가능성을 진단했다. 이창석 교수는 그 결과를 다음과 같이 국제저널 삼림(Forests)에 실었다.

일제강점기(1910-1945)와 한국전쟁 기간(1950-1953) 중 과도한 벌목과 화재로 우리나라의 산림이 크게 훼손됐다. 그밖에, 연료, 유기질 비료, 가축의 먹이 등을 얻기 위한 산림자원의 강도 높은 이용 또한 산림훼손에 크게 기여했다.

그 결과 대한민국 정부는 특히 1960년대에 황폐화한 삼림을 녹화하기 위한 대규모 수목 식재사업을 추진했다. 국가가 수행한 이러한 녹화사업은 세계적으로 인정받을 만큼 성공적인 것으로 평가되어 왔다. 그러나 그러한 성과를 학문적 토대에 근거하여 평가된 사례는 거의 없다. 본 연구는 리기다조림지가 가져온 생태적 복원 효과를 평가하고 외래종으로서 리기다소나무의 정착단계를 진단하기 위해 수행됐다.

▲ 그림1. 임분 연령이 다른 리기다소나무조림지 (30대, 40대, 50대 및 80대 연령의 임분)와 우리나라의 대표적 자연식생인 신갈나무림을 서열화한 결과, 리기다소나무조림지는 임분 연령이 증가함에 따라 신갈나무림과 유사한 종 조성을 가진 자연림으로 변해가고 있음을 확인할 수 있었다. 다만 80년생 임분은 계곡에 가까이 위치한 관계로 졸참나무가 다수 정착하여 종 조성에서 차이를 보였다. 신갈나무림은 조사된 리기다소나무조림지 인근에서 선정했다. 임분 연령은 안정된 상태에 도달한 숲을 선정하기 위해 50년 이상의 숲으로 선정했고, 노쇠한 숲을 피하기 위해 100년 이하의 숲으로 선정했다.

▲ 그림2. 리기다소나무조림지의 임분 연령이 증가함에 따라 종 풍부도가 증가하여 리기다소나무조림지가 안정된 숲으로 변해가고 있음을 확인했다. 특히 80대 임분의 종 풍부도는 신갈나무림의 종 풍부도 보다도 높은 종 풍부도를 보였다. 임분 연령에 따른 Shannon 지수의 변화도 종 순위 – 우점도 곡선에 의한 분석 결과와 같은 추세를 보여 그 지수가 임분 연령이 증가함에 따라 증가했다.

▲ 그림3. 리기다소나무조림지를 이루는 주요 수종의 직경급분포도. 직경급 분포도에서 정규분포를 보이는 개체군은 쇠퇴하는 개체군을 의미하고 역 J자형 분포를 보이는 개체군은 지속적으로 유지 가능한 개체군을 의미한다. 모든 연령대의 리기다소나무조림지에서 리기다소나무는 정규분포형을 보인 반면에 참나무속 식물들은 역 J자형 분포를 보여 리기다소나무조림지가 참나무속 식물이 우점하는 식생으로 천이될 가능성을 보였다. 반면에 천이후기단계의 숲을 이루고 있는 신갈나무림은 정규분포형의 성숙목 집단과 역 J자형의 유식물 집단이 함께 존재하여 신갈나무림으로 지속적으로 유지될 가능성을 보이고 있다.

▲ 그림4. 임분 연령이 증가함에 따라 리기다소나무조림지 토양의 이화학적 특성의 변화. 리기다소나무조림지 토양은 임분 연령이 증가함에 따라 낙엽층이 두꺼워지고 유기물함량이 증가한 결과 영양염류함량이 증가하여 우리나라의 대표적 천이후기단계 숲인 신갈나무림과 유사한 토양조건을 확보한 것으로 나타났다. 이러한 토양의 변화가 리기다소나무조림지의 천이를 유도하고 궁극적으로 복원효과를 나타내게 된 배경으로 해석됐다.

평가 결과, 리기다소나무조림지는 종 조성(그림1)과 종 다양성(그림2)이 자연림과 유사해지고, 자연림으로의 천이(그림3)가 활발하게 진행 중인 것으로 나타났다. 이와 같이 리기다소나무조림지의 정착과 발달은 토양 침식을 억제하고 토양의 이화학적 특성을 개선하여(그림4) 자생식생이 성립할 수 있는 토대를 마련했다. 그러한 식생 및 토양의 변화는 리기다소나무조림지가 성공적으로 복원의 목표를 이루어내고 있음을 확인시켜 줬다.  

▲ 그림 5. 성숙단계에 도달한 리기다소나무조림지(오른쪽)가 새로 난 고속도로 사면으로 종자를 분산시켜 탄생한 리기다소나무 유령림(왼쪽 사면)을 묘사한 임분단면도. 이러한 결과에서 볼 수 있듯이 외래 도입종인 리기다소나무는 성공적으로 정착하여 종자생산을 하고 있으므로 자연화단계(naturalized stage)에 도달한 것으로 평가할 수 있다. 그러나 그들이 자연림 내에서는 발견되지 않기 때문에 침입단계(invasive stabge)에는 이르지 못 한 것으로 평가되었다. Fer: 왕김의털, Ik: 땅비싸리, Jr: 노간주나무, Lec: 참싸리, Pa: 고사리, Pr: 리기다소나무, Prs: 벚나무, Qs: 졸참나무, Qv: 굴참나무, Rhm: 진달래, Sps: 큰기름새

한편, 성숙한 리기디소나무임분(林分)은 고속도로를 비롯하여 여러 도로의 절개사면에 자발적으로 유령림을 탄생시켰다(그림5). 이러한 결과는 리기다소나무가 성공적으로 정착하여 자연화단계(naturalized stage)에 이르렀음을 의미한다. 하지만, 리기다소나무조림지의 자연적 천이(그림4)는 리기다소나무가 통제할 수 없는 침입단계(invasive stage)로 진행되지는 않고 있음을 보여주고 있다. 

복원생태학적 관점에서 황폐한 산림을 복원하기 위해 외래종인 리기다소나무를 도입한 것은 가장 낮은 수준의 복원인 재배치(reallocation or replacement)에 해당한다. 그러나 리기다소나무조림지가 가져온 토양의 이화학적 특성의 개선, 그것에 기인한 자연림으로의 천이 및 그것을 통해 이루어낸 자연림과 유사한 종 조성과 높은 종 다양성은 가장 높은 수준의 복원 (restoration)에 도달한 것으로 평가할 수 있다.  

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