수변 완충식생대 조성을 위한 경안천 하류유역의 강변식생 실태 진단

Ji Hong An; 안지홍; Chi Hong Lim; 임치홍; Yun Kyung Lim; 임윤경; Kyeong Bae Nam; 남경배; Jung Hun Pi; 피정훈; Jeong Sook Moon; 문정숙; Je Yong Bang; 방제용; Chang Seok Lee; 이창석

doi:10.15681/KSWE.2015.31.6.680

The Journal of
the Korean Society on Water Environment

Bimonthly

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Journal of Korean Society on Water Environment

Vol. 31, No. 6, p.680-692

ISSN (print) :

2289-0971

ISSN (online) :

2289-098X

Received : 16 September 2015Revised : 12 November 2015Accepted : 16 November 2015

Publisher ID :

SJBJB8_2015_v31n6_680

DOI :

10.15681/KSWE.2015.31.6.680

Diagnosis on the Riparian Vegetation in the Downstream Reach of the Gyungan Stream for Creating Vegetation Belt

수변 완충식생대 조성을 위한 경안천 하류유역의 강변식생 실태 진단

안지홍 (Ji Hong An) 임치홍 (Chi Hong Lim) 임윤경 (Yun Kyung Lim) 남경배 (Kyeong Bae Nam) 피정훈 (Jung Hun Pi) 문정숙 (Jeong Sook Moon) ^* 방제용 (Je Yong Bang) ^** 이창석 (Chang Seok Lee) ^**^†

^†To whom correspondence should be addressed. leecs@swu.ac.kr

License (open-access) :

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Abstract

A landcover map watershed of downstream reach in the Gyungan stream was made by using the existing land use map and interpreting satellite images and aerial photos. Based on the map, we analyzed land use patterns of this basin. Broad-leaved forest occupied the largest area among landscape elements established in this watershed. The total area of the zone designated as the waterside district by the central government was 4.7 km² , and broad-leaved forest occupied the largest area as 33.9% in this zone. Therefore, the area did not meet the qualifications of riparian zones. Riparian vegetation established in the Gyungan stream watershed was composed of Phragmites communis, Miscanthus sacchariflorus, Salix gracilistyla, Salix koreensis. But terrestrial vegetation elements such as Ambrosia trifida, Ailanthus altissima, Robinia pseudoacacia also appeared in this area. On the other hand, Phragmites japonica, Salix gracilistyla, Salix koreensis, Salix integra, Ulmus davidiana and so on appeared in the riparian zone the reference streams. Differently from the vegetation established on the reference streams, terrestrial vegetation elements appeared frequently in the Gyungan stream watershed. This result would be due to that the Gyungan stream watershed is exposed to excessive human interferences.

Key words

Landscape structure, Land use type, Reference stream, Riparian vegetation

1. Introduction

토지와 물의 상호작용에 대한 많은 연구는 유역에서의 토지이용과 이러한 토지이용의 공간배열이 하천과 호수의 수질에 영향을 미치고 있다고 밝히고 있다(^{Turner et al., 2001}). 따라서 ^{Hynes (1975)}는 하천을 그것의 유역과 분리해서 생각할 수 없고, 만일 우리가 그것을 별도로 구분하여 관리하게 되면 그것은 비현실적인 자연관리가 된다고 주장하고 있다.

담수생태계는 그 주변의 농경지, 삼림 그리고 도시로부터 미사, 영양염류 및 오염물질 유입량이 늘어나면서 그 질이 떨어지고 있다(^{Carpenter et al., 1995}; ^{Carpenter et al., 1998}). 유역의 토지이용 변화는 유역 내의 많은 호수에 부영양화를 유발하고 이에 따라 각 호수는 부영양화 조건에 견딜 수 있는 일부 종에 의해 대체된다. 결과적으로 모든 호수의 종조성은 유사한 종으로 수렴하여 경관 내 호수의 종 다양성이 감소된다(^{Carpenter et al., 1995}).

수계생태계로 과도한 질소 유입에 따른 환경 측면의 관심은 전 세계적으로 늘어나고 있다(^{Cole et al., 1993}; ^{Mueller-Dombois and Helsel, 1996}; ^{Vitousek et al., 1997}). 하천에서 질소의 동태는 토지이용유형, 강변구역의 구조 및 유로체계에 민감하게 반응한다(^{Cirmo and McDonnell, 1997}). 또 호수와 하천생태계에서 과도한 인의 축적은 부영양화를 유발하는 주요인으로 오래 전부터 인식되어 왔다(^{Carpenter et al., 1998}).

^{Osborne and Wiley (1988)}는 미국 Illinois주 Salt River Basin의 하천에서 질소 및 인 농도와 유역의 토지이용 유형 사이의 관계를 분석한 결과, 도시화 지역의 양과 하천으로부터 그것의 거리가 하천 수의 영양염류 농도를 예측하는데 가장 중요한 변수임을 보여주었다. 하천 및 호수의 수질과 경관특성 사이의 관계를 비교해 본 결과, 경관특성은 수질에 크게 영향을 미친다(^{Johnson, Richards et al., 1997}). 특히 호수의 주변 유역이 삼림으로 이루어질 때 농경지가 많은 호수보다 부영양화되는 경우가 적었고, 염소와 납 농도도 낮게 나타났다(^{Dentenbeck et al., 1993}). 그 밖의 여러 연구는 호수와 하천에서 토지이용과 영양염류 농도 사이의 관계를 밝히고 있다(^{Bennett et al., 1999}; ^{Bolstad and Swank, 1997}; ^{Geier et al., 1994}; ^{Hefting et al., 2005}; ^{Hunsaker and Levin, 1995}; ^{Johnes et al., 1996}; ^{Lowrance, 1998}; ^{Solange et al., 2003}). 특히 담수는 인접한 토지의 변화에 민감하게 반응한다(^{Correl, 1997}; ^{Correl et al., 1992}; ^{Lowrance et al., 1997}; ^{Osborne and Kovacic, 1993}).

이러한 맥락에서, 습지와 범람원 상의 숲과 같은 강변 식생대는 토지와 물의 상호작용에서 중요한 중재역할을 한다(^{Naiman and Decamps, 1997}). 하천을 따라 또는 호수에 인접하여 비교적 교란되지 않은 강변 식생대는 육지의 농경지역과 도시지역에서 수계생태계로 유입되는 영양염류와 퇴적물을 제거하고 그 이동에 영향을 미치므로, 강변 식생대의 도입은 완충 지역 조성과 수질환경을 개선하기 위한 가장 효율적인 관리방안이다(^{Mikołaj et al., 2015}).

강변식생과 미생물 군집은 소유역내의 농경지로부터 배출되는 표면수와 지하수로부터 많은 양의 물, 퇴적물 그리고 영양염류를 흡수할 수 있어 종종 수계생태계로의 영양염류 배출량을 크게 감소시킨다. 식생이 만들어 낸 표면 거칠기는 영양염류 입자들을 포획한다. 이러한 기능적 중요성 때문에 경관생태학자들은 강변식생의 패치 또는 통로 기능을 특징 짓고 이해하는데 특히 관심을 가져 왔다(^{Turner et al., 2001).}

하천을 따라 형성된 강변식생은 많은 동 식물의 중요한 서식처를 제공하고(^{Kelsey and West, 1998}; ^{Pollock, 1998}), 부유물질을 붙잡으며 홍수의 영향을 줄이는데 효과적인 역할을 한다(^{Brunet and Astin, 1997}). 특히, 농경지에서의 강변식생은 침전물, 무기 영양염류, 인, 질산염 및 아질산염 제거에 중요한 역할을 한다(^{Fail et al., 1987}; ^{Goss et al., 2014}; ^{Hill, 1996}; ^{Osborne and Kovacic, 1993}).

^{U. S. EPA (2005)}는 수변 완충식생대의 폭이 증가함에 따라 질소 제거에 효율적이고, 수변완충지대 조성시 다양한 서식형태로 조성하는 것이 영양염류 제거에 더 효과적임을 보여주었다. 이에 따르면, 약 10m 폭의 강변림을 통과하였을 때, 부유성 물질, 용해성 인 및 질산성 질소는 각각 64%, 34% 및 38%가 제거되었다(^{Dunn et al., 2011}). 그 밖의 많은 연구에서도 강변 완충대가 발휘하는 비점오염원 물질의 제거능이 밝혀진 바 있다(^{Agouridis et al., 2005}; ^{Dahlin et al., 2005}; ^{Dorioz et al., 2006}; ^{Haycock and Pinay, 1993}; ^{Lee et al., 2003}; ^{Oteroa et al., 2011}; ^{Pan et al., 2008}; ^{Pan et al., 2010}).

이러한 영양염류 제거 과정은 그것이 문화적 부영양화를 크게 줄일 수 있게 때문에 생태학적으로 중요하다. 따라서 특별한 식생유형의 존재와 위치는 경관을 가로지르는 물질의 이동에 크게 영향을 미칠 수 있고, 경관 내에서 표면수의 질을 조절할 수 있다(^{Weller et al., 1998}).

습지, 범람원 및 강변 식생대는 종종 농경지 및 도시개발의 영향을 받아 변하였고(^{Fangshe et al., 2015}; ^{Lee, An et al., 2011}; ^{Turner et al., 1998}), 그 결과 강변식생의 영양염류 흡수능이 감소되었다(^{Connolly et al., 2015}; ^{Furnas, 2003}; ^{Johnson, Ebert et al., 1997}). 그럼에도 불구하고, 특히 우리나라와 같은 논농사 중심 지역에서는 하천경관의 한 부분에 해당하는 범람원의 일부를 논으로 이용해 왔으며, 오늘날에는 그곳을 다시 도시로 개발해 왔다. 논으로 이용할 때부터 가능한 한 넓은 토지를 확보하기 위해 하천의 폭은 크게 좁혀져 왔다. 또 논농사를 수행하는 과정에서 물공급을 위해서도 하천은 지속적으로 인간 간섭에 노출되어 왔다. 이에 따라 하천의 자연성이 현저히 떨어져, 우리나라 하천 중에서 온전한 자연하천을 찾기가 어려운 실정이다.

이처럼 문제가 있는 자연을 치유하려면 우선 그 대상이 어떤 문제가 있는지를 점검하여야 한다. 즉, 복원 대상에 대한 진단평가가 이루어져야 한다. 진단평가가 이루어지면 그 결과에 근거하여 문제의 정도를 인식할 수 있고, 그것을 온전한 자연의 모습과 비교해 보면 치유의 수준과 방법도 알아낼 수 있다. 따라서 진단평가는 몇 단계로 구성되는 복원 과정의 첫 번째 단계이다(^{An et al., 2014}). 하지만 국내의 복원사업에서 진단평가는 생략되는 경우가 많고, 도입되어도 그 결과에 기초하여 복원의 수준과 방법이 결정되는 경우는 거의 없으며, 훼손 정도에 관계없이 대부분의 복원사업은 적극적 방법으로 진행되고 있다. 따라서 비용과 에너지가 낭비되고, 많은 비용과 에너지를 투자하고도 효과는 크지 않다. 그러나 진단 평가 결과에 기초하여 훼손 정도에 따라 복원의 방법을 달리하면 비용의 낭비를 막을 수 있고, 보다 나은 복원의 효과도 거둘 수 있다(^{Lee, 2007}; ^{Lee et al., 2005}; ^{Lee, Jeong et al., 2011}).

본 연구는 경안천 하류 유역에 성립한 강변식생을 대상으로 식생도, 식생단면도 및 종 조성을 조사한 후 그 자료를 종합하여 수변 완충식생대 역할을 하는 현존 수변식생에 대한 진단 평가를 실시하였다.

2. Materials and Methods

2.1. 조사지 개황

경안천은 경기도 용인시 용인읍 해곡리와 호리에서 발원하여 용인군 포곡면과 모현면을 거친 후 광주군의 토촌면을 지나 분원에서 남한강과 합류하는 한강수계에서 비교적 짧은 하천이다. 유역의 총면적은 598.83 km²에 달하고, 그 유역에는 용인읍과 광주읍이 있으며, 용인읍에는 각종 공장과 놀이공원, 그리고 교통이 빈번한 시가지가 있다. 동 유역은 대체로 무갑산(578 m), 관산(555 m), 함수산(340 m) 등의 산지대와 분지에 발달한 농경지로 양분되고 수도 서울과 가까운 거리에 있어 농 공업과 관광산업이 활발한 지역으로서 토지이용유형이 매우 다양하다.

인접한 양평기상대의 자료에 의하면 연평균 기온과 연평균 강수량은 각각 11.5℃와 1,438.2 mm이고, 최한월인 1월의 평균기온이 6.3℃이며, 최난월인 8월의 평균기온은 17.7℃이다. 기후도에 의하면 여름에 강우가 많은 하계 다우형에 속한다(KMA, 2015).

2.2. 조사방법

2.2.1. 토지이용유형 분석

기존 토지이용도(국토지리정보원 발행)와 정밀 현존 식생도(국립환경과학원 발행)를 분석하고, 위성영상 및 항공사진 분석으로 경안천 하류 유역의 토지이용 유형을 분류하였으며, 현지조사를 통해 이를 보강하였다. ArcGIS 10.0 프로그램을 이용하여 분류된 토지이용 유형 별 면적을 산출하였다.

2.2.2. 강변식생 조사

식생도는 항공사진 및 인공위성사진으로부터 식생이 균질한 공간을 구분해내고, 이를 현지조사를 통해 확인하는 작업을 거쳐 작성하였다. 식생도는 ArcGIS 10.0 프로그램을 이용하여 작성하였다.

식생단면도는 수로에서부터 제방에 이르는 구간 및 산림 식생을 만나는 지점에 이르기까지 출현하는 식생의 단면을 도식화하여 작성하였다.

총 7개 조사지점을 대상으로 식생조사를 실시하였다(Fig. 1). 종 조성은 균질한 식분을 대상으로 식물사회학적 절차를 적용하여 수행하였다(^{Braun-Blanquet, 1964}; ^{Muller-Dombois and Ellenberg, 1974}). 지소 별 종 조성을 비교하기 위하여 DCA(detrended correspondence analysis) 서열법을 적용하였다. 수집된 식생자료에서 각 종의 피도계급을 그 계급이 나타내는 식피율 범위의 중간 값으로 전환한 후 전체 출현종의 합에 대한 각 종의 상대 값을 중요치(important value)로 삼았다. 이 과정에서 출현빈도 5% 이하의 종은 제외하였다.

Fig. 1.

A map showing the sites that vegetation survey was carried out.

교목성 식물이 우점한 경우 100 m² (10 m × 10 m), 관목이 우점한 경우 25 m² (5 m × 5 m), 그리고 초본식물이 우점하고 있는 경우, 초본의 높이가 1 m 이상인 경우는 4 m² (2 m × 2 m), 그 이하에서는 1 m² (1 m × 1 m) 크기의 방형구를 이용하여 식생조사를 실시하였다.

2.2.3. 자연도 평가

하천의 자연도는 군락 다양성, 외래종 우점식생 점유율, 1년생 식물 우점식생 점유율, 식생 단면도 및 종 풍부도를 이용하여 평가하였다(Table 1).

Table 1.

Criteria for evaluating the naturalness of stream

군락 다양성은 조사구간에 출현한 식생단위의 수로 평가하고, 외래종 및 1년생 식물 우점식생 점유율은 GIS프로그램을 이용하여 제작한 식생도에서 각각의 면적으로부터 계산하였다.

식생 단면도에 근거한 평가는 평가기준에 따라 수행하였으며(Table 2), 종 다양성은 조사구간에 출현하는 식물의 종수로 평가하였다.

Table 2.

Criteria for evaluating naturalness of stream based on vegetation stratification

종합평가는 지수별 등급 점수에 가중치를 곱해 정량화하여 수행하였다(Table 3).

Table 3.

Criteria for evaluating the naturalness of stream

3. Results and Discussion

3.1. 경안천 하류 유역의 경관 구조

경안천 하류 유역의 토지이용 실태를 분석한 결과, 활엽수림, 침엽수림, 개발지, 하천, 호수 등 총 10개 토지이용 유형이 구분되었다(Fig. 2). 그 중 활엽수림(48.9%)이 가장 넓은 면적을 차지하였고, 침엽수림(18.9%), 밭(7.8%), 논(6.4%) 등이 그 뒤를 이었다(Table 4). 도시화지역은 5.2%를 차지하였다.

Fig. 2.

A map showing land use pattern in the downstream watershed of the Gyungan stream.

Table 4.

Land use pattern in watershed of the downstream reach in the Gyungan stream

3.2. 지정된 강변구역의 지형적 위치 및 경관 구조

지정된 강변구역의 지형적 위치를 검토한 결과, 전 구역이 강변구역으로 인정되는 충적토 지역(^{Goodwin et al., 1997}; ^{Park et al., 2013})을 벗어나는 것으로 나타났다(Fig. 3). 강변구역으로 지정된 지역의 총 면적은 4.7 km²로 토지이용은 낙엽활엽수림이 33.9%로 가장 넓었고, 침엽수림(27.4%), 밭(10.9%), 침활혼합림(10.1%), 논(9.7%) 순으로 넓은 면적을 차지하여(Fig. 3, Table 5)이 지역이 산림지역임을 보여주고 있다.

Fig. 3.

Topographical position and land use pattern of the sector designated as the riparian zone from the government.

Table 5.

Land use pattern of the sector designated as the riparian zone from the government

3.3. 강변식생의 자연도 평가

경안천 하류 유역 하천의 강변식생에 대한 조사 결과(Fig. 4, Table 6), GA1 구간에는 갈대군락, 부들군락, 칡군락, 버드나무군락, 능수버들군락 등 총 9개 군락, GA2 구간에는 갈대군락, 고마리군락, 환삼덩굴군락, 가죽나무군락, 아까시나무군락 등 총 10개 군락, GA3 구간에는 갈대군락, 줄군락, 물억새군락, 가죽나무군락, 버드나무군락 등 총 13개 군락, GA4 구간에는 갈대군락, 물억새군락, 갯버들군락, 가죽 나무군락, 버드나무군락 등 총 11개 군락, GA5 구간에는 갈대군락, 물억새군락, 버드나무군락, 가죽나무군락, 환삼덩굴군락, 아까시나무군락 등 총 11개 군락, GA6 구간에는 갈대군락, 물억새군락, 환삼덩굴군락, 아까시나무군락 등 총 8개 군락 그리고 GA7 구간에는 줄군락, 갈대군락, 칡군락, 가죽나무군락, 아까시나무군락 등 총 10개 군락이 출현하였다.

Fig. 4.

A map showing the spatial distribution of riparian vegetation in the study area(a: GA1, b: GA2, c: GA3, d: GA4, e: GA5, f: GA6, g: GA7).

Fig. 4.

A map showing the spatial distribution of riparian vegetation in the study area(a: GA1, b: GA2, c: GA3, d: GA4, e: GA5, f: GA6, g: GA7).

Table 6.

Vegetation type composition consisting riparian vegetation in the study area

Ph.c: Phragmites communis, S.p: Salix pseudolasiogyne, S.k: Salix koreensis, T.o: Typha orientalis, R.j: Rhus javanica, R.p: Robinia pseudoacacia, Pu.l: Pueraria lobata, G.l: Grassland, H.j: Humulus japonicus, Ail.a: Ailanthus altissima, S.g: Salix gracilistyla, P.t: Persicaria thunbergii, L.a: Lythrum anceps, Z.l: Zizania latifolia, M.s: Miscanthus sacchariflorus, P.p: Prunus persica, M.a: Morus alba, Q.v: Quercus variabilis, M.f: Mixed forest, Q.a: Quercus aliena, Qu.a: Quercus acutissima.

출현 군락 수에 근거한 강변식생의 자연도 평가 결과, GA1, GA2, GA3, GA4, GA5, GA6 및 GA7의 자연도는 각각 5, 6, 9, 7, 7, 4 및 6으로 평가되었다.

GA1, GA2, GA3, GA4, GA5, GA6 및 GA7의 외래식물 우점 면적 비율은 각각 0.1%, 5.8%, 5.5%, 6.5%, 5.8%, 4.7% 및 6.7%로 나타나 각 조사구간의 자연도는 10, 5, 5, 4, 5, 6 및 4로 평가되었다.

GA1, GA2, GA3, GA4, GA5, GA6 및 GA7의 1년생 식물 우점 면적 비율은 각각 16.1%, 21.9%, 20.7%, 22.9%, 20.4%, 21.3% 및 23.5%로 나타나 각 조사구간의 자연도는 8, 3, 4, 2, 4, 3 및 1로 평가되었다.

GA1 구간의 식생단면도에는 초본식생대, 관목식생대 및 교목식생대가 모두 출현하였다. 그 중 교목식생대에는 조경 차원에서 도입된 능수버들과 벚나무가 다수 식재되어 있고, 식생의 배열은 교란의 빈도를 반영한 전형적 분포를 보이지 않아 7등급으로 평가되었다(Fig. 5).

Fig. 5.

A stratification of riparian vegetation established in GA1 site. P.j: Phragmites japonica, H.j: Humulus japonicus, S.k: Salix koreensis, P.t: Persicaria thunbergii, S.r: Scirpus radicans, Gl.s: Glycine soja, Ph.a: Phalaris arundinacea, R.j: Rhus javanica, Pu.l: Pueraria lobata, Ar.p: Artemisia princeps, Pr.s: Prunus serrulata, A.f: Amorpha fruticosa, An.d: Angelica dahurica, Am.t: Ambrosia trifida, Ph.c: Phragmites communis.

GA2 구간의 식생단면도에는 초본식생대, 관목식생대 및 교목식생대가 모두 출현하였다. 그 중 교목식생대에는 가죽나무군락이나 아까시나무군락과 같은 외래식물이 우점하는 식생이 성립하고 생태적으로 어울리지 않는 은행나무도 식재되어 있고, 식생의 배열은 교란의 빈도를 반영한 전형적 분포를 보이지 않아 7등급으로 평가되었다(Fig. 6).

Fig. 6.

A stratification of riparian vegetation established in GA2 site. Z.l: Zizania latifolia, M.s: Miscanthus sacchariflorus, A.c: Agropyron ciliare, Ca.d: Carex dimorpholepis, S.s: Salix subfragilis, To.j: Torilis japonica, R.m: Rosa multiflora, O.b: Oenothera biennis, Er.a: Erigeron annuus, Ail.a: Ailanthus altissima, C.m: Chelidonium majus, G.b: Ginkgo biloba.

GA3 구간의 식생단면도에는 초본식생대, 관목식생대 및 교목식생대가 모두 출현하였다. 그 중 교목식생대에는 가죽나무군락과 같은 외래식물이 우점하는 식생이 성립해있고, 식생의 배열은 교란의 빈도를 반영한 전형적 분포를 보이지 않아 7등급으로 평가되었다(Fig. 7).

Fig. 7.

A stratification of riparian vegetation established in GA3 site. C.a: Clematis apiifolia, M.a: Morus alba, G.s: Galium spurium, Am.a: Ambrosia artemisiifolia, S.g: Salix gracilistyla, Ru.c: Rumex crispus, C.g: Carex glabrescens.

GA4 구간의 식생단면도에는 초본식생대와 관목식생대가 출현하였다. 그 중 관목식생대에는 가죽나무와 같은 외래식물이 침입해 있어 6등급으로 평가되었다(Fig. 8).

Fig. 8.

A stratification of riparian vegetation established in GA4 site.

GA5 구간의 식생단면도에는 초본식생대, 관목식생대 및 교목식생대가 모두 출현하였다. 그 중 교목식생대에는 가죽나무군락이나 아까시나무군락 과 같은 외래식물이 우점하는 식생이 성립해 있고, 식생의 배열은 교란의 빈도를 반영한 전형적 분포를 보이지 않아 7등급으로 평가되었다(Fig. 9).

Fig. 9.

A stratification of riparian vegetation established in GA5 site. A.i: Aeschynomene indica, A.b: Amphicarpaea bracteata, X.s: Xanthium strumarium, L.j: Leonurus japonicus, P.l: Persicaria longiseta, P.m: Persicaria modosa.

GA6 구간의 식생단면도에는 초본식생대, 관목식생대 및 교목식생대가 모두 출현하였다. 그 중 교목식생대에는 아까시나무군락과 같은 외래식물이 우점하는 식생이 성립해 있고, 식생의 배열은 교란의 빈도를 반영한 전형적 분포를 보이지 않아 7등급으로 평가되었다(Fig. 10).

Fig. 10.

A stratification of riparian vegetation established in GA6 site. R.p: Robinia pseudoacacia, X.s: Xanthium strumarium.

GA7 구간의 식생단면도에는 초본식생대, 관목식생대 및 교목식생대가 모두 출현하였다. 그 중 교목식생대에는 아까시나무군락과 같은 외래식물이 우점하는 식생이 성립해 있고, 식생의 배열은 교란의 빈도를 반영한 전형적 분포를 보이지 않아 7등급으로 평가되었다(Fig. 11).

Fig. 11.

A stratification of riparian vegetation established in GA7 site. S.p: Salix pseudolasiogyne, Pe.a: Pennisetum alopecuroides, N.t: Nymphaea tetragona, S.v: Setaria viridis, Eq.a: Equisetum arvense, Ar.s: Artemisia selengensis.

GA1, GA2, GA3, GA4, GA5, GA6 및 GA7의 출현종수는 각각 41, 37, 43, 24, 49, 61 및 38로 나타나 각 조사구간의 자연도는 5, 4, 5, 1, 6, 9 및 4으로 평가되었다.

3.4. 강변식생 자연도 종합 평가

경안천 하류 구간 7개 조사 구간에서 수집된 강변식생에 대한 정보를 이용하여 군락다양성, 외래식물 우점면적 비율, 1년생 식물 우점면적 비율, 식생 단면도 및 종 풍부도의 5개 항목으로 각 지소의 자연도를 평가하였다. 자연도 평가 결과 각 지소는 46~66점 범위를 나타내었고, 평균 58점으로 중간수준의 자연도를 나타내었다. 이는 한국 하천의 온전성 회복을 위한 생태적 복원이 필요한 것으로 판단된다.

GA4 및 GA7 지소는 불량 평가를 받아 적극적인 복원이 필요한 지소로 평가되었다. GA4는 종풍부도가 낮고, 일년생 식물이 우점한 식생의 비율이 높았으며, 외래식물이 우점한 식생의 비율도 비교적 높았디. GA7은 일년생식물과 외래식물이 우점한 식생의 비율이 높고, 종풍부도가 낮았다(Table 7).

Table 7.

The naturalness of its site evaluated based on the riparian vegetation established in the downstream reach of the Gyungan stream

그 외 다섯 지소는 중간 수준을 나타내어, 지소 별 저평가 항목에 대한 보완이 필요한 것으로 평가되었다. GA1은 군락 다양성과 종다양성이 비교적 낮았다. GA2는 일년생 식물이 우점한 식생의 비율이 높았고, 종풍부도가 낮았으며 외래식물이 우점한 식생의 비율도 비교적 높았다. GA3는 일년생 식물이 우점한 식생의 비율이 높았고, 외래식물이 우점한 식생의 비율이 비교적 높았으며, 종풍부도가 비교적 낮았다. GA5는 일년생 식물이 우점한 식생의 비율이 높았고, 외래식물이 우점한 식생의 비율이 비교적 높았다. GA6는 일년생 식물이 우점한 식생의 비율이 높았고, 군락다양성이 비교적 낮았다(Table 7).

3.5. 대조하천과 비교된 수변식생의 종 조성

경안천 하류와 경안천과 같은 수계에 속한 북한강 수계 중 비교적 온전한 강변식생을 보유하여 대조하천의 조건을 갖춘 구간에서 수집된 식생자료를 바탕으로 식분을 서열화(detrended correspondence analysis; DCA)한 결과 경안천 조사대상 구간의 식생분포는 I축 상의 왼쪽에 집중되어 분포하고, 대조하천은 I축 상의 오른쪽에 넓게 분포하여 종 조성의 차이를 나타내었다. 이는 홍수기 대비 준설 등과 같은 지속적인 교란으로 인해 경안천에 형성된 식생이 초본, 관목, 아교목, 교목 등 다양한 종이 출현한 대조하천에 비해 단순한 구조를 보였고, 육상식물 및 외래식물 군락이 넓게 분포한 결과로 판단된다(Fig. 12).

Fig. 12.

A result of stand ordination based on riparian vegetation data collected in the downstream reach of the Gyungan stream and in the reference reach of the Bukhan river. Species composition of the Gyungan stream showed a difference from that of the reference reaches and was simpler than that in the reference reaches.

3.6. 강변식생 복원의 필요성

우리나라의 연 강수량은 825.6~2007.3 mm의 분포를 보이고, 계절적으로는 연 강수량의 50~60%가 여름에 내린다(^{KMA, 2012}). 우리나라가 매년 여름 장마를 경험하지만 극심한 교란의 영향이 적은 것은 댐이나 보에 의해 홍수 조절이 있기 때문으로 해석된다. 그럼에도 불구하고 목본식물이 우점하는 식생이 적은 것은 교란의 주기와 관련된 영향보다는 하천의 횡단범위가 크게 축소된 것이나 사람 중심의 하천관리와 관련된 것으로 판단된다. 사실 논농사 중심지역에 위치한 우리나라는 과거에 부족한 식량을 확보하기 위해 거의 모든 하천의 홍수터를 논으로 전환한 바 있고, 오늘날은 그곳이 도시로 편입되면서 대부분의 하천은 홍수터를 상실하고 있다(^{Lee et al., 2005}; ^{Park et al. 2013}). 나아가 이와 같은 하천 개조 후 홍수 피해를 줄이기 위해 그 주변에는 제방을 높이 쌓고, 그것에 대한 영향을 우려하여 제방에 정착하는 식물들을 과도하게 관리하여 목본식물 우점 식생은 정착할 기회를 얻지 못하고 있다. 이러한 관리는 제외지인 홍수터에서도 홍수소통을 원활하게 한다는 목적으로 진행되어 이곳에서도 목본 우점 식생은 성립할 기회를 얻지 못하고 있다. 이러한 원인으로 우리나라 하천은 다년생 초본식물 위주의 단순한 식생으로 덮이게 되었다.

하천의 훼손정도를 평가하였을 때 우리나라 하천은 50% 이상이 심하게 훼손된 것으로 나타났다(^{Kim, 2009}). 그러나 여기에서 이루어진 평가는 하천의 훼손정도를 현 상태로 상대 평가한 결과이다. 따라서 그 상태를 온전한 자연하천으로부터 얻은 대조하천 정보를 기준으로 재평가 한다면, 훼손 정도가 훨씬 더 심해질 수 있다. 이런 점에서 하천 복원의 필요성은 매우 높다고 평가할 수 있다.

4. Conclusion

경안천 하류유역을 대상으로 토지피복도를 작성하여 유역 내 토지 이용 유형을 분석한 결과, 유역에서 가장 넓은 면적을 차지하고 있는 경관요소는 활엽수림이었다. 논, 밭 및 도시화지역을 포함한 개발지는 19.4%를 차지하고 있는 것으로 조사되었다. 경안천 내에서 강변구역으로 지정된 지역은 4.7 km²였으며, 그 곳에서는 낙엽활엽수림이 33.9%로 가장 넓은 면적을 차지하였다. 경안천 내에서 강변구역으로 지정된 지역은 대부분 산림으로 뒤덮인 산지로서 강변구역의 조건을 갖추고 있지 않았다.

경안천 하류 유역에 우점하는 식물군락은 갈대군락, 물억새군락, 갯버들군락, 버드나무군락 등의 수변식물군락과 단풍잎돼지풀군락, 가죽나무군락, 아까시나무군락 등의 외래식물군락이 출현하였다. 반면에 대조하천에 우점하는 식물군락은 달뿌리풀군락, 갯버들군락, 버드나무군락, 개키버들군락, 느릅나무군락 등의 전형적인 수변식물군락이었다.

경안천 하류 유역과 대조하천에서 수집된 식생정보를 비교한 결과, 경안천 하류 유역은 대조하천에 비하여 육상식물군락이나 외래식물군락이 차지하는 면적이 넓은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해서 볼 때, 경안천 하류 유역의 수변식물 군락이 오염원을 정화하는 본연의 역할을 수행하기 위해서는 적극적인 생태적 복원이 필요한 것으로 판단되었다.

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JKSWE The Journal ofthe Korean Society on Water Environment

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Journal Information

수변 완충식생대 조성을 위한 경안천 하류유역의 강변식생 실태 진단

Abstract

Key words

1. Introduction

2. Materials and Methods

2.1. 조사지 개황

2.2. 조사방법

2.2.1. 토지이용유형 분석

2.2.2. 강변식생 조사

Fig. 1.

A map showing the sites that vegetation survey was carried out.

2.2.3. 자연도 평가

Table 1.

Criteria for evaluating the naturalness of stream

Table 2.

Criteria for evaluating naturalness of stream based on vegetation stratification

Table 3.

Criteria for evaluating the naturalness of stream

3. Results and Discussion

3.1. 경안천 하류 유역의 경관 구조

Fig. 2.

A map showing land use pattern in the downstream watershed of the Gyungan stream.

Table 4.

Land use pattern in watershed of the downstream reach in the Gyungan stream

3.2. 지정된 강변구역의 지형적 위치 및 경관 구조

Fig. 3.

Topographical position and land use pattern of the sector designated as the riparian zone from the government.

Table 5.

Land use pattern of the sector designated as the riparian zone from the government

3.3. 강변식생의 자연도 평가

Fig. 4.

A map showing the spatial distribution of riparian vegetation in the study area(a: GA1, b: GA2, c: GA3, d: GA4, e: GA5, f: GA6, g: GA7).

Fig. 4.

A map showing the spatial distribution of riparian vegetation in the study area(a: GA1, b: GA2, c: GA3, d: GA4, e: GA5, f: GA6, g: GA7).

Table 6.

Vegetation type composition consisting riparian vegetation in the study area

Fig. 5.

Fig. 6.

Fig. 7.

A stratification of riparian vegetation established in GA3 site. C.a: Clematis apiifolia, M.a: Morus alba, G.s: Galium spurium, Am.a: Ambrosia artemisiifolia, S.g: Salix gracilistyla, Ru.c: Rumex crispus, C.g: Carex glabrescens.

Fig. 8.

A stratification of riparian vegetation established in GA4 site.

Fig. 9.

A stratification of riparian vegetation established in GA5 site. A.i: Aeschynomene indica, A.b: Amphicarpaea bracteata, X.s: Xanthium strumarium, L.j: Leonurus japonicus, P.l: Persicaria longiseta, P.m: Persicaria modosa.

Fig. 10.

A stratification of riparian vegetation established in GA6 site. R.p: Robinia pseudoacacia, X.s: Xanthium strumarium.

Fig. 11.

A stratification of riparian vegetation established in GA7 site. S.p: Salix pseudolasiogyne, Pe.a: Pennisetum alopecuroides, N.t: Nymphaea tetragona, S.v: Setaria viridis, Eq.a: Equisetum arvense, Ar.s: Artemisia selengensis.

3.4. 강변식생 자연도 종합 평가

Table 7.

The naturalness of its site evaluated based on the riparian vegetation established in the downstream reach of the Gyungan stream

3.5. 대조하천과 비교된 수변식생의 종 조성

Fig. 12.

3.6. 강변식생 복원의 필요성

4. Conclusion

References

Article Information (continued)

JKSWE The Journal of
the Korean Society on Water Environment