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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)
Korean Journal of Environment and Ecology Vol.39 No.6 pp.627-643
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2025.39.6.627

Analysis of Reference Ecosystem Vegetation for Restoration of Abandoned Military Areas in Gyeonggi-do1a

Jaesang Chung2, Seung-Bong Yu3, Nu-Ree Na4, Ho-Geun Yun5, Sang-Jun Kim6, Dong-Hak Kim7, Su-Bin Gwak8, Min Ji Che9, Jung-Won Yoon10*
2Department of Agriculture, Forestry and Bioresources, Seoul National University, Seoul, 08826, Korea (apple6126@snu.ac.kr)
3Dept. of Forestry and Greenery, Dangjincity, Dangjin, 31773, Korea (seungbong@korea.kr)
4DMZ Botanic Garden, Korea National Arboretum, Yanggu, 24564, Korea (realmn1995@korea.kr)
5DMZ Botanic Garden, Korea National Arboretum, Yanggu, 24564, Korea (yunhg90@korea.kr)
6Forest Biodiversity Conservation Research Division, Korea National Arboretum, Pocheon, 11186, Korea (genius3807@korea.kr)
7Forest Biodiversity Conservation Research Division, Korea National Arboretum, Pocheon, 11186, Korea (ddd9417@korea.kr)
8DMZ Botanic Garden, Korea National Arboretum, Yanggu, 24564, Korea (veen15@korea.kr)
9Technical Researcher, Korea Institute of Ocean Science & Technology, Uljin-gun, 36315, Korea (jmj207@kiost.ac.kr)
10Gardens and Education Research Division, Korea National Arboretum, Pocheon, 11186, Korea (kokokoss@korea.kr)

a 이 논문은 산림청에서 지원하는 과제번호 KNA1-2-45-23-3에 의하여 연구되었음.


* 교신저자 Corresponding author: kokokoss@korea.kr
23/01/2025 10/12/2025 11/12/2025

Abstract


Military facilities, including training grounds, are distributed throughout the forests of the borderlands. Areas that have been disturbed by military activities are susceptible to the proliferation of alien plant species. In the absence of appropriate forest restoration measures, there is a risk of disrupting the surrounding diverse and intact forest ecosystem. A study was conducted in which the natural forests in the vicinity of abandoned military areas in Paju and Yeoncheon were extracted by vegetation type and analysed for their vegetation structure. Within a 1km radius of each abandoned military area, 30 investigation plots were set up to conduct environmental factor and vegetation surveys. As a result of the surveys, the Paju area was classified into three distinct communities. The vegetation was classified into the following communities: Quercus aliena community, Quercus acutissima-Castanea crenata community, and Quercus mongolica community. In the Yeoncheon area, the vegetation was classified into the following six communities: Quercus mongolica-Quercus variabilis community, Quercus mongolica community, Pinus densiflora-Quercus mongolica community, Pinus densiflora community, Quercus dentata-Quercus aliena community, and Quercus variabilis community. In the Paju and Yeoncheon areas, the vegetation was dominated by Quercus mongolica in the majority of the survey areas. In the Paju area, the species diversity was the highest in the Quercus aliena community, and the total nitrogen, available phosphorus, nutrients, and cation exchange capacity were the highest. In the Yeoncheon area, the species diversity was the highest in the Quercus mongolica-Quercus variabilis community, and no trends by community were found in soil physicochemical characteristics other than available phosphorus. The data on the characteristics of vegetation distribution will form the basis of a database that can be used directly for the restoration process.


BORDERLAND , DISTURBED AREA , VEGETATION SURVEY , TWO-WAY CLULSTER ANALYSIS , DCA

경기도 내 폐군사지역의 복원을 위한 참조생태계 식생 분석1a

정재상2, 유승봉3, 나누리4, 윤호근5, 김상준6, 김동학7, 곽수빈8, 제민지9, 윤정원10*
2서울대학교 농업생명과학대학 농림생물자원학부 박사과정
3당진시 산림녹지과 주무관
4국립수목원 DMZ산림생물자원연구과 전문연구원(박사후)
5국립수목원 DMZ산림생물자원연구과 임업연구사
6국립수목원 산림생물보전연구과 임업연구사
7국립수목원 산림생물보전연구과 임업연구사
8국립수목원 DMZ산림생물자원연구과 전문연구원(석사후)
9한국해양과학기술원 독도전문연구센터 전임기술원
10국립수목원 전시교육연구과 임업연구사

초록


접경지역의 산림에는 훈련장 등 군사시설이 산재한다. 군사 활동으로 교란된 지역은 외래식물이 생육하기 쉬워 적절한 산림 복원이 이루어지지 않으면 주변의 양호한 산림생태계까지 교란할 위험이 있다. 파주, 연천 지역의 군사 목적으로 훼손된 교란지 주변의 자연림을 식생유형별로 추출하고 식생구조를 분석했다. 각 폐군사지역의 1㎞ 반경 내에서 30개씩의 조사구를 설치하여 환경요인 및 식생조사를 진행하고 이원유집분석한 결과 파주 지역은 갈참나무군 락, 상수리나무-밤나무군락, 신갈나무군락의 3개 군락으로, 연천 지역은 신갈나무-굴참나무군락, 신갈나무군락, 소나무- 신갈나무군락, 소나무군락, 떡갈나무-갈참나무군락, 굴참나무군락의 6개 군락으로 분류되었다. 파주와 연천 지역의 식생은 신갈나무가 우점하는 조사구가 가장 많았다. 파주 지역은 종다양도는 갈참나무군락이 가장 높았으며 총질소와 유효인산, 영양소 및 양이온교환능력 등이 가장 높았다. 연천 지역은 종다양도는 신갈나무-굴참나무군락이 가장 높았으 며 유효인산 외 토양 이화학적 특성에서 군락에 따른 경향성을 찾을 수 없었다. 본 연구는 접경지역의 식생분포특성에 대한 기초자료로써 복원에 직접 활용 가능한 자료로 활용할 수 있을 것이다.


접경지역 , 교란지 , 식생조사 , Two-way clulster analysis , DCA

    서 론

    DMZ(Demilitarized zone)와 잇닿아 있는 접경지역은 민 간인의 접근 및 개발을 제한하는 특수한 사회적 배경을 가 지고 있어 생물다양성이 풍부하다고 알려져 있다(Kim et al., 2010;National Institute of Environmental Research, 2012;National Institute of Ecology, 2014). 그러나 일부 산림을 군사적인 목적으로 사용하고 대치상황이 장기화되 어 군생활관과 초소를 비롯해 사격장, 훈련장, 철책 등의 군사시설이 증가했다(Korea National Arboretum, 2014). 군사 활동으로 인한 토양의 물리적 교란은 산사태와 토양 침식을 일으킬 수 있으며, 독성 물질이 포함되어 생태계에 부정적인 영향을 줄 수 있다(Broomandi et al., 2020). 육군 본부에서 2008년에 제공한 자료에 따르면, 전술도로로 인 한 주변 피해 면적은 86,005㎡이고 사용 중인 생활관과 폐 군생활관으로 인한 주변 피해 면적은 16,759㎡에 달한다 (Korea Forest Service, 2008). 이렇게 교란된 지역은 귀화 식물 또는 외래식물과 같은 생태계교란종이 생육하기 쉬운 환경으로, 산림 복원이 이루어지지 않으면 주변의 양호한 산림생태계를 교란할 우려가 있다(Oh et al., 2009). 그러나 이를 이전의 우수한 생태계로 복원하기 위한 노력을 기울이 지 않은 채 방치하고 있다.

    참조생태계(reference ecosystem)는 교란되거나 훼손된 지역을 생태적으로 복원할 때 참조할 수 있는 이상적이고 천이 단계가 유사한 생태계를 말한다. 이상적인 생태계는 교란이 없어 생태학적으로 최적인 상태의 생태계로 정의할 수 있다(Won, 2020). 과거에는 생태복원을 할 때 그 지역이 교란되기 이전의 생태계로 복원하는 방법을 사용했다 (Aronson et al., 1995). 그러나 과거의 식생 자료가 미흡할 수 있고, 생태계가 점진적으로 변화하고 있어 최근에는 과 거 식생 자료를 하나의 참고 역할로 활용한다(Choi et al., 2008;Peng et al., 2024). 한편, 기후변화로 종의 적응 가능 성에 변화가 오고, 토지의 질 저하 등으로 적절한 참조생태 계를 선정하는 것이 어려워지고 있다(Guerrero-Gatica et al., 2019;Toma et al., 2023). 따라서 최근에는 참조생태계 를 선정하기 위해 위협 여부, 환경조건, 종 조성, 군집 구조 의 다양성, 생태계 기능, 외부와의 교류에 따라 등급을 매겨 평가한다(Gann et al, 2019). 그리고 여러 참조생태계를 선 정해 다양한 복원 결과를 설명하고, 모니터링 결과에 따라 조정한다. 그러나 기존의 국내 산림복원 사업은 참조생태계 의 개념이 도입되었음에도 불구하고 생태적 적합성보다는 관리가 용이하거나 단기적인 성과를 보기 위한 복원 전략이 주로 활용되었다. ⌜산림복원용 자생식물 및 자연재료의 공 급 등에 관한 고시⌟에 따라 산림복원을 위해 94 분류군의 자생식물 목본을 제시했으나 실제로는 소나무와 같은 침엽 수의 단일수종식재가 주를 이루고 있으며, 참조생태계의 식 생을 비롯한 자생지 환경을 반영하지 못하고 있다(Lee et al., 2024). 그 결과 다른 생태적 환경을 지니고 있어도 복원 의 방향성이 같아 복원 대상환경만의 특이성이 반영되지 못하고 있다 (An et al., 2016;Lee et al., 2020). Kang et al.(2012)이 국내의 절개사면 녹화지와 인접한 자연지역의 식생을 비교한 결과 녹화지는 싸리, 큰낭아초군락 또는 초 본이 군락을 이루고 있었으나 자연지는 소나무, 아까시나 무, 상수리나무군락 등으로 나타나 녹화지와 자연지의 식생 이 차이가 큰 것으로 나타났다. 또한 한국에서 대관령, 마산 봉을 비롯해 폐군사시설이나 군사훼손지를 복원한 사례는 있으나, 영산홍, 전나무, 낭아초 등 주변 자연식생과는 거리 가 있는 식물을 식재하여 식생 회복이 원활하지 않은 경우 도 있다(Korea Forest Service, 2009).

    참조생태계와 관련된 선행연구는 주로 복원한 지역에서 주변의 자연식생과 비교해 복원의 성공을 확인하는 사후 평가가 주를 이루고 있다(Won and Song, 2024). 최근에는 복원대상지 인근 지역을 참조생태계로 설정하여 다양성지수 나 식생거리를 계산하는 연구를 비롯해, 다양한 유형의 지역 을 참조생태계로 선정해 복원 성공의 다양한 가능성을 비교하 는 연구도 선행되었다(Fengler et al., 2017;Jung et al., 2022;Hugo et al., 2024;Won and Song, 2024). 한편, 복원 전 주변의 자연식생을 조사하여 교란지의 복원 방향을 제시하는 연구는 주로 ‘복원 모델’을 제시하는 연구형태로 선행된 바 있다. Kim and Lee(2007)는 2000년 산불로 피해입은 충청남 도 아산시 영인산 일원에 조사구를 설치해 식물군락분류 및 상대우점치를 계산한 후 식생복원 방안을 제시하였으며, Kim et al.(2010)은 부산의 도시림 복원을 위해 주변 곰솔림의 식생구조를 분석해 복원 모델을 제시했다. Lee et al.(2020)은 지리산권역에서 훼손지와 참조생태계의 식생조사 및 식물상 조사를 진행해 훼손지의 유형을 분류하고 진단 결과를 바탕으 로 복원 목표를 수립하는 것을 제안했다.

    본 연구의 조사 대상지인 경기도 파주시와 연천군은 산지 가 높지 않고 평야가 발달해 다른 접경지역보다 농업이 발달 하는 특징을 가지고 있어 일부 문헌에서 DMZ 서부지역으로 묶어 지칭한다(Korea Forest Service, 2008;Oh et al., 2009;Korea National Arboretum, 2014;Lee et al., 2016;Kim and Kang, 2019). 이 두 지역 산림의 전술도로로 인한 피해는 600㎡이며, 군 생활관 건설로는 7,055㎡에 달하는 피해를 입었다(Korea Forest Service, 2008). Oh et al.(2009)의 연구 에 따르면, 파주시와 연천군의 폐군생활관 주변 분포식물의 귀화율은 15.9%였으며 광조건이 양호해 귀화식물이 추가 확산될 것으로 예상하였다.

    본 연구는 파주, 연천 지역에서 군사 목적으로 훼손된 교란지 식생복원을 하기 위해 교란지 일대의 식생을 바탕으 로 한 참조생태계 유형을 제안할 목적으로 수행되었다. 이 를 위해 사전평가로써 참조생태계의 개념을 적용하여 교란 지 주변 1㎞ 반경 내 자연림을 식생유형별로 추출하고 식생 구조를 분석했다. 본 연구결과는 접경지역의 식생분포특성 에 대한 기초자료구축과 함께 향후 복원에 직접 활용 가능 한 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.

    연구방법

    1. 연구대상지 개황

    본 연구에서는 경기도 파주시와 연천군을 대상으로 위성영 상을 통해 정규식생지수(Normalized Difference Vegetation Index; NDVI)가 0.33 미만이고 천연림과 인접한 교란지 후보 들을 현장 방문하여 조사가 가장 용이하고 식생이 안정적인 지점을 선정했다. 그 결과 지역별로 폐군사지역이 연구대상 지로 선정되어 교란지 주변의 참조생태계를 조사했다.

    파주 폐군사지역(PJ)은 행정구역상으로는 경기도 파주시 파평면 덕천리에 있고 북위 37° 56' 46.432″, 동경 126° 52' 14.349″에 위치하며, 표고는 59.7m이다(Figure 1). PJ와 가장 가까운 곳에 위치한 적성(567) 방재기상관측소에서 측정한 지난 10년간의 평균 기온과 연강수량은 11.4℃, 1157.6mm이 다(Korea Meteorological Administration, 2024). 지질은 선 캄브리아대 흑운모편마암이 모암을 이루고 있다(Choi et al., 1998). 연구대상지는 2023년 5월에 농경지로 활용되고 있었 으며, 주변에는 버드나무, 갈참나무와 같은 활엽수림이 있었 다. 이후, 2023년 10월에 재방문했을 때에는 기초 토지공사가 진행 중이었다.

    연천 폐군사지역(YC)은 행정구역상으로는 경기도 연천 군 연천읍 동막리에 있고 북위 38° 6' 11.621", 동경 127° 6' 43.65"에 위치하며, 표고는 181.8m이다. YC와 가장 가까 운 곳에 위치한 창수(507) 방재기상관측소에서 측정한 지난 10년간의 평균 기온과 연강수량은 11.3℃, 1179.5mm이다 (Korea Meteorological Administration, 2024). 지질은 중생 대백악기의 동막골응회암이 모암을 이루고 있다(Kee et al, 2008). 연구대상지는 2016년 군사훈련 후 활용되지 않고 방치되어 나지의 면적이 넓게 형성되어 있었다. 주변에는 갈참나무, 신나무, 물오리나무, 물박달나무 등으로 구성된 활엽수림이 분포하고 있었다.

    2. 조사 및 분석방법

    1) 대상지 추출 및 현장 조사

    폐군사지역을 복원하기 위해 참조할 원식생의 범위는 생물 서식을 위해 최소로 필요한 유역 단위인 1㎢로 선정했다 (McDonald et al., 2016). 파주와 연천의 폐군사지역과 유사 한 환경조건의 천연림에 각각 30개의 조사구를 설치하여 2023년 8월~10월에 환경요인조사와 식생조사를 진행했다. 각 조사지는 폐군사지역과 유사한 경사, 방위, 고도를 기준으 로 63개 지점을 1차적으로 선정했다. 이후 임상도와 현장 조사에서 생태적 유사성이나 층위 구조가 유사한 30개 지점 을 최종 조사지로 선정했다. 조사지 선정 및 시각화에 ArcGIS Pro 3.1.3(Environmental Systems Research Institute, 2023) 을 사용했다. 각 조사지의 환경요인은 해발고, 사면방향, 경사 도를 조사했다. 환경요인조사는 Garmin montana 650, SUNTO compass/clinometer를 이용했다. 수관열림도를 확 인하기 위해 각 조사구의 중심 지점에서 어안렌즈로 수관층의 사진을 촬영했다(Evans and Coombe, 1959). 수관층 사진에 는 카메라 (Nikon D300)와 어안렌즈(Sigma 4.5mm; F2.8 EX DC CIRCULAR FISHEYE)를 사용했다. 촬영한 사진은 GLA (GAP Light Analyzer, Cary Institute of Ecosystem) 프로그램을 이용해 수관열림도를 산출했다.

    토양 시료는 각 조사구에서 1m 이내로 떨어진 지점에서 유기물층을 제거하고 채취했다. 채취한 토양 시료는 풍건하 여 2mm 체에 거른 후 분석에 이용했다. 분석 항목은 유기물 함량, 전질소, 유효인산, 치환성 양이온 함량, 양이온치환용 량, 가용성 중금속 함량, 토성으로, AT분석센타(Incheon, South Korea)에 분석을 의뢰했다. 토양의 유기물 함량, 전 질소, 유효인산, 치환성 양이온 함량과 양이온치환용량은 토양의 질 평가 및 생산성에 영향을 주는 요인들이다 (Guang and Fan, 2020;Huang et al., 2024). 군사 활동으로 인해 납, 구리 등의 토양 오염이 발생하므로 토양 오염 정도 를 확인하기 위해 가용성 중금속 함량을 확인했다 (Clausen and Korte. 2009).

    식생조사는 자생지 특성을 고려한 입지여건 및 식생의 상관적 특성이 균일한 곳을 대상으로 10m×10m의 크기의 조사구를 설정하고, 수관층위별 매목조사를 실시했다. 층위 는 2개로 나누었으며 2m 이상부터 상층수관까지의 수목을 교목층, 수고 2m 이하의 수목을 관목층으로 구분했다. 교목층 은 조사구 내 수목의 흉고직경(Diameter at Breast Height; DBH)을 측정했다. 관목층은 출현한 수목의 수관폭(장변×단 변)을 조사했다. 출현식물의 분류 및 동정은 Lee(2003a;2003b), Lee(2006a;2006b), Kim and Kim(2018) 등의 식물 도감을 참고하여 수행했고, 학명과 국명은 국가표준식물목 록(Checklist of Vascular Plants in Korea, 2024)을 따라 정리했다.

    2) 식생 구조 분석

    현장 조사자료의 분석은 Microsoft Excel 2016(Microsoft Co., Ltd., USA)과 PC-ORD 5 software(McCune and Mefford, 2006)를 활용했다. 식생 군락의 분류는 이원유집분 석(Two-way cluster analysis)를 활용했으며, 대상지별 출현 수목의 기저면적을 일반상대화로 환산한 데이터를 기반으로 분류했다. 유집분석은 군락 간 거리값과 유사성으로 구분되 는 정량적 분석값을 바탕으로 유사한 속성을 지닌 대상을 그룹화하여 집단의 속성을 파악하는 방법이다. 본 분석에서 는 Sørensen 거리 측정법을 사용했으며, 분류에 사용되는 flexible beta값은 –0.25로 적용했다(Anwar et al., 2023). 식생의 서열(ordination)은 Hill(1979)의 DCA(Detrended correspondence analysis) 분석 방법을 사용했다. DCA ordination는 종 조성에 따라 각 조사구를 2개의 차원에 배치 하여 표현한 것으로 분포에 따른 각 군락 간의 유사도 정도를 파악할 수 있다. 분류된 군락명은 지표 값의 크기에 따라 선택된 하나 또는 두 개의 주요 지표종의 이름을 따라 명명했 으며, 지표 값은 Dufrene and Legendre(1997)의 방법을 참고 하여 산출했다. 지표 값은 특정 군락 내에서 종 발생의 충실도 를 나타내며(McCune and Mefford, 1999), 종의 지표 값이 p <0.05 범위 내에서 높을 때 군락의 지표종으로 간주된다 (Didita et al., 2010). 분류된 군락 내 수종의 상대적 우세를 비교하기 위해 식생조사 자료를 토대로 Curtis and McIntosh (1951)의 중요치를 통합하여 백분율로 나타낸 상대우점치 (Brower and Zar, 1977)를 수관층위별로 분석했다. 상대우점 치(Importace Percentage; I.P.)는 (상대밀도+상대피도)/2로 계산했고, 평균상대우점치는 개체 간 크기를 고려해, 수관층 위별로 가중치를 부여한 (교목층 I.P.×3+관목층 I.P.×1)/4의 식을 사용하여 구했다. 또한, 군락별로 Shannon의 수식 (Pielou, 1975)을 이용한 종다양도(Species Diversity, H′)와 균재도(Evenness, J′), 우점도(Dominance, D), 최대종다양도 (H′max)를 구했으며, 단위면적당(100㎡) 종 수를 분석했다.

    식생조사를 통해 얻은 교목층, 아교목층, 관목층의 종별 피도 자료와 조사구의 환경요인간의 관계를 알아보기 위해 정준대응분석(Canonical Correspondence Analysis; CCA) 을 수행했다. 환경요인 중 사면향, 경사도, 수관열림도, 전질 소, 유효인산, 치환성 양이온 함량, 양이온치환용량, 유기물 함량, 가용성 구리와 아연 함량, 토성을 분석에 사용했다. 중금속 중 카드뮴, 납, 크롬은 조사구 대부분에서 검출되지 않아 CCA 분석에서 제외했다. CCA 분석은 R 4.2.2(R Core Team, 2024)의 vegan 패키지(Oksanen et al., 2022)를 사용했다.

    결과 및 고찰

    1. 군락 분류 및 식생 구조

    1) 파주 폐군사지역

    군락 분류 결과 파주 폐군사지역 주변은 갈참나무군락(군락 1), 상수리나무-밤나무군락(군락 2), 신갈나무군락(군락 3)을 포함하는 총 3개 군락으로 나누어졌다(Figure 2a, Table 1). 갈참나무군락의 경우 교목층에서는 갈참나무(Quercus aliena) 가 상대 우점치 54.3%로 우점하는 가운데 잔털벚나무(Prunus serrulata var. pubescens), 상수리나무(Q. acutissima), 밤나무 (Castanea crenata) 등 기타낙엽활엽수들이 경쟁관계에 있는 것으로 분석되었으며, 관목층에서는 교목층에서 나타나는 수종 외에도 산초나무(Zanthoxylum schinifolium)가 경쟁 관 계에 있었다. 상수리나무-밤나무군락은 밤나무와 상수리나 무, 갈참나무의 교목층 상대 우점치가 각각 34.4%, 37.1%, 12.5%로 교목층의 주요 우점종으로 출현했으며, 관목층은 노린재나무(Symplocos sawafutagi), 산초나무, 생강나무 (Lindera obtusiloba) 등이 출현했다. 밤나무와 갈참나무의 경우 관목층에서도 각각 21.9%, 13.6%의 높은 상대우점치를 나타내고 있어, 상수리나무가 쇠퇴하면 갈참나무가 우세할 것으로 판단된다. 신갈나무군락은 신갈나무(Q. mongolica) 가 교목층 상대우점치 55.5%로 교목층에서 강하게 우점하고 있으며, 관목층은 생강나무, 산초나무, 잔털벚나무 등이 출현 했다. 해당 군락은 신갈나무가 우점하는 안정적인 상태를 지속할 것으로 사료된다.

    DCA 분석 결과 Axis 1의 가장 왼쪽에는 갈참나무군락과 상수리나무-밤나무군락이 위치하며 오른쪽으로 가면서 신 갈나무군락이 분포하는 특성을 보였다(Figure 2b). 세 군락 모두 신갈나무가 출현하나, 신갈나무군락에서 생강나무의 출현이 두드러지게 많아 앞선 두 군락과 차이가 나는 것으 로 보인다. 상수리나무-밤나무군락의 경우 군락 내 갈참나 무가 간헐적으로 출현하는 등 각 군락 내 종 분포가 유사한 특성을 나타내는 것으로 분석되었다.

    2) 연천 폐군사지역

    군락 분류 결과 연천 폐군사지역 주변은 신갈나무-굴참나 무군락(군락 1), 신갈나무군락(군락 2), 소나무-신갈나무군 락(군락 3), 소나무군락(군락 4), 떡갈나무-갈참나무군락(군 락 5), 굴참나무군락(군락 6)을 포함하는 6개 군락으로 분류되 었다(Figure 3a, Table 2). 신갈나무-굴참나무군락은 교목층 에서 신갈나무가 상대우점치 35.8%로 우점하는 양상이 나타 나는 가운데 굴참나무(Q. variabilis), 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla), 쪽동백나무(Styrax obassia)가 출현했다. 관 목층은 생강나무와 조록싸리(Lespedeza maximowiczii)가 각 각 상대우점치 27.1%와 26.4%로 우점하는 것으로 나타났다. 신갈나무군락은 신갈나무가 교목층에서 67.0%로 높은 상대 우점치를 나타냈다. 관목층은 진달래(Rhododendron mucronulatum), 생강나무 등이 출현했으며, 신갈나무가 우 점하는 군락의 형태가 지속될 것으로 판단된다. 소나무-신갈 나무군락의 경우 소나무(Pinus densiflora)가 교목층에서 38.1%로 32.7%인 신갈나무보다 우세한 상대우점치를 나타 냈지만, 관목층에서 신갈나무의 치수가 17.7%로 4.3%인 소나무보다 높은 상대우점치를 나타냈다. 향후 혼효림에서 신갈나무가 우점하는 낙엽활엽수림으로의 천이가 예측되며 지속적인 모니터링이 필요한 군락으로 판단된다. 소나무군락 은 소나무가 62.8%로 우점하는 가운데 관목층에 진달래, 개옻나무(Toxicodendron trichocarpum) 등이 출현했다. 또 한 일부 조사구에서는 신갈나무가 교목층에서 관찰되어 소나 무와 경쟁관계를 나타낼 것으로 판단된다. 떡갈나무-갈참나 무군락은 떡갈나무(Q. dentata)가 상대우점치 29.2%로 우세 하는 가운데 갈참나무가 교목층에서 일부 출현하는 양상을 나타내고 있다. 관목층은 산초나무, 조록싸리, 개암나무 (Corylus heterophylla), 생강나무 등이 고루 출현했다. 마지 막으로 굴참나무군락은 굴참나무가 교목층에서 상대우점치 53.3%로 강하게 우점하는 가운데 신갈나무가 교목층과 관목 층에서 일부 출현했다. 관목층은 물푸레나무와 생강나무의 상대우점치가 각각 26.1%와 30.9%로 우점하는 것으로 나타 났다. 관목층에서 굴참나무는 출현하지 않아 치수가 출현하 지 않는다면 향후 굴참나무와 신갈나무가 경쟁하는 군락의 형태를 보일 것으로 판단된다.

    DCA 분석 결과 Axis 1의 가장 왼쪽에는 소나무군락이 위치하며 오른쪽으로 가면서 소나무-신갈나무군락, 신갈나 무군락, 신갈나무-굴참나무군락, 굴참나무군락, 떡갈나무-갈 참나무군락으로 길게 이어지는 특성을 나타나 우점종의 특성 이 반영된 군락의 분류가 적절하다고 판단된다(Figure 3b).

    2. 종다양도

    1) 파주 폐군사지역

    파주 폐군사지역 주변 조사구의 군락별 출현 종수는 신갈 나무군락이 22종으로 가장 많은 종이 출현했으며, 균재도 또한 신갈나무군락이 가장 높게 나타났다 (Table 3). 군락별 종다양도(H′) 분석 결과 갈참나무군락이 0.5481로 가장 높 게 나타났으며, 상수리나무-밤나무군락이 0.497로 가장 낮 게 나타났다. 이는 상수리나무-밤나무군락의 출현종 수가 가장 적고 교목층에 상수리나무, 밤나무, 갈참나무가 우점 하면서 다른 군락에 비해 하층식생이 발달하지 못하여 종다 양도가 비교적 낮게 나타난 것으로 사료된다. 신갈나무군락 의 경우 종다양도가 최댓값에 근접하여 균등한 종 분포를 나타냈으나, 종다양도가 국내 중부온대 기후대의 신갈나무 군락의 평균 종다양도인 1.008보다는 다소 낮은 것으로 나 타났다(Cho et al., 2023). 군락별 균재도(J′)는 세 군락에서 0.497에서 0.554의 범위로 나타나 비교적 균등한 종 분포를 보였다.

    2) 연천 폐군사지역

    연천 폐군사지역 주변 조사구의 군락별 출현 종수는 떡갈 나무-갈참나무군락이 25종으로 가장 높았으며, 종다양도지 수 및 균재도는 신갈나무-굴참나무군락이 가장 높게 나타났 다 (Table 3). 신갈나무-굴참나무군락과 소나무-신갈나무군 락은 종다양도(H′)가 최대값에 근접하여 균등한 종 분포를 보이며, 이는 비교적 안정적이고 건강한 생태적 균형을 나 타내는 것으로 판단된다. 반면, 떡갈나무-갈참나무군락과 굴참나무군락은 중간 정도의 균재도(J′)를 보이며, 특정 종 이 우세해 종 분포가 다소 불균형하게 나타내는 특징을 보 였다. 그리고 신갈나무군락과 소나무군락은 우점종에 의한 우세가 강해 군락 내 종 분포가 균등하지 못한 것으로 분석 되었다. 국내 소나무림의 평균 균재도는 0.31로 본 조사의 소나무군락보다는 높은 값이나 소나무-신갈나무군락보다 는 낮은 값이었다(Cho and Lee, 2011).

    3. 입지 환경 및 토양의 이화학적 특성

    1) 파주 폐군사지역

    파주 폐군사지역 주변 조사구는 대체로 남사면에 해당했 으며 사면의 기울기는 평균 13.53°였고, 토성은 대부분 사 질양토였다. 수관열림도는 갈참나무군락에서 22.65%로 가 장 높았으나 다른 군락의 값과 큰 차이가 없었다. 가용성 중금속 중 카드뮴과 납은 모든 조사구에서 검출되지 않았으 며 크롬의 경우 상수리나무-밤나무군락의 일부 조사구에서 검출되었다. 토양 이화학적 특성을 분석한 결과, 갈참나무 군락이 총질소, 유기물, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등 주요 영양 소와 양이온교환용량(CEC)이 가장 높아 높은 영양 보유력 을 가진 것으로 나타나 2개의 군락보다 토양영양분이 더 풍부한 것으로 나타났다(Table 4). 반면 상수리나무-밤나무 군락은 상대적으로 낮은 영양소와 미량 원소 농도를 보이 며, 신갈나무 군락은 더 많은 점토함량을 가져 수분 보유력 이 높을 것으로 판단된다. 파주 지역의 조사구는 총질소의 양과 유기물의 함량이 전국 산림토양의 평균값인 0.17%, 4.25%보다 낮게 나타났다(Lee and Koo, 2020).

    조사구의 입지 환경 및 토양의 이화학적 특성과 식생 분 포와의 관계를 CCA를 통해 시각화한 결과는 Figure 4(a)와 같다. CCA1과 CCA2가 나타내는 설명력은 28.44%에 해당 하며 CCA1을 통해 갈참나무군락과 그 외 군락이 구분되는 것으로 나타났다. 갈참나무군락은 다른 군락들보다 더 동사 면에 분포하며 주요 영양소 및 CEC가 높은 점이 시각화된 것을 확인할 수 있었다. 한편 상수리나무-밤나무군락의 총 질소 함량, 유기물 함량 등의 화학적 특성은 신갈나무군락 의 값의 범위 안에 좁은 범위로 분포했다는 것을 확인할 수 있었다.

    2) 연천 폐군사지역

    연천 폐군사지역 주변 조사구는 소나무군락의 경우 서사 면에 위치했으며 사질식양토가 대부분이었고, 그 외 군락의 경우 동사면 또는 남사면에 해당했으며, 사면의 기울기는 평균 29.09°로 파주 조사구의 기울기보다 높았다(Table 4). 신갈나무-굴참나무군락을 비롯해 신갈나무군락 등 대부분 의 군락은 사질양토인 것으로 나타났다. 두 조사지 모두에 서 유효 인산의 함량과 토양을 구성하는 요소 중 모래의 비율은 전국 산림토양의 값을 웃도는 것으로 나타났다 (Jeong et al., 2002). 수관열림도는 소나무군락이 15.32%로 가장 낮았으며 그 외 군락의 경우 21% 이상의 수관열림도 를 보였다. 가용성 중금속 중 카드뮴, 납, 크롬은 모든 조사 구에서 검출되지 않았다. 신갈나무-굴참나무군락과 신갈나 무군락은 유기물 함량과 CEC가 상대적으로 높아 양분 보 유력이 좋은 환경을 나타내며, 굴참나무군락은 총질소와 유 효 인산(P2O5) 농도가 가장 높아 생육에 유리한 조건으로 나타났다. 소나무군락은 다소 낮은 양이온 성분을 가졌다. 조사구들을 CCA를 통해 시각화했을 때 CCA1과 CCA2가 나타내는 설명력은 27.95%에 해당했으나 조사구의 입지 환 경 및 토양의 이화학적 특성은 군락의 영향보다는 조사구의 지리적 위치와 관련이 깊은 것으로 나타났다(Figure 4b). 향후 유사한 분석을 진행할 때 공간적 자기상관성에 대한 고려도 해야 할 것으로 보인다(Legendre, 1993).

    4. 두 폐군사지역 주변의 조사구 식생 분류와 복원의 방향성

    파주와 연천 폐군사지역 주변 1㎞의 식생은 신갈나무, 갈참나무, 상수리나무 등의 참나무류와 소나무가 우점하는 것으로 나타났다. 그 중 신갈나무가 우점하는 조사구가 가 장 많았는데 이는 신갈나무는 백두대간을 비롯한 우리나라 활엽수림에서 가장 많이 분포하는 수종이며(Hwang et al., 2012;2015; Lee et al., 2014; Chung and Lee, 2021), 우리 나라의 산림식생이 최상위 수준에서 신갈나무군강으로 분 류된다는 기존의 결과와 일치했다(Yun et al., 2011). 연천 조사지의 군락 분류 결과에서 소나무-신갈나무군락이 향후 신갈나무가 우점하는 낙엽활엽수림으로 천이가 예상되는 점은 우리나라 전역의 소나무림의 식생형과 종 조성을 분석 한 결과와 일치했다(Cho and Lee, 2011). 또한 남한에 있는 9개의 정맥을 대표하는 산림 유형이 신갈나무 우점군락, 소 나무 우점군락, 낙엽성 참나무군락이라는 결과와 유사했다 (Park and Oh, 2015). 파주보다 연천의 폐군사지역 주변의 식생 군락이 더 다양하게 나왔는데, 이는 페군사지역 주변 의 토지이용 유형의 영향을 받은 것으로 보인다. 파주의 폐 군사지역 주변은 농경지와 주거지가 밀집해 있어 주변 1㎢ 내 천연림의 비율이 26.2%에 불과했으며, 천연림의 파편화 가 진행 중이었다. 반면에 연천의 폐군사지역 주변 1㎢ 내 80.8%가 천연림이었고, 비교적 안정적인 산림구조를 보이 고 있었다(Figure 1).

    종다양도는 생태계의 건강성과 회복력을 나타내는 척도 중의 하나로, 일반적으로 값이 클수록 건강성이 좋다고 판 단한다(Mendes et al., 2008). 본 조사지 중 신갈나무군락의 종다양도는 경기도에 위치한 칠보산의 신갈나무림(0.622; Lee et al., 2023)이나 축령산의 신갈나무림(1.166; Lee et al., 2010), 국내 신갈나무림의 평균(1.049; Cho et al., 2023)보다 낮았다. 또한 국내 소나무림의 종다양도가 1.030 인 점을 고려했을 때, 조사지의 소나무군락의 종다양도 역 시 0.548로 낮은 것을 확인할 수 있었다(Cho et al., 2023). 교란지 주변 1㎞ 반경의 산림이 천연림이라고는 하나 파편 화되어 있어 선행연구가 진행된 산림보다 종다양도가 낮게 나온 것으로 사료된다.

    파주에서 종다양도가 높은 순서대로 나타난 군락들의 유 효 인산, 총질소의 양이 차이가 나는 것은 수목의 종다양도 가 높을수록 토양 내 질소, 인, 탄소의 농도가 높아진다는 연구 결과와 유사했다(Kumar et al., 2010). 한편 조사구의 식물 종조성으로만 시각화했을 경우 파주 지역의 식생은 갈참나무군락과 상수리나무-밤나무군락의 거리가 가까운 것으로 나타났는데 환경요인까지 추가해 시각화할 경우 상 수리나무-밤나무군락과 신갈나무군락의 거리가 가까운 것 으로 나타났다. 그러나 연천의 경우는 식물군락과 환경요인 과의 관계를 설명을 할 수 없었는데, 식생보다 토양을 채취 한 지리적 거리가 큰 영향을 준 것으로 사료된다. 한편 토양 의 이화학적 성질은 초본이나 토양미생물의 종다양성의 영 향을 받는다는 연구 결과도 있어 추후 초본이나 토양미생물 에 대한 연구가 추가로 필요할 것으로 보인다(Rodriguez- Loinaz et al., 2008;Zhou et al., 2017).

    산림복원을 다양한 식생으로 복원할 수 있도록 법적으로 지원했으나 대부분 소나무 위주로 복원이 이루어졌다. 또한 복원 후 모니터링을 진행한 결과 침입외래식물과 생태계교 란식물이 다수 출현해 성공적이지 못한 복원이 이루어질 수 있다(Lee et al., 2024). 그리고 소나무림 산불피해지에서 소나무-신갈나무림 등의 활엽수림으로 자연회복이 일어나 며, 기후변화로 소나무림이 신갈나무림으로 천이가 가속화 되고 있다(Cho et al., 2024;Lee et al., 2025). 따라서 훼손 지의 이전 식생으로 복원하는 것보다 유사한 주변 환경의 식생을 따라 복원하며 침엽수림보다는 활엽수림으로 식재 하는 것이 더 성공적일 것이다.

    본 연구는 폐군사지역 훼손지를 복원하게 될 경우 복원 목표로 삼을 수 있는 참조생태계를 지역별로 제시했다. 파 주 폐군사지역 주변의 식생을 조사한 결과 크게 갈참나무군 락, 상수리나무-밤나무군락, 신갈나무군락으로 구분되었다. 종다양도는 갈참나무군락이 가장 높았으며 해당 군락이 위 치한 토양에서 가장 높은 총질소와 유효인산, 영양소 및 양 이온교환능력 등을 확인했다. 추후 본 훼손지를 복원할 때 는 갈참나무, 신갈나무와 잔털벚나무를 식재해 종다양도가 가장 높은 갈참나무군락으로 유도하는 것이 바람직해 보인 다(Figure 5a). 연천 폐군사지역 주변의 식생은 신갈나무-굴 참나무군락, 신갈나무군락, 소나무-신갈나무군락, 소나무군 락, 떡갈나무-갈참나무군락, 굴참나무군락으로 나눌 수 있 었다. 종다양도는 신갈나무-굴참나무군락이 가장 높았으며 해당 군락에서 채취한 토양에서 유효인산 역시 높았으나 그 외 토양 이화학적 특성에서 군락에 따른 경향성을 찾을 수 없었다. 도리어 토양을 채취한 지리적 거리가 더 큰 영향 을 준 것으로 보였다. 추후 연천의 훼손지를 복원할 때는 신갈나무, 굴참나무와 생강나무를 식재해 신갈나무-굴참나 무군락으로의 천이를 유도하는 것이 바람직해 보인다 (Figure 5b). 또한 복원 계획과 실행 과정에서 여러 이해관 계자, 지역사회의 요구, 제도 등을 고려해야 하고(Tedesco et al., 2023), 복원에 필요한 안정적 재원의 확보와 초기 복원 효과가 유지될 수 있도록 충분한 사후 관리와 모니터 링이 필요하다. 본 연구의 결과를 바탕으로 참조생태계 식 생을 목표로 한 식재를 하고 이후 모니터링으로 훼손지가 목표로 한 참조생태계 식생 유형과 얼마나 유사한 식생 및 환경적 특성을 가지고 있는지 평가해 복원 정도를 정량화 할 수 있을 것이다. 폐군사지역은 일반인의 접근이 제한되 고 외부 교란 요인이 적어 참조생태계를 고려한 생태적 식 재 전략을 구현할 수 있는 이상적인 복원 대안이 될 것이다.

    Figure

    KJEE-39-6-627_F1.jpg

    Location of abandoned military areas (PJ, YC) and reference ecosystem survey sites.

    (a) Study area in South Korea (red rectangle). (b) Overview of the study area. (c) Yeoncheon(YC) abandoned military site (orange polygon) and survey plots (yellow dots). (d) Paju(PJ) abandoned military site (orange polygon) and survey plots (yellow dots). A 1 km radius is indicated around each abandoned military site. Green areas denote surrounding natural forests.

    KJEE-39-6-627_F2.jpg

    (a) Cluster Dendrogram and (b) DCA ordination of Paju. (Q. al: Quercus aliena, Q.ac: Q. acutissima, C.c: Castanea crenata, Q. m: Quercus mongolica)

    KJEE-39-6-627_F3.jpg

    (a) Cluster Dendrogram and (b) DCA ordination of Yeoncheon. (Q. m: Quercus mongolica, Q. v: Q. variabilis, P. d: Pinus densiflora, Q. d: Q. dentata, Q. a: Q. aliena)

    KJEE-39-6-627_F4.jpg

    CCA ordination of (a) Paju and (b) Yeoncheon.

    KJEE-39-6-627_F5.jpg

    Restoration model based on reference ecosystem vegetation of (a) Paju and (b) Yeoncheon. (F. r: Fraxinus rhynchophylla, L. o: Lindera obtusiloba, P. sp: Prunus serrulata var. pubescens, Q. a: Quercus aliena, Q. m: Quercus mongolica, Q. v: Q. variabilis, S. o: Styrax obassia)

    Table

    Major woody species Importance Percentage(IP) and Mean Importance Percentage(MIP) of Paju

    (C*: Canopy layer, S**: Shrub layer)

    Major woody species Importance Percentage(IP) and Mean Importance Percentage(MIP) of Yeoncheon

    (C*: Canopy layer, S**: Shrub layer)

    Species diversity indicates of communities in Paju and Yeoncheon (Unit: 100㎡)

    Paju 1: Q. aliena, 2: Q. acutissima-C. crenata, 3: Q. mongolica
    Yeoncheon 1: Q. mongolica-Q. variabilis, 2: Q. mongolica, 3: P. densiflora-Q. mongolica,
    4: P. densiflora, 5: Q. dentata-Q. aliena, 6: Q. variabilis

    Habitat environment and soil physico-chemical properties of each community

    COa: Canopy openness, TNb: Total nitrogen, OMc: Organic matters, CECd: Cation exchange capacity
    Paju 1: Q. aliena, 2: Q. acutissima-C. crenata, 3: Q. mongolica
    Yeoncheon 1: Q. mongolica-Q. variabilis, 2: Q. mongolica, 3: P. densiflora-Q. mongolica, 4: P. densiflora, 5: Q. dentata-Q. aliena, 6: Q. variabilis

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