가) 착엽기간
관측 대상
개체단위 착엽기간: 우리나라의 산림을 이루는 가장 대표적인 수종인 신갈나무를 대상으로 지리산, 설악산, 소백산, 월출산국립공원 총 4개 국립공원에서 관측
군락단위 착엽기간: 활엽수림 및 혼합림을 대상으로 지리산, 설악산, 내장산, 소백산, 월출산, 태백산국립공원 총 6개 국립공원에서 관측
(기존) 개엽과 단풍을 별도로 다른 대상지에서 관측하여 식물계절의 봄철 변화와 가을철 변화를 연계하여 분석할 수 없었음
(개선) 식생지수를 활용하여 개엽부터 낙엽까지 착엽기간을 분석함으로써 기후변화로 인한 식물 생육기간의 종합적인 변화를 파악하고자 함
[그림 12] 개체-군락-생태계 단위 착엽기간 분석 모식도
공원명 구분 설치 장소 관측대상 설치연도 고도(m) 비 고
지리산 국립공원
개체
성삼재 일원 신갈나무 2013 1,000
상선암 일원 신갈나무 2013 600 간이카메라
군락
천은사골 노고단 일원 2014 400~1,200 영신봉 촛대봉 일원 2017 1,500~1,600
설악산 국립공원
개체
한계령탐방지원센터 일원 1 신갈나무 2015 1,000 간이카메라 한계령탐방지원센터 일원 2 신갈나무 2018 1,000
흘림골 일원 신갈나무 2016 600 간이카메라
군락
미시령 옛길 황철봉 일원 2014 400~1,000 중청대피소 대청봉 일원 2017 1,600~1,700 내장산
국립공원 군락 내장산로 내장사계곡 일원 2017 150~300
소백산 국립공원
개체
연화봉 일원 신갈나무 2017 1,300 간이카메라
제2연화봉 전망대 신갈나무 2018 1,300
군락 제2연화봉대피소 희방계곡 일원 2017 1,000~1,300
월출산 국립공원
개체
구름다리 일원 1 신갈나무 2011 450 간이카메라
구름다리 일원 2 신갈나무 2018 450
군락 바람재삼거리 일원 경포대계곡 일원 2018 600 태백산
국립공원 군락
천제단 부쇠봉 일원 2017 1,400~1,500 망경대 문수봉 일원 2017 1,400~1,500 [표 8] 공원별 착엽기간 관측대상지 현황
Ⅲ. 육상생태계 생물계절 모니터링 2. 범위 및 방법
분석 방법
고정된 위치에서 일정한 시간 간격을 두고 지속적으로 사진 또는 영상을 촬영하여 자료 수집 - 원격 카메라 장비를 통해 안정적인 데이터 수집･관리 체계 구축
- 개체단위 착엽기간의 경우 조사 대상목이 다양한 환경 요인으로 인하여 생육이 불량해지거나 고사하는 경우를 대비하여 간이카메라를 보조적으로 운영
가시광선기반 식생지수 Gcc7)(Green Chromatic Coordinate)를 활용하여 착엽기간 분석 - 생육기간 동안 Gcc 결과값의 50%에 도달한 시점을 개엽시기로 정의하고, Rcc8)(Red
Chromatic Coordinate) 최대값에 도달한 시점을 낙엽시기로 정의하여 판단함(Gillespie et al., 1987)
- 개체단위 착엽기간의 경우 대상목 수관 전체를 고려하되, 주변 수목의 영향을 배제하기 위해 최대 3개 영역을 선정하여 평균값을 산정함
- 군락단위 착엽기간의 경우 그늘이 잘 생기는 골짜기와 침엽수가 많은 지역을 제외하고 해발 고도를 고려하여 선정함
[그림 13] 신갈나무 착엽기간 분석 기준
7)
, RDN = Red digital number, GDN = Green digital number, BDN = Blue digital number 8)
, RDN = Red digital number, GDN = Green digital number, BDN = Blue digital number
기존 분석 방식과 비교
개엽 관련 기존 방식
- 개엽시기 판단 기준에 따라 단계별 현상을 육안으로 확인하여 분석
- 각 단계별 현상이 대상목 수관 전체 30% 이상에서 나타나는 일자를 기록
① 1단계(동아 성숙): 잎이 돋아나기 전 동아(겨울눈, winter buds)가 점차 커지는 단계 ② 2단계(동아 파열): 새 잎이 동아를 뚫고 나오는 단계
③ 3단계(개엽 시작): 뭉쳐진 잎이 펴지기 시작하는 단계 ④ 4단계(개엽 진행): 잎이 아래로 쳐지는 단계
⑤ 5단계(개엽 완료): 잎이 완전히 커져 더 이상 커지지 않는 단계
1단계 2단계 3단계 4단계 5단계
동아 성숙 동아 파열 개엽 시작 개엽 진행 개엽 완료
[표 9] 기존 분석 방식의 신갈나무 개엽시기 판단 기준
낙엽 관련 기존 방식
- 촬영된 이미지의 녹색값(G)과 적색값(R)의 비율로 분석
- 녹색값(G)이 적색값(R)보다 높은 상태에서 적색값(R)이 50% 이상 되는 시점을 단풍 시작, 적색값(R)이 최대가 되는 일자를 단풍 절정 단계로 분석
Ⅲ. 육상생태계 생물계절 모니터링 2. 범위 및 방법
단풍시작일
단풍절정일
[그림 14] 기존 분석 방식의 단풍시기 판단 기준
기존 분석 방식과 비교 결과 식생지수를 활용한 개엽시기의 경우 기존 방식의 ‘개엽 완료’ 단계와 가장 유사한 결과값을 보이며, 낙엽시기의 경우 기존 방식의 ‘단풍 절정’ 단계와 유사한 결과 값을 보임
- 기존 분석 방식과 식생지수를 활용한 개엽시기를 비교해본 결과 차이값의 평균이 각 단계별로 동아 성숙(18±3), 동아 파열(12±3), 개엽 시작(10±3), 개엽 진행(7±3), 개엽 완료(3±2)로 개엽 완료 단계가 가장 유사한 결과값을 보임
- 기존 분석 방식과 식생지수를 활용한 낙엽시기를 비교해본 결과 차이값의 평균이 각 단계별로 단풍 시작(15±6), 단풍 절정(4±4)으로 단풍 절정 단계가 유사한 결과값을 보임
나) 개화시기
관측대상
식물계절알리미 28종
분석방법
시민과학을 통해 개화시기 자료 수집
- 2014년 국민모니터링 개념이 도입된 이후 현재까지 누적회원 600여명(네이버 밴드 기준)으로 SNS를 통해 모집된 일반시민과 국립공원 자원활동가, 야생생물보호단 등이 참여
- SNS를 활용하여 자료 수집(네이버 밴드 활용), 2017년 국립공원 산행정보 어플에 ‘기후변화 국민모니터링’ 항목을 추가하여 이를 병행하여 활용하였음
SNS 수집 자료를 바탕으로 최초 보고일과 최종 보고일을 분석하여 개화시기 추정 SNS 수집 자료와의 대조군으로서 기준생물종 관측
- 소백산 금선계곡에서 생물계절관측카메라를 활용하여 복수초, 생강나무의 개화시기 관측
[그림 15] 계절별 주요 식물계절알리미종
Ⅲ. 육상생태계 생물계절 모니터링 2. 범위 및 방법