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SUMMARY

CONTENTS

목차

제1장 연구개발과제의 개요 34

제1절 연구개발의 목적 34

제2절 연구개발의 필요성 37

1. 기술적 측면 37

2. 경제·산업적 측면 38

3. 사회·문화적 측면 39

제2장 국내외 기술개발 현황 40

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 42

제1절 특수사방지 황폐계류의 생태공학적 안정화 기술 개발 42

1. 황폐계류의 생태공학적 안정화 공종의 선정 및 설계 42

가. 우리나라 특수사방지 계곡의 황폐 특성 44

나. 국내·외 사례조사 48

다. 생태공학적 계곡 사방공종의 시공기준 검토 63

라. 생태공학적 안정화 공종의 선정 및 설계 68

2. 생태공학적 안정화 공종의 현장 적용 78

가. 생태공학적 계상 훼손방지 공종 81

나. 계류 인접 황폐사면의 생태공학적 안정화 공종의 시공 84

다. 수변부의 생태공학적 기슭 안정화 공종의 시공 85

라. 황폐계류에 시공한 생태공학적 안정화 공종의 배치 모식도 89

3. 생태공학적 안정화 공종의 현장적용 효과분석 및 모니터링 결과 90

가. 생태공학적 안정화 공종의 현장적용 효과분석 90

나. 수생생물의 군집밀도 변화 조사 99

다. 특수사방지 토양환경의 특성과 토양침식성에 대한 모니터링 결과 116

제2절 특수사방지의 생태공학적 사면안정화 기술 개발 129

1. 사방지 붕괴사면의 생태공학적 안정화 공법과 공종의 선정 및 설계 129

가. 기존 산사태 복구지 문제점 분석 129

2. 특수황폐지 복구공종의 선정 기준 설정 135

가. 지질조건 135

나. 비탈면 조건 138

다. 일영(日影) 조건 139

라. 시설물의 유무 140

마. 기상조건 140

바. 환경조건 140

사. 시공 규모 및 시공 위치 142

3. 국내외 산사태 복구공법 및 현황 145

가. 우리나라 산사태 복구공법 및 현황 146

나. 미국 150

다. 일본 154

라. 산사태 방지 복구 공법의 선정 및 설계 166

4. 사면붕괴지의 생태공학적 안정화 공법 및 공종의 현장 적용 179

가. 사면 붕괴지 생태공학적 안정화 공법의 현장 적용 179

5. 사면붕괴지 복구지역의 사면안정성 평가 및 현장 적용 공종의 효과분석 197

가. 산사태발생 및 강우량을 통한 사면안정성 효과분석 197

나. 산사태 복구지역의 사면안정해석에 따른 효과 분석 200

6. 시공한 산사태 사면 복구지역의 식생회복 모니터링 210

가. 토양의 화학적 성질분석 210

나. 각 공종별 모니터링 212

다. 식생생장분석 220

라. 모니터링 결과의 평가 235

제3절 특수사방지의 잠재자연식생 조기정착 유도 기술 개발 236

1. 특수사방지의 잠재자연식생 조기 정착 유도 기술의 선정 및 설계 236

가. 사방조림지 및 인접 자연림의 식생조성 및 구조적 특성 조사 236

나. 사방조림지의 천이유형 및 지체 원인 파악 252

2. 잠재자연식생 조기 정착 공종개발을 위한 설계 276

가. 연구대상지 현황 276

나. 잠재자연식생 조기 정착 유도 기반 조성 277

3. 잠재자연식생 조기정착 유도 기술의 공종 현장 적용 280

가. 시험구와 대조구와의 식생이입 상태 비교 분석 280

나. 시험구와 대조구와의 식생이입 상태 분석 결과 281

다. 조기 정착 유도 연구결과 284

4. 잠재자연식생의 조기 정착 유도 모델의 현장적용 효과분석 288

가. 아까시나무림 288

나. 곰솔림 299

5. 잠재자연식생 조기정착 유도 모델의 모니터링 결과 309

가. 아까시나무림 309

나. 곰솔림 310

다. 연구결과의 적용성 및 작업 공종 정립 312

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 315

제5장 연구개발결과의 활용계획 321

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 323

제7장 참고문헌 326

I. 제목

"산지 특수사방지역의 안정화 및 생태기능복원 기술 개발"

II. 연구개발의 목적 및 필요성

최근의 잦은 기상이변과 지구온난화, 열대우림의 감소 등과 같은 환경문제는 지금까지 경제적 효율성 위주로 자연을 개발하고 이용하였던 인류에게 성장과 발전의 한계를 깨닫게 하고 있다. 이제 환경문제는 국가만의 문제가 아닌 전 인류적인 공동관심사가 되었으며 21세기 경제발전은 환경보전과의 조화와 양립, 나아가 지속성이라는 이질적 가치를 동시에 추구해야 할 새로운 패러다임으로 대두된 것이다.

1992년 리우환경회의에서는 생태계보호와 그 범위 안에서 경제발전을 추구하는 '지속가능한 개발'의 실천을 주장하였으며, 이는 기후변화의 대응과 지구환경 보전에 중추적인 역할을 맡고 있는 산림의 중요성을 한층 더 부각시키는 계기가 됨과 동시에 기능적으로 퇴화된 황폐임지의 보전과 활용에 대한 국내외 연구활동에 활력을 불어넣고 있다.

우리나라에서의 훼손 및 황폐임지에 대한 인공복구는 1907년 서울 청운동 일대 산림의 풍치성을 회복하고자 시행한 사방사업이후 지금까지 약 100년의 역사를 가지고 있으며, 1970년대 이후 수차례에 걸쳐 시행한 치산녹화사업은 과거 물리적, 생태적 환경의 붕괴로 대부분이 황폐지나 다름없었던 임지에 지금의 숲을 재성립함으로써 오늘날에는 동북아의 대표적인 산림복구 모델지이자 FAO에서 인정 하는 세계 4대 산림복구 성공국가로 평가받고 있다.

그러나 1세기에 달하는 인공적 산림복구의 역사와 세계적으로 인정받고 있는 산림복구 성과에도 불구하고 복구사업 이후의 적절한 사후관리와 지속적인 모니터링의 부재로 임지로서의 생태 생산기능이 저하되고 있는 곳이 늘어나고 있으며 더구나 이들 지역을 중심으로 그 영향이 주변으로 확산되고 있어 조속한 대책마련이 요구되고 있다. 하지만 관련 분야에 대한 기초정보가 부족하고 생태계 복원 기술의 개발과 축적이 미흡하여 생태생산기능이 저하된 황폐임지가 그대로 방치되거나 증가하고 있는 실정이다.

특히, 산사태 위험지 및 이암과 역암 등 기질의 물리성이 약하여 붕괴 위험이 잔존하고 있는 특수사방지의 경우는 물리적, 생태적으로 아주 취약한 입지환경으로 자연적, 인위적 요인에 의해 2차 재해가 항상 잔존하고 기존 식생이 파괴되면 식생의 재정착이 상당히 어려운 임지이기 때문에 이러한 지역의 물리적 안정성이 개선되지 못하고 식생이 자연적으로 정착되지 못하면 경관적으로 바람직하지 않을 뿐만 아니라 빈번한 용탈과 침식의 영향으로 해당 지역 외에 인접 생태공간에도 심각한 악영향을 주고 인접한 주거지와 농경지에까지 큰 피해를 초래할 수도 있다(Bradshow and Chadwick, 1980).

지금까지 국내의 황폐지 사방복구는 생태적 복원보다는 복구사업에 초점을 맞추어 왔으며, 생태계가 성립할 수 있는 물리적 기반은 조성하였으나 기질의 안정성과 생태적 질이 불량하여 성립된 식생이 극히 빈약하고 생산력도 그 만큼 저하되어 있어(조 등, 1995) 일시적인 물리적 붕괴위험성은 지연시킬 수 있지만 산림생태계의 기능을 회복하는 차원에서는 전혀 그 효과를 발휘하지 못하고 있다(Smith and Bradshow, 1979). 그 결과 아직도 우리나라 도처에 산재하고 있는 특수사방지는 홍수기가 되면 2차 재해가 발생하고 주변 하천과 농경지 그리고 연안을 오염시켜 그곳을 생활터전으로 하는 주민들에게 많은 고충을 안겨주고 있으며, 더욱이 생태기능뿐만 아니라 임지로서의 부가 생산기능이 아주 저하되어 주민 소득공간으로서의 역할 역시 상실하였다.

따라서 본 연구의 목적은 사방사업 후 산사태, 계류황폐 등 2차 재해발생이 우려되는 곳, 자연림으로의 정상적인 천이가 지체되거나 퇴행천이가 진행되어 생태적인 측면에서 임지로서의 생물생산기능이 제대로 발휘되지 못하고 있는 취약 및 훼손된 사방지를 대상으로 일차적으로 생태공학적 측면에서 2차 재해 방지를 위한 사면안정화 공법을 개발하고(1), 기능이 상실된 계류공간에 대한 생태공학적 시설물의 시공을 통하여 사방지 계류환경의 복원 공법을 개발하며(2), 아직 자연림으로의 정상천이가 지체되거나 퇴행천이 중인 곳의 잠재자연식생 조기 정착 유도 기법을 개발하여(3) 수십년 이상 임지로서의 제 기능을 하지 못하고 방치되어 있는 유휴임지의 생태생산 기능을 복원시켜 지역사회와 주민의 부가 소득자원 개발 공간으로서, 그리고 아울러 21세기 자연환경복원산업의 리더분야가 될 것으로 판단되며 또한, 산림생태계 복원분야의 선도 기술을 정립함으로써 입업분야 관련 산업의 부가 가치 창출에 기여하는데 있다.

III. 연구개발 내용 및 범위

1. 특수사방지 황폐계류의 생태공학적 안정화 기술 개발

가. 사방지 황폐계류의 생태공학적 안정화 공법과 공종의 선정과 설계

나. 선정한 황폐계류의 생태공학적 안정화 공법 및 공종의 현장 시공

다. 선정한 황폐계류의 생태복원기술 공종 정립과 조합

라. 개발한 황폐계류 안정화 공법과 공종의 효과 분석

2. 특수사방지의 생태공학적 사면안정화 기술 개발

가. 사방지 산사태의 발생특성과 피해실태 조사 및 분석

나. 산사태지 복구 공종의 선정 및 공법 개발

다. 산사태 사면 복구지역의 사면 안정성 평가

라. 사면 안정화 유도 개발 공종의 효과 분석 및 공종 정립

마. 사면붕괴지의 생태공학적 안정화 공종 적용 후 식생회복 및 변화 모니터링

3. 특수사방지의 잠재자연식생 조기 정착 유도 기술 개발

가. 사방지 및 주변 자연림의 식생조성 및 구조적 특성 파악

나. 사방지 천이단계 및 지체 원인 파악

다. 잠재자연식생 조기 정착 유도 기반 조성 및 공종 개발

라. 개발된 잠재자연식생 조기 정착 유도 모델의 현지 적용시험 및 효과 검정

마. 개발된 잠재자연식생 조기 정착 유도 모델의 기술 공종 정립 및 조합

IV. 연구개발 결과

1. 특수사방지 황폐계류의 생태공학적 안정화 기술 개발

본 과제는 산지계류의 물리적 안정성 회복과 생태기능복원을 위한 생태공학적 안정화 기술을 개발하고 향후 유사 생태복원사업에 필수적인 설계 및 시공기준을 제시하고자 수행하였으며, 생태공학적 안정화를 위하여 연구 사이트에 적용한 공법과 공종의 시공 전후에 있어서 효과 분석과 모니터링의 결과를 다음과 같이 요약하였다.

공종의 선정 시 우선적으로 친자연적인 시공재료의 적용 가능성을 검토하였으며, 공종의 설계와 위치의 선정 그리고 현장시공에 이르기까지 구조물의 안정성과 재해방지 효과, 공종들의 주변경관과의 조화, 계류생태복원의 효과 등의 항목을 중점적으로 고려하여 시공기준을 검토하였다. 또한 적용 공종의 규모와 위치 결정을 위하여 포항시의 과거 강우자료를 이용하여 확률론적 수문분석을 실시하고 확률강우량 및 확률강우강도를 산정하였으며, 그 결과 연구 사이트에서는 생기빈도 50년의 확률강우량은 69.7mm/hr이었으며, 합리식으로 계산한 유역의 최대홍수유량은 4.1㎥/sec이었다.

현장에 적용할 생태공학적 안정화 공종은 총 26개의 공종(즉, 계상 훼손방지 공종 8개소, 사면안정화 공종 4개소, 기슭안정화 공종 14개소)을 설계하였으며, 이들 공작물은 약 5개월(2007년 5월 18일~10월 24일)에 걸쳐 황폐계류 현장에 시공하였다. 생태공학적 계상 침식방지 공종의 시공 결과, 시공 전 7%이었던 계상기울기가 시공 후 1년이 경과하였을 때 약 3%로 완화되었으며, 이들 공종의 토사유출 저지효과는 2008년 6월 5일부터 8월 17일까지 약 2개월 동안 약 30㎥에 달하였다. 그리고 계안붕괴를 저지하고 횡단구조물의 보호를 위하여 시공한 생태공학적 기슭안정화 공종은 침식된 토사가 계곡으로 유입되는 것을 효과적으로 방지하였으며, 계류의 유심선을 조절하여 불안정한 횡단선형을 안정화시킴으로써 계류의 기슭안정화에 매우 효과적인 공종으로 판단하였다. 특히 본 연구에서 독자적으로 설계한 격자형 통나무 기슭막이의 경우, 물리적 안정성과 함께 구조물 내부의 빈 공간에 토사가 쌓여 주변 식생의 침입을 유도함으로써 기슭의 토목공학적인 안정화가 이루어지고 동시에 단기간에 식생에 의해 기슭이 녹화되는 것을 확인하였다. 또한 주요 횡공작물의 비탈 상단에 적용한 버드나무 생지조를 식재한 식재공법도 시공 후 약 1년이 경과하였을 때 약 90% 이상의 버드나무가 생존하는 것으로 확인되어, 향후 산지계류에 있어서 버드나무 생지조는 생태공학적 기슭안정화와 수변 식생완충존의 조성에 도입할 수 있는 효과적인 수종으로 판단하였다.

황폐계류에 시공한 사방공작물이 계류의 생태환경 변화에 미치는 영향을 분석하기 위하여 사방공작물의 현장 시공 전후에 있어서 저서성 대형 무척추동물의 군집밀도 변화와 생물학적 수질분석을 실시한 결과, 사방공작물의 시공 직후에는 거의 모든 조사지점이 부영양화의 원인이 되는 동물성플랑크톤과 세균의 비율이 높은 강부수성을 띄었으며, ESB 분석 결과에서도 대부분의 조사지점이 IV~V등급으로 판정되어 심각한 수질오염이 우려되었으나, 시공후 1년 동안 수회에 걸쳐 실시한 조사에서는 대부분의 조사지점이 중부수성으로 판정되었고 ESB 분석결과에서도 하류로부터 상류로 올라갈수록 최저 IV에서 최고 III등급으로 점차적으로 수질등급이 높아져 일반적인 계류환경의 상태로 복귀하는 경향을 나타내었다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 개발한 계류의 생태공학적 안정화 공종들은 일반적인 콘크리트 구조물에 비하여 시공 후 비교적 단기간에 시공전의 계류생태환경으로 복원시키는 효과가 있는 것으로 판단하였다. 특히, 통나무 잡석채움 바닥막이는 채움 재료로 외형이 불규칙한 잡석을 사용함으로써 자연적인 공극이 형성되어 수서생물들의 서식공간으로 유용하게 활용될 수가 있어서 황폐계류에 새로운 종의 유입과 기존 서식종의 회귀에 가장 효과적인 역할을 하는 공종으로 판단된다.

특수 사방지의 토양환경과 토양침식성의 특성을 파악하기 위하여 토양의 입지환경과 이화학적 성질을 조사한 결과, 대부분의 토양형이 미숙토양으로 나타났으며 갈색산림토양은 발견되지 않았다. 또한 관측한 평균 토양 pH는 4.1로 우리나라 산림토양의 평균 pH 5.5에 비하여 강산성으로 나타났고, 토양유기물함량 역시 평균 2.7%로 우리나라 산림토양의 평균값인 4.5%보다 약 1.7배 낮았다. 이와 같은 결과는 특수 사방지의 대부분이 침식에 약한 이암지대로 유기물의 축적이 힘들기 때문에 사방사업이 실시된 지 30년이 경과하였음에도 불구하고 건강한 산림으로의 회복이 이루어지지 않는 것으로 판단하였다. 따라서 향후 이 지역에 있어서 지속적인 연구와 모니터링을 통하여 토양환경의 질적 개선이 이루어져야 할 것이다.

2. 특수사방지의 생태공학적 사면안정화 기술 개발

산림복구지는 원래의 자연식생과 유사하게 복원사업을 실시한 곳이다. 원래의 자연식생과 지형 등이 변화된 상태에서 복원을 실시하기란 쉽지 않은 일이며, 여기에는 크게 사면안정과 녹화라는 두가지 목적을 우선 달성해야한다. 그러나 훼손된 사면과 식생에 대해서 안정을 꾀하기 위해서는 인위적인 공정 및 시설물이 필요 하며, 식생이 도입되기에는 여러 가지 제약조건이 뒤따르게 된다. 예를 들어 사면의 안정과 녹화의 목적을 달성했다 할지라도 생태적으로 자연식생과 유사한 복원이 이루어졌는지에 대한 성과의 판단은 매우 모호한 실정이다. 따라서 이와 같은 성과의 판단을 위해서는 지속적인 모니터링을 통해서 객관적인 자료를 확보하고 이에 근거하여 판단이 이루어져야 할 필요성이 있다.

산사태지역 등 훼손된 특수사방지의 복원은 자연의 힘에 의한 식생의 복원이 쉽지않기 때문에 식생회복을 위해서는 인위적인 방법이 필요하고, 적극적인 생육환경의 정비나 생태복원기법을 통해 자연 생태계의 재생 및 사면안정을 하여야 한다. 특수사방지는 과거의 사방기법에 의하여 일시적으로 그 물리적 붕괴 위험성을 다소 저지시킬 수도 있지만 이러한 기술들은 인력과 비용이 많이 들고 그 수명도 길지 않을 뿐만 아니라 파괴된 산림생태계의 기능을 회복하는 차원에서는 전혀 그 효과를 발휘하지 못하고 있다(Smith and Bradshow, 1979). 이와 같이 비용이 많이 들고 그 효과 또한 바람직하지 않은 산림복구방법에 대한 대안은 본 연구에서 시도하려고 하는 생태공학적 및 복원생태학적 측면에서 기능적으로 퇴화된 대상지의 기질과 생태환경적 특성을 조사, 분석, 평가하여 그것에 기초하여 물리적 안정화, 생태생산기능의 회복, 그리고 생물다양성 회복을 유도하는 것이다.

본 연구의 목적은 사방사업 후 산사태 등 2차 재해발생이 우려되는 곳, 훼손된 사방지를 대상으로 일차적으로 생태공학적 측면에서 2차 재해 방지를 위한 사면안정화 공법을 개발하여 향후 산사태지역의 사면안정, 식생회복 및 경관변화 등 생태기능을 회복할 수 있는 생태복원 기술을 개발하고자 한다. 따라서 산사태복구지의 사면안정성 효과 분석 및 식재한 복구식물의 생장량을 분석한 결과는 다음과 같다.

2004년 8월 18일 태풍 '메기'는 한시간동안 47mm의 비가 내렸으며, 하루동안 166mm의 집중호우가 발생하여 산사태 발생원인이 되었다. 산사태가 발생한 2004년 8월동안 451mm의 비가 내렸으며, 이후 2006년 7월에 그보다 많은 546mm의 비가 내렸음에도 2차피해는 발생하지 않은 것으로 보아 복구지에 설치된 구조물이나 식생이 사면안정에 효과가 있다고 사료된다.

원지반(산사태 발생 전)의 측정한 이 지역의 수평거리는 143.7m, 높이는 279.1m이며, 현지반(산사태 복구 후)의 수평거리는 143.7m, 높이는 276.3m 이였다. 구조물이 설치된 위치의 높이차의 평균은 2.9m로 나타났다.

구조물이 설치된 대표사면의 건기시 안전율은 2.67이며, 우기시 안전율은 2.10으로 나타나 사면의 활동에 대하여 안전한 것으로 나타났다. 사면에는 우기시 사면 중앙부를 중심으로 우수의 배수가 일어나 구조물과 접하는 사면의 경계부분에 세굴이 발생하지 않도록 배수로를 설치하여 물을 한곳으로 모아 사면을 보호해야 할 것이다. 그리고 구조물의 안정성을 높이기 위해 구조물을 올바르게 설치하거나 구조물을 보호할 수 있는 적절한 보호공 시설이 필요하며, 식생생장에 구조물 설치가 저해요인이 아닌 것으로 나타났기 때문에 사면안정에 효과를 높이기 위해 사면의 식생회복과 구조물설치를 잘 이용하도록 해야 할 것이다.

토양의 화학적 특성에 있어서 토양 pH는 4.7~4.9이었으며, 전기전도도는 115.8~129.3dS/m로 분석되었다. 전 조사지역의 토양유기물은 2.94~5.47%, 전질소 함량은 0.95~1.88%, 양이온치환용량은 7.48~10.49cmo1+/kg로 조사되었다. 치환성양이온의 함량은 Ca2+>K+>Mg2+>Na+ 순으로 높게 나타났다. 우리나라 평균치보다 각 항목에서 낮게 나타났으며 조사지주변의 토양보다도 식생생육에 불리한 토양으로 나타났다.

수고생장량 분석결과 2년차 생장이 상대적으로 적었으며, 이것은 이식충격으로 뿌리활착이 더뎌졌음을 알 수 있고 점차 3년차, 4년차의 생장량이 증가함으로서 복구지에 식생이 전착되어 사면이 안정화 되는 것으로 사료된다.

2조사구-3조사구에서 0.047로 0.05%내의 유의수준을 보여, 평균간에 차이를 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 1조사구-2조사구는 0.931, 1조사구-3조사구는 0.104를 나타내어 조사군 간에 유의한 차이가 나타나지 않았다.

산사태 주변지역의 식생은 총 13 과 18 속 24 종 5 변종이었으며, 조사구내 침입한 식생은 총 12 과 15 속 17 종 4 변종이 출현하였다. 침입한 식생 대부분이 주변식생과 일치한다는 것을 알 수 있다.

1조사구와 3조사구의 중요치(I.V.)는 해송이 가장 높게 나타났으며, 칡, 청미래덩굴등의 순으로 높은 중요치를 보였다. 2조사구 또한 해송이 가장 높게 나타났으며, 칡, 싸리등의 순으로 나타났다. 조사구내의 종다양도 지수는 0.440~0.702이고 균재도는 0.630~0.778, 우점도는 0.222~0.371으로 나타났다. 1조사구와 2조사구가 3조사구보다 출현종수와 개체수가 많이 분포하였으며, 종다양도, 균재도 등도 높게 나타나 비교적 안정된 구조로 변화하는 것으로 사료된다. 유사도지수가 0.2이하 일 때 군집간은 이질적이고, 0.8이상일 때 동질적이라 할 수 있기 때문에 조사구간 유사도지수가 0.667~0.818로 나타나므로 비슷한 구조를 지닌다고 할 수 있다. 산사태발생지와 주변식생의 유사도지수는 0.359~0.667로 나타났다. 산사태 복구지역에 구조물을 설치함으로써 사면의 안전율을 높이고 식재한 해송의 생장은 시간이 경과할수록 회복이 되어 사면안정성에 효과가 있는 것으로 나타나 구조물 설치와 식생의 식재를 통해 사면안정성을 높여야 할 것이다.

3. 특수사방지의 잠재자연식생 조기 정착 유도 기술 개발

영일 지역 조림 식생의 평가는 1차 년도 연구를 통하여 수행되었는데, 사방지 개체군별 식생의 종조성, 구조적 특성 및 천이 경향, 그리고 인접 자연림과 사방지의 식생조성 및 구조적 유사성 등을 분석하였다. 1차 년도 연구 결과에서 지역의 잠재자연식생은 졸참나무군락으로 나타났는데, 이러한 생태학적 정보를 토대로 졸참나무군락을 자연식생 조기 정착 유도 기술 개발의 도입 식생으로 결정하였다.

2차년도 연구 목표인 자연 식생의 조기 정착을 위한 시업 공종 선택에 있어서, 임분에 대한 최소한의 임분 구조 조정을 고려하여 인공 숲틈(artificial forest gap)의 조성을 선택하였다. 1차년도 연구결과, 인공림에서 교란지 선호 식물들의 비율과 빈도가 높게 나타났다. 따라서 임상에 대한 강한 교란에 의한 침입종의 이입을 고려하여 벌채 식재는 복원 방법에서 제외되었다. 그리고 도입종의 수하식재에 의한 복원 방법은 본 연구의 수행 목표인 복원종의 생장 촉진 및 적응에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 제외하였다. 연구 대상지역의 대표적인 불량 임분인 아까시나무림과 곰솔림을 대상으로 앞서 설명한 숲틈 조성을 실시하였다. 잠재자연식생 조기정착을 위한 작업 공종은 벌채, 벌채 및 하층제거, 환상박피, 환상박피 및 하층제거, 벌채 및 근주맹아 도입, 환상박피 및 근주맹아 도입 등의 6가지 시업 공종을 대조구와 함께 도입하였다. 잠재자연식생의 우점종인 졸참나무의 유묘 및 근주맹아를 신뢰성 높은 공공 기관인 산림생산기술연구소 및 인접 자연 지소에서 각각 수집하여 식재하였다. 그리고 식재 후 식생의 이입 상태를 아까시나무 조림지 및 곰솔 조림지에서 각각 분석한 결과, 후자에서만 식재 교란에 의한 종의 이입이 관찰되었다.

3차년도 연구 목표에 있어서 각 시업 공종 별 잠재자연식생 조기정착 유도 효과를 식재목의 생장상태, 식생의 변화 (종조성 및 종다양성)를 다양한 접근 방법을 통해 분석한 결과, 아까시나무림에서는 환상박피 및 하층 식생 제거 처리구 (GU), 곰솔림에서는 환상박피 처리구 (G) 처리가 가장 우수한 결과를 나타내었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 잠재자연식생 조기정착 유도 시업 모델을 정립하였다. 아까시나무림 및 곰솔림의 연구 장소는 장기 모니터링이 가능하도록 구축하였다. 그리고 각 임분의 연구 대상지는 접근성이 우수한 지역에 설치하여 생태복원체험교육과 같은 체험 학습이 가능하도록 조성하였다.

V. 연구결과 활용에 대한 건의

본 연구는 사방사업 후 산사태, 계류황폐 등 2차 재해발생이 우려되는 곳과 자연림으로의 정상적인 천이가 지체되거나 퇴행하는 취약 및 훼손 사방지를 대상으로 생태공학적 안정화 공종을 적용하여 불안정한 사면의 복구와 황폐계류의 친환경적 복원 공법을 개발함과 동시에 자연림으로의 정상천이가 지체되는 산림의 잠재자연식생 조기 정착 유도 기법을 개발하여 우리나라 산림생태계 복원 분야의 선도 기술을 정립하고 향후 유사 복원사업에 유용한 설계지침과 관리방안을 제시하고자 수행하였다.

본 연구 결과의 활용에 대한 몇 가지 건의 사항을 아래에 요약하였다.

ㆍ특수 사방지 황폐계류를 대상으로 물리적 안정과 생태계복원을 위하여 생태공학적으로 시공한 안정화 공종의 시공기준 및 설계지침은 타 지역의 야계사방사업시에 친자연적인 계류 사방공작물의 매뉴얼로 활용할 수 있다.

ㆍ개발한 통나무 잡석채움 바닥막이와 수제, 격자형 통나무 구곡막이, 격자형 통나무 기슭막이 등은 우리나라 계류 사방공작물의 친자연적인 그리고 생태, 경관기능을 강화한 새로운 유형으로 전국적으로 확대 보급할 수 있을 것이다.

ㆍ생태공학적 계류 안정화 공종의 시공전후에 있어서 수서생물의 군집조사 결과는 기설 또는 시공 예정인 사방구조물이 유역생태계에 미치는 영향을 평가하는데 기초자료로 활용할 수 있다.

ㆍ사면붕괴지와 복구지역의 사면안정성을 평가하고 불안정 사면의 생태적인 복원을 위하여 개발한 생태공학적 사면안정화 기술은 우리와 임지 특성이 유사한 동북아 지역의 대규모 훼손 및 황폐 산지에 있어서 생태계 복원의 지침으로 활용될 수 있다. 따라서 황폐되거나 기능적으로 퇴화된 사방지 사면과 계류의 안정화 및 생태복원을 목적으로 개발한 제 공종을 관계 당국이나 산림조합 그리고 관련 산업체와의 교류를 통하여 기술 전수하여 국내 산지사방지의 생태기능 회복분야 뿐만이 아니라 국외에서 행해지는 유사 복원사업에까지 활용할 수 있는 방안이 강구되어야 할 것이다.

ㆍ임지로서의 생태적 기능이 퇴화된 특수 사방지에서의 잠재자연식생 조기 정착을 위한 유도 기술의 개발은 교란을 최소화 하는 임분 전환 및 자연 식생 유도 기법을 통하여 불량 조림지에서 효과적으로 활용할 수 있다.

ㆍ우리나라 산림의 저지대 식생은 대부분 리기다소나무 및 일본잎갈나무 조림식생으로 이루어져 있으며 이러한 식생구조는 자연 천이가 매우 느리거나 정체되어 있는 경우가 많아서, 본 연구결과는 이러한 불량 조림 임분에 대한 생태적 관리 방안의 하나로 제시할 수 있다. 또한 자연림으로의 정상천이가 문제가 있는 일반 조림지, 도시림, 환경오염지 등에 있어서 자연성 회복에 생력적으로 활용할 수 있으며, 향후 생력적이고 생태적인 숲가꾸기의 지침으로 활용할 수 있다.

ㆍ본 연구의 모든 결과물은 최근 지구온난화, 열대우림의 감소, 사막화의 확대 등 전 세계적인 환경문제의 대처방안으로 주목받고 있는 산림환경복원산업의 중요한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이며, 설치한 생태공학적 안정화 공종과 훼손된 임지의 복원장소는 전공분야 학생 및 현장기술자들에게 체험학습장소와 생태관광장소로 이용될 수 있다.