기후변화에 따른 습지 생태계 내 우점 식물종의 증감 분석

Abstract

본 연구는 남한 내륙습지 내 우점 식물 10종의 기후변화에 따른 분포 변화를 살펴보고자 수행되었다. 식물 군집이 습지 생태계에 미치는 영향은 1차 생산량 제공, 수질 정화, 용존산소 공급, 천이에 의한 육지화 방지 및 보금자리 제공 등 매우 중요하며, 특히 우점 식물종은 해당 생태계의 특성을 좌우할만큼 큰 영향을 미친다. 그러나 근래의 극심한 기후 변화가 습지 생물 군락의 분포 형태를 점진적으로 변화시킴에도 불구하고, 아직 기후 변화에 따른 우점 식물종의 분포 변화는 깊이 다뤄지지 않고 있다. 이에 선행연구 및 문헌을 통해 주요 분석 종을 가래(Potamogeton distinctus), 갈대(Phragmites australis), 갯버들(Salix gracilistyla), 검정말(Hydrilla verticillata), 고마리(Persicaria thunbergii), 마름(Trapa japonica), 버드나무(Salix koreensis), 부들(Typha orientalis), 줄(Zizania latifolia), 큰고랭이(Scirpus tabernaemontani)로 선정하고 미래 기후 변화에 의한 분포 이동을 살펴보기 위해 IPCC 6차 보고서에 사용된 SSP 585 기후 시나리오를 활용하여 종 별 미래 분포도를 작성하였다. 그 결과, 10종 중 4종 (가래, 검정말, 줄, 큰고랭이)의 분포 증가와, 나머지 6종 (갈대, 갯버들, 고마리, 마름, 버드나무, 부들)의 감소 경향을 파악하였으며 특히 Salix종은 서식에 적합한 ‘Medium’과 ‘High’ 모두 감소하는 절대감소를 보였다. 이와 같이 종의 감소가 예측되는 그룹의 특징은 환경변수 측면에서는 특히 Slope(경사도)와 TWI (지형습윤지수)가 음의 상관관계를 띄며(p < 0.01), 기후변수 측면에서는 특히 Bio 02(일교차) 및 Bio 01(연평균기온)의 기여도가 높은 것을 확인하였다. 가까운 미래 (2041-2070) 대한민국의 기온은 점차 상승하고 (+26.7%, p < 0.01), 강수량 역시 상승하나(+4.34%, p < 0.01), 일교차는 감소한다 (-2.74%, p < 0.01). 때문에 점차 봄, 가을이 사라지는 고온다습한 형태가 되어가고 이에 연간 일교차가 감소하는 영향을 야기함에 따라 결론적으로 이는 장기적으로 광주기 및 온도가 생장에 주요한 습지 식생의 분포 변화를 야기한다. 또한 서늘한 온도에서 서식하길 좋아하는 종이 더 높은 고도로 이동하게 한다. 습지 식물은 토양이 습윤함에 따라 더 잘 생존하나 고도와 경사도에 대해 음의 상관관계를 띄는 지형습윤지수(TWI)는 더 감소하게 된다. 따라서 갯버들과 버드나무와 같은 종은 기후변화가 지속됨에 따라 국내에서의 생존이 점차 어렵게 될 것이라고 판단한다. 본 연구 결과를 통해 기후변화에 의한 습지식물종의 개체수 감소는 다른 식생에 비해 그 피해 규모가 클 것으로 판단되며 특히 Salix종의 큰 피해가 예측된다. 이는 최근 Biofuel 및 의료약품의 원료 등으로 활용되는 등 그 활용 가치가 매우 크며, 습지 생태계와 육상생태계의 전이목 역할을 하는 생태적 가치 역시 큰 종이다. 따라서 향후 습지 보전 정책 수립 시 특히 1) 육지화가 진행되고 있는 지역(버드나무-갯버들-고마리 군락을 중심으로)을 보호지역으로 보전 정책을 수립해야 하며, 2) 종의 감소에 따른 해당 습지 생태계 변화에 대한 대응책, 3) 온도 및 광주기에 예민한 부피가 큰 정수 식물 및 교목 식물에 대한 추가 보존 전략 등을 포함한 정책 개선이 필요하다. ;This study examined the distribution changes of 10 dominant plants in South Korea's inland wetlands due to climate change. The impact of vegetations on the wetland ecosystem is significant, such as providing primary production, purifying water quality, supplying dissolved oxygen, preventing landization by transition, and providing nesting sites. In particular, dominant plant species have a significant influence enough to influence the characteristics of the ecosystem. However, despite the recent extreme climate change gradually changing the distribution of wetland biological colonies, changes in the distribution of dominant plant species according to climate change have not yet been dealt with in-depth. Accordingly, through previous studies and literature, the main analytical species are Hydrilla verticillata, Persicaria thunbergii, Phragmites australis, Potamogeton distinctus, Scirpus tabernaemontani, Salix gracilistyla, Salix gracilistyla, Salix koreensis, Trapa japonica, Typha orientalis, and Zizania latifolia. This study utilized the SSP 585 climate scenario used in the IPCC 6th report to create a future distribution map for each species along with climate change. As a result, the distribution of 4 out of 10 species (Hydrilla verticillata, Potamogeton distinctus, Scirpus tabernaemontani, and Zizania latifolia) increased, and the remaining 6 species (Persicaria thunbergii, Phragmites australis, Salix gracilistyla, Salix gracilistyla, Salix koreensis, Trapa japonica, and Typha orientalis) decreased. In particular, the Salix species showed an absolute decrease in both "Medium" and "High" suitable for habitat. It was confirmed that characters of the group is to have a high contribution of slope and TWI in terms of environmental variables with a negative correlation (p < 0.01). Moreover, regarding climate variables, it was confirmed that the contribution of Bio02 (daily temperature difference) and Bio01 (annual average temperature) was exceptionally high. In the near future (2041-2070), the temperature in Korea gradually rises (+26.7%, p < 0.01), and precipitation also rises (+4.34%, p < 0.01), but the daily temperature difference decreases (-2.74%), p < 0.01). Therefore, as spring and autumn gradually disappear in high temperature and humidity, resulting in a decrease in the annual daily temperature difference, in conclusion, this causes a change in the distribution of major wetland vegetation in growth in the long run. It also causes species like to live in cool temperatures to travel to higher heights. Wetland plants survive better as the soil is wet, but the topographic wetting index (TWI), which negatively correlates with altitude and slope, decreases further. Therefore, it is judged that species such as Salix gracilistyla and Salix koreensis will become increasingly difficult to survive in Korea as climate change continues. In conclusion, the decrease in the population of wetland plant species due to climate change is expected to be greater than that of other vegetation, and especially, damage to Salix species is expected. It has excellent value in its use, such as being used as a raw material for biofuels and medical drugs. It is a species with a great ecological value that serves as a transition tree for wetland and land ecosystems. Therefore, when establishing a wetland conservation policy in the future, it is necessary to establish a conservation policy, especially in areas where landization is underway (centered on Salix gracilistyla- Salix koreensis-Persicaria thunbergii colonies). Furthermore, countermeasures against changes in the wetland ecosystem due to species decline. Lastly, policy improvements are needed, including additional conservation strategies for bulky water purification plants and arboretum plants sensitive to temperature and photoperiod.