Analysis of Successional Trend by Transition Matrix Model in the Mixed Broadleaved-Abies Forest of Mt. Odae

추이행렬(推移行列) 모델에 의한 오대산(五臺山) 활엽수(闊葉樹)-젓나무속(屬) 혼효림(混淆林)의 천이(遷移) 경향(傾向) 분석(分析)

The successional status and potential natural vegetation were examined in a mixed broadleaved-Abies forest located at Mt, Odae National Park. The examination was based on the subsequent process of generation replacement by understory saplings for the dominant canopy trees within 88 $5m{\times}50m$ belt transects. The transition matrix model, which was modified from mathematical theory of Markov chain, was employed to analyze the successional status of the study forest. The model suggests that the study forest is still seral, and it is considered to be more than 700 years away from the steady state or climax in terms of species composition. The simulations predict a remarkable decrease in the proportion of species composition of the present dominant Quercus mongolica and Tilia amurensi.s from current 28% and 13% to less than 3% and 5%, respectively, at the steady state. On the contrary, the proportions of Abies holophylla, Acer pseudo-sieboldianum, Carpinus cordata, and Pinus koraiensis will increase at the steady state. The ratio of mixture between deciduous and coniferous trees will be gradually changed from current 6.5 : 3.5 to 5.0 : 5.0 at equilibrium. Discussion for the problems of Quercus mongolica in successional status noted that the species behaved as a mid-successional dominant, not a climax species in the study forest. The hypothesis and sensitivity of the transition matrix model were also discussed to evaluate the applicability to the real situation. The overall results indicated that the present dynamics of the forest must reflect the seral state due to previous disturbance mainly by hyman related interference.

본 연구는 오대산(五臺山) 국립공원내(國立公園內)의 활엽수(闊葉樹)-젓나무속(屬) 혼효림(混淆林)에서 삼림천이(森林遷移) 경향과 잠재(潛在) 삼림식생(森林植生)을 검토 분석한 것이다. 88개의 $5m{\times}50m$ 대상표본구(帶狀標本區)를 설치하여 상층(上層) 우세목(優勢木)의 아래에서 생육하는 하층목(下層木)에 의해서 세대(世代) 교체(交替)되는 과정을 바탕으로 천이(遷移) 경향을 평가하였다. 조사 대상 삼림(森林)의 천이(遷移) 경향 분석은 Markov chain의 수학적(數學的) 이론에서 변형된 추이행렬(推移行列) 모델을 사용하였다. 본 연구 결과가 암시하는 바에 의하면 조사 삼림(森林)은 천이(遷移)의 중간단계(中間段階)에 있으며, 수종(樹種) 구성상(構成上) 극성상림(極盛相林)에 도달하려면 700년(年) 이상의 기간이 소요될 것으로 나타났다. 현재 28%와 13%의 높은 상대밀도(相對密度)를 유지하고 있는 신갈나무와 피나무는 극성상(極盛相)의 안정상태(安定狀態)가 되면 각각 3%와 5% 이하로 수종(樹種) 구성비율(構成比率)이 감소하리라 예상된다. 반면에, 젓나무, 당단풍, 까치박달, 그리고 잣나무의 구성비율(構成比率)은 증가할 것으로 사료되며, 현재 활엽수(闊葉樹)와 침엽수(針葉樹)의 혼효율(混淆率)이 6.5 : 3.5에서 5.0 : 5.0로 변화할 것이다. 신갈나무의 천이계열상(遷移系列上)의 문제점을 고찰한 바, 신갈나무는 천이(遷移) 중반단계의 우세종(優勢種)으로써 역할을 하며 극성상(極盛相) 수종(樹種)은 아닌 것으로 추정한다. 추이행렬(推移行列) 모델의 실제 상황에 대한 적용성을 평가하기 위하여 연구 모델의 단정(假定)과 민감도(敏感度) 역시 고찰하였다. 전반적인 연구 결과가 지적하는 바에 의하면 조사 삼림의 현재 생태적(生態的) 동태(動態)는 인간에 의한 방해와 교란(攪亂)이 있은후 천이가 진행 중임을 반영(反映)한다.