The Analysis of Forest Successional Trend by Species Replacement Model in the Natural Forest

천연림의 수종 대치 작용 모델에 의한 산림천이 경향 분석

The successional status and potential natural vegetation were examined in the natural deciduous forest in Mt. Chombong area. The examination was based on the subsequent process of generation replacement by understory saplings for the dominant canopy trees within 106 20mx20m square sample plots. 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 study forest is still seral, and it is considered to be more than 500 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 Kalopanax pictus from current 42.6% and 8.1% to less than 13.3% and 0.5%, respectively, at the steady state. On the contrary, the proportions of Abies holophylla, Acer mono, Fraxinus mandshurica, Tilia amurensis, and Acer pseudo-sieboldianum will increase at the steady state. The change of predicted composition ratio was generally coincide with the result of tolerance index to be compared with the study model. The hypothesis and sensitivity of the 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 human related interference.

본 연구는 점봉산 일대 천연활엽수림에서 산림 천이 경향과 잠재 산림 식생을 검토 분석한 것이다. 106개의 20m×20m 정방형 표본구를 설치하여 중ㆍ상층목의 아래에서 생육하는 하ㆍ중층목에 의해서 세대 교체되는 과정을 바탕으로 천이 경향을 평가하였다. 조사 대상 산림의 천이 경향분석은 Markov chain의 수학적 이론에서 변형된 추이 행렬 모델을 사용하였다. 본 연구 결과가 시사하는 바는 조사 산림은 천이의 중간 단계에 있으며, 수종 구성상 극성상림에 도달하려면 500년 이상의 기간이 소요될 것으로 나타났다. 현재 42.6%와 8.1%의 높은 상대밀도를 유지하고 있는 신갈나무와 음나무는 극성상의 안정상태가 되면 각각 13.3%와 0.5% 이하로 수종 구성비율이 감소하리라 예상된다. 반면에 전나무, 고로쇠나무, 물푸레나무, 피나무, 당단풍의 구성 비율은 증가할 것으로 사료된다. 미래 수종 구성 비율의 증감은 내음성 지수를 바탕으로 연구 모델을 검토한 결과와 대체로 일치하였다. 추이행렬 모델의 실제 상황에 대한 적용성을 평가하기 위하여 연구 모델의 가정과 민감도 역시 고찰하였다. 전반적인 연구 결과가 지적하는 바에 의하면 조사 산림의 현재 생태적 동태는 인간에 의한 방해와 교란이 있은 후 천이가 진행 중임을 반영한다.