소양호 유역 산림의 식물 생물량·부피·다양성과 딱정벌레 다양성 관계

Abstract

종-에너지 이론은 생물다양성과 에너지양의 양의 상관관계를 설명하는 이론이다. 이 이론에는 공간적 규모에 의존적이며 자원의 양과 자원 다양성 관계를 양의 상관관계로 가정한다는 한계가 있다. 이 논문은 종-에너지이론의 한계를 보완하고자 지역적 규모에서 식물 생물량·부피·다양성과 딱정벌레 다양성 관계를 연구하였다. 연구 대상지는 소양호 유역 산림(400.55km)이다. 식물은 방형구 조사를 수행하였고 딱정벌레는 함정트랩을 사용하여 28개 지점에서 조사하였다. 식물 생물량은 수목 흉고 지름을 이용한 생물량 상대생장식을 이용하였고 식물 부피는 3차원 식생 구조를 재현할 수 있는 LiDAR 자료를 활용하여 수직 구조에 따른 식생 부피 5가지 변수(0.5m~2m, 2~5m, 5m~, 2m~, 0.5m~)를 사용하였다. 식물 다양성은 종 풍부도를 이용하였고 딱정벌레 다양성은 희소 종 풍부도를 사용하였다. 식물 생물량·부피·다양성과 딱정벌레 다양성 관계 분석에는 일반화선형모형과 변동 분할법을 사용하였다. 전체 식생 부피·생물량은 딱정벌레 다양성과 종-에너지 이론이 예측하는 것과 다르게 음의 선형 관계를 보였다. 또한 종-에너지 이론의 기작 중 하나인 에너지양과 개체수의 양의 상관관계도 보이지 않았다. 산림 생태계의 딱정벌레 다양성은 하층 식생 부피와 양의 선형 관계, 상층 식생 부피와 음의 선형 관계를 보임에 따라 딱정벌레 다양성이 식생의 수직적 구조에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 딱정벌레 다양성은 식물 다양성과 양의 선형 관계를 보였으며 이 결과를 통해 우리나라의 산림 생태계에서 식물 다양성은 상위 영양 단계 생물 다양성에 영향을 줄 수 있다는 것을 알 수 있었다. 변동 분할법을 통한 식물 생물량·부피·다양성과 딱정벌레 다양성 관계에서 식물 생물량·부피와 식물 다양성은 비슷한 수준의 설명력을 보였다(식물 생물량·부피, 식물 다양성 각각 0.42, 0.38). 이는 산림 생태계에서 딱정벌레 다양성을 설명하기 위해 식물의 양과 함께 식물 다양성 또한 고려해야 하는 것을 의미한다. 이 연구의 한계는 식물 생물량·부피·다양성과 관련이 있는 다른 변수를 고려하지 못해 딱정벌레 다양성과 직접적인 관계를 확인하지 못한 점이다. 소양호 유역 산림의 식물 생물량·부피와 딱정벌레 다양성 관계는 종-에너지 이론를 지지하지 않았다. 지역적 규모에서 자원의 양과 다양성은 생물다양성에 서로 다른 영향을 주었으며 이 연구는 종-에너지 이론의 한계를 자원 다양성을 통해 극복할 수 있는 가능성을 보여주었다.