The Study of Adaptable Plant Species to the Change of Warmth Index by Using RCP4.5 and RCP8.5 Scenarios in Seoul City

(1)

RCP4.5와 8.5 시나리오를 이용한 온량지수 변화에 따른 서울시 적응 가능한 식물종 연구

공석준 ･ 김정섭

^*

･ 양금철

^†

･ 김경진

^**

한국환경·정책평가연구원

*공주대학교 건선환경공학과

**토지주택연구원

The Study of Adaptable Plant Species to the Change of Warmth Index by Using RCP4.5 and RCP8.5 Scenarios in Seoul City

Seok-Jun Kong ･ Jeong-Seob Kim

^*

･ Keum-Chul Yang

^†

･ Kyeong-Jin Kim

^**

Kores Environment Institute

*Dept. of Civil & Environmental Eng. Kongju National University

**Land & Housing Institute

(Received: 25 September 2014, Revised: 13 February 2015, Accepted: 27 May 2015)

요 약

본 연구는 RCP 4.5와 RCP 8.5 기후변화 시나리오를 이용하여 서울시 온량지수 변화를 추정하였으며, 이에 따른 적응 가능한 식물종을 제안하였다. 기후변화 시나리오에 따라 서울시의 온량지수 변화의 차이는 있었으나 냉온대 남부림에 서 난온대림으로 변화할 것으로 예상된다. 2010년부터 2099년까지 서울시 온량지수 분포변화를 예측한 결과에 따른 적응 가능한 식물종은 교목층에 졸참나무, 굴참나무, 소나무, 상수리나무, 때죽나무, 곰솔 등 6종이었으며, 관목층에는 쥐똥나무, 조록싸리, 개옻나무, 작살나무, 산딸기, 찔레꽃, 초피나무 등 7종이었고, 초본층은 주름조개풀, 고사리, 닭의 장풀 등 3종, 덩굴성식물에는 청미래덩굴, 댕댕이덩굴, 담쟁이덩굴, 인동, 계요등, 노박덩굴, 사위질빵, 멍석딸기, 마, 으 름, 마삭줄 등, 등 11종을 포함하여 총 27종이 공통적으로 기후변화 시나리오에 따라 온량지수의 변화에도 적응 가능 할 것으로 예상된다.

핵심용어 : 기후변화, 시나리오, 온량지수, RCP

Abstract

This study suggested the adaptable plant species according to the change of warmth index (WI) through the Representative Concentration Pathway (RCP) 4.5 & 8.5 climate change scenarios from 2010 to 2099 in Seoul areas.

From the scenario analysis results, we expected to change from the cool temperate souther forest zone to the warm temperate forest zone. We found the following adaptable 27 plant species: 6 species in the tree layer, Quercus serrata, Q. variabilis, Pinus densiflora, Q. acutissima, Styrax japonica and P. thunbergii etc.; 7 species in the shrub layer, Ligustrum obtusifolium, Lespedeza maximowiczii, Rhus trichocarpa, Callicarpa japonica, Rubus crataegifolius, Rosa multiflora, and Zanthoxylum piperitum etc.; 3 species in the herb layer, Oplismenus undulatifolius, Pteridium aquilinum var. latiusculum, and Commelina communis ect;, 11 species in the vine plants Smilax china, Cocculus trilobus, Parthenocissus tricuspidata, Lonicera japonica, Paederia scandens, Celastrus orbiculatus, Clematis apiifolia, Rubus parvifolius, Dioscorea batatas, Hydrangea serrata for. acuminata, Zelkova serrata etc.;

Key words : Clmate Change, RCP, Scenarios, Wormth Index

1. 서 론

¹⁾

2007년 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change) 4차 보고서의 기온 전망에 따르면 생태계 위험성

†To whom correspondence should be addressed.

Dept. of Civil & Environmental Eng. Kongju National University E-mail: [email protected]

은 1.5~2.5℃의 전 지구 평균기온 상승으로 인하여 생태계 의 구조와 기능, 종, 생태계 상호 작용, 종의 지리적 분포에 부정적인 영향이 전망되며, 약 3.5℃ 상승하였을 경우 동ㆍ 식물 종의 약 40~70%가 멸종 위험에 처한다고 전망하였 다(IPCC, 2007). 기후변화의 영향으로 한반도의 기온은 지 난 20세기(1912~2010년) 동안 1.8℃ 상승하였으며, 이는 전 지구평균 기온인 0.75℃상승한 것을 감안하였을 때 약

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2배 이상 상승하는 것으로 나타났다. 기후변화에 의한 새로 운 온도 환경에 적응하기 위하여 산림 생태계는 변화하며, 기후변화에 따라 종의 조성, 생태계의 구조와 가용한 영양 소, 식생의 변화에 영향을 미친다(Bonan, 1996). 식생은 기 후, 토양, 지형 등 무기적인 환경조건과 생물 간의 경쟁 등 의 규제 조건이 각각의 생물에 작용하여 생육지를 제한하 기 때문에 종류에 따라 생육장소가 각각 정해져 있다. 우리 나라 식물 분포에 영향을 주는 환경요인에는 기온, 강수량 과 같은 기후적 요소가 큰 영향을 주는 것으로 나타났으며 (Kim et. al., 2010), 한반도와 같이 강수량이 충분한 곳에 서는 기온이 주요 인자가 된다(Suh et al., 2005).

한반도 식물군계 수준의 경계와 온도기후(Warmth Index, Coldness lndex)와의 대응관계에 따라 한반도의 식생을 분 류하면 상록활엽수림, 낙엽활엽수림, 침엽수림, 식재림, 초 지 및 기타지역으로 구분된다(Yim and Kira, 1975; Yim, 1977). 낙엽활엽수림의 주요군락에는 졸참나무군락, 신갈 나무군락, 굴참나무군락, 상수리나무군락, 갈참나무군락 등 이 있으며, 침엽수림으로는 곰솔군락, 소나무군락, 상록활 엽수림으로는 구실잣밤나무군락, 동백나무군락 등이 있다.

이들 주요군락 중 Yang(2001)은 면적에 따라 주요 식물군 락으로 선정하여 온도기후경도에 따른 주요 식물군락의 분 포를 예측하였f으며, Yang and Shim(2007) 기후와 지형적 특성에 따른 우리나라 주요 식물군락의 분포 밝힌 바 있다.

또한 Park et. al.(2010)과 Yun et. al.(2011)은 기후변화에 따른 난온대 상록활엽수림대의 이동과 잠재 생육지를 예측 하였다. 그러나 이러한 연구들은 현재기후 또는 기후변화에 따른 한반도의 특정종에 대한 생육지와 잠재 생육지에 대 한 연구들로 지역의 기후변화에 따른 적응 수종에 대한 연 구는 미흡한 실정이다.

따라서 본 연구에서는 IPCC 4차보고서에서 제안한 기후 변화 시나리오 중 RCP4.5와 RCP8.5 시나리오를 이용하여 서울시 지역에 맞는 적응 가능한 식물종을 살펴보고 비교 하고자 한다. 이러한 연구는 향후 기후변화에 대응에 따른 각 지역에 적합한 식재수종, 가로수종 혹은 훼손된 산림 및 습지·하천 주연부의 대응수종 정보를 제공하는 기초자료로 활용 가능할 것이다.

2. 연구방법

2.1 연구대상지

연구대상지는 한반도의 서쪽 중심부에 위치한 서울시로 면적은 605km²이고 도시 중심부의 동서 방향으로 한강이 흐르고 있다. 중앙에는 남산이 위치하고 있으며 북쪽의 북 한산을 비롯하여 관악산, 도봉산, 우면산, 불암산 등 크고 작은 26개의 산이 시 외곽을 둘러싸고 있는 분지형태를 이 루고 있다(Seoul Metropolitan Government, 2013). 서울 시의 기후는 사계절이 뚜렷하고 기온의 차가 크게 나타나 며 지형적인 영향으로 인하여 삼한사온의 대륙성 기후를 보인다. 서울기상대에서 측정한 평년 기후자료(1981~2010

년 평균)에 따르면, 연평균 기온은 12.5℃, 연강수량은 1,450.5 mm로 나타났다. 또한 식물구계지리학상 한반도 중부아구(Lee and Yim, 1978; Oh, 2008)에 속하며, 식생 의 군계수준에서는 냉온대 중부림(Yim and Kira, 1975;

Yang, 2001), 식생지리학적 분포는 대륙형으로서 한반도아 형의 중부/산지형에 속한다(Kim, 1992).

Fig. 1. Map of study sites.

2.2 기후자료 2.2.1 현재기후

현재 기후자료는 기상청에서 제공하고 있는 67개 관측소 최근 30년(1981~2010년)간의 월 평균기온을 이용하였으 며, 고도에 따른 기온감율을 적용하여 남한의 온량지수 (Warmth Index, WI) 분포를 구하였다.

Grid air temperature = Inter T. +(C × DEM) Inter T.

=보간에 의한 격자의 온도

C

(기온감율)=-0.0065℃/m DEM: 수치표고모델

여기서 온량지수(WI)란 식물이 잘 성장하기 위해서는 기 준온도 이상이 일정기간 유지되어야 한다는 생각에서 Kira(1945)가 제안한 기후 지표이며, Yim(1977)이 우리나 라의 식생분포를 설명하기 위해 사용하였고, Yang(2001)은 주요수종의 분포를 설명하기 위해 온량지수 사용하였다. 식 물의 유효열량(Effective heat for plant)과 관계가 있는 온 량지수는 5℃보다 높은 월평균 기온의 합으로 계산된다.











     ℃   월평균기온

온량지수에 의한 삼림대의 구분은 아한대림(WI < 55℃ㆍ month), 냉온대 북부림(55℃ㆍmonth < WI ≤ 85℃ㆍ month), 냉온대 중부림 (85℃ㆍmonth < WI ≤ 100℃ㆍ month), 냉온대 남부림(100℃ㆍmonth < WI ≤ 108℃ㆍ month), 난온대림(WI < 108℃ㆍmonth)으로 구분된다 (Yim & Kira, 1975; Yang, 2001).

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Table 1. Types of representative concentration pathways

Description Radiative forcing Concentration* (CO2-eq. ppm) Pathway shape SRES-eq.

RCP8.5 >8.5W/m² in 2100 940 Rising A2

RCP6.0 ∼6W/㎡ at stabilization after 2100 670 Stabilization A1B RCP4.5 ∼4.5W/㎡ at stabilization after 2100 540 Stabilization B1 RCP2.6 peak at∼3W/㎡ before 2100 and then decline 420 Peak and decline -

* from Moss et al., 2010 2.2.2 미래기후

우리나라는 지난 100여년(1912~2010년)간 지구온난화 와 도시화의 영향으로 0.18℃/10년의 속도로 상승하였고, 같은 기간 강수량은 21mm/10년의 비율로 증가하는 등 급 격한 기후변화를 겪고 있다. 기후변화의 영향 및 취약성 평 가를 바탕으로 기후변화 적응을 위한 국내 연구가 활성화 되고 있으며, 기후변화 시나리오에 대한 요구가 증대되었 다. 기상청은 IPCC 4차 기후변화 평가보고서(IPCC, 2007) 에 사용된 온실가스 시나리오 SRES(Special Report on Emission Scenarios)(IPCC, 2001)에 따라 미래 2100년까 지 전지구와 한반도 기후변화 시나리오를 개발하여 제공하 였다.

2007년 IPCC 4차 기후변화 평가보고서 발간 이후, 2013~2014년 발간 예정인 IPCC 제5차 기후변화 평가보고 서 작성을 위하여 국제사회는 표준 온실가스 시나리오를 대표농도경로(Representative Concentration Pathway, RCP)로 새롭게 선정하여 RCP에 따른 기후변화 시나리오 를 산출하였다(Table 1).

국립기상연구소는 영국 기상청 해들리센터와의 협력을 통하여 2009년부터 지구시스템모델을 도입하여 전 지구 기 후변화 시나리오 개발에 착수하였다. RCP 시나리오는 온 실가스 농도 산출과정에서 기후변화 대응 정책 수행 여부 에 따라 온실가스 변화를 감안하여 미래사회 구조 기반의 사회 경제적 가정치를 산정한 것이 특징이다.

- RCP 2.6 : 인간 활동에 의한 영향을 지구 스스로가 회 복 가능한 경우

- RCP 4.5 : 온실가스 저감 정책이 상당히 실현되는 경우 - RCP 6.0 : 온실가스 저감 정책이 어느 정도 실현되는

경우

- RCP 8.5 : 현재 추세(저감 없이)로 온실가스가 배출되 는 경우

기상청의 기후변화정보센터(http://www.climate.go.kr)에 서는 RCP 기후변화 시나리오를 제공하고 있으며, 이중 온 실가스 저감정책이 상당히 실현되었을 경우와 현재 추세로 온실가스가 배출되는 경우의 시나리오인 RCP4.5와 RCP8.5 시나리오를 ESRI ASCII GRID 형태의 파일을 제 공받아 Arc GIS프로그램을 이용하여 GRID형태의 파일로 변환하여 분석하였다. 남한의 상세자료 격자 크기는 1km

× 1km이었으며, 각각의 시나리오 월평균기온을 이용하여 2050년, 2099년에 대한 온량지수를 산정하여 삼림대의 변 화를 살펴보았다.

2.3. 식물분포자료

우리나라의 자생 식물종은 205과 1,162속 4,961종 (Nature 국가생물종 지식정보시스템, http://www.nature.go.kr) 이 분포하고 있으며, 식물종 중 위치정보를 가지고 있는 1,588종에 대하여 Arc GIS 프로그램을 이용하여 분포도를 작성하였다(Fig. 2). 식물종의 위치정보는 전국자연환경조 사 통해 조사된 식생조사표(국립환경과학원)와 표본 식물 종(생물자원관)의 자료를 활용하였으며, 식물종의 분포도와 온량지수(현재) 분포를 중첩하여 식물종의 온량지수 분포 특성을 분석하였다.

분석된 1,588종의 온량지수 분포특성에 대하여 서울시 의 현재 온량지수와 기후변화 시나리오에 따라 산정된 서 울시의 2050년, 2099년의 온량지수 변화를 중첩하여 적응 가능한 식물종을 선정하였으며, 기후변화 시나리오에 따른 식물종의 변화를 비교하였다.

Fig. 2. Distribution of 1,522 major plant species.

3. 연구결과 및 고찰

3.1 RCP4.5·8.5 기후변화 시나리오에 따른 삼림대의 변화 과거의 기상자료와 RCP 기후변화 시나리오에 근거한 우리 나라의 삼림대의 변화는 Table 2, Fig. 3.와 같다. 과거

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Table 2. The changes of warmth index and forest zone by RCP 4.5 & 8.5 scenarios in 2010, 2050, and 2099 in S. Korea.

RCP 2010 2050 2099

WI range (℃·month)

4.5 30~143 40~154 47~169

8.5 41~157 60~189

WI average (℃·month)

4.5 94.4±14.6 102.0±14.9 113.8±15.8

8.5 104.9±14.8 131.4±17.0

Forest zone

4.5 Cool temperate forest, Central zone

Cool temperate forest,

southern zone Warm temperate forest zone

8.5 Cool temperate forest,

southern zone Warm temperate forest zone

Fig. 3. The change of warmthe index and forest zones through RCP 4.5 and RCP 8.5 Scenarios.

(1981~2010)의 기상자료에 근거한 현재의 삼림대의 분포는 아한대림, 냉온대 북부‧중부‧남부림, 난온대림이 분포하는 것 으로 나타났다. 아한대림은 강원도 산간지방, 지리산, 한라산 등의 고도가 높은 곳에 주로 분포하며 전체 면적의 1%를 차지 하는 것으로 나타났다. 냉온대 북부림은 21%, 냉온대 중부림 은 37%, 냉온대 남부림은 24%를 차지하는 것으로 나타났으 며, 난온대림은 16%로 남부해안, 제주 및 도시화가 많이 진행 된 서울, 대구와 같은 지역에 분포하는 것으로 나타났다.

현재(2010)에 비해 미래의 삼림대 변화는 RCP4.5와 RCP8.5

시나리오에 따라 차이가 있었으나 난온대림이 북상하여 2099 년에는 우리나라의 전체 면적 중 강원도 산간지방과 고도가 높은 지역을 제외하고는 대부분의 지역이 난온대림으로 변화할 것으로 예상된다. 두 시나리오에서 서해안이 동해안보다 난온 대림의 분포면적이 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 Park et. al.(2010)과 Lee et. al.(2011)의 난온대 상록활엽수림대의 면적의 증가와 북상 면적이 서해안에서 두드러지게 나타난다는 연구 결과와 유사하였다. 이러한 결과는 우리나라 동고서저(東高西低)형의 지형적 특성으로 인한 것으로 판단된다.

(5)

Table 3. Range of distribution of 8 species along Warmth Index(WI).

Species

WI(℃ㆍmonth) Forest Zone(%)

Min Max Mean

Subarctic forest zone WI<55

Cool temperate forest Warm temperate forest zone 108≤WI northern zone

55≤WI<85

central zone 85≤WI<100

southern zone 100≤WI<108

Abies koreana 32.4 124.9 49.2 78.7 12.7 3.3 3.3 2.0

Taxus cuspidata 36.6 79.1 55.0 43.8 41.7 - - -

Quercus serrata 40.8 134.1 96.8 0.1 12.6 48.7 22.2 16.5

Quercus mongolica 34.9 118.3 84.4 3.2 42.9 43.6 8.5 1.7

Quercus variabilis 49.8 118.3 93.4 0.1 20.6 51.9 17.3 10.0

Carpinus laxiflora 35.5 137.5 89.0 1.4 36.0 36.2 18.2 8.1

Pinus densiflora 42.1 133.0 93.2 0.4 20.9 50.4 18.6 9.7

Castanopsis cuspidata var. sieboldii 82.2 141.5 116.6 - 0.8 5.7 7.4 86.1

Machilus thunbergii 71.5 134.6 116.1 - 0.4 4.4 16.0 79.2

3.2 삼림대에 따른 주요 식물종의 분포특성 온량지수에 따른 식물종의 1,588종의 분포특성을 파악하 였으며, 출현지점이 100이상인 수종에 대하여 삼림대에 따 라 주요 식물종에 대한 분포특성을 살펴보았다. 삼림대별 주요수종은 아한대림에 주로 분포하는 침엽수인 구상나무 와 주목, 냉온대림에 주로 분포하는 졸참나무, 신갈나무, 굴 참나무, 서어나무와 침엽수인 소나무, 난온대림에 주로 분 포하는 상록활엽수인 구실잣밤나무, 후박나무 등의 9종에 대한 분포반응은 Table 3와 같다.

구상나무(

Abies koreana

)의 온량지수 분포역은 32.4~

124.9℃ㆍmonth의 범위를 가졌으며, 평균 온량지수는 49.2℃ㆍmonth로 아한대림(78.7%)에서 가장 많이 분포하 는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 우리나라 구상나무 우 점림의 온량지수 분포역을 43∼108℃ㆍmonth범위에서 분 포한다는 Yang and Shim(2007)의 연구 결과와 유사하였다.

주목(

Taxus cuspidata

)의 온량지수 분포는 36.6~79.1℃ㆍ month범위에서 나타났으며, 평균온량지수는 50.0℃ㆍmonth 로 아한대림과 냉온대 북부림에 주로 분포하는 것으로 나타났다.

이러한 결과는 주목의 온량지수 분포를 30~ 70℃ㆍmonth 범위 에서 분포한다는 Yim(1977)의 연구결과와 유사하게 나타났다.

졸참나무(

Quercus serrata

)의 온량지수 분포역은 40.8∼

134.1℃·month나타났으며, 평균 온량지수는 96.8℃·month로 산정되었고, 냉온대 중부림에 서 많이 분포하는 것으로 나타 났다. 이러한 결과는 졸참나무의 경도에 따른 온량지수(WI) 분포역 40∼122℃·month, 최적범위 WI 67∼92℃·month라 고 한 Yim(1977)의 연구와 남한에서 졸참나무 우점림의 온량지수(WI) 분포역 53∼117℃·month라고 한 Yang(2001) 의 연구 결과와 유사하였다.

신갈나무(

Quercus mongolica

)의 온량지수의 분포역은 34.9∼118.3℃ㆍmonth로 나타났으며, 평균 온량지수는 84.

4℃ㆍmonth로 산정되었고, 냉온대 북부와 중부에 각각 42.9%, 43.6%로 분포하였다. 이러한 결과는 우리나라에 분포 하는 신갈나무 우점림의 분포역은 WI범위 42~116℃ㆍmonth 이고, 77~78℃ㆍmonth에 가장 많은 분포빈도를 보인다는 Yang and Shim(2007)의 연구결과와 유사한 것으로 나타났다.

굴참나무(

Quercus variabilis

)의 온량지수 분포역은 49.8

∼1183℃ㆍmonth의 범위를 가졌으며, 온량지수 85∼10 0℃ㆍmonth에 해당하는 냉온대 중부림에 51.9%로 가장 많이 분포하며, 평균 WI 는 93.4℃ㆍmonth로 산정되었다.

Yang(2001)은 굴참나무 우점림의 온량지수 분포역을 56∼

115℃ㆍmonth라 하였으며, 90∼100℃ㆍmonth의 범위에 서 58.3%가 분포하며 평균 WI 93℃ㆍmonth로 산정하여 본 연구결과와 유사하였다.

서어나무(

Carpinus laxiflora

)의 온량지수 분포는 35.5∼

137.5℃ㆍmonth 범위로 삼림대 중 냉온대 북부와 중부에 서 각각 36%, 36.2%가 분포하는 것으로 나타났으며, 평균 온량지수는 89.0℃ㆍmonth로 산정되었다. 이는 Yang and Shim(2007)의 서어나무 우점림의 온량지수 분포역 57∼

111℃ㆍmonth의 결과와 유사하였다.

소나무(

Pinus densiflora

)의 온량지수 분포는 42.1∼133.0℃

ㆍmonth의 범위에서 나타났으며, 평균 온량지수는 93.2℃ㆍ month로 산정되었고, 삼림대 중 냉온대 중부(50.4%)에서 많이 분포하는 것으로 나타났다. Yang(2001)은 소나무 우점림의 온량지수 분포를 47∼120℃ㆍmonth의 범위를 가지고, 최적범 위 WI는 90∼100℃ㆍmonth로 58.3%가 분포하며, 평균 WI 93℃ㆍmonth로 산정한 연구결과와 유사하였다.

구실잣밤나무(

Castanopsis cuspidata var. sieboldii

)의 온량 지수 분포는 82.2∼141.5℃ㆍmonth의 범위를 가지며, 평균 온량지수는 116.6℃ㆍmonth로 산정되었고, 삼림대 중 난온대 림(86.1)에 가장 많이 분포하는 것으로 나타났다. Yang and Shim(2007)은 구실잣밤나무 우점림의 온량지수 분포역 96~121℃ㆍmonth의 범위를 가진다는 결과와 유사하였다.

후박나무(

Machilus thunbergii

)의 온량지수 분포는 71.5~

134.6℃ㆍmonth의 범위에서 나타났고, 난온대림에서 79.2%가 분 포하며, 평균온량지수는 116.1℃ㆍmonth로 산정되었다. Yang and Shim(2007)의 우리나라 후박나무군락의 온량지수 분포역을 103~117℃ㆍmonth의 범위에서 나타난다는 결과와 유사하다.

각 수종의 온량지수의 분포는 전반적으로 과거의 연구 (Yang, 2001; Yang and Shim, 2007; Yim, 1977)에 비해 분포역이 넓어지거나 온량지수 평균이 증가하는 경향이 나 타났는데 이는 과거에 비해 온도상승으로 인하여 평균기온 이 증가하였기 때문으로 판단된다.

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Table 4. The changes of warmth index and forest zone by RCP 4.5 & 8.5 scenarios in 2010, 2050, and 2099 in Seoul.

RCP 2010 2050 2099

WI range (℃·month)

4.5 78~110 91~128 102~140

8.5 93~131 117~158

WI average (℃·month)

4.5 105.5±4.8 118.9±6.5 131.1±6.7

8.5 121.3±6.5 147.9±6.8

Forest zone 4.5 Cool temperate forest, souther zone

Warm temperate forest zone Warm temperate forest zone 8.5 Warm temperate forest zone Warm temperate forest zone

Table 5. The lists of adaptable plant species through the analysis of climate change RCP 4.5 & 8.5 scenarios in Seoul.

Layer 2010(Current) 2050 2099

Tree layer

RCP 4.5

Quercus serrata(졸참나무) Quercus variabilis(굴참나무) Quercus mongolica(신갈나무) Pinus densiflora(소나무) Quercus acutissima(상수리나무) Prunus sargentii(산벚나무) Quercus aliena(갈참나무) Styrax japonica(때죽나무) Juniperus rigida(노간주나무) Quercus dentata(떡갈나무) Lindera erythrocarpa(비목나무) Fraxinus rhynchophylla(물푸레나무) Fraxinus sieboldiana(쇠물푸레나무) Styrax obassia(쪽동백나무) Acer pseudo-sieboldianum(당단풍) Platycarya strobilacea(굴피나무) Sorbus alnifolia(팥배나무) Diospyros lotus(고욤나무) Albizzia julibrissin(자귀나무) Carpinus laxiflora(서어나무) Pinus koraiensis(잣나무) Pinus thunbergi i(곰솔)

Quercus serrata(졸참나무) Quercus variabilis(굴참나무) Pinus densiflora(소나무) Rhus trichocarpa(개옻나무) Quercus mongolica(신갈나무) Quercus acutissima(상수리나무) Styrax japonica(때죽나무) Quercus aliena(갈참나무) Prunus sargentii(산벚나무) Juniperus rigida(노간주나무) Lindera erythrocarpa(비목나무) Quercus dentata(떡갈나무) Pinus thunbergii(곰솔) Platycarya strobilacea(굴피나무) Fraxinus sieboldiana(쇠물푸레나무) Eurya japonica(사스레피나무) Fraxinus rhynchophylla(물푸레나무) Sorbus alnifolia(팥배나무)

Albizzia julibrissin(자귀나무) Diospyros lotus(고욤나무) Acer pseudo-sieboldianum(당단풍) Styrax obassia(쪽동백나무) Celtis sinensis(팽나무)

Quercus serrata(졸참나무) Quercus variabilis(굴참나무) Rhus trichocarpa(개옻나무) Pinus densiflora(소나무) Styrax japonica(때죽나무) Quercus acutissima(상수리나무) Pinus thunbergii(곰솔) Quercus aliena(갈참나무) Prunus sargentii(산벚나무) Eurya japonica(사스레피나무) Juniperus rigida(노간주나무) Lindera erythrocarpa(비목나무) Quercus mongolica(신갈나무) Platycarya strobilacea(굴피나무) Quercus dentata(떡갈나무) Mallotus japonicus(예덕나무) Albizzia julibrissin(자귀나무) Celtis sinensis(팽나무)

Fraxinus sieboldiana(쇠물푸레나무) Diospyros lotus(고욤나무) Sorbus alnifolia(팥배나무) Neolitsea sericea(참식나무) Camellia japonica(동백나무) Machilus thunbergii(후박나무) Rhus sylvestris(산검양옻나무) Carpinus laxiflora(서어나무) Trachelospermum asiaticum var.

intermedium(느티나무)

RCP 8.5

Quercus serrata(졸참나무) Quercus variabilis(굴참나무) Pinus densiflora(소나무) Rhus trichocarpa(개옻나무) Quercus acutissima(상수리나무) Quercus mongolica(신갈나무) Styrax japonica(때죽나무) Quercus aliena(갈참나무) Prunus sargentii(산벚나무) Juniperus rigida(노간주나무) Lindera erythrocarpa(비목나무) Quercus dentata(떡갈나무) Pinus thunbergii(곰솔) Platycarya strobilacea(굴피나무) Fraxinus sieboldiana(쇠물푸레나무) Eurya japonica(사스레피나무) Albizzia julibrissin(자귀나무) Sorbus alnifolia(팥배나무) Diospyros lotus(고욤나무)

Fraxinus rhynchophylla(물푸레나무) Celtis sinensis(팽나무)

Acer pseudo-sieboldianum(당단풍나무)

Betula ermani(까마귀쪽나무) Machilus thunbergii(후박나무) Neolitsea sericea(참식나무) Mallotus japonicus(예덕나무) Pinus thunbergii(곰솔) Quercus glauca(종가시나무) Celtis sinensis(팽나무)

Cinnamomum japonicum(생달나무) Camellia japonica(동백나무) Castanopsis cuspidata var.

sieboldii(구실잣밤나무) Quercus serrata(졸참나무) Rhus trichocarpa(개옻나무) Styrax japonica(때죽나무) Cudrania tricuspidata(꾸지뽕나무) Quercus acuta(붉가시나무) Aphananthe aspera(푸조나무) Pinus densiflora(소나무) Quercus acutissima(상수리나무) Cryptomeria japonica(삼나무) Idesia polycarpa(이나무)

Elaegnus macrophylla(보리밥나무) Quercus variabilis(굴참나무)

3.3 기후변화 시나리오에 따른 서울시 적응 가능한 식물종 선정

서울시의 현재(2010년) 온량지수 분포는 78~110℃ㆍ

month이며, 평균 온량지수는 105.5±4.8℃ㆍmonth로 냉 온대 남부림의 삼림대를 가지는 것으로 나타났다. RCP4.5 와 8.5 기후변화 시나리오에 따라 서울시 지역의 미래 온량

(7)

Shrub layer

RCP 4.5

Lindera obtusiloba(생강나무) Rhus trichocarpa(개옻나무) Zanthoxylum schinifolium(산초나무) Rhododendron mucronulatum(진달래) Ligustrum obtusifolium(쥐똥나무) Lespedeza bicolor(싸리)

Stephanandra incisa(국수나무) Rosa multiflora(찔레꽃)

Lespedeza maximowiczii(조록싸리) Lindera glauca(감태나무) Indigofera kirilowii(땅비싸리) Callicarpa japonica(작살나무) Rubus crataegifolius(산딸기) Atractylodes japonica(노린재나무) Corylus heterophylla var.

thunbergii(개암나무)

Rhododendron schlippenbachii(철쭉) Rhus chinensis(붉나무)

Rhododendron yedoense var.

poukhanense(산철쭉) Viburnum erosum(덜꿩나무) Rhododendron mucronulatum var.

ciliatum(털진달래)

Viburnum dilatatum(가막살나무) Euonymus alatus for.

ciliato-dentatus(회잎나무) Zanthoxylum piperitum(초피나무) Corylus heterophylla(난티잎개암나무) Weigela subsessilis(병꽃나무) Aralia elata(두릅나무)

Securinega suffruticosa(광대싸리) Lespedeza cyrtobotrya(참싸리) Viburnum wrightii(산가막살나무) Clerodendron trichotomum(누리장나무)

Rhus trichocarpa(개옻나무) Lindera obtusiloba(생강나무) Zanthoxylum schinifolium(산초나무) Rhododendron mucronulatum(진달래) Ligustrum obtusifolium(쥐똥나무) Lespedeza bicolor(싸리)

Stephanandra incisa(국수나무) Rosa multiflora(찔레꽃)

Lespedeza maximowiczii(조록싸리) Lindera glauca(감태나무)

Indigofera kirilowii(땅비싸리) Callicarpa japonica(작살나무) Rubus crataegifolius(산딸기) Atractylodes japonica(노린재나무) Corylus heterophylla var.

thunbergii(개암나무),

Rhododendron schlippenbachii(철쭉) Rhus chinensis(붉나무)

Rhododendron yedoense var.

Viburnum dilatatum(가막살나무), Euonymus alatus for.

ciliato-dentatus(회잎나무) Zanthoxylum piperitum(초피나무) Corylus heterophylla(난티잎개암나무)

Rhus trichocarpa(개옻나무) Lindera obtusiloba(생강나무) Zanthoxylum schinifolium(산초나무) Rhododendron mucronulatum(진달래) Ligustrum obtusifolium(쥐똥나무) Rosa multiflora(찔레꽃)

Lindera glauca(감태나무) Indigofera kirilowii(땅비싸리) Lespedeza bicolor(싸리)

Lespedeza maximowiczii(조록싸리) Stephanandra incisa(국수나무) Callicarpa japonica(작살나무) Rhododendron yedoense var.

poukhanense(산철쭉) Rubus crataegifolius(산딸기) Atractylodes japonica(노린재나무) Rhus chinensis(붉나무)

Rhododendron mucronulatum var.

Rhododendron schlippenbachii(철쭉) Corylus heterophylla var.

thunbergii(개암나무) Viburnum erosum(덜꿩나무) Zanthoxylum piperitum(초피나무) Viburnum dilatatum(가막살나무) Viburnum wrightii(산가막살나무) Aralia elata(두릅나무)

Symplocos paniculata(검노린재나무) Ligustrum japonicum(광나무) Boehmeria spicata(좀깨잎나무) Lespedeza maximowiczii var.

tomentella Nakai(털조록싸리) Erythronium japonicum(천선과나무) Euonymus alatus for.

ciliato-dentatus(회잎나무) Corylus heterophylla(난티잎개암나무) Weigela subsessilis(병꽃나무)

RCP 8.5

Rhus trichocarpa (개옻나무) Lindera obtusiloba(생강나무), Zanthoxylum schinifolium(산초나무) Rhododendron mucronulatum (진달래) Ligustrum obtusifolium(쥐똥나무) Lespedeza bicolor(싸리)

Rosa multiflora(찔레꽃) Stephanandra incisa(국수나무) Lespedeza maximowiczii(조록싸리) Lindera glauca(감태나무)

Indigofera kirilowii(땅비싸리) Callicarpa japonica(작살나무) Rubus crataegifolius(산딸기) Atractylodes japonica(노린재나무) Corylus heterophylla var.

thunbergii(개암나무) Rhus chinensis(붉나무)

Rhododendron schlippenbachii(철쭉) Rhododendron yedoense var.

Viburnum dilatatum(가막살나무) Zanthoxylum piperitum(초피나무) Euonymus alatus for.

ciliato-dentatus(회잎나무) Corylus heterophylla(난티잎개암나무) Aralia elata(두릅나무)

Weigela subsessilis(병꽃나무) Viburnum wrightii(산가막살나무) Lespedeza cyrtobotrya(참싸리) Securinega suffruticosa(광대싸리) Clerodendron trichotomum(누리장나무) Lespedeza maximowiczii var.

tomentella Nakai(털조록싸리)

Eurya japonica(사스레피나무) Erythronium japonicum(천선과나무) Ligustrum obtusifolium(쥐똥나무) Ardisia crenata(백량금)

Rhus trichocarpa(개옻나무) Rosa multiflora(찔레꽃) Ligustrum japonicum(광나무) Lespedeza maximowiczii(조록싸리) Eurya japonica var.

aurescens(우묵사스레피) Zanthoxylum piperitum(초피나무) Euonymus japonica(사철나무) Rubus crataegifolius(산딸기) Callicarpa japonica(작살나무) Fatsia japonica(팔손이)

(8)

Herb layer

RCP 4.5

Carex lanceolata(그늘사초)

Oplismenus undulatifolius(주름조개풀) Aster scaber(참취)

Spodiopogon sibiricus(큰기름새) Artemisia keiskeana(맑은대쑥) Symplocos chinensis for. pilosa(삽주) Pteridium aquilinum var.

latiusculum(고사리) Pyrola japonica(노루발) Arundinella hirta(새)

Disporum smilacinum(애기나리) Carex humilis(산거울)

Polygonatum odoratum var.

pluriflorum(둥굴레) Smilax nipponica(선밀나물) Isodon inflexus(산박하) Miscanthus sinensis var.

purpurascens(억새) Carex siderosticta(대사초) Calamagrostis arundinacea(실새풀) Chrysanthemum zawadskii var.

latilobum(구절초)

Commelina communis(닭의장풀) Cornus controversa(세잎양지꽃) Rubia akane(꼭두서니) Staphylea bumalda(양지꽃)

Solidago virga-aurea var. asiatica(미역취) Athyrium yokoscense(뱀고사리) Phryma leptostachya var. asiatica(파리풀) Carex ciliato-marginata(털대사초) Syneilesis palmata(우산나물)

Oplismenus undulatifolius(주름조개풀) Carex lanceolata(그늘사초) Aster scaber(참취) Arundinella hirta(새) Pteridium aquilinum var.

latiusculum(고사리) Spodiopogon sibiricus(큰기름새) Artemisia keiskeana(맑은대쑥) Pyrola japonica(노루발)

Symplocos chinensis for. pilosa(삽주) Carex humilis(산거울)

Miscanthus sinensis var.

purpurascens(억새)

Disporum smilacinum(애기나리) Isodon inflexus(산박하) Polygonatum odoratum var.

pluriflorum(둥굴레)

Commelina communis(닭의장풀) Smilax nipponica(선밀나물) Calamagrostis arundinacea(실새풀) Carex siderosticta(대사초) Chrysanthemum zawadskii var.

Carex ciliato-marginata(털대사초), Solidago virga-aurea var.

asiatica(미역취), Rubia akane(꼭두서니) Phryma leptostachya var.

asiatica(파리풀) Staphylea bumalda(양지꽃) Cornus controversa(세잎양지꽃) Athyrium yokoscense(뱀고사리)

Oplismenus undulatifolius(주름조개풀) Carex lanceolata(그늘사초) Arundinella hirta(새) Aster scaber(참취) Pteridium aquilinum var.

latiusculum(고사리) Miscanthus sinensis var.

purpurascens(억새) Artemisia keiskeana(맑은대쑥) Carex humilis(산거울) Symplocos chinensis for.

pilosa(삽주) Pyrola japonica(노루발) Spodiopogon sibiricus(큰기름새) Isodon inflexus(산박하) Commelina communis(닭의장풀) Disporum smilacinum(애기나리) Calamagrostis arundinacea(실새풀) Carex ciliato-marginata(털대사초) Artemisia princeps var. orientalis(쑥) Chrysanthemum zawadskii var.

latilobum(구절초) Carex siderosticta(대사초) Smilax nipponica(선밀나물) Polygonatum odoratum var.

pluriflorum (둥굴레) Solidago virga-aurea var.

asiatica(미역취)

Prunus serrulata var. spontanea(보춘화) Liriope platyphylla(맥문동)

Dryopteris chinensis(가는잎족제비고사리) Staphylea bumalda(양지꽃)

Dryopteris bissetiana(족제비고사리) Phryma leptostachya var. asiatica(파리풀) Rubia akane(꼭두서니)

Ardisia japonica(자금우) Athyrium niponicum(개고사리) Asplenium incisum(꼬리고사리)

RCP 8.5

Oplismenus undulatifolius(주름조개풀) Carex lanceolata(그늘사초)

Aster scaber (참취) Arundinella hirta(새) Pteridium aquilinum var.

latiusculum(고사리) Spodiopogon sibiricus(큰기름새) Artemisia keiskeana(맑은대쑥) Pyrola japonica(노루발) Miscanthus sinensis var.

purpurascens(억새)

Symplocos chinensis for. pilosa(삽주) Carex humilis(산거울)

Disporum smilacinum(애기나리) Isodon inflexus(산박하) Commelina communis(닭의장풀) Polygonatum odoratum var.

pluriflorum(둥굴레) Smilax nipponica(선밀나물) Calamagrostis arundinacea(실새풀) Carex siderosticta(대사초) Chrysanthemum zawadskii var.

Carex ciliato-marginata(털대사초) Solidago virga-aurea var. asiatica(미역취) Rubia akane(꼭두서니)

Phryma leptostachya var. asiatica(파리풀) Staphylea bumalda(양지꽃)

Cornus controversa(세잎양지꽃) Artemisia princeps var. orientalis(쑥) Athyrium yokoscense(뱀고사리)

Ardisia japonica(자금우) Rumohra aristata(가는쇠고사리) Oplismenus undulatifolius(주름조개풀) Miscanthus sinensis var.

purpurascens(억새) Pteridium aquilinum var.

latiusculum(고사리)

Commelina communis(닭의장풀) Asplenium incisum(꼬리고사리) Dryopteris erythrosora(홍지네고사리) Ophiopogon japonicus(소엽맥문동) Dryopteris bissetiana(족제비고사리)

(9)

Vine

RCP 4.5

Smilax china(청미래덩굴) Cocculus trilobus(댕댕이덩굴) Parthenocissus tricuspidata(담쟁이덩굴) Smilax sieboldii(청가시덩굴) Pueraria thunbergiana(칡) Ampelopsis brevipedunculata var.

heterophylla(개머루) Lonicera japonica(인동) Paederia scandens(계요등) Celastrus orbiculatus(노박덩굴) Clematis apiifolia(사위질빵) Rubus parvifolius(멍석딸기) Dioscorea batatas(마)

Hydrangea serrata for. acuminata(으름) Zelkova serrata(마삭줄)

Dioscorea quinqueloba(도꼬로마) Vitis amurensis(왕머루)

Actinidia arguta(다래) Vitis flexuosa(새머루) Hedera rhombea(송악) Meehania urticifolia(벌깨덩굴) Impatiens noli-langere(까마귀머루)

Smilax china(청미래덩굴) Cocculus trilobus(댕댕이덩굴) Parthenocissus tricuspidata(담쟁이덩굴) Smilax sieboldii(청가시덩굴) Pueraria thunbergiana(칡) Paederia scandens(계요등) Lonicera japonica(인동)

Ampelopsis brevipedunculata var.

heterophylla(개머루) Zelkova serrata(마삭줄) Celastrus orbiculatus(노박덩굴) Rubus parvifolius(멍석딸기) Clematis apiifolia(사위질빵) Dioscorea batatas(마)

Hydrangea serrata for. acuminata(으름) Hedera rhombea(송악)

Dioscorea quinqueloba(도꼬로마) Rubus oldhamii(줄딸기) Vitis amurensis(왕머루)

Impatiens noli-langere(까마귀머루) Vitis flexuosa(새머루)

Smilax china(청미래덩굴)

Parthenocissus tricuspidata(담쟁이덩굴) Paederia scandens(계요등)

Cocculus trilobus(댕댕이덩굴) Zelkova serrata(마삭줄) Pueraria thunbergiana(칡) Lonicera japonica(인동) Rubus parvifolius(멍석딸기) Hedera rhombea(송악)

heterophylla(개머루) Clematis apiifolia(사위질빵) Dioscorea batatas(마) Celastrus orbiculatus(노박덩굴) Smilax sieboldii(청가시덩굴) Hydrangea serrata for. acuminata(으름) Dioscorea quinqueloba(도꼬로마) Rubus oldhamii(줄딸기) Sedum sarmentosum(콩짜개덩굴) Impatiens noli-langere(까마귀머루)

RCP 8.5

Smilax china(청미래덩굴) Cocculus trilobus(댕댕이덩굴) Parthenocissus tricuspidata(담쟁이덩굴) Pueraria thunbergian(칡)

Smilax sieboldii(청가시덩굴) Paederia scandens(계요등) Lonicera japonica(인동)

heterophylla(개머루) Zelkova serrata(마삭줄) Rubus parvifolius(멍석딸기) Celastrus orbiculatus(노박덩굴) Clematis apiifolia(사위질빵) Dioscorea batatas(마)

Hydrangea serrata for. acuminata (으름) Hedera rhombea(송악)

Dioscorea quinqueloba(도꼬로마) Rubus oldhamii(줄딸기) Humulus japonicus(환삼덩굴) Vitis amurensis(왕머루)

Impatiens noli-langere(까마귀머루) Vitis flexuosa(새머루)

Hedera rhombea(송악) Smilax china(청미래덩굴) Zelkova serrata(마삭줄) Sedum sarmentosum(콩짜개덩굴) Parthenocissus tricuspidata(담쟁이덩굴) Lonicera japonica(인동)

Paederia scandens(계요등) Kadsura japonica(남오미자) Hydrangea serrata for. acuminata(으름) Celastrus orbiculatus(노박덩굴) Clematis apiifolia(사위질빵) Elaeagnus glabra(보리장나무) Cocculus trilobus(댕댕이덩굴) Rubus parvifolius(멍석딸기) Dioscorea batatas(마)

지수를 산정한 결과 차이는 있었으나 2050년 이후에는 난 온대림으로 변화할 것으로 예상된다(Table 4). 각각의 시나 리오별 온량지수의 변화를 살펴보면 서울시의 2050년 RCP4.5 시나리오의 온량지수 분포는 91~128℃ㆍmonth범 위였으며, RCP8.5 시나리의 온량지수는 93~131℃ㆍ month범위였다. 2099년의 RCP4.5 시나리오 온량지수 범 위는 102~140℃ㆍmonth였으며, RCP8.5 시나리오의 온량 지수 분포는 117~158℃ㆍmonth 범위를 가지는 것으로 나 타났다. 두 기후변화 시나리오에서 2050년까지는 차이가 크게 나타나지는 않았으나 2099년에는 온량지수의 최소값 15℃ㆍmonth, 최대값 18℃ㆍmonth, 평균 16.8℃ㆍmonth 정도의 차이가 나는 것으로 나타났다. 이는 RCP 기후변화 시나리오의 온실가스 배출량에 따른 평균온도의 변화량이 차이로 인하여 이러한 결과가 나타나는 것으로 판단된다.

각 시나리오별 기후변화에 따른 2099년까지 온량지수의 변화에 따라 적응 가능한 수종을 살펴보았다(Table 5). 우 선 RCP4.5 시나리오에 따라 2010년부터 2099년까지 적응 가능한 수종에는 교목층에 졸참나무, 굴참나무, 신갈나무,

소나무를 포함한 18종이었으며, 관목층 수종에는 생강나무, 산초나무, 산철쭉, 쥐똥나무, 개옻나무를 포함하여 25종이 나타났고, 초본층 식물종에는 그늘사초, 주름조개풀, 참취, 큰기름새 등을 포함한 24종, 덩굴성 식물종에는 청미래덩 굴, 댕댕이덩굴, 담쟁이덩굴, 청가시덩굴 등 17종이 적응 가능한 것으로 나타났다. 또한 온실가스 배출량이 많은 RCP8.5 시나리오 따른 2099년까지 적응 가능한 수종에는 교목층에 굴참나무, 상수리나무, 졸참나무, 소나무, 때죽나 무 등이었으며, 관목층에 개옻나무, 작살나무, 쥐똥나무, 조 록싸리, 초피나무, 산딸기, 찔레꽃이 나타났고, 초본층에 주 름조개풀, 닭의장풀, 고사리, 억세와 덩굴성 식물종에는 사 위질빵, 청미래덩굴, 으름덩굴, 계요등, 멍석딸기, 노박덩 굴, 송악, 담쟁이덩굴, 인동, 댕댕이덩굴, 마, 마삭줄 등이 적응 가능한 것으로 예상된다.

RCP 시나리오별 차이는 있었으나 2099년에는 난온대 상록활엽수종에 해당하는 까마귀쪽나무, 후박나무, 참식나 무, 팽나무, 구실잣밤나무 등과 같은 난온대 상록활엽수에 해당하는 식물종이 많이 출현하는 것으로 나타났다.

(10)

4. 결 론

기상청의 기후변화정보센터(http://www.climate.go.kr) 에서 제공하고 있는 RCP 기후변화 시나리오 중 온실가스 저감정책이 상당히 실현되었을 경우와 현재 추세로 온실가 스가 배출되는 경우의 시나리오인 RCP4.5와 RCP8.5를 이용하여 각 시나리오에 따른 서울시의 온량지수 변화와 삼림대의 변화를 예측하였다. 또한 우리나라에 분포하고 있 는 자생 식물종 중 위치정보를 가지고 있는 1,588종에 대 하여 현재(2010년) 온량지수에 따른 식물종의 온량지수 분 포범위를 분석하였으며, 각 기후변화 시나리오에 따른 서울 시의 온량지수 변화를 중첩하여 적응 가능한 식물종을 선 정하였다.

첫째, RCP4.5와 RCP8.5 기후변화 시나리오에 따른 서울 시의 삼림대의 변화는 각 기후변화 시나리오에 따라 차이 는 있었으나 2050년 이후에는 난온대림으로 변화할 것으로 예상된다.

둘째, RCP4.5와 RCP8.5 기후변화 시나리오에 따른 2010년 현재부터 2099년까지 서울시 온량지수 분포변화에 따라 공통적으로 적응 가능한 수종은 교목층에 졸참나무, 굴참나무, 소나무, 상수리나무, 때죽나무 등이 나타났고, 관 목층에는 쥐똥나무, 조록싸리, 개옻나무, 작살나무, 산딸기, 찔레꽃, 초피나무가 등이 나타났으며, 초본층에 주름조개 풀, 고사리, 닭의장풀, 덩굴성식물에는 계요등, 노박덩굴, 담쟁이덩굴 등을 포함한 11종이 공통적으로 적응 가능할 것으로 판단된다. 이러한 수종들은 온량지수 분포범위가 넓 은 종들로 기후가 변하여도 서울시에 적응하여 분포할 수 있을 것으로 판단된다.

RCP4.5와 RCP8.5 기후변화 시나리오를 이용하여 서울 시 온량지수 분포 변화에 따른 적응 가능한 식물종을 분석 하였다. 이는 향후 기후변화에 따라 각 지역에 적응 가능한 식물종 및 식재종을 선정하는데 있어 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

사 사

본 연구는 환경부 2014 차세대에코이노베이션기술 개발 사업의 지원으로 수행됨

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