북강원도의 천연기념물로는 66개가 있는데 북한이 지정한 천연기념물 총수의 14.2%를 차지하고 있으며, 특히 지리부문의 천연기념물중 39.5%가 북강원도에 집중돼있다.

북강원도에 위치해 지정, 보호받고 있는 천연기념물은 식물 28개, 동물 10개, 28개의 지리 등 각 부문별로 지정돼있다.

천연기념물중에는 철원군 두문동 가재울에 있는 수령 600∼1천년 된 은행나무와 북한에서 가장 오래된 느티나무인 이천군의 성북리·우미리 느티나무, 김화읍 동남쪽 1㎞에 위치해 있는 수령 약 500년의 당드릅나무, 세포군의 삼방왕제비꽃 군락지 등이 있다.

북한에서는 학술적 연구와 관상적 가치가 높거나 이로운 동식물을 보호하는 보호구역을 지정해 보호하고 있는데, 북강원도에는 금강산 자연보호구, 두류산 식물보호구, 양암산 동물보호구, 통천 알섬 바다새 번식보호구 등 4개소가 지정돼 보호·관리 및 증식되고 있다.

금강산 자연보호구에는 세계적으로 희귀한 1속 1종의 금강인가목을 비롯해 금강초롱, 만리화, 금강봄맞이, 금강분취, 등 100여종의 특산식물이 퍼져있다.

두류산 식물보호구는 천내군 두류산(1천323m)을 중심으로 석회암 지역에서 나는 회양목(고양나무)을 주요보호 대상으로 하고 있으며 양암산 동물보호구는 판교군 양암산(1천123m)의 야생동물과 조류를 보호하고 있다.

통천 알섬 바다새 번식보호구는 통천군 금란리 해안 약 14㎞ 해상의 알섬 일대를 지정하고 있다.

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