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문제 정의
- 본 연구에서는 황칠나무 자생지의 현지 조사를 통해 황칠나무군락의 식생학적 자료 수집과 함께 분포지역의 온도를 기초로 한 생육환경을 면밀히 파악하였다. 이를 토대로 남부지방을 중심으로 한 황칠나무의 생육 분포가능 범위를 추출하여 황칠나무 수액생산을 위한 재배지 조성 시 필요한 기초 정보를 제공하고자 한다.
- 본 연구에서는 황칠나무 자생지의 현지 조사를 통해 황칠나무군락의 식생학적 자료 수집과 함께 분포지역의 온도를 기초로 한 생육환경을 면밀히 파악하였다. 이를 토대로 남부지방을 중심으로 한 황칠나무의 생육 분포가능 범위를 추출하여 황칠나무 수액생산을 위한 재배지 조성 시 필요한 기초 정보를 제공하고자 한다.
제안 방법
- 조사지의 토양시료는 낙엽층을 제거한 후 A1층의 토양을 채취하여, pH, 토양함수량, 유기물함량, 최대용수량 등을 측정하였다. pH는 풍건한 토양시료와 증류수를 1:5의 비율로 진탕 여과한 다음 pH meter(Fisher Scientific LTD., Accumet Model 50)로, 토양함수량은 100~110℃의 dry oven에서 48시간 건조시킨 후 생량과 건량의 차를 건량에 대한 백분율로, 유기물함량은 작열소실법, 그리고 토양최대용수량은 모관수량이 최대가 되었을 때의 토양을 dry oven에서 105℃로 48시간 건조시킨 후건량에 대한 수분 손실량으로 계산하였다.
- 남해안 고흥, 해남, 완도, 보길도지역에 분포하는 황칠나무개체군 생육지의 군락구조와 종조성, 그리고 입지환경 등을 조사하였으며, 자생지의 기상요인을 분석하여 생육가능지역을 추정하였다. 황칠나무군락은 종조성의 차이에 의해 구실잣밤나무군과 서어나무군으로 구분되 었다.
- 조사지의 토양시료는 낙엽층을 제거한 후 A1층의 토양을 채취하여, pH, 토양함수량, 유기물함량, 최대용수량 등을 측정하였다. pH는 풍건한 토양시료와 증류수를 1:5의 비율로 진탕 여과한 다음 pH meter(Fisher Scientific LTD.
- 황칠나무 자생 분포지역은 문헌 및 현지조사를 통해 확인한 후, 관련 기상대의 기상자료(기상청 2001)를 확보하여 황칠나무의 생육 및 생태와 관련이 있는 요인을 발췌하여 정리하였으며, 정리된 자료를 바탕으로 그와 비슷한 범위에 있는 기상요인을 갖는 지역을 선별하고, 선별된 지역을 연결하는 방법으로 분포가능 지역을 추정하였다. 이러한 추정에 사용된 주요한 기상 요인으로는 연평균기온, 연강수량, 최한월 일최저기온, 온량지수 등이다.
대상 데이터
- 조사지역내의 방형구 설치는 식분이 비교적 균질한 지점을 선정, Braun-Blanquet (1964)의 식물사회학적 연구 방법에 의거하여 조사를 실시하였다. 방형구의 크기는 수고를 참고하여 10×10 m, 15×15 m, 20×20 m로 설정하였다. 조사구내 황칠나무 전 개체에 대하여 매목조사를 실시하였으며 식물의 동정과 학명의 기재는 이(1996)에 따랐다.
- 식생조사는 기존에 알려진 분포지들중에서 고흥, 해남, 완도, 보길도의 지역을 대상으로(Fig. 1) 총 13개의 방형구를 선정하여 2006년 6월부터 2006년 10월까지 조사를 실시하였다. 조사지역내의 방형구 설치는 식분이 비교적 균질한 지점을 선정, Braun-Blanquet (1964)의 식물사회학적 연구 방법에 의거하여 조사를 실시하였다.
이론/모형
- 조사된 자료는 일련의 표조작(Mueller-Dombois and Ellenberg 1974)을 거쳐 군락을 분류하였다. 각 입지별 분포종들의 계층별 우점도를 파악하기 위하여 출현한 식물종들의 양적(피도), 질적(빈도)인 측면을 고려하여 정량화된 합성지수(Kim and Manyko 1994; 김 등 1997)인 상대기여도(rNCD)를 이용하였다. 이 계산식에서 피도값에 대해서는 평균 피도 백분율값(van der Maarel 1979) 을 적용시켰으며 산출식은 아래 식(1), (2)와 같다.
- 각 입지별 분포종들의 계층별 우점도를 파악하기 위하여 출현한 식물종들의 양적(피도), 질적(빈도)인 측면을 고려하여 정량화된 합성지수(Kim and Manyko 1994; 김 등 1997)인 상대기여도(rNCD)를 이용하였다. 이 계산식에서 피도값에 대해서는 평균 피도 백분율값(van der Maarel 1979) 을 적용시켰으며 산출식은 아래 식(1), (2)와 같다.
- 방형구의 크기는 수고를 참고하여 10×10 m, 15×15 m, 20×20 m로 설정하였다. 조사구내 황칠나무 전 개체에 대하여 매목조사를 실시하였으며 식물의 동정과 학명의 기재는 이(1996)에 따랐다.
- 조사된 자료는 일련의 표조작(Mueller-Dombois and Ellenberg 1974)을 거쳐 군락을 분류하였다. 각 입지별 분포종들의 계층별 우점도를 파악하기 위하여 출현한 식물종들의 양적(피도), 질적(빈도)인 측면을 고려하여 정량화된 합성지수(Kim and Manyko 1994; 김 등 1997)인 상대기여도(rNCD)를 이용하였다.
- 1) 총 13개의 방형구를 선정하여 2006년 6월부터 2006년 10월까지 조사를 실시하였다. 조사지역내의 방형구 설치는 식분이 비교적 균질한 지점을 선정, Braun-Blanquet (1964)의 식물사회학적 연구 방법에 의거하여 조사를 실시하였다. 방형구의 크기는 수고를 참고하여 10×10 m, 15×15 m, 20×20 m로 설정하였다.
성능/효과
- 상대기여도(Table 3)에 의한 우점도값은 전체적으로 동백나무(100), 붉가시나무(88.6), 구실잣밤나무(55.8), 황칠나무(41.4), 마삭줄(23.8), 사스레피나무(19.9), 광나무(11.5), 자금우(8.0), 후박나무(7.2) 등의 상록활엽수가 높은 값을 나타내었다. 정 등(1995)은 완도, 보길도, 제주도 등의 황칠나무 자생지에서 교목층, 아교목층, 초본층에 붉가시나무, 동백나무, 마삭줄이 각각 주요 우점종으로 분포한다고 하였는데, 이러한 결과는 본 연구내용과 유사한 것으로 나타났다.
- 황칠나무군락은 종조성의 차이에 의해 구실잣밤나무군과 서어나무군으로 구분되 었다. 상대기여도에 의한 우점도값은 전체적으로 동백나무(100.0), 붉가시나무(88.6), 구실잣밤나무(55.8), 황칠나무(41.4), 마삭줄(23.8), 사스레피나무(19.9), 광나무(11.5) 등 상록활엽수의 분포가 높게 나타났다. 개체군 분포는 서어나무군이 흉고직경 5 cm 미만의 개체가 전체의 94.
- 최근 국립생물자원관(2009)에서는 Uyeki (1941)에 의해 설정된 한반도의 난대성 상록활엽수의 북방한계선을 재검증하여 2009년에 새로운 북방한계선을 설정하였다. 새롭게 설정된 북방한계선은 백령도-청양-정읍-포항을 잇는 선으로 상록활엽수인 황칠나무를 대상으로 한 본 조사의 결과를 포함하며, Uyeki의 기존 북한계선에 비하여 북쪽으로 세력이 확장된 것으로 나타났다. 이렇게 생육지가 확대된 주된 요인으로는 지난 60년간(1941~2000)의 평균기온의 상승에 따른 결과로 추정하였다.
- 황칠나무의 자연생육지에서 확인된 연평균기온 13℃ 토대로 한 생육가능 북한계 선은 군산-정읍-광주-진주-포항-영덕을 잇는 선으로 나타났다. 새롭게 추정된 생육분포선은 기존의 서해안과 남해안 도서 및 해안의 생육지뿐만 아니라 동해안과 내륙지역을 추가로 포함하고 있어 현재의 한정된 분포지와는 달리 매우 넓은 면적에서 황칠나무가 생육할 수 있을 것으로 나타났다. 최근 국립생물자원관(2009)에서는 Uyeki (1941)에 의해 설정된 한반도의 난대성 상록활엽수의 북방한계선을 재검증하여 2009년에 새로운 북방한계선을 설정하였다.
- 한편, 황칠나무의 공간분포와 생육지 주변의 입지환경 조사결과, 황칠나무는 대체로 개체군이 군락단위의 집단으로 분포하지 않고 아교목상과 교목상의 모수가 산발적으로 몇 개체씩 산재하며 모수 주변부에 유묘와 유목이 분포하는 양상으로 나타났다. 생육지는 주로 계곡부 주변부와 전석지(해남과 보길도 지역)의 북동-북서사면 지에 걸쳐 분포하는 것으로 조사되었다. 위의 결과를 토대로 정리하면 황칠나무개체군의 주요 입지는 배수가 양호한 지역에 주로 분포하며, 생육지의 수분환경이 분포에 깊은 상관관계가 있는 것으로 판단된다.
- 생육지의 토양환경은 약산성의 토양산도, 유기물과 토양함수량이 양호하며 배수성이 좋은 지역인 것으로 나타났다. 생육지의 분포 범위는 대체로 연평균기온이 13℃ 이상, 일 최저기온이 7.4℃ 이상, 온량지수(WI) 100℃∙month 이상, 그리고 연강수량은 1,344 mm 내외로서 우리나라 서남부 도서와 해안에 인접한 상록활엽수림대 지역들이 해당되는 것으로 분석되었다. 황칠나무의 자연생육지에서 확인된 연평균기온 13℃를 토대로 한 생육가능 등치선은 군산-정읍-광주-진주-포항-영덕을 잇는 선으로 나타났다.
- 2%)에 비하여 대부분 소경목과유목의 개체로 구성되어 있었다. 생육지의 토양환경은 약산성의 토양산도, 유기물과 토양함수량이 양호하며 배수성이 좋은 지역인 것으로 나타났다. 생육지의 분포 범위는 대체로 연평균기온이 13℃ 이상, 일 최저기온이 7.
- 남해안 상록활엽수림대에 분포하고 있는 황칠나무 생육지는 전통적인 군락분류에 의해 크게 구실잣밤나무군과 서어나무군으로 구분되었다(Table 1). 서어나무군보다 비교적 저위도지역과 낮은 해발고에 분포하는 구실잣밤나무군은 상록활엽수종인 구실잣밤나무와 모밀잣밤나무를 비롯하여 참지네고사리, 예덕나무, 일엽초 등에 의해 구분되었으며, 서어나무군은 낙엽활엽수림대에 주로 분포하는 서어나무와 당단풍을 비롯하여 조릿대, 비목나무, 사람주나무 등에 의해 구분되었다. 한편 금번 조사지에서 확인된 상록활엽수림대의 표징종으로는 황칠나무를 비롯하여 동백나무, 마삭줄, 사스레피나무, 광나무, 붉 가시나무, 생달나무, 자금우, 후박나무, 남오미자 등이 분포하는 것으로 나타났다(오 1995).
- 생육지는 주로 계곡부 주변부와 전석지(해남과 보길도 지역)의 북동-북서사면 지에 걸쳐 분포하는 것으로 조사되었다. 위의 결과를 토대로 정리하면 황칠나무개체군의 주요 입지는 배수가 양호한 지역에 주로 분포하며, 생육지의 수분환경이 분포에 깊은 상관관계가 있는 것으로 판단된다.
- 일조시간의 경우에서는 1,898~2,560 hrs year-1으로 일정한 규칙성을 보이고 있지 않은데, 이는 황칠나무가 음수로서 황칠나무의 분포에 일조의 영향이 크게 영향을 주지 않기 때문인 것으로 사료된다(김 1994; 정 등 1995; 최 1996). 이와 같은 기후적 요인을 종합하면 황칠나무의 자연 생육지 분포는 연평균기온이 약 13℃ 이상, 일 최저 기온이 8.2℃ 이상, 온량지수(WI) 100℃∙month 이상, 그리고 연강수량은 1,344 mm 내외의 지역으로 정리되는데, 우리나라에서 이러한 지역은 대부분 서남부 도서와 남해안에 인접한 지역들이다. 이들 조사지역들은 상록활엽수림대에 속하는 곳으로 Good (1947)에 의한 세계 식물구계구에서는 북대식물계 (Boreal kingdom), 중일구계역 (Sino-Japanese region), 한국 및 남일본구계구(Korea and South Japan)에 속한다.
- Table 5는 자연분포지에서 황칠나무가 생육하는 생육지 토양의 물리화학적 특성을 조사한 결과이다. 토양의 산도는 평균 4.73~5.15 범위로 서어나무군이 구실잣밤나무군보다 산성을 띄었으며, 토양함수량은 평균 37.4~45.2%로서 서어나무군에서 높게 나타났다. 그러나 유기물함량과 최대용수량은 구실잣밤나무군에서 다소 높게 나타났다.
- 8%로 각각 나타났으며, 평균 출현종수는 25종이었다. 특히 아교목층의 높은 식피율로 인하여 관목층의 식피는 서어나무군에 비하여 비교적 빈약하게 나타났다. 한편 서어나무군에서는 평균 수고와 식피율이 교목층에서 16.
- 한편, 황칠나무의 공간분포와 생육지 주변의 입지환경 조사결과, 황칠나무는 대체로 개체군이 군락단위의 집단으로 분포하지 않고 아교목상과 교목상의 모수가 산발적으로 몇 개체씩 산재하며 모수 주변부에 유묘와 유목이 분포하는 양상으로 나타났다. 생육지는 주로 계곡부 주변부와 전석지(해남과 보길도 지역)의 북동-북서사면 지에 걸쳐 분포하는 것으로 조사되었다.
- 황칠나무의 개체군 분포에서는 전체적으로 흉고직경 5 cm 미만의 개체수 빈도가 전체의 71.0%로 가장 높게 나타났다. 특히 서어나무군의 경우, 흉고직경 5 cm 미만의 소경목과 유목의 개체수 빈도가 전체의 94.
- 황칠나무의 자연생육지에서 확인된 연평균기온 13℃ 토대로 한 생육가능 북한계 선은 군산-정읍-광주-진주-포항-영덕을 잇는 선으로 나타났다.
- 4℃ 이상, 온량지수(WI) 100℃∙month 이상, 그리고 연강수량은 1,344 mm 내외로서 우리나라 서남부 도서와 해안에 인접한 상록활엽수림대 지역들이 해당되는 것으로 분석되었다. 황칠나무의 자연생육지에서 확인된 연평균기온 13℃를 토대로 한 생육가능 등치선은 군산-정읍-광주-진주-포항-영덕을 잇는 선으로 나타났다.
후속연구
- 분포지역들 중외연도, 어청도, 홍도, 흑산도 등은 지역 특성상 현지의 기상을 반영한 자료 수집이 힘들어 가장 가까운 인근 기 상대인 보령, 군산, 목포의 값을 사용하여 분포지 현지와는 다소의 차이를 보일 것으로 생각되지만, 대체적으로 황칠나무의 생육에 필요한 연평균기온은 최소 13℃ 이상인 곳이어야 하는 것으로 판단된다(Table 4). 그러나 충남 서산(천리포 수목원), 서울 홍릉수목원 등의 지역에 식재된 황칠나무가 생육하고 있는 것으로 확인된 바 있어 실제적으로는 보다 더 저온에서도 생육이 가능할 것으로 사료된다. 조사지역의 온량지수(WI) 값은 위도상으로 북쪽에 위치한 외연도와 어청도 지역이 91.
- 그로부터 해당 물질을 계획적이고 체계적으로 생산할 수 있는 기반이나 추출 가능한 양을 증대시킬 수 있는 방안도 함께 마련되어야만 그 개발 목적을 충분히 달성할 수 있다. 따라서 황칠나무를 보다 효율적으로 이용하기 위해서는 먼저 황칠나무 자생지의 분포와 생육환경을 면밀히 파악하는 것과 함께 유묘의 대량증식 방법과 재배환경을 찾아야 하며, 이러한 기초연구의 기반이 선행된 후에야 유용한 원료물질 확보가 가능할 것이다.
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