조름나물(Menyanthes trifoliata L.)은 주로 산지습지에 서식하는 우리나라 멸종위기 식물로, 인간에 의한 교란과 기후변화로 서식지가 감소되고 있다. 생물의 서식을 제한하는 요인으로 환경과 종간경쟁이 있으므로 조름나물의 분포가 제한되는 이유를 이해하기 위해서는 서식 환경 뿐아니라 함께 서식하는 다른 종의 영향을 살펴보는 것이 중요하다. 본 연구에서는 서식 기질과 동반종이 조름나물의 서식에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 서식기질로는 물이끼 매트와 논흙을 두었으며, 각 조건에서의 식생과 조름나물의 생장을 비교하였다. 그 결과, 물이끼 매트에서 조름나물의 상대피도가 높았으며, 조름나물보다 초고가 큰 종은 적었다. 반면, 논흙에서는 많은 종이 조름나물에 비해 높은 초고를 보였다. 조름나물의 최대 피도는 물, 물이끼 매트, 논흙 조건 순으로 낮아졌다. 이를 통해 조름나물은 식물 간의 경쟁에 의해 생육이 제한됨을 확인하였다. 조건 간 조름나물의 초고는 큰 차이가 없어, 조름나물은 위로 성장하여 경쟁력을 키우기 보다는 다른 식물이 잘 살지 못하는 곳으로 지하경을 확장하여 경쟁력을 확보하는 것으로 보인다. 본 연구결과 조름나물의 보존 또는 서식지 조성을 위해서는 조름나물 이외의 식물이 잘 자라지 못하는 조건을 만들어 주어야 함을 제안한다.
조름나물(Menyanthes trifoliata L.)은 주로 산지습지에 서식하는 우리나라 멸종위기 식물로, 인간에 의한 교란과 기후변화로 서식지가 감소되고 있다. 생물의 서식을 제한하는 요인으로 환경과 종간경쟁이 있으므로 조름나물의 분포가 제한되는 이유를 이해하기 위해서는 서식 환경 뿐아니라 함께 서식하는 다른 종의 영향을 살펴보는 것이 중요하다. 본 연구에서는 서식 기질과 동반종이 조름나물의 서식에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 서식기질로는 물이끼 매트와 논흙을 두었으며, 각 조건에서의 식생과 조름나물의 생장을 비교하였다. 그 결과, 물이끼 매트에서 조름나물의 상대피도가 높았으며, 조름나물보다 초고가 큰 종은 적었다. 반면, 논흙에서는 많은 종이 조름나물에 비해 높은 초고를 보였다. 조름나물의 최대 피도는 물, 물이끼 매트, 논흙 조건 순으로 낮아졌다. 이를 통해 조름나물은 식물 간의 경쟁에 의해 생육이 제한됨을 확인하였다. 조건 간 조름나물의 초고는 큰 차이가 없어, 조름나물은 위로 성장하여 경쟁력을 키우기 보다는 다른 식물이 잘 살지 못하는 곳으로 지하경을 확장하여 경쟁력을 확보하는 것으로 보인다. 본 연구결과 조름나물의 보존 또는 서식지 조성을 위해서는 조름나물 이외의 식물이 잘 자라지 못하는 조건을 만들어 주어야 함을 제안한다.
Bog bean (Menyanthes trifoliata L.) is an endangered species in Korea, inhabiting in montane wetlands. Its' habitats are decreasing due to artificial disturbances and climate change in Korea. Interspecies competitions determine the distribution of a species and it is important to examine the effects...
Bog bean (Menyanthes trifoliata L.) is an endangered species in Korea, inhabiting in montane wetlands. Its' habitats are decreasing due to artificial disturbances and climate change in Korea. Interspecies competitions determine the distribution of a species and it is important to examine the effects of companion species on the growth of a species. To reveal the effects of habitat substrate and companion species on the growth of bog bean, we compared the growth parameters of bog bean at three substrate conditions where plant communities were formed: water column, Sphagnum mat, and paddy soil. Bog bean had the highest relative coverage at Sphagnum mat condition and there are few species whose height were higher than it. In contrast, there were many species larger than bog bean at paddy soil condition. The maximum coverage of bog bean was the largest at water column condition, and the lowest at paddy soil condition. Our results indicate that the growth of bog bean was more restricted by interspecific competition at paddy soil condition than at Sphagnum mat condition. Those results suggest that bog bean avoid competitions by expansion of rhizome rather than elongation of its height. For conservation or creation of bog bean habitats, it is necessary to offer the environment where other species cannot survive well.
Bog bean (Menyanthes trifoliata L.) is an endangered species in Korea, inhabiting in montane wetlands. Its' habitats are decreasing due to artificial disturbances and climate change in Korea. Interspecies competitions determine the distribution of a species and it is important to examine the effects of companion species on the growth of a species. To reveal the effects of habitat substrate and companion species on the growth of bog bean, we compared the growth parameters of bog bean at three substrate conditions where plant communities were formed: water column, Sphagnum mat, and paddy soil. Bog bean had the highest relative coverage at Sphagnum mat condition and there are few species whose height were higher than it. In contrast, there were many species larger than bog bean at paddy soil condition. The maximum coverage of bog bean was the largest at water column condition, and the lowest at paddy soil condition. Our results indicate that the growth of bog bean was more restricted by interspecific competition at paddy soil condition than at Sphagnum mat condition. Those results suggest that bog bean avoid competitions by expansion of rhizome rather than elongation of its height. For conservation or creation of bog bean habitats, it is necessary to offer the environment where other species cannot survive well.
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문제 정의
이를 위하여 조름나물이 서식할 수 있는 서식 기질을 제공하고, 각각의 기질에서 자연적으로 정착한 다양한 관속식물들과 조름나물이 함께 생육하도록 하였다. 각 서식 기질 간 식생과 조름나물의 생육을 비교하여, 동반종이 조름나물에 영향을 미치는 지, 영향을 미친다면 어느 정도 영향을 미치는지 확인하고자 하였다.
본 연구는 조름나물의 분포에 영향을 미치는 요인을 밝히기 위한 두 번째 연구로, 서식 기질과 동반종이 조름나물의 생장에 미치는 영향을 비교하였다. 조름나물은 양분이 많은 환경에서 더 큰 생장량을 보이지만, 연구 결과 양분이 많은 논흙 기질에서는 동반종과의 경쟁으로 인해 오히려 생장이 저해되었다.
본 연구에서는 조름나물의 분포에 영향을 미치는 요인으로 서식 기질과 동반종을 두었으며, 이러한 요인이 조름나물의 생육에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 조름나물이 서식할 수 있는 서식 기질을 제공하고, 각각의 기질에서 자연적으로 정착한 다양한 관속식물들과 조름나물이 함께 생육하도록 하였다.
제안 방법
수환경으로는 식물의 생장에 영향을 크게 미치는 요인인 질산, 암모늄, 인산, TDS, pH를 1달 간격으로 측정하였다. TDS와 pH는 현장에서 electrical conductivity meter(model 311 chekmate II, Corning)와 pH meter(model PH-220, Lutron)를 이용하여 측정하였다. 질산, 암모늄 및 인산 분석을 위해 물을 채수한 후 직경 0.
충분한 양분을 제공하기 위해 2종 복합비료(N : P : K = 11 : 10 :8)를 물 기질 조건에서는 6월 16일에, 다른 조건에서는 7월 22일에 10 g씩 투여하였다. 각 조건 당 4반복하였으며, 같은 조건끼리는 인접하지 않도록 규칙적으로 배열하였다. 실험기간 동안 기온 변화는 Fig.
논흙 기질의 경우 포화습윤 조건(수위 0-2cm)과 침수 조건(수위 10-12cm)의 두 조건을 두었다. 메조코즘의 수위는 인접한 계곡물과 빗물을 이용하여 유지하였다. 각각의 기질에 존재하던 토양 종자에서 발아한 식물이 그대로 자라 군집을 이루게 하였다.
물과 물이끼 매트 기질 조건에서는 플라스틱 바구니(40 × 30 × 8 cm)를 이용하여 식물체를 고정하였고, 수위는 20cm 내외로 유지하였다.
수환경으로는 식물의 생장에 영향을 크게 미치는 요인인 질산, 암모늄, 인산, TDS, pH를 1달 간격으로 측정하였다. TDS와 pH는 현장에서 electrical conductivity meter(model 311 chekmate II, Corning)와 pH meter(model PH-220, Lutron)를 이용하여 측정하였다.
식생조사는 최대 생장기인 8월에 각 메조코즘 별로 이뤄졌다. 식생조사 항목으로는 피도와 초고를 측정하였으며, 피도는 상대피도로 변환하여 분석에 사용하였다. 조건 간 조름나물의 생장 변화를 비교하기 위해 피도의 변화를 1달 간격으로 측정하여 확인하였다.
본 연구에서는 조름나물의 분포에 영향을 미치는 요인으로 서식 기질과 동반종을 두었으며, 이러한 요인이 조름나물의 생육에 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 이를 위하여 조름나물이 서식할 수 있는 서식 기질을 제공하고, 각각의 기질에서 자연적으로 정착한 다양한 관속식물들과 조름나물이 함께 생육하도록 하였다. 각 서식 기질 간 식생과 조름나물의 생육을 비교하여, 동반종이 조름나물에 영향을 미치는 지, 영향을 미친다면 어느 정도 영향을 미치는지 확인하고자 하였다.
조건 간 조름나물에 영향을 미칠 수 있는 관속식물의 군집을 비교하고, 조름나물의 생육 상태를 비교하기 위해서 식생조사를 수행하였다. 식생조사는 최대 생장기인 8월에 각 메조코즘 별로 이뤄졌다.
식생조사 항목으로는 피도와 초고를 측정하였으며, 피도는 상대피도로 변환하여 분석에 사용하였다. 조건 간 조름나물의 생장 변화를 비교하기 위해 피도의 변화를 1달 간격으로 측정하여 확인하였다.
물 기질은 개방수면에서 매트를 형성하는 조름나물 이외의 다른 관속식물이 서식하기 어려운 조건을 제공한다. 조름나물은 8-10cm의 지하경을 각 메조코즘마다 4 개체씩 식재하였다. 물과 물이끼 매트 기질 조건에서는 플라스틱 바구니(40 × 30 × 8 cm)를 이용하여 식물체를 고정하였고, 수위는 20cm 내외로 유지하였다.
TDS와 pH는 현장에서 electrical conductivity meter(model 311 chekmate II, Corning)와 pH meter(model PH-220, Lutron)를 이용하여 측정하였다. 질산, 암모늄 및 인산 분석을 위해 물을 채수한 후 직경 0.45 ㎛ Whatman cellulose nitrate membrane filter로 걸러 분석에 이용하였다. 질산은 Hydrazine method로(Kamphake et al.
각각의 기질에 존재하던 토양 종자에서 발아한 식물이 그대로 자라 군집을 이루게 하였다. 충분한 양분을 제공하기 위해 2종 복합비료(N : P : K = 11 : 10 :8)를 물 기질 조건에서는 6월 16일에, 다른 조건에서는 7월 22일에 10 g씩 투여하였다. 각 조건 당 4반복하였으며, 같은 조건끼리는 인접하지 않도록 규칙적으로 배열하였다.
플라스틱 탱크(50 × 36 × 31 cm)를 메조코즘으로 이용하였고, 서식지 기질로는 물, 물이끼 매트, 논흙을 사용하였다.
대상 데이터
2010년 6월 4일부터 2010년 11월 3일까지 서울대학교에서 이광문과 김재근(2011)의 실험방법을 따라 메조코즘 실험이 수행되었다. 플라스틱 탱크(50 × 36 × 31 cm)를 메조코즘으로 이용하였고, 서식지 기질로는 물, 물이끼 매트, 논흙을 사용하였다.
이론/모형
45 ㎛ Whatman cellulose nitrate membrane filter로 걸러 분석에 이용하였다. 질산은 Hydrazine method로(Kamphake et al. 1967), 암모늄은 Indophenol method로 (Liddicoat et al. 1975), 인산은 ascorbic acid reduction method (Solorzano 1969)로 각각 분석하였다.
성능/효과
관속식물 군집이 형성된 다른 기질 조건에서 조름나물의 생장은 저해되었고, 기질 조건에 따라서 저해 정도는 다르게 나타났다. 다른 관속식물의 서식이 저해되는 물 기질 조건에서 조름나물의 피도는 가장 높은 값을 보였으며, 물이끼 매트 기질 조건, 논흙 기질 조건의 순서로 낮아졌다(Fig.
물이끼 매트 기질 조건에서는 14종의 식물종이 나타났다. 그 중 상대피도가 높은 종들을 나열하면, 조름나물, 개쉽싸리, 좀네모골, 미꾸리낚시, 흰겨이삭으로, 각각 평균 31.5 %, 15.7 %, 15.3 %, 7.1 %, 7.0%의 상대피도를 보였다. 초고는 바늘꽃, 미국가막사리, 좀네모골, 흰겨이삭, 삿갓사초 등의 순이었고, 각각 평균 45 cm, 42 cm, 35 cm, 34 cm, 23 cm의 값을 나타냈다.
논흙 기질 침수 조건에서는 16종의 식물종이 나타났다. 그 중 상대피도가 높은 종에서 낮은 종으로 나열하면, 물달개비, 조름나물, 물피, 고마리, 가래 등이며, 각각 평균 16.8 %, 14.9 %, 12.5%, 11.8 %, 11.6 %의 상대피도를 보였다. 초고는 줄, 큰고랭이, 물피, 애기부들, 올챙이고랭이 등의 순이었고, 각각 평균 150 cm, 83 cm, 72 cm, 53 cm, 46 cm의 값을 보였다.
논흙 기질 포화습윤 조건에서는 15종의 식물종이 나타났다. 그 중 상대피도가 높은 종에서 낮은 종으로 나열하면, 자귀풀, 물피, 흰꽃여뀌, 조름나물, 고마리 등으로, 각각 평균 29.4 %, 25.8 %, 11.0 %, 10.0 %, 8.3 %의 상대피도를 보였다. 초고는 자귀풀, 물피, 큰고랭이, 개피, 올챙이고랭이 등의 순이었고, 각각 평균 96 cm, 95 cm, 79 cm, 68 cm, 53 cm의 값을 나타냈다.
그러나 시비를 통해 양분을 제공한 본 연구에서는, 물 기질 조건의 7월 측정에서 1.4± 0.3 mg/L의 값을 보일 정도로 매우 높은 값을 나타냈다(Fig. 2c).
관속식물 군집이 형성된 다른 기질 조건에서 조름나물의 생장은 저해되었고, 기질 조건에 따라서 저해 정도는 다르게 나타났다. 다른 관속식물의 서식이 저해되는 물 기질 조건에서 조름나물의 피도는 가장 높은 값을 보였으며, 물이끼 매트 기질 조건, 논흙 기질 조건의 순서로 낮아졌다(Fig. 4). 물이끼 매트 기질 조건에서의 최대 피도는 32± 6 %로 선행 연구에서의 최댓값인 11 ± 2 %에 비해 크게 늘었다.
지하경을 통한 확장의 선호는 번식 전략에서도 보이는데, 조름나물은 주로 종자발아보다는 지하경을 통한 영양번식이 우세하며, 조름나물 이외의 다른 종이 많은 환경에서는 종자의 발아율과 유묘 생존율이 크게 감소한다(Haraguchi 1996, van den Broek and Boudewijn 2006). 따라서 본 연구 결과는 조름나물이 초고의 생장을 통해 경쟁하기보다는, 지하경의 생장을 통해 분포 범위를 확장하는 전략을 선호한다는 기존의 연구 결과를 지지한다. 또한 종간 경쟁이 있을 때 조름나물은 측아를 발달시키는 특징을 가지는 데(Haraguchi 1996), 이 또한 기존의 결과를 지지한다.
논흙 조건에서는 양분의 제공에 의해 조름나물의 생장이 증가되는 영향보다 논흙 기질에서 생육하는 동반종에 의해 조름나물의 생장이 억제되는 영향이 더 큰 것으로 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서 서식 기질에 따라 나타난 동반종은 조름나물과 경쟁 관계에 있으며, 특히 논흙 기질에서 이러한 경쟁은 조름나물의 생육에 있어서 큰 압력으로 작용한다고 할 수 있다.
그러나 이 값은 물 기질 조건보다는 낮은 값이다. 따라서 시비는 조름나물의 생장을 증가시켰으나, 물이끼 매트 기질에서 생육하는 다른 관속식물은 조름나물의 생육에 다소 부정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 한편, 논흙 기질에서의 피도 값은 선행 연구의 결과보다도 작은 값을 보였다.
물 기질 조건에서는 피도가 8월까지 증가하며 45 ± 6 %로 가장 높은 값을 나타고, 이후부터 감소하여 11월엔 피도 0%가되었다.
본 연구에서 10 cm 이상의 수위가 있었던 논흙 기질 침수 조건에서는 조름나물의 초고가 20 cm 정도로 나타났다. 반면 물이끼 매트 기질 조건과 논흙 기질 포화습윤 조건에서는, 조건 간 동반종 초고가 다른 경향을 보였음에도 각각 15 와 16 cm로 초고의 차이는 크게 나타나지 않았다 (Fig 3b).
본 연구에서 물 기질 조건에서의 최대 피도는 45 ±6 %로 이전 연구에서의 최댓값인 9 ± 2 %에 비해 크게 증가했다(Fig. 4).
본 연구에서는 양분을 충분히 제공하기 위해 비료를 주었으며, 선행 연구인 이광문과 김재근 (2011)의 연구와 비교했을 때, 비료의 제공은 조름나물의 생장을 증가시키는 것으로 나타났다. 본 연구에서 물 기질 조건에서의 최대 피도는 45 ±6 %로 이전 연구에서의 최댓값인 9 ± 2 %에 비해 크게 증가했다(Fig.
식생조사 결과 식재된 조름나물 이외에 세 종류의 기질 조건 모두에서 나타난 동반종으로는 고 마리가 유일하였는데, 고마리의 초고는 물이끼 매트 기질 조건에서 다른 조건에 비해 크기가 매우 제한되었다(Fig 3b). 이는 물이끼에 의해서 고마리의 생육이 제한되기 때문으로 볼 수 있다(van Breemen 1995, Malmer et al.
식생조사 결과에서도, 동반종과의 경쟁은 물이끼 매트에서 보다 논흙 기질 조건에서 더 크게 나타났다(Fig 3). 조름나물의 상대피도는 논흙 기질 조건에 비해 물이끼 매트 기질 조건에서 2-3배 높았다.
다른 식물 종의 생장이 저해되는 물이끼 매트에서는 종간 경쟁이 줄어든 환경이 제공되었다. 조름나물은 경쟁의 압력이 적은 곳을 선호하는 것으로 나타났으며, 조름나물은 초고 또는 피도를 증가시켜 경쟁하기 보다는 다른 종이잘 살수 없는 곳으로 지하경을 확장하여 경쟁을 피하는 전략을 가지는 것으로 보인다. 이러한 연구결과는 조름나물의 서식지를 보호하거나 조성할 때, 성공적인 정착을 위해서는 다른 식물이 잘 자라지 못하는 환경을 유지 또는 제공해줄 필요가 있다는 점을 시사한다.
본 연구는 조름나물의 분포에 영향을 미치는 요인을 밝히기 위한 두 번째 연구로, 서식 기질과 동반종이 조름나물의 생장에 미치는 영향을 비교하였다. 조름나물은 양분이 많은 환경에서 더 큰 생장량을 보이지만, 연구 결과 양분이 많은 논흙 기질에서는 동반종과의 경쟁으로 인해 오히려 생장이 저해되었다. 반면 물이끼 매트 기질에서 나타나는 동반종과 비교하면 조름나물은 경쟁력이 있는 종이었다.
식생조사 결과에서도, 동반종과의 경쟁은 물이끼 매트에서 보다 논흙 기질 조건에서 더 크게 나타났다(Fig 3). 조름나물의 상대피도는 논흙 기질 조건에 비해 물이끼 매트 기질 조건에서 2-3배 높았다. 또한 물이끼 매트 기질 조건에서는 동반종의 초고가 일반적으로 조름나물과 유사하거나 작았다.
조름나물의 최대 피도는 물 기질 조건에서 가장 높게 나타났고, 다음으로는 물이끼 매트 기질 조건이었으며, 논흙 기질 조건에서는 비교적 낮은 피도를 보였다(Fig. 4). 물 기질 조건에서는 피도가 8월까지 증가하며 45 ± 6 %로 가장 높은 값을 나타고, 이후부터 감소하여 11월엔 피도 0%가되었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
조름나물은 어떤 식물인가?
조름나물(Menyanthes trifoliate L.)은 다년생 정수식물로 멸종위기 보호야생동․식물 Ⅱ급으로 지정된 보호종이다. 조름나물은 아시아, 유럽, 북미대륙의 한대와 아한대에 넓게 분포하는 종이나, 고도가 높은 저위도 지역에서도 제한적으로 서식 한다(Hewett 1964).
조름나물은 어디에 서식하는가?
)은 다년생 정수식물로 멸종위기 보호야생동․식물 Ⅱ급으로 지정된 보호종이다. 조름나물은 아시아, 유럽, 북미대륙의 한대와 아한대에 넓게 분포하는 종이나, 고도가 높은 저위도 지역에서도 제한적으로 서식 한다(Hewett 1964). 조름나물의 분포에 관한 한 우리나라는 저위도 지역으로 강원도와 울진 등의 고산 습지에서 발견되었다(이창복 1998, 이영노 2006).
조름나물이 분포가 제한된 것처럼 보이는 이유는?
조름나물의 분포에 관한 한 우리나라는 저위도 지역으로 강원도와 울진 등의 고산 습지에서 발견되었다(이창복 1998, 이영노 2006). 이렇게 제한된 분포를 보이나 이 또한 인위적 교란 또는 지구 온난화로 인하여 서식지가 축소되거나 소실되고 있는 상황이다(장병오 등 2006, 양해근과 최태봉 2009, 이수동 2009). 현재 비공식적으로는 강원도의 여러 장소에서 조름나물이 서식한다고 알려졌지만, 공식적으로는 대암산 용늪과고성의 석호만 보고되고 있다(최효정과 허권 2009, 환경부 UNDP/GEF 국가습지보전사업관리단 2010).
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