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문제 정의
- 이 실험은 퉁퉁마디가 봄에 집중적으로 발아한 후 토양 내에 퉁퉁마디의 종자가 거의 남지 않는다고 보고한 Beeftink의 연구(Beeftink, 1985)를 바탕으로, 퉁퉁마디 종자는 지표면에 가장 많이 있을 것이고 토심이 깊어지면 그 수가 급격히 줄어들 것이라는 가설을 설정하고 이를 확인하기 위해 진행되었다. 또한 퉁퉁마디의 복원이라는 측면에서 깊이 별 매토종자의 발아력을 확인해보고자 각 깊이의 토양을 표면에 동일하게 노출시켜 종자의 발아양상을 살펴보았다.
- 퉁퉁마디 채취가 많아지고, 퉁퉁마디 자생지가 인위적인 대량 채취로 위협받고 있지만 퉁퉁마디의 개체군 유지나 복원에 관련된 국내 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 퉁퉁마디 자생지에 대한 기초 연구 및 퉁퉁마디 개체군 유지와 복원 연구의 일부로써 퉁퉁마디 종자의 발아 패턴 및 지속력을 확인하고 과거 퉁퉁마디가 자생했던 지역에 대한 복원 실험을 수행하여 퉁퉁마디의 보전 및 복원 연구에 대한 기초자료를 마련하고자 하였다.
제안 방법
- 영종도의 경우 퉁퉁마디만 서식하는 곳과 퉁퉁마디가 위성류와 함께 서식하는 곳을 구분하여 각각 10개씩의 방형구를 설치하였다. 2009년 3월부터 7월 말까지 총 7번에 걸쳐 발아한 유식물의 개수를 세었으며, 개수한 유식물은 조심스럽게 뽑아내어 다음 번 조사 때 포함되지 않도록 하였다. 조사한 수치는 단위면적(m2) 당 개체수로 변환하였다.
- 방형구의 크기는 50 cm x 50 cm 이고, 10개의 반복수를 두었다. 2009년 4월부터 7월 사이에 총 6회에 걸쳐 발아한 유식물의 개체수를 개수하였다. 개수한 유식물은 조심스럽게 뽑아내어 다음 번 조사 때 포함되지 않도록 하였다.
- 토심 0 - 2 cm, 2 - 5 cm인 시료는 각각 500 mL, 750 mL를 깔았고, 나머지 깊이의 토양 시료는 625 mL씩을 펼쳐주었다. 5개의 지역에서 6개의 반복수를 두어 4개의 토양 깊이 별로 각각 30개씩의 토양처리구를 만들었다. 대조구를 만들기 위해 상토만 깔아준 처리구를 4개 만들었다.
- 지표에 떨어져 있는 종자의 발아 지속을 관찰하기 위해 연구지역에서 발아하는 퉁퉁마디 유식물의 개체 수를 일정 기간 동안 지속적으로 개수 하였다. 관찰을 위해 대부도, 영종도, 매립지 세 연구지역에 25 cm x 25 cm 방형구를 각각 10개씩 무작위로 설치하였다. 영종도의 경우 퉁퉁마디만 서식하는 곳과 퉁퉁마디가 위성류와 함께 서식하는 곳을 구분하여 각각 10개씩의 방형구를 설치하였다.
- 5개의 지역에서 6개의 반복수를 두어 4개의 토양 깊이 별로 각각 30개씩의 토양처리구를 만들었다. 대조구를 만들기 위해 상토만 깔아준 처리구를 4개 만들었다. 이후 토양의 상태를 매일 살펴 토양이 마르지 않도록 유지하였다.
- 실험구인 자연 방형구 내에 가로, 세로 각각 2 m인 방형구를 4개씩 설치하여 종자를 뿌리기 전에 땅을 갈아주는 처리구, 인근의 해수를 뿌리고 종자를 살포하는 처리구, 그리고 2개의 대조구로 구분하였다. 땅을 갈 때는 갈퀴를 이용하여 토심 약 10 cm 내의 표층을 갈아주었고, 해수는 m2 당 5 L씩을 파종 전에 1회 처리하였다. 각 방형구당 4 g, 약 25,000개의 퉁퉁마디 종자를 뿌려주었다.
- ) 등의 식생이 서식하고 있으며 특징적으로 위성류 주변에 퉁퉁마디가 밀집하여 서식하는 경우가 관찰되기도 한다. 때문에 이 지역은 퉁퉁마디만 서식하는 곳과 퉁퉁마디가 위성류와 함께 서식하는 곳으로 나누어서 연구를 진행하였다.
- 이 실험은 퉁퉁마디가 봄에 집중적으로 발아한 후 토양 내에 퉁퉁마디의 종자가 거의 남지 않는다고 보고한 Beeftink의 연구(Beeftink, 1985)를 바탕으로, 퉁퉁마디 종자는 지표면에 가장 많이 있을 것이고 토심이 깊어지면 그 수가 급격히 줄어들 것이라는 가설을 설정하고 이를 확인하기 위해 진행되었다. 또한 퉁퉁마디의 복원이라는 측면에서 깊이 별 매토종자의 발아력을 확인해보고자 각 깊이의 토양을 표면에 동일하게 노출시켜 종자의 발아양상을 살펴보았다. 그 결과 토양 깊이에 따른 퉁퉁마디 종자의 발아 양상은 뚜렷한 차이를 보였다(Fig.
- 토양 내 퉁퉁마디 종자의 양과 발아 정도를 확인하기 위해 유식물 발아실험 방법 (Seedling emergence experiment)을 이용하였다 (Valk and Davis, 1978). 먼저 바닥에 촘촘한 구멍이 뚫린 가로 21 cm, 세로 17 cm, 높이 7 cm 플라스틱 상자의 바닥에 부직포를 깔아 토양의 유실을 막고 상토를 2 cm 정도 깔아준 뒤 그 위에 토양 시료를 두께가 약 1cm가 되도록 골고루 펼쳐 깔았다. 토심 0 - 2 cm, 2 - 5 cm인 시료는 각각 500 mL, 750 mL를 깔았고, 나머지 깊이의 토양 시료는 625 mL씩을 펼쳐주었다.
- 주로 방형구 주변에서 발견되었는데 그 수가 많았기 때문에 개체수를 세어 비교하였다. 방형구를 설치하고 종자를 뿌려준 자연 방형구 4개와 종자를 뿌리지 않은 자연 방형구 4개를 설정하고 자연 방형구내의 퉁퉁마디 수를 세었다. 자연 방형구는 면적이 넓고 자연적으로 구획이 나누어져 있어, 2인 1조로 줄자를 1.
- 땅을 갈아주는 것으로 종자의 토양 정착률을 높일 수 있을 것으로 기대하였고, 바닷물을 뿌려 주었을 때 토양의 염도를 높여 다른 식물들의 발아를 억제할 수 있을 것으로 기대하였다. 석모도 연구지역에 갈대로 경계가 이루어진 400 m2 면적의 정사각형 모양의 자연 방형구를 8개 설정하여 그 중 4개는 실험구로 사용하고, 나머지 4개는 종자 살포지역과 비 살포지역을 비교하기 위한 대조구로 활용하였다. 실험구인 자연 방형구 내에 가로, 세로 각각 2 m인 방형구를 4개씩 설치하여 종자를 뿌리기 전에 땅을 갈아주는 처리구, 인근의 해수를 뿌리고 종자를 살포하는 처리구, 그리고 2개의 대조구로 구분하였다.
- 석모도 연구지역에 갈대로 경계가 이루어진 400 m2 면적의 정사각형 모양의 자연 방형구를 8개 설정하여 그 중 4개는 실험구로 사용하고, 나머지 4개는 종자 살포지역과 비 살포지역을 비교하기 위한 대조구로 활용하였다. 실험구인 자연 방형구 내에 가로, 세로 각각 2 m인 방형구를 4개씩 설치하여 종자를 뿌리기 전에 땅을 갈아주는 처리구, 인근의 해수를 뿌리고 종자를 살포하는 처리구, 그리고 2개의 대조구로 구분하였다. 땅을 갈 때는 갈퀴를 이용하여 토심 약 10 cm 내의 표층을 갈아주었고, 해수는 m2 당 5 L씩을 파종 전에 1회 처리하였다.
- 2009년 3월부터 7월 말까지 총 7번에 걸쳐 발아한 유식물의 개수를 세었으며, 개수한 유식물은 조심스럽게 뽑아내어 다음 번 조사 때 포함되지 않도록 하였다. 조사한 수치는 단위면적(m2) 당 개체수로 변환하였다.
- 2009년 3월부터 7월 말까지 총 7번에 걸쳐 발아한 유식물의 개수를 세었으며, 개수한 유식물은 조심스럽게 뽑아내어 다음 번 조사 때 포함되지 않도록 하였다. 조사한 수치는 단위면적(m2) 당 개체수로 변환하였다.
- 2009년 3월부터 7월 말까지 총 7번에 걸쳐 발아한 유식물의 개수를 세었으며, 개수한 유식물은 조심스럽게 뽑아내어 다음 번 조사 때 포함되지 않도록 하였다. 조사한 수치는 단위면적(m2) 당 개체수로 변환하였다.
- 2009년 3월부터 10월까지 8개월간, 석모도 연구지역에서 퉁퉁마디의 복원 실험을 진행하였다. 종자 살포 시 종자의 정착과 발아 효율을 높이는 요인을 알아보기 위해 땅을 갈아주는 처리와 바닷물을 뿌리는 처리를 하였다. 땅을 갈아주는 것으로 종자의 토양 정착률을 높일 수 있을 것으로 기대하였고, 바닷물을 뿌려 주었을 때 토양의 염도를 높여 다른 식물들의 발아를 억제할 수 있을 것으로 기대하였다.
- 2009년 6월과 10월 조사에서 종자를 살포한 2 x 2 m 방형구 외부에서도 많은 수의 퉁퉁마디를 발견할 수 있었다. 주로 방형구 주변에서 발견되었는데 그 수가 많았기 때문에 개체수를 세어 비교하였다. 방형구를 설치하고 종자를 뿌려준 자연 방형구 4개와 종자를 뿌리지 않은 자연 방형구 4개를 설정하고 자연 방형구내의 퉁퉁마디 수를 세었다.
- 지표에 떨어져 있는 종자의 발아 지속을 관찰하기 위해 연구지역에서 발아하는 퉁퉁마디 유식물의 개체 수를 일정 기간 동안 지속적으로 개수 하였다. 관찰을 위해 대부도, 영종도, 매립지 세 연구지역에 25 cm x 25 cm 방형구를 각각 10개씩 무작위로 설치하였다.
- 2009년 3월부터 6월까지 서울대학교 교내 온실에서 발아실험을 진행하였다. 총 9회에 걸쳐 발아하는 퉁퉁마디 유식물의 개체수를 세었고, 7월 이후로는 발아하는 개체가 없었기 때문에 조사를 더 이상 진행하지 않았다. 개수한 유식물은 조심스럽게 뽑아내어 다음 번 조사 때 포함되지 않도록 하였다.
대상 데이터
- 2009년 3월부터 10월까지 8개월간, 석모도 연구지역에서 퉁퉁마디의 복원 실험을 진행하였다. 종자 살포 시 종자의 정착과 발아 효율을 높이는 요인을 알아보기 위해 땅을 갈아주는 처리와 바닷물을 뿌리는 처리를 하였다.
- 2009년 3월부터 6월까지 서울대학교 교내 온실에서 발아실험을 진행하였다. 총 9회에 걸쳐 발아하는 퉁퉁마디 유식물의 개체수를 세었고, 7월 이후로는 발아하는 개체가 없었기 때문에 조사를 더 이상 진행하지 않았다.
- 땅을 갈 때는 갈퀴를 이용하여 토심 약 10 cm 내의 표층을 갈아주었고, 해수는 m2 당 5 L씩을 파종 전에 1회 처리하였다. 각 방형구당 4 g, 약 25,000개의 퉁퉁마디 종자를 뿌려주었다. 10월에 각 방형구를 조사하여 발아한 퉁퉁마디 개체수를 개수하였다.
- 대부도 연구지역은 대부도 입구 지역 동쪽에 위치하고 있고 시화호와 인접해 있다. 넓게 펼쳐진 초지에 약 900 m2의 방형구를 설치하고 그 안에서 연구를 수행하였다. 연구지역으로부터 1.
- 1)는 시화호가 주변에 위치하며 섬이라고는 하지만 최근 퇴적현상이 가속화되어 육지와 빠르게 이어져 육지화 되어가고 있으며 해안선의 절반가량이 갯벌이다(조, 2008). 대부도 연구지역은 대부도 입구 지역 동쪽에 위치하고 있고 시화호와 인접해 있다. 넓게 펼쳐진 초지에 약 900 m2의 방형구를 설치하고 그 안에서 연구를 수행하였다.
- 시료는 4 x 4 m 방형구 내에 ‘+’ 모양을 그려서 ‘+’모양의 동서남북 끝과 중앙에서 채취한 5개의 준시료 (subsample)를 추출하여 합쳐서 준비하였다.
- 수도권 지역에서 발생하는 폐기물들이 수도권 매립지의 901만 m2의 면적에 위생 매립된다. 연구지역은 수도권 제2매립지의 서쪽 1 km 떨어진 곳에 위치하고 있다. 이 지역은 매립이 진행되고 있지 않으며 도로변에 위치하고 있다.
- 연구지역당 6개의 반복수를 두었고 각 방형구 사이의 거리는 5m를 유지하였다. 영종도의 경우 퉁퉁마디만 서식하는 곳과 퉁퉁마디가 위성류와 함께 서식하는 곳을 구분하여 시료를 채취하였다. 채취한 토양 시료는 현장에서 0 - 2 cm, 2 - 5 cm, 5 - 10 cm, 10 - 15 cm로 구분하여 5개의 준시료를 하나의 시료로 합쳐 밀봉한 뒤 저온실에 보관하였다.
- 인천광역시에 위치한 석모도, 수도권 매립지, 영종도 그리고 경기도 안산시 대부도를 연구 지역으로 선정하였다. 이 중 석모도는 과거에 퉁퉁마디가 서식했었던 지역으로 현재는 퉁퉁마디를 찾아볼 수 없었고, 나머지 지역은 현재 퉁퉁마디가 자생하고 있고, 사람들의 채취가 일어나고 있는 지역이다.
- 토양 속에 퇴적되어 있는 퉁퉁마디 종자의 발아를 관찰하기 위해 2009년 2월에 석모도, 대부도, 영종도, 매립지 네 곳의 연구지역에서 토양 시료를 채취하였다. 시료는 4 x 4 m 방형구 내에 ‘+’ 모양을 그려서 ‘+’모양의 동서남북 끝과 중앙에서 채취한 5개의 준시료 (subsample)를 추출하여 합쳐서 준비하였다.
데이터처리
- 각 수치들을 비교하기 위해 분산분석 (ANOVA)을 실시하였다. 각 조사 결과의 평균값은 Duncan 검정으로 비교하였으며, 통계 처리 프로그램은 SAS 9.
- 각 수치들을 비교하기 위해 분산분석 (ANOVA)을 실시하였다. 각 조사 결과의 평균값은 Duncan 검정으로 비교하였으며, 통계 처리 프로그램은 SAS 9.1 (SAS Institute Inc. 2006)을 사용하였다.
이론/모형
- 채취한 토양 시료는 현장에서 0 - 2 cm, 2 - 5 cm, 5 - 10 cm, 10 - 15 cm로 구분하여 5개의 준시료를 하나의 시료로 합쳐 밀봉한 뒤 저온실에 보관하였다. 토양 내 퉁퉁마디 종자의 양과 발아 정도를 확인하기 위해 유식물 발아실험 방법 (Seedling emergence experiment)을 이용하였다 (Valk and Davis, 1978). 먼저 바닥에 촘촘한 구멍이 뚫린 가로 21 cm, 세로 17 cm, 높이 7 cm 플라스틱 상자의 바닥에 부직포를 깔아 토양의 유실을 막고 상토를 2 cm 정도 깔아준 뒤 그 위에 토양 시료를 두께가 약 1cm가 되도록 골고루 펼쳐 깔았다.
성능/효과
- 또한 퉁퉁마디의 복원이라는 측면에서 깊이 별 매토종자의 발아력을 확인해보고자 각 깊이의 토양을 표면에 동일하게 노출시켜 종자의 발아양상을 살펴보았다. 그 결과 토양 깊이에 따른 퉁퉁마디 종자의 발아 양상은 뚜렷한 차이를 보였다(Fig. 3). 전체 처리구 중 깊이 0 - 2 cm 의 토양에서 가장 많은 퉁퉁마디가 발아하였고 지역별로는 위성류 토양에서 가장 많은 수가 발아하였다.
- 방형구 설치 모니터링 결과는 땅을 갈아준 처리구에서 가장 많은 퉁퉁마디가 발아했음을 보여주었다 (Fig. 4). 그러나 뿌려준 퉁퉁마디 종자수 (처리구 당약 25,000개) 에 비해서는 정착한 퉁퉁마디의 수의 비율이 1 : 2,500으로 너무 낮았다.
- 3). 전체 처리구 중 깊이 0 - 2 cm 의 토양에서 가장 많은 퉁퉁마디가 발아하였고 지역별로는 위성류 토양에서 가장 많은 수가 발아하였다. 나머지 토양 깊이에서는 모든 지역에서 아주 적은 수의 개체가 발아하였다.
후속연구
- 그러나 전체 방형구 중 땅을 갈아준 처리구에서 가장 많은 퉁퉁마디가 발아한 것으로 미루어 볼 때, 이 방법은 실험에 사용한 다른 방법들보다 퉁퉁마디 종자의 정착에 더 큰 영향을 미치는 것으로 생각된다. 따라서 향후 특정 구역에 퉁퉁마디를 재도입하기 위해서는 초기에 퉁퉁마디 종자를 정착시켜줄 처리가 필요할 것으로 보인다. 덧붙여 퉁퉁마디는 갈대와 같은 다년생에 의해 가려질 때 발아와 생장이 억제되기 때문에(Aaron, 1987), 재도입 지역을 선정할 때 기존 식생을 고려할 필요가 있다.
- 종자 살포 시 종자의 정착과 발아 효율을 높이는 요인을 알아보기 위해 땅을 갈아주는 처리와 바닷물을 뿌리는 처리를 하였다. 땅을 갈아주는 것으로 종자의 토양 정착률을 높일 수 있을 것으로 기대하였고, 바닷물을 뿌려 주었을 때 토양의 염도를 높여 다른 식물들의 발아를 억제할 수 있을 것으로 기대하였다. 석모도 연구지역에 갈대로 경계가 이루어진 400 m2 면적의 정사각형 모양의 자연 방형구를 8개 설정하여 그 중 4개는 실험구로 사용하고, 나머지 4개는 종자 살포지역과 비 살포지역을 비교하기 위한 대조구로 활용하였다.
- 때문에 퉁퉁마디를 수확하는 사람들에게 종자 생산 기간 이후에 수확할 것을 권하는 것은 무리가 있을 것으로 생각된다. 종자의 분산거리와 종자생산량을 감안하여 일정 거리마다 소수의 퉁퉁마디 개체를 남겨두는 것이 개체군 유지의 한 가지 방법이 될 수 있을 것으로 생각된다.
- 퉁퉁마디의 내염성 유전자 또한 작물 재배와 관련하여 연구되고 있고, 건강식품으로서의 가능성 또한 크다. 퉁퉁마디 개체군 유지 연구와 과거에 퉁퉁마디가 서식했던 지역을 복원하는 연구는 우리에게 유용한 정보를 제공할 수 있고, 이는 퉁퉁마디의 지속적인 이용을 가능하게 할 것이다.
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