[논문]대형정수식물을 활용한 높은 생산성의 인공습지 조성 및 관리

홍문기; 허영진; 김재근

doi:10.17663/jwr.2014.16.1.061

대형정수식물을 활용한 높은 생산성의 인공습지 조성 및 관리
The Construction and Management of Artificial Wetland Using Emergent Macrophytes for High Biomass Production 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.16 no.1, 2014년, pp.61 - 72

홍문기 (서울대학교 생물교육과) , 허영진 (일송환경복원(주)) , 김재근 (서울대학교 생물교육과)

초록
AI-Helper

높은 생산성을 위한 인공습지 조성 및 관리 방안 제시를 위해 세 가지 대형정수식물(갈대, 애기부들, 줄)을 두 가지 매질조건(개별 매질과 혼합 매질)과 두 가지 수위 조건(5 cm와 20 cm)에 식재한 뒤 3년간의 모니터링을 수행하였다. 그 결과 줄의 경우 조성 환경에 상관없이 첫 해 초기 생육(최대 초고, 약 200 cm; 최대 지상부 생산성 약 500 $g/m^2$)뿐만 아니라 3년경과 후 최종 생육(줄, 약 1,100 $g/m^2$; 애기부들, 770 $g/m^2$; 갈대, 450 $g/m^2$)에 있어, 전반적으로 갈대나 애기부들에 비해 월등하게 나타났다. 특히 초기 생육이 좋았던 줄은 자연적으로 유입돼 발생하는 잡초들에 의한 피해가 거의 없었던 반면 갈대나 애기부들의 경우 다년생 잡초를 포함한 여러 잡초와의 종간 경쟁으로 생육이 다소 부진하였다. 특히 얕은 수심환경과 moss peat를 포함한 혼합 매질 조건에선 식재종들의 생육이 전반적으로 부진하였으며, 그로 인해 잡초들의 생육이 상대적으로 좋았다. 높은 지상부 생산성을 위한 인공습지 조성을 위해선 줄과 같이 생육 환경에 크게 구애받지 않으며 초기 생육이 뛰어난 종의 선발을 통해 자연유입 잡초나 야생동물 등에 의한 피해를 최소화시켜야 할 것이다. 만약 줄이 아닌 갈대나 애기부들과 같은 종을 식재하고자 한다면 온실과 같은 환경에서 일정 수준 이상 생육시킨 뒤 식재함으로써 더욱 경쟁력을 제고시킬 수 있을 것이다. 더불어 높은 지상부 생산성을 위한 인공습지를 지속적으로 유지시키기 위해선 한두 가지 선택지가 아닌 제초와 관련된 최적의 관리방안들을 적시에 활용하는 통합적 잡초 관리 시스템의 적용을 제안하는 바이다.

Abstract ▼ AI-Helper

To present a guideline on the construction and management of artificial wetlands for high biomass production, three emergent macrophytes (Phragmites australis, PA; Typha angustifolia, TA; and Zizania latifolia, ZL) were planted under two substrates conditions (general soil with and without moss peat) and two water levels (5 cm and 20 cm) and monitored for three years. ZL showed greater growth performance rather than the others not only at early growth phase in the first year [shoot height, 200 cm; above-ground dry weight (AGDW), 500 $g/m^2$] but also in the last year (ZL, 1,100 $g/m^2$; TA, 770 $g/m^2$; and PA, 450 $g/m^2$ of AGDW). ZL with rapid growth at the early growth phase was not affected by naturally introduced weeds, whereas slower and poorer growth of PA and TA at the early growth phase resulted in relatively higher introduction and establishment of natural weeds. In turn, such introduced weeds negatively contributed to the growth of PA and TA particularly under shallow water (5 cm) with the substrate condition including moss peat. We suggest a plant material with rapid and great growth at the early phase such as ZL for reducing possible negative influences by the natural weeds and wild animals for high biomass production in constructed wetlands. A pre-growing process in greenhouse prior to planting might be an useful option to raise the competitiveness of those species when planting PA and/or TA. In addition, we recommend that integrated weed management system with utilizing various options at the most appropriate timing must be applied for maintaining sustainable high biomass production at the artificial wetlands.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그럼에도 불구하고 우리나라의 경우 이에 관한 연구가 사실 상 굉장히 미진하며 국외 사례 등을 그대로 도입ㆍ적용하는 것 또한 우리의 실정과 맞지 않아 인공습지 조성을 통한 충분한 산물 도출을 기대하기 어려운 것이 사실이다. 본 연구는 습지 조성 후 약 3년에 걸쳐 수행된 모니터링 형태로 진행되었으며, 국내외 사례를 토대로 적정 식물종을 1차 선별한 뒤 여러 가지 매질 및 수위 조건에 적용해봄으로써, 높은 생산성이 확보된 인공습지 조성을 위한 가이드라인을 제시하고자 하였다. 뿐만 아니라 다양한 환경조건에서의 자연잡초 발생 양상 분석 등을 통해 습지 조성 후 적정 관리 방안도 함께 제안하고자 한다.
본 연구는 습지 조성 후 약 3년에 걸쳐 수행된 모니터링 형태로 진행되었으며, 국내외 사례를 토대로 적정 식물종을 1차 선별한 뒤 여러 가지 매질 및 수위 조건에 적용해봄으로써, 높은 생산성이 확보된 인공습지 조성을 위한 가이드라인을 제시하고자 하였다. 뿐만 아니라 다양한 환경조건에서의 자연잡초 발생 양상 분석 등을 통해 습지 조성 후 적정 관리 방안도 함께 제안하고자 한다.

제안 방법

)로 구분하였다. 개별 매질 조건의 경우 일반적으로 대형정수식물 식재시 활용되는 매질(모래를 포함한 마사토)만을 활용하였으며, 혼합 매질 조건의 경우 물이끼류(Sphagnum spp.) 등을 부숙시켜 만든 유기질매질과 모래를 포함한 마사토(개별 매질 조건의 매질과 동일)를 1:1 비율로 섞어 활용하였다. 식재종의 생육과 자연유입 잡초종의 발생특성 등에 영향을 미치는 중요한 환경인자로서 매질과 함께 수위 조건을 추가적으로 고려하였다.
대조구의 경우 25 cm × 25 cm 면적의 가상 방형구를 세 개씩 임의 설치 뒤 수확(3반복)하였다.
물이끼류 사체 등 유기물질을 다량 포함한 moss peat가 섞인 혼합 매질과 모래 등을 포함하는 마사토로만 구성된 개별 매질 간엔 양분 수준에 있어 차이가 나타날 것으로 예상하였다. 매질의 이화학적 특성이 식재식물의 생육이나 자연유입 잡초 발생 등에 미치는 영향을 파악하기 위해 인공습지 조성 약 1년 경과 후인 2012년 봄, 모든 조사구로부터 일정량의 매질을 채취하였다(조성 매질과 수위 조건의 안정화 과정을 거친 이후의 매질 분석을 위해 조성 직후가 아닌 1년경과 뒤 이화학적 분석을 수행하였다).
매질조건의 경우 개별 매질(separated substrate, Sep.)과 혼합 매질(mixed substrate, Mix.)로 구분하였다. 개별 매질 조건의 경우 일반적으로 대형정수식물 식재시 활용되는 매질(모래를 포함한 마사토)만을 활용하였으며, 혼합 매질 조건의 경우 물이끼류(Sphagnum spp.
식재식물 생육 측정의 경우 습지조성이 이뤄진 2011년부터 매년 초가을(9월)에 수행하였으며(2011 ~ 2013년), 각 실험구별로 식재 식물의 지상부 건중량(3 반복)과 초고를 측정하였다(초고의 경우 개별 방형구를 대표할 수 있는 ramet을 10개체씩 선정한 뒤 측정한 초고의 평균값을 활용하였다). 모니터링이 종료되는 2013년, 보다 정밀한 생육분석을 위해 실험구별 식재종의 밀도와 피도를 측정하였다(3반복). 지상부 건중량을 위한 수확의 경우(3반복), 각 실험구를 대표할 수 있는 ramet을 부분적으로 수확한 뒤 전체 밀도(ramet의 수)를 고려하여 총 건중량으로 환산하였다.
대조구의 경우 25 cm × 25 cm 면적의 가상 방형구를 세 개씩 임의 설치 뒤 수확(3반복)하였다. 수확한 지상부 식물체는 실험실로 옮겨진 뒤 70℃의 건조기에서 48시간 이상 건조시켜 저울을 통해 무게를 측정하였다.
식재식물 생육 측정의 경우 습지조성이 이뤄진 2011년부터 매년 초가을(9월)에 수행하였으며(2011 ~ 2013년), 각 실험구별로 식재 식물의 지상부 건중량(3 반복)과 초고를 측정하였다(초고의 경우 개별 방형구를 대표할 수 있는 ramet을 10개체씩 선정한 뒤 측정한 초고의 평균값을 활용하였다). 모니터링이 종료되는 2013년, 보다 정밀한 생육분석을 위해 실험구별 식재종의 밀도와 피도를 측정하였다(3반복).
) 등을 부숙시켜 만든 유기질매질과 모래를 포함한 마사토(개별 매질 조건의 매질과 동일)를 1:1 비율로 섞어 활용하였다. 식재종의 생육과 자연유입 잡초종의 발생특성 등에 영향을 미치는 중요한 환경인자로서 매질과 함께 수위 조건을 추가적으로 고려하였다. 수위 조건의 경우 상대적으로 얕은 수심인 5 cm 조건과 상대적으로 깊은 수심에 해당하는 20 cm 조건을 설정하였다.
전체 실험구는 사전 선별과정을 통해 선발된 세 가지 식재 식물 (갈대, Phragmites australis; 애기부들, Typha angustifolia; 줄, Zizania latifolia)과 두 가지 수위 조건 (얕은 수심, 5 cm와 깊은 수심, 20 cm) 그리고 두 가지 매질 조건(개별매질과 혼합매질) 등 총 12가지 조합으로 구성되었으며, 각 조합별로 세 개의 반복 실험구를 준비하였다. 자연유입 잡초의 생산성 등을 파악하기 위해 4개의 대조구(식물을 식재하지 않은 채 두 가지 수심 조건과 두 가지 매질 조건을 혼합한 개별 대조구)를 추가적으로 구성하였다(Fig. 2).
자연유입 잡초종에 대한 동정의 경우 Lee(2003)와 Oh(2006)를 참고하였으며 정확한 학명파악을 위해 국가표준식물목록(Korean Plant Names Index, 2007)을 활용하였다. 자연유입 잡초종을 대상으로 한 개별 조사구별 우점종 조사의 경우 중요도(importance value, I.V.)를 근거로 결정하였으며 중요도는 상대밀도, 상대피도 및 상대빈도를 토대로 산출하였다. 자연유입 잡초종의 구성 에 대한 분석 시 월년생과 목본은 각각 일년생과 다년생에 포함시켰다.
1). 주변 집수역으로부터 모여 지속적으로 흐르는, 비교적 맑은 계곡수를 인공습지의 수원으로 활용하였으며(Table 1) 자동급수장치를 통해 습지 내로 지속적인 공급이 이뤄질 수 있도록 하였다.
모니터링이 종료되는 2013년, 보다 정밀한 생육분석을 위해 실험구별 식재종의 밀도와 피도를 측정하였다(3반복). 지상부 건중량을 위한 수확의 경우(3반복), 각 실험구를 대표할 수 있는 ramet을 부분적으로 수확한 뒤 전체 밀도(ramet의 수)를 고려하여 총 건중량으로 환산하였다. 대조구의 경우 25 cm × 25 cm 면적의 가상 방형구를 세 개씩 임의 설치 뒤 수확(3반복)하였다.

대상 데이터

최종 선발된 위 세 종은 종자를 노지에서 발아시킨 후 1년 간 생육을 거친 2년생 형태로 인공습지에 식재되었으며 첫 해 식재 당시 초장은 갈대(약 10 ~ 15 cm 수준)가 애기부들(약 20 cm 수준)과 줄(약 20 cm 수준)에 비해 상대적으로 짧았다. 개별 실험구마다 각 종별로 총 36개의 개체를 정사각형 형태의 선상으로 식재하였으며(10-8-10-8) 개체 간 간격은 20 ~ 30 cm 정도가 되도록 하였다(실험구 내 식재 종의 초기 피도는 5% 이하).
약 1,000 m2(40 m × 25 m) 면적의 인공습지는 총 40개(36개의 실험구 및 4개의 대조 실험구)의 실험구 (3 m × 3 m)로 구성되었으며 동일한 조건의 실험구가 서로 인접하지 않도록 임의배치 하였다.
(40 m × 25 m) 면적의 인공습지는 총 40개(36개의 실험구 및 4개의 대조 실험구)의 실험구 (3 m × 3 m)로 구성되었으며 동일한 조건의 실험구가 서로 인접하지 않도록 임의배치 하였다. 전체 실험구는 사전 선별과정을 통해 선발된 세 가지 식재 식물 (갈대, Phragmites australis; 애기부들, Typha angustifolia; 줄, Zizania latifolia)과 두 가지 수위 조건 (얕은 수심, 5 cm와 깊은 수심, 20 cm) 그리고 두 가지 매질 조건(개별매질과 혼합매질) 등 총 12가지 조합으로 구성되었으며, 각 조합별로 세 개의 반복 실험구를 준비하였다. 자연유입 잡초의 생산성 등을 파악하기 위해 4개의 대조구(식물을 식재하지 않은 채 두 가지 수심 조건과 두 가지 매질 조건을 혼합한 개별 대조구)를 추가적으로 구성하였다(Fig.

데이터처리

05). ANOVA 및 Duncan의 사후 검정을 포함한 모든 통계분석은 통계프로그램인 statistics SPSS ver. 20.0 (for windows)을 활용하였다.
매질 내 양분 분석 및 식물 생육 비교 시 사후 검정은 Duncan의 사후 검정을 활용하였다(P < 0.05).

이론/모형

자연적으로 유입되는 잡초는 특별히 제거하지 않았는데 이는 인공습지 내 조성 환경에 따른 식재종들의 경쟁력과 자생력을 확인하기 위함일 뿐만 아니라 이후 높은 생산성을 위한 인공습지의 적정 관리 방안 마련을 위한 자료로 활용하기 위함이다. 자연유입 잡초종에 대한 동정의 경우 Lee(2003)와 Oh(2006)를 참고하였으며 정확한 학명파악을 위해 국가표준식물목록(Korean Plant Names Index, 2007)을 활용하였다. 자연유입 잡초종을 대상으로 한 개별 조사구별 우점종 조사의 경우 중요도(importance value, I.

성능/효과

수위 조건의 경우 매질 조건 차이에 비해선 식재종이나 잡초종의 생육이나 발생 등에 큰 영향 미치진 못하였으나 전반적으로 20 cm 수위 조건이 5 cm 수위 조건에 비해 식재종들의 생육을 촉진시킨 것으로 판단된다. 5 cm 수위 조건의 경우 식재종들의 생육을 저해했을 뿐만 아니라 생태계 교란종이자 다른 위해종이나 외래종들과 혼재하는 특성이 강한 가시상치 등과 같은 육상 식물의 발생도 가능케 하여 여러모로 적절치 않은 환경 조건인 것으로 확인되었다.
Moss peat가 포함돼 있는 혼합 매질 조건은 식재종의 생육을 전반적으로 저해하였으며 그 반대급부로 잡초종의 수나 밀도 등의 생육은 전반적으로 촉진시킨 것으로 확인되었다. 잡초종수나 중요도 등에 있어선 다년생에 비해 일년생의 증가폭이 근소하게 컸다.
혼합 매질 조건에선 양적으로 더 다양한 종류의 잡초가 발생하였을 뿐만 아니라 환경부에 의해 ‘생태계 교란 식물종’으로 지정된 12종 중 한 종인 가시상치가 다수 확인되었다. 가시상치는 특히 혼합 매질 조건과 얕은 수심 조건에선 7.1의 중요도로 상당수가 확인된 반면 개별 매질 조건에선 단 한 개체도 확인되지 않았다(Appendix 1).
3). 갈대의 경우 상대적으로 초고가 큰 반면 밀도는 낮았고, 초고는 가장 작지만 월등히 높은 밀도의 양적 생장을 보인 줄이 가장 높은 지상부 생산성을 보였다.
개별 매질 조건에 비해 혼합 매질 조건에서 일년생 잡초종의 수가 증가했을 뿐만 아니라 중요도(103.5 → 111.0) 또한 함께 증가하였다(Fig. 6B).
개체별 크기에 있어 상대적으로 대형이고 다년생이며 생육이 뛰어난 식재종(갈대, 애기부들 및 줄)들에 비해 자연유입 잡초종들은 전반적으로 개체별 크기가 작았으며 다년생 뿐만 아니라 일년생 초본류 또한 상당수 출현하였다(Fig. 6 and Appendix 1). 그렇기 때문에 잡초종의 발생 양상이나 생육 또한 상대적으로 식재종의 생육에 영향을 받은 것으로 볼 수 있다.
혼합 매질 중 PO_4-P의 경우 개별 매질에 비해 거의 두 배 수준으로 높게 검출되었다. 그에 반해 NO_3-N의 경우 혼합 매질과 개별 매질 조건 간 차이가 없었으며, NH_4-N의 경우 특별한 경향이 없는 것으로 확인되었다(Table 1).
갈대와 애기부들의 경우 초기 생육이줄에 비해 다소 불량하여 몇몇 개체는 따로 준비한 여분을 통해 재식재하기도 하였으며 생육이 다소 느린 개체들은 고라니나 까치 등의 야생동물들에 의한 피해에 취약한 모습을 보였다(초기 생육이 빠른 줄의 경우 야생 동물에 의한 피해 사례가 확인되지 않았다). 그에 반해 줄의 경우 식재 첫해부터 왕성한 생육을 보였는데, 개별 매질 및 깊은 수심 조건의 경우 첫해 약 500 g/m²의 지상부 생산성과 약 200 cm 수준의 초고 생장으로 다른 두 종에 비해 상대적으로 뛰어난 생육이 확인되었다. 이는 깊은 수심 조건에서 상대적으로 경쟁력을 보이며, 유묘 등 상대적으로 어린 시기 생육이 다른 종들에 비해 빠른 줄의 생태적 특성이 반영된 결과로 볼 수 있다(Tanner, 1996; Asaeda et al.
초기 식재 시 모든 종의 피도가 5% 이하였다는 사실과 마지막 해인 3년차, 갈대와 애기부들의 평균 피도가 각각 60%와 55%였음을 감안하면, 줄이 밀도 생장뿐만 아니라 지하경을 통한 확장 또한 굉장히 왕성하게 하였음을 알 수 있다. 많은 수의 ramet을 통한 밀도 생장과 지하경을 통한 활발한 영역 확장은 줄의 높은 지하부 생산성을 이뤄냈을 뿐만 아니라 인공습지 내 발생 가능한 잡초의 유입과 생육도 효과적으로 억제하였다(습지 조성 3년경과 후 거의 모든 실험구가 식재종 및 자연유입 잡초종 등에 의해 대부분 가득 메워졌다).
, 2006; Rejmánková, 2011). 본 연구수행을 통한 평가 결과, 높은 지상부 생산성 측면에선 수위 및 매질 등의 환경 조건에 상관없이 세 종 중 줄이 가장 효율적인 것으로 확인되었다. 줄은 4가지 환경 조건 모두에서 갈대나 애기부들에 비해 나은 생육을 보였으며 특히 지상부 생산성뿐만 아니라 초고 생장 및 지하경을 통한 확장 또한 탁월한 것으로 확인되었다.
, 2001). 본 연구에선, 세 종 모두 깊은 수심 환경에서 보다 좋은 생육(지상부 생산성)을 보였으며 수심 조건별 초고 생장에 있어 세 종 모두 통계적으로 유의미할 만큼의 차이는 확인되지 않은 것으로 보아 20 cm의 수위 조건은 세 식재종에게 침수스트레스로 인식되지 않았음을 확인할 수 있다(Fig. 3B).
뿐만 아니라 첫해 생육이 부진할 경우 본 연구를 통해서도 확인되었듯 고라니나 까치와 같은 야생동물들에 의한 피해를 받기 쉽다. 본 연구진은 그러한 야생동물에 의한 피해를 최소화하기 위해 철조망 등을 추가적으로 설치하는 등의 조치를 취하였으나, 줄과 같이 초기 생육이 탁월한 식물종을 선발하여 식재하는 것이 보다 효율적이고 친환경적인 방법이라 판단된다. 반드시 갈대와 애기부들과 같은 식물종을 식재해야 하는 상황이라면 벼를 이앙하는 것과 같이 온실과 같은 고온 환경에서 일정 수준 이상 생육 시킨 개체를 식재함으로써 야생동물이나 자연유입 잡초종에 대한 저항성을 높여주는 것 또한 고려될 수 있는 효과적인 대안일 것이다.
수위 및 매질 조건에 따른 생육의 경우 세 종 모두 다소 유사한 경향을 보였다. 세 종 모두 얕은 수심 보다는 20 cm의 상대적으로 깊은 수심 조건에서 전반적으로 좋은 생육(지상부 생산성 기준)을 보였으며 매질의 경우 moss peat가 포함되지 않은 개별 매질 조건을 더 선호하는 것으로 확인되었다(Fig. 3). 상대적으로 깊은 수심 환경에서 주로 관찰되는 줄이나 애기부들과 같은 경우 오히려 적정 수준의 이상의 수위 환경에서 보다 좋은 생육을 보이는데(Kwon et al.
P)을 비롯한 양분 전반이 개별 매질 조건에 비해 높은 것으로 확인됐음에도 불구하고(Table 1) 세 종 모두 오히려 개별 매질 조건에서 높은 지상부 생산성을 보였다. 세 종 모두에서 확인된 얕은 수심 조건에 의한 생육 불량은 혼합 매질 조건에서 더욱 현저하게 나타났는데(Fig. 3) 이는 혼합 매질 조건이 양질의 양분을 제공하였다기보다 오히려 세 종의 생육을 저해하는 인자로 작용하였음을 의미한다. 혼합 매질의 moss peat가 높은 수준의 유기질을 함유하고 있는 것은 사실이나 moss peat의 주성분인 물이끼류에 다량 포함된 페놀성 화합물 등이 타감물질로 작용하여 식재 식물종의 생육을 저해한 것으로 판단된다(Sharma et al.
, 2013a), 식재종들의 생육이 상대적으로 불량한 만큼 역으로 잡초종들의 생육이 보장된 일종의 기회 생장 결과로 보는 것이 적합할 것이다(Zedler and Kercher, 2004). 식재종에서와 마찬가지로 잡초종에 있어서도 밀도(ramet 수)와 피도가 서로 밀접한 관련이 있는 것으로 확인되었으며, 더불어 밀도와 피도(Fig. 5B)는 지상부 생산성(Fig. 5A)과도 높은 연관을 보이는 것으로 확인되었다.
그렇기 때문에 잡초종의 발생 양상이나 생육 또한 상대적으로 식재종의 생육에 영향을 받은 것으로 볼 수 있다. 식재종의 생육이 전반적으로 깊은 수위 조건과 개별 매질 조건에서 좋았던 것과는 반대로 잡초종들의 전반적인 생육수준은 그와 반대 조건인 얕은 수심, 특히 얕은 수심과 혼합 매질에서 높게 나타났다(Fig. 5). 특히 지상부 생산성의 경우 다른 환경조건에선 약 100 g/m² 수준이었던 반면 상대적으로 식재종들의 생육이 저조했던 얕은 수심과 혼합 매질 조건에선 약 500 g/m²로 거의 다섯 배에 해당하는 높은 지상부 생산성이 확인되었다.
조성환경별 매질 분석 결과 매질 내 양분 수준의 경우 수심에 의한 차이 및 경향성 등은 확인되지 않았으며, 예상대로 혼합 매질인지 여부(moss peat의 혼합 여부)가 보다 유의미한 차이의 원인인 것으로 확인되었다(Table 1). 유기물함량(loss on ignition, LOI), PO_4-P, 양이온 등 거의 대부분의 양분들에 있어 혼합 매질 조건에서 더 높은 수준으로 검출되었다. 혼합 매질 중 PO_4-P의 경우 개별 매질에 비해 거의 두 배 수준으로 높게 검출되었다.
유기질이 충분히 포함된 매질인 혼합 매질 조건의 경우 인산태 인(PO_4-P)을 비롯한 양분 전반이 개별 매질 조건에 비해 높은 것으로 확인됐음에도 불구하고(Table 1) 세 종 모두 오히려 개별 매질 조건에서 높은 지상부 생산성을 보였다. 세 종 모두에서 확인된 얕은 수심 조건에 의한 생육 불량은 혼합 매질 조건에서 더욱 현저하게 나타났는데(Fig.
조성환경별 매질 분석 결과 매질 내 양분 수준의 경우 수심에 의한 차이 및 경향성 등은 확인되지 않았으며, 예상대로 혼합 매질인지 여부(moss peat의 혼합 여부)가 보다 유의미한 차이의 원인인 것으로 확인되었다(Table 1). 유기물함량(loss on ignition, LOI), PO_4-P, 양이온 등 거의 대부분의 양분들에 있어 혼합 매질 조건에서 더 높은 수준으로 검출되었다.
조성환경별 발생 잡초종 수의 경우 개별 매질 조건에 비해 혼합 매질에서, 근소하지만 더 많은 수의 잡초종이 발생하였으며 특히 다년생(19.5 → 20.5)에 비해 일년생(15.5 → 20.0)의 수가 다소 증가하는 것으로 확인되었다(Fig. 6A).
본 연구수행을 통한 평가 결과, 높은 지상부 생산성 측면에선 수위 및 매질 등의 환경 조건에 상관없이 세 종 중 줄이 가장 효율적인 것으로 확인되었다. 줄은 4가지 환경 조건 모두에서 갈대나 애기부들에 비해 나은 생육을 보였으며 특히 지상부 생산성뿐만 아니라 초고 생장 및 지하경을 통한 확장 또한 탁월한 것으로 확인되었다. 양분이 충분치 못한 계곡수와 마사토 등으로 구성된 양분 조건이었음에도 불구하고 인공습지 조성 첫 해부터 상대적으로 좋은 생육을 보여준 줄은 자연적으로 유입되는 잡초종들과의 경쟁에 있어서도 우위를 점하였다.
, 2005). 줄을 식재한 실험구의 경우 갈대나 애기부들의 경우와 달리 첫해부터 생육이 굉장히 왕성하여 다년생 초본들의 유입이 상대적으로 저조하였으며 이후에도 그러한 양상이 지속적으로 관찰되었다.
4). 초기 식재 시 모든 종의 피도가 5% 이하였다는 사실과 마지막 해인 3년차, 갈대와 애기부들의 평균 피도가 각각 60%와 55%였음을 감안하면, 줄이 밀도 생장뿐만 아니라 지하경을 통한 확장 또한 굉장히 왕성하게 하였음을 알 수 있다. 많은 수의 ramet을 통한 밀도 생장과 지하경을 통한 활발한 영역 확장은 줄의 높은 지하부 생산성을 이뤄냈을 뿐만 아니라 인공습지 내 발생 가능한 잡초의 유입과 생육도 효과적으로 억제하였다(습지 조성 3년경과 후 거의 모든 실험구가 식재종 및 자연유입 잡초종 등에 의해 대부분 가득 메워졌다).
, 2013a). 총 출현 잡초종 수의 경우 수위에 의한 영향 보다는 매질 조건에 의한 차이가 보다 명료하였으며 근소한 차이였으나 혼합 매질 조건(얕은 수심, 33종; 깊은 수심, 37종)에서 보다 개별 매질(얕은 수심, 40종; 깊은 수심; 41종)에서 더 다양한 잡초종들이 출현하였다. 이는 앞선 지상부 생산성에 관한 논의에서와 마찬가지로, 혼합 매질이 더 다양한 잡초가 생육하기에 적합한 환경이었기 때문이라기보다 혼합 매질 조건에서 식재종의 생육이 상대적으로 저조하였기 때문인 것으로 판단하는 것이 적합할 것이다.
, 2006; Rejmánková, 2011). 최종 선발된 위 세 종은 종자를 노지에서 발아시킨 후 1년 간 생육을 거친 2년생 형태로 인공습지에 식재되었으며 첫 해 식재 당시 초장은 갈대(약 10 ~ 15 cm 수준)가 애기부들(약 20 cm 수준)과 줄(약 20 cm 수준)에 비해 상대적으로 짧았다. 개별 실험구마다 각 종별로 총 36개의 개체를 정사각형 형태의 선상으로 식재하였으며(10-8-10-8) 개체 간 간격은 20 ~ 30 cm 정도가 되도록 하였다(실험구 내 식재 종의 초기 피도는 5% 이하).
5). 특히 지상부 생산성의 경우 다른 환경조건에선 약 100 g/m² 수준이었던 반면 상대적으로 식재종들의 생육이 저조했던 얕은 수심과 혼합 매질 조건에선 약 500 g/m²로 거의 다섯 배에 해당하는 높은 지상부 생산성이 확인되었다.
혼합 매질 조건에선 양적으로 더 다양한 종류의 잡초가 발생하였을 뿐만 아니라 환경부에 의해 ‘생태계 교란 식물종’으로 지정된 12종 중 한 종인 가시상치가 다수 확인되었다.
혼합 매질 중 moss peat의 경우 다량의 유기질이 포함돼 있음에도 불구하고 갈대나 애기부들 그리고 줄과 같은 대형정수식물의 생육엔 다소 부적합한 것으로 확인되었다. 이는 물이끼류에 의한 페놀성 화합물 등에 따른 타감작용 효과인 것으로 판단되며(Sharma et al.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자연습지와 인공습지의 다른 점에 대해 설명하시오.	특정 지역의 기후나 지형, 수질 및 토질 등에 따라 습지의 기능과 가치가 결정되는 자연습지와는 달리 인공습지의 경우 조성 목적과 목표 등에 따라 습지의 이화학적 특성 및 습지 내 서식종을 달리한다(Choung and Roh, 2002; Kwon et al., 2010). 즉, 특수한 목적성을 띠는 인공습지의 경우 그러한 목적 달성을 위한 설계와 조성이 필수적이며 사후 모니터링 및 관리를 통해 해당 습지가 기존의 목적에 따른 기능을 지속적 으로 수행할 수 있도록 해야 한다(Overton and Stehman, 1996).
	인공습지의 높은 생산성을 위해 우선적으로 이뤄지고, 수반되어야 하는 것은 무엇인가?	인공습지의 높은 생산성을 위해선 생산자로서 최적인 식물종에 대한 적절한 선발이 우선적으로 이뤄져야 하며 더불어 해당 식물종의 최적 생육을 보장하는 환경 조성과 지속적인 사후 관리가 수반되어야 한다. 이를 위해선 다양한 습지식물종 중 높은 생산성을 보이는 식물종들에 대한 우선적인 선별작업이 필수적이며 해당종들이 선호하는 환경에 대한 파악과 이해가 선행되어야 한다(Tanner, 1996; Yi et al.
	자연 유입된 잡초에 의한 갈대, 애기부들, 줄의 피해 정도는 어떠했는가?	그 결과 줄의 경우 조성 환경에 상관없이 첫 해 초기 생육(최대 초고, 약 200 cm; 최대 지상부 생산성 약 500 $g/m^2$)뿐만 아니라 3년경과 후 최종 생육(줄, 약 1,100 $g/m^2$; 애기부들, 770 $g/m^2$; 갈대, 450 $g/m^2$)에 있어, 전반적으로 갈대나 애기부들에 비해 월등하게 나타났다. 특히 초기 생육이 좋았던 줄은 자연적으로 유입돼 발생하는 잡초들에 의한 피해가 거의 없었던 반면 갈대나 애기부들의 경우 다년생 잡초를 포함한 여러 잡초와의 종간 경쟁으로 생육이 다소 부진하였다. 특히 얕은 수심환경과 moss peat를 포함한 혼합 매질 조건에선 식재종들의 생육이 전반적으로 부진하였으며, 그로 인해 잡초들의 생육이 상대적으로 좋았다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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