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문제 정의
- 따라서 본 연구는 한반도 희귀 수종 향나무의 자생집단에 대한 지속가능한 보존을 위한 보존계획을 수립을 목적으로 지리적 분포역에 대한 실체 파악과 자생집단간 성비의 변이와 집단동태 조사를 수행하였다.
제안 방법
- 구성되어 있는 지역이다 (Kim, 2000). 그리고 경북 안동시 낙동강 주변과의성군 낙동강 지류 주변단애 지역도 조사하였다. 조사지역에서 출현하는 향나무의 위치를 Garmin GPS로 입력하였고, 개채수를 기록하여 자생집단의 분포도(Fig.
- 그리고 동해안（7개 집단）과 울릉도, 동강（2집단） 3개 지역으로 구분하여 집단의 성비동태를 파악하기 위하여성비에 따른 직경급 분포를 작성하였다.
- 동해안의 지질은 수직적인 해식애가 발달해 있었으며, 화강암질 호상 편마암이 넓게 분포하는 지역이다(Oh and Lee, 1997; Ban and Nam, 1997; You, 2006; Ban, 2005). 그리고 울릉도는 울릉읍 사동리에서부터 북면 천부리 섬목까지 해안을 따라 높은 수직 해식애에 분포하는 개체들을 조사하였다. 울릉도 해안지역의 토양은 화산암질의 현무암을 기반 암으로 조면암, 화산력층, 화산쇄설물 등의 암석이 분포하고 있는 지역이다(Ulleung-gun, 2007; Kim and Lee, 2008; Ban and Nam, 1998).
- 또한 접근이 가능한 개체들을 대상으로 개체별 수고와 근원경, 수관 폭을 측정하였으며, 열매의 유무와 꽃눈의 형태를 관찰하여 암 • 수 개체를 확인하였고, 열매가 없거나 꽃눈이 형성되지 않은 어린 개체들은 미성숙 개체로 판단하였다. 동해안과 동강지역에서는 직접 또는 4~6 m 높이의 사다리를 이용하여 조사하였으며, 울릉도 지역에서는 대개 100 m 이상의 높은 절벽에까지 분포하기 때문에 근접 조사를 위해 20 m 높이의 고소 작업차를 이용하여 접근 후 조사하였다.
- 조사지역별로 출현하는 향나무 집단에서 개체들의 위치를 Garmin GPS로 추적하였고, 전체 개체수를 기록하였으며, 또한 자생지의 방위와 해발, 사면의 경사, 주변 식생 등 환경인자를 조사하였다. 또한 접근이 가능한 개체들을 대상으로 개체별 수고와 근원경, 수관 폭을 측정하였으며, 열매의 유무와 꽃눈의 형태를 관찰하여 암 • 수 개체를 확인하였고, 열매가 없거나 꽃눈이 형성되지 않은 어린 개체들은 미성숙 개체로 판단하였다. 동해안과 동강지역에서는 직접 또는 4~6 m 높이의 사다리를 이용하여 조사하였으며, 울릉도 지역에서는 대개 100 m 이상의 높은 절벽에까지 분포하기 때문에 근접 조사를 위해 20 m 높이의 고소 작업차를 이용하여 접근 후 조사하였다.
- 본 연구의 공시 수종인 향나무의 자생분포 지역을 파악하기 위하여 도감과 식물지 등 문헌자료와 국립수목원 국가생물종지식정보시스템(Nature)을 이용하여 기존의 수집된 표본자료를 확인하였다. 현지조사는 기존에 조사된 자생지와 문헌 자료를 중심으로 동해안 울산광역시에서부터 경북 경주시, 포항시, 영덕군, 울진군, 강원도 삼척시, 동해시, 강릉시, 양양군, 속초시, 고성군까지 해안선을 따라 이동하면서해안의 산록부와 바위 절벽 지역에 분포하는 향나무의 유무와 개체수를 조사하였다.
- 우리나라에 분포하고 있는 향나무의 자생집단에 대해서 집단 내·간 유전적 다양성과 종자 결실량에 영향을 미치는 주요인 자인 성 표현(sex expression)의 양식과 집단 간 성비(sex ratio) 의 변이를 구명하기 위하여, 분포조사를 통해 확인된 자생 집단 중에서 근접 조사가 가능한 10개 집단에 대해 집단 내 각 개체별 열매의 유무와 꽃눈의 형태를 관찰하여 암·수 개체를 확인하였으며, 각 집단별 집단 크기와 암·수 개체의 비율을 통해 집단 간 성비의 변이와 유효집단 크기를 산출하였다(Table 2).
- 조사된 개체들을 대상으로 집단별로 암 • 수 개체와 어린 개체의 수를 산출한 후 집단 내 암• 수개체의 성비 균형을 파악하기 위하여 집단별 성비를 추정하였다. 집단별 성비를 추정하기 위하여 자연적 균형 상태의 성비가 1:1이라는 가정 하에 N test 를 수행하였다.
-
집단 간 성비변이 및 동태 조사
조사지역별로 출현하는 향나무 집단에서 개체들의 위치를 Garmin GPS로 추적하였고, 전체 개체수를 기록하였으며, 또한 자생지의 방위와 해발, 사면의 경사, 주변 식생 등 환경인자를 조사하였다. 또한 접근이 가능한 개체들을 대상으로 개체별 수고와 근원경, 수관 폭을 측정하였으며, 열매의 유무와 꽃눈의 형태를 관찰하여 암 • 수 개체를 확인하였고, 열매가 없거나 꽃눈이 형성되지 않은 어린 개체들은 미성숙 개체로 판단하였다.
- 향나무의 자생집단 중에서 근접 조사가 가능한 개체들을 대상으로 동해안과 울릉도, 동강의 3개 지역으로 구분하여 각 지역별 성비에 따른 집단 구조를 분석하였다(Fig. 2).
- 현지조사는 기존에 조사된 자생지와 문헌 자료를 중심으로 동해안 울산광역시에서부터 경북 경주시, 포항시, 영덕군, 울진군, 강원도 삼척시, 동해시, 강릉시, 양양군, 속초시, 고성군까지 해안선을 따라 이동하면서해안의 산록부와 바위 절벽 지역에 분포하는 향나무의 유무와 개체수를 조사하였다. 동해안의 지질은 수직적인 해식애가 발달해 있었으며, 화강암질 호상 편마암이 넓게 분포하는 지역이다(Oh and Lee, 1997; Ban and Nam, 1997; You, 2006; Ban, 2005).
대상 데이터
- 울릉도 지역은 높이 100 m 이상의 절벽에까지 분포하기 때문에, 20 m 높이의 고소 작업차를 이용하여 낮은 절벽에 분포하는 개체들을 대상로 조사하였으며, 총 43개체가 조사되었는데 어린 1개체를 제외하고, 숫그루의 비율(17:25)이 높은 결과를 보였다. 그리고 최고 근원직경 100 ㎝의 대경목이 자라고 있었으며, 12~22 ㎝ 직경급에서 대체로 높은 빈도로 분포하였고, 10 ㎝ 이하의 어린 개체들은 균등한 성비를 보였으나 24 ㎝ 이상의 큰 개체들은 숫그루가 많은 결과를 보였다.
데이터처리
- 조사된 개체들을 대상으로 집단별로 암 • 수 개체와 어린 개체의 수를 산출한 후 집단 내 암• 수개체의 성비 균형을 파악하기 위하여 집단별 성비를 추정하였다. 집단별 성비를 추정하기 위하여 자연적 균형 상태의 성비가 1:1이라는 가정 하에 N test 를 수행하였다.
이론/모형
- 또한 각 집단별 조사된 전개체들 중에서 성숙한 암•수 개체들을 대상으로 교배 개체수에 대한 유효집단 크기(&)를 추정하기 위하여 다음 수식(Kimura and Crow, 1963)을 사용하였다.
성능/효과
- 05)하게높은 결과를 보였다. 그 외 동해시 추암과, 삼척시 근덕면, 울진군 기성면 집단은 암그루가 수적으로 많았고, 또한 삼척시 원덕읍 A와 원덕읍 B, 평창군 미탄면, 정선군 동강, 울릉군 서면 집단은 숫그루가 많았으나 통계적으로는 유의하게 1.0의 비율을 보였다. 그리고 종내 전 개체에 대한 성비는 0.
- 그리고 각 집단 내에서 어린 개체들을 포함한 전개체를 대상으로 실제로 생식에 참여하는 유효집단크기(effective population size)를 추정한 결과 전체 집단들 모두 유효집단은 실제 집단에서 성숙 개체 집단의 크기보다 작은 경향을 보였다(Table 2). 이러한 유효집단 크기의 감소는 향나무의자웅이주성 교배 양식에 따른 집단 내 성비의 불균형의 결과로 판단되며, 잠재적으로 유효집단의 감소에 의한 높은 비율의 근친교배를 야기할 수 있으며, 유전자 부동에 의한 장기적으로 집단의 지속가능성을 위협할지도 모른다(Billington, 1991; Ellsrtand and Elam 1993).
- 그리고 경북 울진군 기성면 해안의 마을 뒤 절벽을 따라 42개체가 확인되었고, 평해면인가 주변 절벽에서도 8개체의 작은 집단이 확인되었다. 또한 영덕군 축산면 집단은 해안의 파식대와 마을 주변에 25개체가 관찰되었는데, 그 중 1개체는 경상북도 보호수(11-9호)로 지정되어 있다.
- 50개체가 확인되었다. 그리고 삼척시 갈천동과 성내동 해안과 동해시추암동 해안절벽과 촛대바위 주변에는 약 117개체의 많은 개체들이 분포하였고, 25그루의 어린 개체들도 확인되었다. 삼척시 근덕면 궁촌항 주변 암석해안의 절벽에도 43개체가 산재하고 있었다.
- 그리고 울릉도에서는 울릉읍도동리와 사동리의 높은 산지 능선부와 해식 애 절벽에 약 200여개체가 불연속적으로 분포하고 있으며, 서면 남양리와 남서리, 태하리의 높은 해식애에 도약 1,000개체 이상이 확인되었고, 특히 남양리 통구미와 사태감, 태하리학포와, 대풍감의 수직절벽에는 높은 밀도로 군생하고 있었다. 또한 북면 현포리와 나리, 천부리의 바위산과 해식애와 sea-stack에서도 약 800여개체가 관찰되었으며, 특히 송곳봉에는 100여 개체 이상의 많은 작은 개체들이 바위 표면에 착생하고 있었다.
- 0의 비율을 보였다. 그리고 종내 전 개체에 대한 성비는 0.74로서 암그루의 비율이 고도로 유의하게 높은 결과를 보였다.
- 그리고 최고 근원직경 100 ㎝의 대경목이 자라고 있었으며, 12~22 ㎝ 직경급에서 대체로 높은 빈도로 분포하였고, 10 ㎝ 이하의 어린 개체들은 균등한 성비를 보였으나 24 ㎝ 이상의 큰 개체들은 숫그루가 많은 결과를 보였다.
- 그리고 향나무의 10개 자생집단에 대한 성비(male/female) 를 조사한 결과 전체 집단에서 성비는 0.47~1.67의 변이를 보였는데, 최북단에 위치하며 가장 큰 집단인 강릉시 강동면 옥계리 집단이 0.47로서 암그루의 비율이 고도로 유의(P<0.05)하게높은 결과를 보였다. 그 외 동해시 추암과, 삼척시 근덕면, 울진군 기성면 집단은 암그루가 수적으로 많았고, 또한 삼척시 원덕읍 A와 원덕읍 B, 평창군 미탄면, 정선군 동강, 울릉군 서면 집단은 숫그루가 많았으나 통계적으로는 유의하게 1.
- excelsa의 자생집단에서 치수와 유묘의 밀도는 성모수의 밀도와 유의적인 상관성을 보였다고 보고하였다. 그리고 향나무의 집단 내 직경급의 분포는 지역 및 자생지 환경에 따 라서 매우 편향된 분포특성을 보였다. 이상의 동해안과 울릉도, 동강의 3 지역에 대한 집단 구조 분석 결과 동해안과 울릉도 지역에서는 직경 30 ㎝ 이상의 대경목이 분포하고 있으며, 두 지역 모두 치수도 지속적으로 발생하고 있고 역 J자형의 안정적인 집단 구조를 이루고 있으며, 교란과 환경적인 재해만 없다면 지속적인 집단의 성장이 유지될 것으로 판단된다.
- 내륙지역인 동강 주변 강원도 평창군 미탄면 마하리 백운산과 하식애에 약 80∼90개체, 그리고 정선군 신동읍 덕천리와 운치리, 정선읍 가수리의 강변에서도 약 200개체가 불연속적으로 분포하였고, 동강의 상류지역인 정선군 임계면 골지천의 하식애에 약 100개체가 확인되었으며, 그 외에 정선읍 덕우리와 동면 석곡리 강변석회암 절벽에서도 소수의 개체들이 확인되었다.
- 동해안 지역의 향나무 자생지는 해안의 산록부 사면에서 부 터 25 m 높이 해안 절벽으로서 집단 내 일부 개체들에 대한 근접 조사가 가능하였으며, 7개 집단에서 153개체가 조사되었는데 그중 어린 개체가 31개체, 성숙 개체가 122개체로 전체적인 성비는 암그루가 다소 높은 비율(66:56)을 보였다. 성비에 따른 직경 급 분포의 분석 결과, 동해안 지역에서는 직경은 최고 70 ㎝에 달했으나 16 ㎝ 이하인 개체들이 대부분이었으며, 암그루가 상대적으로 다소 높은 비율을 결과를 보였다.
- 본 연구를 통해 우리나라에서 향나무의 자생집단에 대한 분포 역을 조사한 결과, 울릉도 전 지역과 동해안 경주에서 강릉까지의 일부 해식 애 절벽, 정선군과 평창군 동강 주변 및 의성군 낙동강 상류지역 하식 애 절벽 등 해안과 하안의 바위 절벽에만 국소적으로 고립되어 분포하는 것으로 밝혀졌다. 그리고 향나무는 지역별로 울릉도에 약 2,000개체, 동해안 약 600개체, 동강지역 약 400개체만 분포하는 매우 희귀한 수종으로 확인 되었지만, 울릉도를 제외하고는 대부분의 집단은 250개체 미만의 소집단들이며, 지리적 환경에 따라 불연속적으로 분포하고 있었다.
- 암그루가 다소 높은 비율(66:56)을 보였다. 성비에 따른 직경 급 분포의 분석 결과, 동해안 지역에서는 직경은 최고 70 ㎝에 달했으나 16 ㎝ 이하인 개체들이 대부분이었으며, 암그루가 상대적으로 다소 높은 비율을 결과를 보였다. 직경 18 ㎝ 이상의 개체들은 대체로 균일한 크기 분포를 보였으며, 성비도 균형을 이루고 있었다.
- 이상의 결과에서 강릉시 강동면 옥계리 집단은 개체수는 다소 많지만 성비가 암그루에 크게 편중되어 있었고, 그 외 대부분의 집단들은 성비는 균형을 이룬다고 하지만 개체수가 매우 적고 또한 유효집단도 실제 집단 보다 작은 경향을 보여서 집단 내 이형접합 도의 감소에 의한 유전적 부동뿐만 아니라 결실량의 감소에 의한 유전적 다양성의 급격한 감소로 멸절의 위험이 증가될 것으로 판단된다.
- 그리고 향나무의 집단 내 직경급의 분포는 지역 및 자생지 환경에 따 라서 매우 편향된 분포특성을 보였다. 이상의 동해안과 울릉도, 동강의 3 지역에 대한 집단 구조 분석 결과 동해안과 울릉도 지역에서는 직경 30 ㎝ 이상의 대경목이 분포하고 있으며, 두 지역 모두 치수도 지속적으로 발생하고 있고 역 J자형의 안정적인 집단 구조를 이루고 있으며, 교란과 환경적인 재해만 없다면 지속적인 집단의 성장이 유지될 것으로 판단된다. 그리고 동강지역은 직경 20 ㎝ 이하의 다소 어린 개체들로 구성되어 있고, 어린 개체들이 높은 비율로 발생하기 때문에 교란 및 재해 위협이 없다면 집단의 빠른 성장이 예상되었다(Hong et al.
- 향나무의 동해안 최북단 집단으로 판단되는 강원도 강릉시 강동면 심 곡리의 높은 해안수직 절벽에는 약 50개체가 관찰되었으며, 인접한 옥계면 금진리 해안 절벽에는 약 200개체 이상의 많은 개체들이 분포하였고, 높이 1 m 이하의 어린 개체들도 약 50개체가 확인되었다. 그리고 삼척시 갈천동과 성내동 해안과 동해시추암동 해안절벽과 촛대바위 주변에는 약 117개체의 많은 개체들이 분포하였고, 25그루의 어린 개체들도 확인되었다.
- 향나무의 자생집단 전체에 대한 성표현의 양식을 조사한 결과 모두 암·수 개체가 분리된 자웅이주(dioecious)의 성 표현을 보였으며, 자웅동주(monoecious)의 성표현 개체는 확인되지 않았다. Adams (2011)는 향나무(J.
후속연구
- 또한 유용한 자원 식물 이며 희귀수종인 향나무의 중요성과 보전에 대한 교육과 홍보, 정책적 지원도 함께 수행되어야 한다. 그 외에 향나무에 대한 종합적인 보전전략 수립을 위해서는 자연집단의 지리적 분포역과 생태적 특성구명뿐만 아니라 표본추출을 위한 집단 내․간 유전적 다양성 및 구조의 분석과 종자발아특성 구명, 증식법 개발 등에 대한 기초연구가 필수적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.
- 그러나 동강과 지형적으로 유사한 지역인 평창읍에서 영월읍에 이르는 평창 강 주변 지역에 대한 현지 조사 결과 향나무의 자생지가 확인되지 않았는데, 그 원인의 구체적인 근거를 찾기 위하여 최후빙기 이후 식생의 변화에 따른 자생지 소멸과 온난기 동안의 종자산포 방식과 산포매개체와의 상호작용, 이 지역의고식생 환경 등에 대한 지속적인 연구가 필요하다고 사료된다.
- chinensis)가 자웅이 주이나 드물게 자웅동주의성 표현을 한다고 보고한 바 있다. 그리고 Vasek (1966)은 미국에 분포하는 향나무 속 Sabina절에 속하는 4종(J. occidentalis subsp. occidentalis와 subsp. australis, J. osteosperma, J. califoenica)은 모두 자웅동주(monoecy 또는 male 또는 female)의 성표현을 보이지만, 환경에 따라서 여러 형태(♀→♂, ♂→♀, ♀→monoecy, ♂→monoecy, monoecy →♂)로 성 전환(gender transition)을 한다고 보고 한 바 있는데, 향나무도 자웅동주의성 표현뿐만 아 니라 환경에 따라서 이러한 성 전환을 하는지에 대한 지속적인 연구가 필요하다.
- 따라서 향나무 자생집단의 지속가능한 보전을 위해서는 우선적으로 in situ 보전전략에 따라 접근이 가능한 집단을 대상으로 주변의 피압식생과 같은 위협 요인들의 제거가 필요하며, 또한 ex situ 보전을 위하여 표본추출 전략에 의한 종자와 삽수 같은 germplasm의 수집 및 gene-bank에 저장과 보존원 조성이 필수적으로 수행되어야 할 것이다. 또한 유용한 자원 식물 이며 희귀수종인 향나무의 중요성과 보전에 대한 교육과 홍보, 정책적 지원도 함께 수행되어야 한다.
- 수행되어야 할 것이다. 또한 유용한 자원 식물 이며 희귀수종인 향나무의 중요성과 보전에 대한 교육과 홍보, 정책적 지원도 함께 수행되어야 한다. 그 외에 향나무에 대한 종합적인 보전전략 수립을 위해서는 자연집단의 지리적 분포역과 생태적 특성구명뿐만 아니라 표본추출을 위한 집단 내․간 유전적 다양성 및 구조의 분석과 종자발아특성 구명, 증식법 개발 등에 대한 기초연구가 필수적으로 수행되어야 할 것으로 사료된다.
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