[국내논문]한반도 특산식물 꼬리말발도리의 분포와 생육환경특성 Geographical distribution range and growth environmental characteristics of Deutzia paniculata Nakai, a Korean Endemic Plant원문보기
The current status of geographical distribution range of Deutzia paniculata, one of the korean endemic plants, was investigated based on the species distribution information. The information of the geographical range used for analysis includes all the published references to the distribution of D. p...
The current status of geographical distribution range of Deutzia paniculata, one of the korean endemic plants, was investigated based on the species distribution information. The information of the geographical range used for analysis includes all the published references to the distribution of D. paniculata, herbarium specimens in Korea National Arboretum (KH) including its online database: http://www.nature.go.kr, and field research. Although, D. paniculata was firstly recorded in Wonsan, Hamgyeongnam-do, North Korea, this research revelaved that D. paniculata is mainly distributed in Gyeongsangbuk-do and Gyeongsangnam-do, southern regions of the Korean Peninsula. According to the distribution map, this species was estimated on distribution edge of in Anyang region of Gyeonggi-do, Mt. Naejang of Jeollabuk-do and Mt. Taebaek of Gwangwon-do on the distribution edge. However, it was made use of intensive field survey to identify the natural population of the species in these regions. D. paniculata habitat was mainly distributed between 290 meters and 491 meters in altitude, but it was also found ranged from 936 to 959 meters in Gun-wi, Gyeongsangbuk-do, South Korea. The distribution slope was 5° to 35° and the north, N, NE and NW in the aspect. The flora of vascular plants in D. paniculata habitats was listed in 137 taxa: 54 families, 103 genera, 120 species, 2 subspecies, 12 varieties and 3 forms while Korean endemic plants were found in three taxa, Stewartia koreana, Weigela subsessilis and D. Paniculata. Based on a collection of non-biological environment and biological environment data, D. paniculata population were discussed to make strategy and basic research methods for sustainable preservation.
The current status of geographical distribution range of Deutzia paniculata, one of the korean endemic plants, was investigated based on the species distribution information. The information of the geographical range used for analysis includes all the published references to the distribution of D. paniculata, herbarium specimens in Korea National Arboretum (KH) including its online database: http://www.nature.go.kr, and field research. Although, D. paniculata was firstly recorded in Wonsan, Hamgyeongnam-do, North Korea, this research revelaved that D. paniculata is mainly distributed in Gyeongsangbuk-do and Gyeongsangnam-do, southern regions of the Korean Peninsula. According to the distribution map, this species was estimated on distribution edge of in Anyang region of Gyeonggi-do, Mt. Naejang of Jeollabuk-do and Mt. Taebaek of Gwangwon-do on the distribution edge. However, it was made use of intensive field survey to identify the natural population of the species in these regions. D. paniculata habitat was mainly distributed between 290 meters and 491 meters in altitude, but it was also found ranged from 936 to 959 meters in Gun-wi, Gyeongsangbuk-do, South Korea. The distribution slope was 5° to 35° and the north, N, NE and NW in the aspect. The flora of vascular plants in D. paniculata habitats was listed in 137 taxa: 54 families, 103 genera, 120 species, 2 subspecies, 12 varieties and 3 forms while Korean endemic plants were found in three taxa, Stewartia koreana, Weigela subsessilis and D. Paniculata. Based on a collection of non-biological environment and biological environment data, D. paniculata population were discussed to make strategy and basic research methods for sustainable preservation.
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문제 정의
현장조사에서는 경상도 지역에 제한적으로 분포하고 있어 분포지역을 대상으로 한 개체군에 대한 모니터링을 통해 감소 및 분획화에 대한 보다 정량적인 자료 수집이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 꼬리말발도리의 정확한 분포확인을 통해 꼬리말발도리의 정확한 보전방안을 제시하고자 한다. Rivers et al(2011)은 희귀식물의 보전방안 및 자생지 특성을 이해하기 전에 대상종의 분포에 대한 선행연구의 필요성을 강조하였다.
본 연구는 우리나라 특산식물인 꼬리말발도리의 현지조사 정보와 표본정보 및 문헌조사를 통해 정량데이터를 수집하고, 꼬리말발도리의 정확한 분포자료와 자생지의 생육환경 특성을 제시하여 향후 꼬리말발도리 자생지의 생육환경변화 모니터링과 보전대책 수립을 위한 생태학적 기초자료를 제공하고자 한다.
제안 방법
관목층내에서 꼬리말발도리와 함께 자생하는 종들의 우점도를 파악하기 위해 중요치를 분석하였다(Table 4). 중요치 분석결과 개서어나무, 개암나무 등 37종의 관목이 꼬리말발도리와 함께 생육하는 것으로 조사되었다.
꼬리말발도리 개체군의 구성종의 상태가 얼마나 다양하고 산림의 안정상태를 평가하기 위해초본층 식생의 양적지수를 산출하였다(Table 5). 조사지역별 출현종의 풍부도는 평균 35.
꼬리말발도리 집단의 분포지도 작성을 위한 문헌자료 및 표본정보를 수집하였으며, 자생집단에 대한 현장조사를 통해 자생지 정보를 기록하였다. 표본정보는 국가생물종지식정보시스템(http://www.
또한 각 지역별로 출현한 분류군들 사이의 유사도를 분석하기 위하여 Sørensen의 유사계수(CCs)를 이용하여 지역 간 유사도 분석을 수행하였다(Brower and Zar, 1977).
현장 조사는 2014년 5월부터 10월까지 수행되었으며, 15m×15m 크기의 대방형구(11개)와 대방형구내 5m×5m 크기의 소방형구(각각 3개, 총33개) 를 설치하여 꼬리말발도리 개체수를 파악한 후 개체수를 추정하였다. 또한 꼬리말발도리의 자생지에서의 지속성을 파악 하기 위해 고정방형구(울산)를 설치하고 매년 개체수 증감현황과 개화율 및 결실율에 대한 모니터링을 2014년부터 수행하였다.
식생층위별 구성종의 점유율을 파악하기 위하여 식물사회학적 방법(Ellenberg, 1956; Braun-Blanquet, 1964; Yun et al, 2011)으로 조사된 우점도 계급을 우점도 범위 중앙치로 환산하여(Dierssen, 1990) 상대피도(Relative Coverage, RC)와 상대빈도(Relative Frequency, RF)를 구한 다음(Bray and Cutries, 1957) 합산하여 관목층의 중요치(Importance Value, IV)를 산출하였다(Cutris and Mcintoshi, 1951). 또한 자생지 식생의 상대적인 양적지수를 비교하기 위해 종풍 부도(Barbour et al, 1987)와 종다양도(Shannon and Wiener, 1963), 우점도(Simpson, 1949) 및 종균등도(Pielou, 1975)를 분석하였다. 또한 각 지역별로 출현한 분류군들 사이의 유사도를 분석하기 위하여 Sørensen의 유사계수(CCs)를 이용하여 지역 간 유사도 분석을 수행하였다(Brower and Zar, 1977).
또한 동쪽은 울산에서 서쪽으로는 내장산까지 분포하는 것으로 나타났다. 연구문헌과 표본자료를 바탕으로 실제 분포 여부를 확인하였다. 안양에서 채집된 표본은 현장조사에서 개체를 확인 할 수 없었으며 서울 대 관악수목원내 부지내 식재된 개체라고 판단된다.
표본과 문헌조사를 바탕으로 분포가 확인된 지역을 대상으로 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 수행한 군위, 경주, 밀양, 양산, 울산, 부산 지역에서 최소 500개체이상이 자생하고 있었으며 분포 중심지는 청도, 밀양, 양산 등의 지역이 분포중심지로 판단된다.
한반도 특산식물 꼬리말발도리에 대한 연구 문헌과 표본자료 정보수집 및 현지조사 자료를 기초로 분포도를 작성하였다(Figure 1).
현장 조사는 2014년 5월부터 10월까지 수행되었으며, 15m×15m 크기의 대방형구(11개)와 대방형구내 5m×5m 크기의 소방형구(각각 3개, 총33개) 를 설치하여 꼬리말발도리 개체수를 파악한 후 개체수를 추정하였다.
대상 데이터
꼬리말발도리 자생 집단에 대한 생육환경특성 및 개체군 특성을 분석을 위하여 현장조사는 2014년 5월부터 6월까지 수행하였다. 현지 동정이 불가능한 식물은 채집하여 Lee(1996)과 Lee(2003) 그리고 Lee(2006)의 도감을 기준으로 동정하였다.
꼬리말발도리 자생지가 확인된 군위(Site 1, 2), 밀양(Site 3, 4), 양산(Site 5), 울산(Site 6, 7), 경주(Site 8, 9), 부산(Site 10, 11) 등 총 6개 지역 11개 조사구를 대상으로 지형과 경사, 해발, 방위 등의 생육환경과 분포를 확인하였다. 현장 조사는 2014년 5월부터 10월까지 수행되었으며, 15m×15m 크기의 대방형구(11개)와 대방형구내 5m×5m 크기의 소방형구(각각 3개, 총33개) 를 설치하여 꼬리말발도리 개체수를 파악한 후 개체수를 추정하였다.
꼬리말발도리 집단의 분포지도 작성을 위한 문헌자료 및 표본정보를 수집하였으며, 자생집단에 대한 현장조사를 통해 자생지 정보를 기록하였다. 표본정보는 국가생물종지식정보시스템(http://www.nature.go.kr)에서 제공된 자료를 이용하였으며, 문헌자료는 꼬리말발도리의 분포정보가 제공되어 있는 논문과 일부 도감을 이용하였다.
이론/모형
현지 동정이 불가능한 식물은 채집하여 Lee(1996)과 Lee(2003) 그리고 Lee(2006)의 도감을 기준으로 동정하였다. 식물상 중 IUCN평가기준에 따른 희귀식물은 KNA(2008)의 목록에 따라 구분하였으며, 특산식물은 KNA(2005)의 문헌을 적용하였다. 조사된 모든 식물종은 국가표준식물목록(Korea National arboretum, 2020)을 준하여 작성하였다.
식생층위별 구성종의 점유율을 파악하기 위하여 식물사회학적 방법(Ellenberg, 1956; Braun-Blanquet, 1964; Yun et al, 2011)으로 조사된 우점도 계급을 우점도 범위 중앙치로 환산하여(Dierssen, 1990) 상대피도(Relative Coverage, RC)와 상대빈도(Relative Frequency, RF)를 구한 다음(Bray and Cutries, 1957) 합산하여 관목층의 중요치(Importance Value, IV)를 산출하였다(Cutris and Mcintoshi, 1951). 또한 자생지 식생의 상대적인 양적지수를 비교하기 위해 종풍 부도(Barbour et al, 1987)와 종다양도(Shannon and Wiener, 1963), 우점도(Simpson, 1949) 및 종균등도(Pielou, 1975)를 분석하였다.
식물상 중 IUCN평가기준에 따른 희귀식물은 KNA(2008)의 목록에 따라 구분하였으며, 특산식물은 KNA(2005)의 문헌을 적용하였다. 조사된 모든 식물종은 국가표준식물목록(Korea National arboretum, 2020)을 준하여 작성하였다.
꼬리말발도리 자생 집단에 대한 생육환경특성 및 개체군 특성을 분석을 위하여 현장조사는 2014년 5월부터 6월까지 수행하였다. 현지 동정이 불가능한 식물은 채집하여 Lee(1996)과 Lee(2003) 그리고 Lee(2006)의 도감을 기준으로 동정하였다. 식물상 중 IUCN평가기준에 따른 희귀식물은 KNA(2008)의 목록에 따라 구분하였으며, 특산식물은 KNA(2005)의 문헌을 적용하였다.
성능/효과
6년간의 지속적인 모니터링 결과, 자생지 훼손(벌목)에 의해 일부 개체수의 변화를 확인하였지만 치수 발생 등으로 개체수가 회복되고 있는 것을 확인하였다. 즉 인위적인 간섭이 없는 한 현재 상태를 유지 할 것을 판단된다.
꼬리말발도리 6개 지역에 11개의 조사구에 대한 식생조사 결과 관속식물은 54과 102속 121종 2아종 12변종 3품종으로 총 137분류군으로 조사되었다(Table 3). 식생 층위별 종 구성을 살펴보면 꼬리말발도리의 교목층에는 물푸레나무, 층층나무, 고로쇠나무 등이 주를 이루었고, 아교 목층은 당단풍나무, 신나무, 때죽나무 등이 자라는 곳에 분포하였다.
9%) 순으로 출현하는 특징을 보였다. 꼬리말발도리는 모든지역에서 가장 높은 중요치를 보였으며, 군위지역에서 84.1%로 가장 높은 중요치를 보인 반면 부산지역이 51.9%로 가장 낮은 수치를 보였다. 이러한 특징은 군위지역은 꼬리말발도리 자생지가 사면전체에 고른 분포를 보인 반면 부산지역은 암반 사이와 암반 위의 생육 가능한 유효토심이 있는 곳에서 뿌리를 내려 생육하는 특징으로 상대적으로 낮은 중요치를 보였다.
분류군 별 구성을 살펴보면, 양치식물 3과 7속 10종 10분류군(7.3%), 나자식물 1과 1속 1종 1분류군(0.7%), 피자식물 50과 95속 109종 2아종 12변종 3품종 126분류군(92%), 쌍자엽식물 44과 80속 93종 2아종 10변종 2품종 107분류군(78.1%), 단자엽식물 6과 15속 16종 2변종 1품종 19분류군(13.9%)로 구성되어 있다.
분포조사를 통해 꼬리말발도리 자생집단의 지형적 특성을 조사한 결과(Table 1), 각 지역별로 조사된 집단은 대개 해발 290~491m에 분포하였으나 군위지역은 936~959m로 다소 높은 해발고도에 분포하는 특징을 보였다. 입지특성은 대부분 계곡을 따라 산림 내 가장자리나, 바위틈 및 전석지에 인접한 사면 중ㆍ하부 지역에 불연속적으로 분포하고 있었으나, 군위 집단은 계곡과 떨어진 사면에서부터 임도주변까지 다양한 입지에 분포하는 특징을 보였다.
꼬리말발도리의 교배양식은 완전한 타가수정(outcrossing) 을 하는 식물로 알려져 있지만(Kim, 2003), 땅속으로 늘어진 지하경에서 새로운 가지가 형성되는 생육 패턴들이 관찰됨으로써 영양번식의 가능성이 매우 높은 것으로 판단된다. 실제로 이번 조사에서 낙엽활엽수의 하층식생으로 꼬리말발도리는 개화개체와 성숙개체수가 매우 낮게 나타나기도 하였으며 조사지 내에서 어린 치수도 거의 관찰되지 않았다. 집단이 파편화되어 있고 분포범위가 제한적인 식물은 유전적 부동이나 병목현상 등의 원인으로 매우 낮은 유전적 다양성이 나타날 가능성도 있다(Waller et al, 1987; Soltis et al, 1992).
전체적으로 경사는 5~35˚ 범위를 보였으며 계곡형을 보인 밀양(17~35˚)과 경주(16~21˚)가 비교적 높은 특징을 보였다. 암석노출도는 18~80% 범위로 조사 되었으며 전석지에 분포하는 부산지역이 80%으로 가장 높은 특징을 보였다. 또한 자생지의 사면 방위는 대부분 북사면(N, NE, NW)을 보였으나 울산에서는 남동(SE)사면을 보이는 특징을 보였다.
높은 수관울폐도에 의한 낮은 개화율과 땅 속으로 늘어진 지하경에서 새로운 가지를 형성되는 생육특징(Jung et al, 2016) 때문에 개체군 확산이 다른 지역에 비해 늦어진 것으로 판단된다. 앞선 특징을 관찰하기 위해 2014년부터 5년간 울산조사구에서 모니터링을 실시한 결과, 개체수 증감에 대한 변화를 확인할 수 있었다(Table 2). 특히 2016년에는 자생지 훼손(벌목)으로 2017년에 개체수가 감소하였으나, 2018년에 땅에 닿은 가지의 마디 부분에서 새로운 치수가 발생하여 이전 개체수를 회복하였다.
분포조사를 통해 꼬리말발도리 자생집단의 지형적 특성을 조사한 결과(Table 1), 각 지역별로 조사된 집단은 대개 해발 290~491m에 분포하였으나 군위지역은 936~959m로 다소 높은 해발고도에 분포하는 특징을 보였다. 입지특성은 대부분 계곡을 따라 산림 내 가장자리나, 바위틈 및 전석지에 인접한 사면 중ㆍ하부 지역에 불연속적으로 분포하고 있었으나, 군위 집단은 계곡과 떨어진 사면에서부터 임도주변까지 다양한 입지에 분포하는 특징을 보였다. 전체적으로 경사는 5~35˚ 범위를 보였으며 계곡형을 보인 밀양(17~35˚)과 경주(16~21˚)가 비교적 높은 특징을 보였다.
입지특성은 대부분 계곡을 따라 산림 내 가장자리나, 바위틈 및 전석지에 인접한 사면 중ㆍ하부 지역에 불연속적으로 분포하고 있었으나, 군위 집단은 계곡과 떨어진 사면에서부터 임도주변까지 다양한 입지에 분포하는 특징을 보였다. 전체적으로 경사는 5~35˚ 범위를 보였으며 계곡형을 보인 밀양(17~35˚)과 경주(16~21˚)가 비교적 높은 특징을 보였다. 암석노출도는 18~80% 범위로 조사 되었으며 전석지에 분포하는 부산지역이 80%으로 가장 높은 특징을 보였다.
조사지역 내에서 관찰된 희귀·특산식물은 총 6분류군이 확인되었다.
양산은 20분류군으로 다른 지역에 비해 비교적 적은 결과를 보였다. 조사지역별 출현종의 다양도는 1.11~1.52의 범위로 평균 1.32였으며 울산이 1.52로 가장 높았고, 양산이 1.15로 가장 낮은 다양성을 보였다. 또한 균등도는 1에 가까울수록 분포하는 종들이 균일한 상태를 나타내는 척도(Brower and Zar, 1997)로서, 지역별 균등도는 0.
꼬리말발도리 개체군의 구성종의 상태가 얼마나 다양하고 산림의 안정상태를 평가하기 위해초본층 식생의 양적지수를 산출하였다(Table 5). 조사지역별 출현종의 풍부도는 평균 35.17분류군이었으며, 울산이 50으로 가장 많았고, 경주 44분류군, 군위 42분류군 순이었다. 양산은 20분류군으로 다른 지역에 비해 비교적 적은 결과를 보였다.
관목층내에서 꼬리말발도리와 함께 자생하는 종들의 우점도를 파악하기 위해 중요치를 분석하였다(Table 4). 중요치 분석결과 개서어나무, 개암나무 등 37종의 관목이 꼬리말발도리와 함께 생육하는 것으로 조사되었다. 특히 생강나무는 꼬리말발도리와 함께 대부분의 지역에서 생육하는 것으로 나타났으며, 5.
표본 및 문헌조사를 통한 꼬리말발도리의 분포는 한반도 전체에 넓게 분포 하는 것을 조사되었다. 꼬리말발도리가 최초로 채집되어 기재 된 지역이 북한의 원산 지역이었던 점을 미루어 과거에는 집단들이 연속적으로 넓게 분포하다가 지사적 변천에 의해 현재의 분포를 가지는 것으로 판단된다(Son et al, 2013).
후속연구
따라서 꼬리말발도리 자생지 보전을 위해서는 우선적으로 현지 내 보전전략에 따라 자생지 집단 내에서 식생 피압과 같은 위협요인들을 제거하여 지속가능한 개체군 유지가 될 수 있도록 유도 하는 전략이 필요하다. 또한 현지 외 보전 전략을 위한 우량한 종자선발을 위해 채집시기(Jeong et al, 2016)에 맞는 종자채종을 통하여 발아 특성연구와 후기생육에 대한 연구도 함께 이루어 진다면 대체서식지 복원에도 큰 도움이 될 것으로 판단된다.
안양에서 채집된 표본은 현장조사에서 개체를 확인 할 수 없었으며 서울 대 관악수목원내 부지내 식재된 개체라고 판단된다. 태백과 영주에서 채집된 표본은 현장조사에서 개체를 발견하지 못하여 추가 조사가 필요하다. 그리고 문헌조사 분포가 확인된 정읍(Lee et al, 2011)과 장성(Kim, 2012)의 경우 현장조사를 실시하였으나 분포를 확인하지 못하여 오동정으로 판단되며, 안동(Korea National Arboretum, 2007)과 문경(Byun et al, 2013)은 추가 조사가 필요하다.
일반적으로 제한적 분포를 보이는 희귀식물과 특 산식물 및 멸종위기식물에 대한 효과적인 종 보전 대책을 마련하기 위해서는 대상 식물의 분류, 생태, 유전 등의 다양한 분야의 생물학적 특성에 관한 기초 정보 축적(Shin et al, 2014)과 대상식물의 개체군에 대한 분포 역, 크기 동태 등에 관한 정보를 객관적으로 수집해야 한다(Son et al, 2012). 현재 세계자연보전연맹(IUCN)은 위기식물의 평가 시 반드시 과학적인 자료를 통한 객관적이고 정량적인 평가기준(criteria)을 요구하고 있으며(IUCN, 2001), 따라서 국내 희귀식물의 경우에도 해당식물에 대한 정확한 분포범위, 자생지의 환경특성, 개체군의 유전학적 특성 및 동태 등의 생물학적 특성을 정량적으로 파악하는 것이 필요할 것으로 보인다.
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