보고서 정보
주관연구기관 |
국립산림과학원 Korea Forest Research Institute |
연구책임자 |
김인식
|
참여연구자 |
유근옥
,
최형순
,
권해연
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2009-10 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
과학기술부 Ministry of Science & Technology |
등록번호 |
TRKO201200009569 |
DB 구축일자 |
2013-05-20
|
초록
▼
「주요 수종의 산지시험(1996~2008)」과제는 우리나라의 주요 용재수종을 대상으로 산지시험을 실시하여 우수산지를 발굴하고 조림적지를 선정함으로써 산림생산성 향상에 기여하는 것을 목적으로 수행되었다. 지금까지 수행된 주요 연구 결과를 수종별로 나누어 아래에 요약하였다.
1. 소나무 산지시험
소나무 산지시험을 위해서 1992년부터 1993년까지 봉화, 울진 등 소나무 36개 산지에서 종자를 채취하여 양묘한 후 1996년 정선, 화성 등 전국 11개소에 산지시험림을 조성하였으며 지금까지 수행된 주요 연구결과는 다음과 같다.
「주요 수종의 산지시험(1996~2008)」과제는 우리나라의 주요 용재수종을 대상으로 산지시험을 실시하여 우수산지를 발굴하고 조림적지를 선정함으로써 산림생산성 향상에 기여하는 것을 목적으로 수행되었다. 지금까지 수행된 주요 연구 결과를 수종별로 나누어 아래에 요약하였다.
1. 소나무 산지시험
소나무 산지시험을 위해서 1992년부터 1993년까지 봉화, 울진 등 소나무 36개 산지에서 종자를 채취하여 양묘한 후 1996년 정선, 화성 등 전국 11개소에 산지시험림을 조성하였으며 지금까지 수행된 주요 연구결과는 다음과 같다.
가. 형태적 특성 변이
침엽길이는 서부 집단들이 더 길었고 침엽폭은 해발이 높은 집단들이 더 넓었다. 기공열수는 해발이 높은 집단들이 많았고, 기공밀도는 북부 및 해발이 높은 집단들이 더 높았다. 거치수는 남부 및 해발이 낮은 집단들이 더 많았다. 수지구수는 해안에서 가까운 집단들이 더 많았으며, 수지구 지수는 동부 보다 서부 집단들이 더 높았다. 종자길이는 종자폭, 날개길이, 날개폭과 유의한 정의 상관을 보였으며, 실중은 종자폭과 유의한 정의상관을 보여주었다. 한편, 종자날개의 길이와 폭은 산지의 해발고와 정의 상관을 나타냈지만 대부분의 형질은 산지의 지리적 위치와 상관이 없었다.
나. 유전적 다양성 및 유전적 구조
동위효소를 이용한 유전변이를 분석 결과, 평균 대립유전자수는 2.2개, 다형적유전자의 비율(99%)은 69.7%, 평균 이형접합도의 관측치(Ho)는 0.214, 기대치(He)는 0.256이었다. FIS 값은 평균 0.141, FIT 값은 평균 0.171로 이형접합자 빈도가 부족한 것으로 나타났으며 FST 값은 평균 0.034로 전체 유전변이 가운데 3.4%는 집단간의 차이에서 기인하며 나머지 96.6%는 집단 내 개체 간 차이에서 기인하였다.
유집분석 결과, 완주 집단이 가장 이질적이었으며 전체적으로 유전적 거리와 지리적 거리간에는 상관이 없는 것으로 나타났다. 한편 산지시험림내의 유전 다양성을 분석한 결과, 천연집단 보다는 다소 낮지만 충분한 변이를 보유하고 있는 것으로 나타나 유전자원 보존림으로 활용이 가능한 것으로 판단되었다.
다. 산지별 포지생장
파종묘(1-0)에선 지상부 생장은 근경, 뿌리길이, 2차근수, 엽수, 엽장, 기공수, 거치수와 유의한 정의 상관을 나타냈다. 종자길이는 지상부 생장, 엽수, 엽장과, 종자폭은 하배축 길이 및 뿌리길이와 유의한 정의 상관을 나타냈다. 한편, 파종묘의 거치수는 산지의 해발고와 유의한 정의상관을 나타냈다. 이식묘(1-1)의 묘고는 근원경, 하아지수, 하아지 발생본수율과 유의한 정의 상관을 나타냈으며 하아지 발생본 수율은 산지의 위도와 부의 상관을 나타냈다. 한편, 이식묘와 파종묘의 묘고 생장은 유의한 정의 상관(r = 0.538)을 나타냈다.
라. 기후생물학적 특성
산지별 개엽시기를 조사한 결과, 북쪽 산지가 남쪽 산지보다 개엽이 빠른 반면 소요일수는 길었다. 조림지 환경인자 중 개엽시기에 영향을 미치는 요인은 3월~8월의 온․습도였으며, 해발이 높거나 위도가 높은 조림지에서 개엽 소요일수가 상대적으로 짧았다. 산지의 환경인자 중 개엽시기에 영향을 미치는 요인은 11~2월의 기온이었으며 북쪽 또는 추운 지역의 산지가 개엽도 빠르고 소요일수도 짧았다.
마. 조림지 및 산지별 생장특성
산지별 생존율 및 수고생장을 조사한 결과 연평균기온이 높고 생육일수가 긴 조림지에서 높은 경향이었다. 산지의 기후인자 중 연평균기온, 생육기 온도 및 생육일수가 생존율 및 수고생장에 대한 기여도가 높았으며 조림지와 지리적으로 가까운 산지들의 생장이 우수한 경향을 보였다.
바. 산지별 안정성 및 적응성
회귀모델에 의한 산지별 수고생장의 안정성 분석 결과, 인제, 봉화, 정선, 서귀포는 수확량이 높은 환경조건에 잘 적응하는 반면 태안과 홍천은 환경변화에 대한 평균적인 반응을 보였으며 모든 환경조건에 잘 적응하며 생장이 우수하였다. 이천, 천안, 울진온 산지는 모든 환경조건에서 적응성이 저조하였으며 정주, 영월, 문경산지는 모든 조림지에서 안정적으로 평균적인 생장을 하는 것으로 나타났다. 또한 AMMI 모델에 의한 분석을 통해 각 조림지별로 생장이 우수한 산지를 선별할 수 있었다.
2. 상수리나무 산지시험
상수리나무 산지시험을 위해서 1993년 강화, 화순 등 전국 17개 산지에서 종자를 채취하여 양묘한 후 1996년 화성, 충주, 진주의 3개소에 산지시험림을 조성하였으며, 지금까지의 수행된 주요 연구결과는 다음과 같다.
가. 형태적 특성변이
엽 특성 변이의 대부분은 집단내 개체 간 차이(28%)에서 기인하였으며, 엽 형질에 대한 반복력이 0.5 이상으로 높은 형질은 거치심율, 형상비, 엽병장, 엽저각 및 엽단각이었다. 엽병장과 엽신장율은 높은 정의 상관관계(r = 0.859)을 보였으며, 엽단각과 형상비 높은 부의 상관(r = -0.816)을 나타냈다. 종자길이와 종자폭은 정의 상관(r = 0.514)을 보였으며 형상비는 종자폭과 부의 상관(r = -0.604)을 나타냈다. 전체적으로 남쪽 산지들이 북쪽 산지들 보다 종자의 길이가 길고 부피가 큰 경향이었다.
나. 유전다양성 및 유전적 구조
17개 천연집단에 대한 유전변이 분석 결과, 유전자좌당 대립유전자수는 2.1개, 다형적 유전자좌의 비율(95% 수준)은 64.7%, 평균 이형접합도의 관측치는 0.208, 기대치는 0.227이었다. FIS와 FIT는 각각 0.076과 0.129로 이형접합체 부족현상을 나타냈다. FST 값은 0.057로 전체 유전변이의 대부분이 집단 내 개체 간에 존재하였다. 유집분석 결과, 집단의 유전적 거리와 지리적 거리는 일치하지 않았으며 화순집단이 유전적으로 이질적인 것으로 나타났다.
다. 산지별 포지생장 특성
산지별 파종묘(1-0)의 생장 조사 결과, 묘고는 부여와 화순 산지가 각각 42.8㎝와 42.6㎝로 우수하였으며 중원 산지는 21.0㎝로 가장 저조하였다. 파종묘의 묘고 생장은 백립중, 종자길이, 종자폭과 유의한 정의 상관을, ℓ당 종자수와는 유의한 부의 상관을 나타냈다. 이식묘(1-1)의 묘고 생장은 평균 50.1㎝였으며 근원경 생장은 평균 6.4㎜였다. 한편, 파종묘와 이식묘간의 묘고 및 근원경 생장은 상관계수가 각각 r = 0.607과 r = 0.786로 높게 나타나 파종묘에서 생장이 우수한 산지가 이식묘에서도 우수한 경향을 나타냈다.
라. 기후생물학적 특성
산지별 개엽시기를 조사한 결과, 강화, 횡성, 원주 등 고위도의 산지가 화순, 보성, 영암 등 저위도의 산지보다 개엽이 빨랐다. 개엽시기에 영향을 미치는 인자는 조림지와 산지 간 11~2월의 일최고기온과 12~2월의 일최저기온 차이로 산지의 겨울철의 기온이 낮을수록 개엽이 빠르다는 것을 알 수 있다. 개엽 소요일수는 조림지와 산지간 3~10월의 평균기온 및 일최고기온의 차이와 관계가 있는 것으로 나타났다. 전체적으로 볼 때 조림지보다 기온이 낮은 지역에서 온 산지들이 개엽이 빠르고 소요일수가 짧은 경향이었다.
바. 조림지 및 산지별 생장
식재 10년차에 산지별 생장과 수형을 조사한 결과, 조림지 및 산지별로 많은 차이가 있었다. 상관분석 결과, 수관폭 및 수관면적이 넓을수록 가지수가 많아지고, 흉고직경이 크고 수관면적이 넓을수록 가지직경이 굵어지며 가지각도가 완만해지는 경향을 보였다. 한편, 산지의 지리적 위치와 생장 및 수형특성은 뚜렷한 상관성이 나타나지 않았다. 조림지별로 보면 진주 조림지가 생장 및 수형이 가장 우수하였으며 화성, 충주 순으로 나타났으나 조림지에 따라 우수산지가 각기 다르게 나타나 조림지에 적합한 산지를 선별하여 이용할 필요가 있을 것으로 생각된다.
사. 산지별 안정성 분석
직선회귀 모델에 의해 산지별 수고생장의 안정성 분석 결과, 환경변화에 대해 평균적인 반응을 나타낸 산지는 없었으며, 음성, 화순, 영암, 보성, 괴산, 중원, 연기, 옥천, 부여, 칠곡 산지는 환경변화에 민감한 것으로 나타났으며, 이들 중 화순, 영암, 연기는 생장이 우수하여 선호하는 환경조건에 잘 적응하는 것으로 평가되었다.
강화, 횡성, 화성, 남양, 금릉, 청양, 원주는 환경변화에 대한 민감성이 낮았으며 이들 중 금릉 산지는 평균적인 수고생장을 보여 불리한 환경조건에 대한 적응력이 높은 것으로 나타났다.
3. 잣나무 산지시험
잣나무 산지시험을 위해 2000년 잣나무 26산지(국내산 20, 중국산 4, 일본산 2)로 충주와 강릉에 시험림을 조성하였으며, 2002년에 중국산 5산지(화룡, 훈춘, 돈화, 팔가자, 왕청)의 시험림을 충주에 조성하였다. 2004년에는 중국산 5산지(송강하, 노수하, 장백, 백하, 계강)에 대한 시험림을 충주와 강릉 2개소에 추기로 조성하였다. 지금까지 수행된 주요 연구결과는 다음과 같다.
가. 형태적 특성 변이
국내 잣나무 천연집단에 대한 형태적 특성 분석 결과, 구과길이, 구과폭, 구과무게, 구과 당 종자수 상호간에 높은 상관(r = 0.744~0.939)이 있었으며 구과형상비는 구과 당 종자수와 높은 상관(r = 0.754)을 보였다. 충실종자율은 위도와 정의 상관(r = 0.667)을, 실중은 부의 상관(r=-0.717)을 나타냈다. 구과 폭과 구과 당 종자수는 해발고와 정의 상관(각각 0.685, 0.681)을 보였다. 한편, 국내 인공림 산지의 구과형 상비(길이/폭)는 1.87로 천연집단(1.79)보다 컸으며 종자형상비(길이/폭)도 1.51로 중국산 1.49, 일본산 1.42, 천연림 1.46보다 컸다.
나. 유전 다양성 및 유전적 구조
동위효소를 이용한 국내 천연집단의 유전변이 분석 결과, 유전자좌당 대립유전자 수는 2.0개, 다형적유전자좌의 비율(95%)은 69.0%, 평균이형접합도 관측치는 0.200, 기대치는 0.208이었다. FIS와 FIT 값은 각각 0.007과 0.066으로 이형접합체 빈도가 다소 부족하였다. FST는 0.059로 유전변이의 대부분은 집단 내 개체 간에 존재하였으며, 유집분석 결과 지리적으로 가까운 집단들이 묶이는 경향이었다. 한편, 중국산 잣나무 10산지에 대한 분석결과, 유전자좌당 대립유전자수는 1.6개, 다형적 유전자좌의 비율(95%)은 43.2%, 이형접합도 관측치는 0.140, 기대치는 0.133으로 국내 잣나무에 비해 유전변이가 낮았다. FIS 와 FIT 값은 각각 -0.088과 0.001이었다. FST는 0.082로 국내산 잣나무에 비해 집단간 분화정도가 컸으며 유집분석 결과 왕청 집단이 유전적으로 가장 이질적이었다.
다. 산지별 포지생장 특성
잣나무 26산지의 발아율 조사 결과, 인공림과 천연림 산지가 각각 78.5%와 47.8%인데 비해 중국과 일본산은 각각 10.9%와 6.1%로 저조하였다. 묘고 생장(1-0)은 국내산이 평균 4.5㎝로 중국(4.0㎝)과 일본(3.9㎝)보다 우수하였다. 전체적으로 남부 지역과 해발이 낮은 산지들의 생장이 우수하였다. 중국산 잣나무 10산지의 묘고생장(1-0)은 평균 4.2㎝였으며 훈춘 산지가 5.4㎝로 우수한 반면 장백은 2.9㎝로 가장 저조하였다. 이들 중국산지는 국내산에 비해 평균적으로 생장이 낮았으나, 훈춘, 왕청, 돈화 산지는 국내산의 상위권에 해당하는 생장을 보여주었다.
라. 기후생물학적 특성
2000년 조성한 잣나무 26산지를 대상으로 개엽시기를 조사한 결과, 북쪽의 산지들이 남쪽의 산지들보다 개화가 빠른 경향을 보였다. 특히, 중국 길림성 산지들은 국내의 가평 산지보다 7일 정도 개엽이 빠른 것으로 나타났다.
사. 조림지 및 산지별 생장
2000년 조성 산지시험림에서 식재 7년차의 수고생장 조사 결과, 충주 시험림에서는 남원 산지가 223.4㎝로 가장 우수하였고, 설악산 산지가 130.0㎝로 가장 저조하였다. 강릉 시험림에서는 보령 산지가 300.5㎝로 가장 우수하였으며 일본 오다키산지가 165.1㎝로 가장 저조하였다. 두 시험림에서 모두 인공림 산지들이 천연림산지보다 우수한 생장을 보였다. 2002년 조성한 시험림에서 식재 5년차의 생장을 조사한 결과, 평균 수고생장은 93.4㎝였으며 팔가자와 돈화 산지가 112.7㎝와 104.9㎝로 우수한 생장을 보였다. 2004년 조성한 시험림에서 식재 3년차의 수고생장을 조요 약사한 결과, 충주와 정선 시험림 모두에서 노수하 산지의 생장이 가장 우수하였으며 장백 산지는 가장 저조하였다.
아. 잣나무 산지별 생육반응 분석
2000년 조성한 충주와 강릉 시험림에서 공통적으로 식재된 국내 잣나무 16개 산지를 대상으로 식재 8년차의 수고 및 흉고직경 생장을 조사한 결과, 조림지에 따른 산지 간 생장 순위변동이 크게 나타나 조림지와 산지간의 상호작용 효과가 있는 것으로 생각된다. 생태적 거리에 따른 산지별 생장반응 분석 결과, 강릉 시험림에서는 조림지보다 높은 해발에서 온 산지들이 비교적 생존율이 높은 경향을 보여주었으나 충주는 대부분 산지들의 해발이 조림지 보다 높은 관계로 뚜렷한 경향을 관찰할 수 없었다. 수고생장에서는 생태적 거리에 따른 뚜렷한 경향성을 확인할 수 없었는데, 보다 정확한 결론을 내리기 위해서는 중․후기 생장에 대한 검토가 필요할 것으로 보인다.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 발간사 ... 5
- 목차 ... 7
- 표목차 ... 8
- 그림목차 ... 11
- 요 약 ... 13
- Ⅰ. 서 론 ... 21
- Ⅱ. 산지시험의 배경 및 이론 ... 25
- 1. 산지시험의 정의 ... 27
- 2. 산지시험의 역사 ... 27
- 3. 산지시험의 주요 내용 ... 28
- 4. 산지시험림 설계 및 조성 ... 30
- 5. 산지시험 결과의 활용 ... 33
- Ⅲ. 소나무 산지시험 ... 35
- 1. 소나무 산지시험 현황 ... 38
- 2. 형태적 특성 변이 ... 40
- 3. 유전다양성 및 유전적 구조 ... 48
- 4. 산지별 포지생장 특성 ... 53
- 5. 조림지 및 산지별 생장 ... 59
- 6. 결 론 ... 69
- Ⅳ. 상수리나무 산지시험 ... 73
- 1. 상수리나무 산지시험 현황 ... 76
- 2. 형태적 특성 변이 ... 78
- 3. 유전다양성 및 유전적 구조 ... 84
- 4. 산지별 포지생장 특성 ... 86
- 5. 조림지 및 산지별 생장특성 ... 89
- 6. 결 론 ... 102
- Ⅴ. 잣나무 산지시험 ... 105
- 1. 잣나무 산지시험 현황 ... 108
- 2. 형태적 특성 변이 ... 111
- 3. 유전적 다양성 및 유전구조 ... 114
- 4. 산지별 포지생장 특성 ... 120
- 5. 조림지 및 산지별 생장특성 ... 124
- 6. 결 론 ... 131
- Ⅵ. 종합결론 ... 135
- Ⅶ. 참고문헌 ... 139
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