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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)
Korean Journal of Environment and Ecology Vol.30 No.5 pp.896-907
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2016.30.5.896

Environment and Vegetation Characteristics of Aconitum austrokoreense Koidz. habitats

Jeong-Geun Park2, Jung-hun Pi2, Ji-young Jung2, Jeong-seok Park2, Hyung-ho Yang2, Cheul-ho Lee2, Gang-uk Suh2, Sung-won Son2*
2Plant Conservation Division, Korea National Arboretum, Pochoen 11186, Korea

a 이 논문은 산림청 국립수목원 희귀·특산 보존 및 복원 인프라 구축 연구과제에 의하여 연구되었음.

교신저자 Corresponding author: Tel: +82-31-540-1053, Fax: +82-31-540-1060, ssw80@korea.kr
July 6, 2016 August 18, 2016 October 12, 2016

Abstract

The habitat characteristics of Aconitum austrokoreense Koidz. were investigated to provide basic data for conservation and restoration. The altitude ranged from 260m to 728m with inclinations of 4-39°. As a result of vegetation survey within natural populations, a total of 147 taxa were identified inside 20 quadrates in 7 natural habitats. The importance value of Aconitum austrokoreense was 23.0% based on the coverage and frequency of the herbaceous layer and sat is more dominant. Species diversity was 1.23, and dominace and evenness were found to be 0.22 and 0.77, respectively. The soil type were silty loam (four sites), sandy loam (two sites) and loam (one site). The average field organic matter was 7.83% and the total nitrogen and pH were 0.35, and 5.69. Correlation analysis between environmental factors and population characteristic showed the correlations between chlorophyll content and slope, flowering rate and soil humidity. Conservation on habitats conditions is important for stable maintenance the flora and the surrounding area including habitats has to be designated a protection area for habitats conservation.

ENDEMIC PLANT , RARE PLANT , CONSERVATION , POPULATION CHARACTERISTIC , VEGETATION STRUCTURE

세뿔투구꽃의 자생지 식생과 환경특성

박 정근2, 피 정훈2, 정 지영2, 박 정석2, 양 형호2, 이 철호2, 서 강욱2, 손 성원2*
2국립수목원 산림자원보존과

초록

본 연구는 희귀 및 특산식물과 멸종위기야생식물 Ⅱ급으로 지정되어 있는 세뿔투구꽃의 자생지 환경을 조사하여 보전 및 복원 시 기초자료를 제공하고자 한다. 조사결과 세뿔투구꽃의 자생지는 해발고도 260-728m범위와 경사 4-39° 의 계곡부에 주로 생육하는 것으로 조사되었다. 식생 및 관속식물 조사결과 7개 지역의 20개 방형구내에서 조사된 관속식물은 총 147분류군이 출현하였으며, 각 조사구내 초본층 피도와 빈도를 기초로 한 세뿔투구꽃의 중요치를 산출한 결과 평균 24.3%로 나타났다. 종다양도는 1.23로 산출되었으며, 우점도와 균등도는 각각 0.22와 0.77로 확인되었다. 토양분석 결과 토성은 미사질양토(4site)와 사질양토(2site), 양토(1site) 순으로 나타났으며, 유기물함량은 7.83%, 전질 소함량은 0.35%, pH는 5.69으로 측정되었다. 환경요인과 개체군특성에 기초한 상관분석에서는 세뿔투구꽃의 자생지에 서 엽록소와 경사도간의 강한 부의상관이 인정되었고, 개화율과 토양습도는 부의상관이 인정되었다. 자생지의 안정적 인 유지를 위해서는 서식지 보전이 중요하며 서식지 주변에 보호구역을 설정이 필요하다고 판단된다.

특산식물 , 희귀식물 , 보존 , 개체특성 , 식생구조
    Korea Forest Service

    서 론

    제 10차 생물다양성협약(CBD; Conservation on Biological diversity)의 나고야의정서 채택에 따른 생물자원에 대한 개 별국가의 배타적 권리가 인정됨으로써 국가 수준의 특산식 물은 한 나라의 고유한 유전자원이라는 의미에서 매우 중요 한 가치를 지닌다(Cheon et al., 2010; Hong et al., 2013).

    우리나라의 특산식물은 한반도의 고유한 자연환경에 적 응 진화해온 세계적으로 한국에만 분포하는 유일하고도 독 특한 식물이다(Kim, 2004b). 따라서 국가의 고유의 유전자 원인 특산식물에 대한 보전생물학적 기초 자료는 안정적인 보전과 자원의 지속가능한 이용이라는 측면에서 필수적이 다. 한반도 특산식물은 종개념, 유효 학명의 인정 여부, 인접 국 분포 등의 분류학적 문제에 따라 제시되는 분류군의 수 가 학자 및 기관에 따라 상이하지만, 세뿔투구꽃은 현재까 지 제시된 한반도 특산식물 지정 목록에서 대부분 특산식물 로 기록되어 있다(Paik, 1999; Oh et al., 2005; Kim, 2004b; Park, 2007; Chang et al., 2014).

    세뿔투구꽃(Aconitum austrokoreense Koidz.)은 미나리 아재비과(Ranunculaceae) Aconitum속 Austrokoreensia절 의 여러해살이풀로(Tamura, 1995), 경상북도(청량산, 금오 산), 경상남도(지리산), 전라남도(백운산) 등 남부 지역을 중심으로 분포하며, 주로 낙엽활엽수가 우점하는 산지 숲속 의 사면 및 가장자리의 서늘한 곳에 자생한다(Park, 2007). 하지만 분포범위에 비해 개체수가 많지 않아 희귀식물 취약 종(VU)과, 멸종위기야생식물 Ⅱ급으로 지정되어 있다(Korea National Arboretum, 2008; Ministry of Environment, 2005).

    위협종에 대한 적절한 보전대책을 마련하기 위해서는 대 상 식물의 생물학적 특성과 서식지의 환경 특성에 대한 정 보가 필수적이다(Orians and Soulé, 2001; Chung et al., 2013). 세뿔투구꽃에 대한 연구는 현재까지 주로 계통 및 분류(Noh, 2000; 2009) 대한 연구가 진행되었으며, 생태 및 보전생물학적 측면에서 결과를 제시하는 연구는 미진한 실정이다. 따라서 본 연구는 한반도 특산식물이며 우리나라 고유의 유전자원인 세뿔투구꽃의 자생지 생태 환경 및 개체 군 특성에 대한 자료를 제시하여 향후 적절한 현지 내·외 보전 방안 수립에 기초자료로 활용하고자 수행되었다.

    연구방법

    1.식생조사 및 분석

    세뿔투구꽃 자생지에 대한 정보는 표본과 기존문헌에 기 초하여 수집하였다. 표본 정보는 국가생물종지식정보시스 템 (http://www.nature.go.kr)에 제공된 자료를 이용하였고, 문헌정보는 증거표본을 제시한 논문과 연구보고서 등을 이 용하였다. 이렇게 수집된 자료를 토대로 자생지를 탐색한 후 대구(DG), 봉화(BH), 구미(GM), 창원(CW), 장수(JS), 순천(SC) 및 광양(GY) 등 총 7개 지역을 대상지로 선정하 였다(Figure 1). 현장조사는 세뿔투구꽃의 개화시기를 중심 으로 2014년 9월에서 2015년 11월까지 수행되었다. 각 지 역별 자생지 내에 대방형구(15m×15m)를 설치하였다. 또한 대방형구 내에 초본방형구(2m×2m)를 설치하였다(대방형 구 내의 세뿔투구꽃 개체수를 고려하여 SC는 2개 초본방형 구 그 외 지역은 3개 초본방형구 설치).

    식생조사는 층위별(교목・아교목・관목층・초본층)로 구 분하여 Braun-Blanquet(1964; 1965)법을 적용하여 수행하 였다. 임분구조는 방형구 내에 출현하는 흉고직경 2.5㎝이 상의 모든 목본식물을 대상으로 지표면으로부터 1.3㎝ 지 점에서 직경자를 이용하여 측정하였다. 교목층과 아교목층 은 흉고직경을 바탕으로 기저면적(Basal area)를 산출하였 다. 세뿔투구꽃과 실직적인 경쟁관계에 있는 초본층과 관목 층은 종간 상대적 우세를 비교하기 위하여 Curtis and Mcintosh(1951)의 중요치(I.V.: Importance Value)를 백분 율로 나타낸 상대우점치(I.P.: Importance Percentage)를 계 산하였다. 이 과정에서 출현빈도 5%이하의 종은 제외하였 다(Bower and Zar, 1977).

    식물의 동정은 Lee(1996a), Lee(1996b), Lee(1980; 2003a; 2003b), Park(2009), Kim and Kim(2011) 등의 도감을 참고 하였다. 양치류는 Korea Fern Society(2005)의 한국양치식 물도감을 이용하였고, 벼과는 Korea National Arboretum (2004)의 한국식물도해도감1을 이용하였다. 그리고 학명과 국명은 Korea National Arboretum and The Plant Taxonomic Society of Korea(2007)가 제시한 국가표준식물목록에 준 하였다.

    2.자생지 환경분석

    세뿔투구꽃 자생지의 해발고도(m), 경도 및 위도는 GPS (GARMIN Oregon 300)를 이용하여 측정하였고, 각 방형 구의 경사(°)와 방위(°)는 각각 Suunto社의 Clinometer를 이용하여 측정하였다.

    수관열림도(Canopy Openness) 및 임내 광량(Light Availability) 측정을 위하여 어안렌즈로 영상을 촬영하였다 (Canon 5D-MarkⅢ, Sigma 8㎜ 1:3.5). 영상 분석은 Gap Light Analyzer 2.0 프로그램의 Standard overcast sky model을 이용하여 분석하였다. 각 장소의 측정값의 오류를 최소화하기 위하여 촬영지점의 해발고도, 경사 및 사면방향 을 적용하여 보정하였다.

    자생지 토양환경은 토양온도와 습도로 토양수분계(Aquaterr EC-300)를 이용하여 측정하였다. 토양 수분을 측정하기 전 에 전 프로브(probe)를 물에 완전히 담근 후 보정을 실시하 였고, 측정은 프로브를 토양 속에 완전히 밀어 넣어 측정하 였으며, 측정센서가 안정 될 때까지 2분 대기한 후 값을 기록하였다.

    각 자생지 식생의 상대적인 양적지수를 비교하기 위해 종풍부도(Barbour et al., 1987)와 종다양도(Shannon and Weaver, 1963), 균등도(Pielou, 1975), 우점도(Simpson, 1949)를 분석하였다. 환경요인, 식생조사 결과와 개체특성 을 바탕으로 각 요인 간 상호연관성을 파악하기 위하여 상 관분석을 실시하였으며(Pearson, 1895), 통계분석은 SPSS(ver. 18.0, IBM)을 활용하여 분석하였다.

    3.토양분석

    토양분석 시료는 각 조사구에 임의의 5개 지점의 낙엽층 을 제거한 후, 0-10cm 깊이에서 샘플을 채취하여 혼합하였 으며, 실험실로 운반 후 음지에서 자연 건조한 후, 토양의 이화학적 특성을 분석하였다. 유기물함량 Walkley-Black wet oxidation 방법으로 분석하였고, 전질소함유량 micro- Kjeldahl법, 유효인산은 Ascorbic acid에 의한 몰리브덴 청 법으로 정량하였으며, 치환성양이온분석(E.C.; exchangeable cation)은 1M Ammonium acetate로 침출 시킨 후 ICP (inductively couple plasma mass spectrometer)를 이용하여 분석하였다. 양이온치환용량(C.E.C.; cation exchange capacity) 을 구하였으며, 토성은 hydrometer법을 이용하여 모래, 미 사, 점토의 비율을 구한 후 미국농무성법에 의해 분류하였 고, 토양 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 분석하였다 (Korea Forest Research Institute, 2007).

    결과 및 고찰

    1.서식지 환경 특성

    세뿔투구꽃의 자생지는 지리적으로 동경 127° 27′~ 128° 55′, 북위35° 03′~36° 46′에 위치하고 있다. 해발은 248m~744m, 경사는 4°~39° 범위로 경사가 완만하고 가 파른 지역까지 다양한 입지조건에 분포하는 것으로 확인되 었다(Table 1). 조사지의 기후 분포는 조사지역과 가장 인접 한 기상관측소에서 측정된 지난 30년간(1981년-2010년)의 자료를 이용하여 분석한 결과, 연평균기온(℃)은 9.9(BH) ~14.9(CW), 연평균습도(%)는 61.6(DG)~73.9(JS), 그리 고 연평균강수량(㎜)은 1064.4(DG)~1545.4(CW)로 온대 식물의 기후구에 속하며, 남해안형, 남부내륙형, 대구형 기 후 등 다양한 기후에 분포하였다(Kim, 2004a; Kim and Lee, 2006; Korea Meteorological Administration, 2011).

    토양노출도(%)는 SC(45.0)가 가장 높게 나타났고, 암석 노출도(%)는 CW(35.0%)와 GM(33.3%)가 가장 높은 것으 로 나타났다(Table 1). 토양습도(%)는 경사가 완만한 GY가 가장 높게 나타났고, 경사가 가파른 BH가 낮게 나타났다 이러한 결과는 경사가 급할수록 토양수분 유출량이 보다 크게 발생하기 때문인 것으로 판단된다(Bryan, 1999).

    2.세뿔투구꽃 개체특성

    세뿔투구꽃의 개체밀도(stems/㎡)는 평균 9.2로 나타났 으며, DG에서 13.3으로 가장 높고, GM는 2.1로 가장 낮게 나타났다. 개체수(촉)는 평균은 105.9로 나타났고, BH, GM, SC, GY, JS, DG 및 CW에서 각각 163, 25, 59, 93, 135, 165 및 106개체로 전체조사구에서 200개체 미만으로 적은 편이었다. 개화율(%)은 평균 43.0로 나타났고, BH가 62.0로 개체밀도가 높은 지역에서 가장 높게 나타났으며, GY는 22.6로 가장 낮게 나타났다(Table 2). 세뿔투구꽃에 대한 기존에 수행된 National Institute Environment Research(2004; 2005)의 연구결과에서는 개화율(%)이 평 균 47.0로 나타나 본 연구결과와 유사한 것으로 나타났다. 하지만 개체밀도(stems/㎡)는 평균 4.9로 본 연구와 약 2배 의 차이를 보였다.

    3.세뿔투구꽃의 식생다양성

    1)임분구조 및 중요치 분석

    세뿔투구꽃 자생지 7개 지역에 대한 매목조사, 식생조사 를 통해 얻은 자료를 통해 흉고직경 2.5㎝ 이상의 목본층에 대해서는 흉고단면적을 분석하였고, 관목층과 초본층의 피 도값과 빈도값을 바탕으로 중요치를 분석하였다. 먼저 흉고 단면적을 분석한 결과(Table 3), GM는 46.0㎡/㏊로 높게 나타난 반면에 SC는 11.7㎡/㏊로 낮게 나타났다. 주요 목본 층 수종구성은 졸참나무와 산뽕나무가 대부분지역에서 출 현하였으며, 지역별 주요수종은 생물기후계(Kim, 2004; Kim and Lee, 2006)에서 대구형에 속하는 BH에서 굴참나 무(Quercus variabilis Blume) 12.0㎡/㏊, 느티나무(Zelkova serrata (Thunb.) Makino) 3.9㎡/㏊, 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla Hance) 2.2㎡/㏊ 등이 우점하고 있었으며, 같은 생물기후계인 GM에서도 굴참나무는 13.3㎡/㏊, 서어 나무(Carpinus laxiflora (Siebold & Zucc.) Blume) 9.3㎡/ ㏊, 갈참나무(Q. aliena Blume) 8.9㎡/㏊ 등이 우점하는 것 으로 나타났다. DG도 또한 같은 생물기후구계로 졸참나무 (Q. serrata Thunb.) 9.0㎡/㏊, 비목나무(Lindera erythrocarpa Makino) 8.9㎡/㏊, 고욤나무(Diospyros lotus L.) 3.0㎡/㏊ 등이 우점하고 있는 것으로 나타났다. JS의 생물기후구계는 중남부내륙형으로 산벚나무(Prunus sargentii Rehder) 19.9 ㎡/㏊, 소나무(Pinus densiflora Siebold & Zucc.) 8.6㎡/㏊, 졸참나무 3.21㎡/㏊등이 우점하는 것으로 나타났다. 남부내 륙형의 생물기후구계인 SC에서 층층나무(Cornus controversa Hemsl. ex Prain) 4.3㎡/㏊, 이나무(Idesia polycarpa Maxim.) 2.0㎡/㏊, 때죽나무(Styrax japonicus Siebold & Zucc.) 1.9 ㎡/㏊ 등이 우점하는 것으로 나타났다. 마지막으로 남해안 형에 속하는 GY에서 팽나무(Celtis sinensis Pers.) 10.0㎡/ ㏊, 고욤나무(Diospyros lotus L.) 6.3㎡/㏊, 합다리나무 (Meliosma oldhamii Maxim.) 4.7㎡/㏊ 등이 우점하였고, 같은 생물구계인 CW는 산벚나무가 10.4㎡/㏊, 졸참나무 6.3㎡/㏊, 비목나무 4.5㎡/㏊ 등이 우점하는 것으로 나타났 다. 이처럼 세뿔투구꽃은 한국내 다양한 생물기후구계 낙엽 활엽수림에서 자생하고 있으며, 향후 식생천이에 따른 목본 층의 밀도 증가와 식생 피압에 의해 세뿔투구꽃의 개화와 결실에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

    관목층의 중요치 분석한 결과(Table 4), 초피나무 (Zanthoxylum piperitum (L.) DC.)가 대부분의 지역에서 생 육하는 것으로 나타났으며, BH는 매화말발도리(Deutzia uniflora Shirai)와 생강나무(Lindera obtusiloba Blume)가 38.3%로 우점하는 것으로 나타났다. GM는 작살나무 (Callicarpa japonica Thunb.)와 매화말발도리가 12.5%로 우점하고, SC는 초피나무(Zanthoxylum piperitum (L.) DC.), 고로쇠나무(Lindera erythrocarpa Makino), 고추나 무(Staphylea bumalda DC.) 그리고 고광나무(Philadelphus schrenkii Rupr.)가 13.5%로 우점하는 것으로 나타났다. GY는 작살나무가 21.0%로 높게 나타났고, JS은 생강나무, 쪽동백나무, 팽나무가 18.9%로 우점하는 것으로 나타났다. DG에서는 초피나무가 24.5%로 높게 나타났고, CW는 작 살나무가 33.9%가 중요치가 높게 나타났다.

    초본층은 실질적으로 세뿔투구꽃과 다른종들이 경쟁 및 공존하는 층위이다(Byun et al., 2013). 7개 지역의 세뿔투 구꽃 중요치는 16.2-30.6%로 최우점종으로 분석되었다. 또 한 주름조개풀(Oplismenus undulatifolius (Ard.) P.Beauv.) 이 세뿔투구꽃과 함께 대부분의 지역에 함께 분포하는 것으 로 나타났다(Table 5).

    2)종풍부도(Species richness), 종다양도(Species diversity), 우점도(Dominance) 및 균등도(Evenness)

    세뿔투구꽃 자생지 7개 지역 총 20개 방형구에서 조사된 관속식물은 총 147분류군이 조사되었다. 층위별로는 교목 층 22분류군, 아교층 23분류군, 관목층 29분류군 그리고 초 본층 119분류군으로 나타났다. 자생지별로는 CW가 53분 류군으로 종풍부도가 가장 높은 것으로 나타났고, GY는 30분류군으로 가장 적은 종풍부도로 조사되었다. 이는 GY 의 아교목층에 당단풍나무의 밀도가 높아 상대적으로 낮은 광조건과 계곡과 인접한 전석지에 분포하여 비교적 식물의 생장에 불리한 생태적 환경에 기인된 결과로 판단된다 (Cheon et al., 2010).

    조사된 분류군 중 희귀식물(Korea National Arboretum, 2008)은 광릉요강꽃(Cypripedium japonicum Thunb.), 산 들깨(Mosla japonica (Benth.) Maxim.), 세뿔투구꽃(Aconitum austrokoreense Koid.), 매미꽃(Coreanomecon hylomeconoides Nakai) 및 좀사위질빵(Clematis brevicaudata DC.) 등 5분 류군이 출현하였다. 한국의 특산식물은 전 세계에서 한반도 에만 자생하는 식물을 말하며, 328종이 분포하는 것으로 알려져있다(Oh et al., 2005). 특산식물(Oh et al., 2005)은 3분류군으로 세뿔투구꽃을 포함한 매미꽃과 고광나무 (Philadelphus schrenkii Rupr.)가 출현하였다. 귀화식물(Lee et al., 2011)은 1분류군으로 달맞이꽃(Oenothera biennis L.)이 출현하였다.

    세뿔투구꽃 자생지 초본층 식생의 양적지수를 산출한 결 과(Table 6), 종 다양도는 평균 1.23으로 산출되었으며, 지 역별로는 SC가 1.32로 가장 높게 나타났고, BH가 1.15로 가장 낮게 나타났다. 이는 SC의 경사가 완만하고 계곡과 인접하여 다양한 식물이 나타나 다양도가 높게 나타났으며, BH는 경사가 가파르고 토양습도가 낮은 입지조건 때문에 낮게 나타난 것으로 판단된다.

    Pielou(1975)는 군락내의 최대 다양도에 대한 종다양도 의 값이 근접할수록 군락의 구조는 안정적이고, 값이 멀수 록 구조가 불안정하다고 하였다. 조사지역중 GM와 SC가 가장 안정적이었고, DG와 JS가 가장 불안정한 것으로 나타 났다. 이것은 DG와 JS 경우 임도와 인접하여 인위적 교란 에 노출되어 있으며, GM와 SC의 경우 등산로와 거리가 먼곳에 위치하여 비교적 인위적 교란의 정도가 적은상태 인 것으로 판단된다.

    종다양성은 산림 발달의 척도가 되기도 한다. 교란이 발 생한 후, 2차 천이가 진행되면서 산림의 안정성과 성숙도가 증가하기 때문에 많은 학자들은 산림의 속성과 그 천이 단 계에서 종다양성과의 연관성을 연구하였다. 산림의 구조적 인 복잡성, 외부 교란 요인으로부터의 안정성, 그리고 산림 발달 과정상의 성숙도는 종다양성과 비례하는 경향이 있다 (Loucks, 1970; Bazzaz, 1979).

    우점도는 평균 0.23로 산출되었으며, 지역별로는 CW가 0.27로 가장 높은 것으로 나타났고, GY가 0.18로 가장 낮은 것으로 나타났다. 종다양성지수(H’)를 최대종다양성(H’ max) 으로 나눈 균등도는 1에 가까울수록 균일한 식생상태를 나 타내는데(Brower and Zar, 1977), 조사지역 중 SC, GY과 GM은 0.79이상으로 비교적 균질한 식생형을 유지하는 것 으로 나타났지만 반면에 나머지 지역은 평균 값 0.77보다 낮은 값을 나타내어 특정 분류군들에 편중된 식생형을 갖는 것으로 확인되었다. 우점도는 0.9이상일 경우에는 1종, 0.3-0.7일 경우 2-3종, 0.3 이하인 경우에는 다수의 종이 우 점하는 것을 의미하는데(Whittaker, 1965), 세뿔투구꽃 자 생지는 평균 0.2 이하로 여러 분류군이 함께 우점하는 식생 형으로 나타났다.

    4.토양분석

    1)물리적 특성

    세뿔투구꽃 자생지 토양의 물리적 특성을 분석한 결과 (Table 7), 토성은 미사질양토(Sity Loam)는 4개(SC, JS, CW, DG)지역, 사질양토(Sandy Loam)는 2개(BH, GY)지 역 그리고 양토(Loam)가 1개(GM)지역으로 미사질양토가 우세하였다. 토양 입경분포는 모래 16.2%-63.2%, 미사 27.2%-64.6%, 점토는 9.6-21.2%의 범위로 평균 각각 35.2%, 48.7%, 16.1%로 확인되었다. 이러한 토양특성은 세 뿔투구꽃의 근경 발달에 유리한 것으로 판단되며, 배수성이 높아 이를 개선할 수 있는 유기물의 공급이 지속적으로 이 루어져야 할 것으로 생각된다. 한편 7개 자생지 중 SC, JS, DG, CW의 경우 모래함량이 우리나라 산림토양의 평균보 다 적은 것으로 나타났는데 이러한 결과는 세뿔투구꽃 자생 지 입지가 전석지대로 입경이 크기 때문인 것으로 판단된다 (Kim et al., 2007).

    2)화학적 특성

    토양 이화학 특성에 있어 유기물 함량은 토양의 물리 특 성변화와 중추적 역할을 한다. 또한 질소의 대부분과 유효 인산의 50-60%를 공급하며, 양이온 치환용량을 개선시키 는데 큰 영향을 미친다(Brady, 1990). 자생지 토양의 유기 물함량은 SC가 11.3%로 가장 높게 나타났고, BH는 3.2% 로 가장 낮게 나타났다, 평균 유기물함량은 7.83%로 우리나 라의 산림토양 평균 4.49%에 비해서 유기물 함량이 풍부한 것으로 나타났다. BH의 경우 가파른 경사로 인하여 강우에 의해 용탈작용으로 낮은 유기물 함량을 보인 것으로 판단된 다(Jeong et al., 2002)(Table7).

    토양 pH는 부식층의 발달이나 모암, 토양의 질산화율의 정도, 그리고 식생에 의한 양이온 흡수에 의해서 변화를 보 인다(Jeong et al., 2002). 세뿔투구꽃 자생지의 pH는 5.1-6.1범위 내 분포하였으며, 평균 pH는 5.69로 우리나라 산림토양 평균 pH 5.48 보다 높게 나타났다(Jeong et al., 2002).

    식물체에 흡수되어 식물의 발근, 착근 및 신진대사 등을 촉진하는 유효인산(㎎ ㎏-1)의 경우 4.4-12.9 범위 평균 8.0 로 나타났다. 우리나라 산림토양의 A층의 평균 25.5와 B층 의 평균 11.9보다 유효인산이 낮게 나타났다(Jeong et al., 2002). 이와 같이 조사지의 유효인산 함량이 낮은 것은 조사 구 대부분이 산성토양으로 유효인산이 용탈된 것으로 판단 된다(Jeong et al., 2002).

    토양내의 전질소는 유기물함량과 밀접한 상관을 보이는 것으로 알려져 있다. 전질소함량은 BH(0.15%)을 제외한 모 든 지역에서 0.25%-0.49%로 우리나라 산림토양의 전질소 함량 0.19%에 비해 비교적 높은 것으로 나타났다.

    토양의 치환성양이온은 pH와 밀접한 관계가 있다(Jeong et al., 2002). 세뿔투구꽃 자생지의 치환성양이온(c㏖c ㎏-1)은 CW가 K+(0.92), Na+(0.06), Ca2+(1.70), Mg2+(0.34)으 로 다른 지역에 비해 높은 값을 나타났다. GM의 경우 상대 적으로 낮게 나타났는데, 이러한 결과는 앞서 언급한 것처 럼 GM의 낮은 토양 pH 값에 기인한 것으로 판단된다. 또한 치환성양이온의 감소패턴은 일반적으로 산림토양에서 치 환성양이온은 Ca2+>Mg2+>K+>Na+순으로 감소한다는 Jeong et al.(2002)과 일치하는 결과를 보였다. GM의 초본 층 피도가 다른지역에 비해 낮게 나타났는데, 이는 식물이 광합성에 필수적인 엽록소의 구성성분인 마그네슘의 함량 이 낮기 때문인 것으로 판단된다(Jin et al., 1994).

    위의 결과를 종합해볼 때, 세뿔투구꽃은 유기물함량과 유 효인산의 함량이 높고, 토양pH가 약산성이며 치환성양이온 함량이 높은 비옥한 토양을 선호하는 것으로 판단된다.

    5.상관분석

    세뿔투구꽃의 자생지의 환경요인(해발, 경사, 방위, 수관 열림도, 광량, 토양 온습도, 낙엽층 높이 그리고 토양 및 암석 노출도)과 개체군특성(개체수, 개화율 및 엽록소)사이 의 상관관계 분석을 실시하였다(Table 8).

    분석결과 엽록소와 경사도간의 강한 음의 상관관계를 인 정되고, 엽록소와 사면방향 양의 상관이 인정되었다. 이는 경사가 완만하고 사면방향이 북쪽인 조사구에서 엽록소 함 량이 높게 나타났는데, 이들 지역의 수관열림도와 광도가 낮은 것으로 나타났다. Lee(1997)의 낮은 광도에서도 광합 성을 효율적으로 하기 위하여 높은 광도에 노출된 식물보다 엽록소 함량이 더 많다는 경향과 일치하였다.

    개화율과 토양습도에 음의 상관관계가 인정되었다. 과거 연구(Lee et al., 1995; Oh et al., 2013)에 의하면 세뿔투구 꽃은 경사가 완만하고 습윤한 입지를 선호하는 것으로 알려 져 있지만, 본 연구에서는 토양습도가 낮은 BH, GM, CW 의 개화율이 높은 것으로 이전 연구들과 차이를 보였다. 토 양노출도와 개체수간에도 음의 상관이 인정되는데, 이러한 결과는 세뿔투구꽃이 군반(軍班; Patch)형태로 분포하는 생 육특성 때문에 개체수가 많으면 상대적으로 토양노출도가 낮게 나타났기 때문인 것으로 판단된다(National Institute Environment Research, 2005).

    6.보전방안

    본 연구를 통하여 세뿔투구꽃의 자생지는 경북 봉화를 비롯하여 경북 구미, 대구, 경남 창원, 전북 장수, 전남 순천, 광양에 이르기까지 청량산과 지리산을 중심으로 세뿔투구 꽃이 분포하는 것으로 조사되었다. 본 연구와 기존문헌에 따르면 세뿔투구꽃의 분포하는 지리적 특징은 전형적인 계 곡사면, 계곡과 인접한 전석지에서 군반(Patch)형태로 분포 하였으며, 개체수가 200개체 미만의 적은 개체수가 분포하 는 것을 알 수 있다.

    Aconitum속 식물은 뿌리에 알칼로이드 성분이 함유하는 것으로 널리 알려져 같은 속에 속하는 진범(A. pseudolaeve), 흰진범(A. longecassidatum), 줄바꽃(A. alboviolaceum) 놋 젓가락나물(A. ciliare), 백부자(A. coreanum), 투구꽃(A. jaluense) 등을 약제로 이용하기 위해서 채취에 노출된 것으 로 알려져 있다. 인도의 경우 같은 속 식물이자 멸종위기식 물인 A. heterophyllum은 1년에 80만 개체 정도 채취되고 있다(Rai, L.K. et al, 2000). 세뿔투구꽃의 이용 정도는 알 려지지 않으나, 강한채취 압력을 받을 가능성이 높다. 또한 Aconitum속 식물은 뿌리를 약재로 이용하고 있어 지상부위 를 이용하는 식물들에 비해 더 심각한 피해를 입는다.

    따라서 희귀・특산식물인 세뿔투구꽃의 절멸을 막기 위 해서는 환경변화에 대한 취약성을 줄이고 자생지의 크기를 증가 시킬 수 있는 효율적인 보전방안을 마련이 시급하다. 세뿔투구꽃의 자생지 대부분이 등산로 옆 사면, 계곡과 인 접한 전석지 임은 감안하여 인위적・자연적 요인에 의해 자생지가 훼손이 이루어지지 않도록 서식지 보전이 중요하 며 장기적인 유지를 위해서는 서식지 주변에 보호구역을 설정하여 현지 내 보존이 필요하다(Byun et al. 2013).

    자생지 집단 중 유전적 다양성이 높은 집단에 보존의 우 선권을 설정하고 이 집단으로부터 도입한 종자를 서식지외 보전기관에서 대량증식을 통하여 자생지와 비슷한 환경인 주변지역에서 도입실험을 통해 자생지의 크기를 늘려가는 체계적인 보전 방안의 수립을 적극적으로 고려해야 할 것이 다(So & Song. 2012). 따라서 세뿔투구꽃의 종자 특성파악 과 이를 이용한 발아 및 증식 연구를 수행하고 이를 토대로 최소 존속개체군 형성에 필요한 개체를 확보해야 할 것으로 판단된다(Pi et al., 2016).

    Figure

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    Distribution map of Aconitum austrokoreense in natural habitats

    Table

    Geographical characteristics of A. austrokoreense habitats

    Population characteristics of A. austrokoreense in different habitats

    Mean of Breast Height Area(BHA, m2/㏊) and stem density(D, stem/㏊) of woody species in overall and each site of A. austrokoreense habitats

    other 15 species omitted : Styrax obassia Siebold & Zucc., Meliosma myriantha Siebold & Zucc., Actinidia arguta (Siebold & Zucc.) Planch. ex Miq., Linderaobtusiloba Blume, Acer pictum subsp. mono (Maxim.) Ohashi, Carpinus cordata Blume, Carpinus tschonoskii Maxim., Pueraria lobata (Willd.) Ohwi, Staphylea bumalda DC., Securinega suffruticosa (Pall.) Rehder, Zanthoxylum piperitum (L.) DC., Callicarpa japonica Thunb., Aralia elata (Miq.) Seem., Philadelphus schrenkii Rupr., Rhus tricocarpa Miq.

    Importance percentage of major Shrub layer species

    Importance percentage of major herbaceous layer species

    other 50 species omitted : Deutzia uniflora Shira, Acer pictum subsp. mono (Maxim.) Ohashi, Thalictrum filamentosum var. tenerum (Huth) Ohwi, Polystichum tripteron (Kunze) C.Presl, Philadelphus schrenkii Rupr., Rubus oldhamii Miq., Staphylea bumalda DC., Clematis brevicaudata DC., Malus baccata Borkh., Mentha arvensis var. piperascens Malinv. ex Holmes, Alangium platanifolium var. trilobum (Miq.) Ohwi, Quercus serrata Thunb. Geranium thunbergii Siebold & Zucc. Isodon excisus (Maxim.) Kudô, Magnolia sieboldii K.Koch, Carpinus cordata Blume, Hydrangea serrata var. acuminata (Siebold & Zucc.) Makino, Viola albida var. chaerophylloides (Reg111el) F.Maek., Ulmus davidiana var. japonica (Rehder) Nakai, Symplocos chinensis for. pilosa (Nakai) Ohwi, Torreya nucifera (L.) Siebold & Zucc., Pyrola japonica Klenze ex Alef., Styrax obassia Siebold & Zucc., Aster scaber Thunb., Actinidia arguta (Siebold & Zucc.) Planch. ex Miq., Thalictrum uchiyamai Nakai, Parthenocissus tricuspidata (Siebold & Zucc.) Planch., Oplismenus undulatifolius (Ard.) P.Beauv., Smilax china L., Boehmeria spicata (Thunb.) Thunb., Pseudostellaria heterophylla (Miq.) Pax ex Pax & Hoffm., Clematis fusca var. violacea Maxim., Corylus heterophylla Fisch. ex Trautv., Morus bombycis Koidz., Pueraria lobata (Willd.) Ohwi, Pteridium aquilinum var. latiusculum (Desv.) Und. ex Heller., Clerodendrum trichotomum Thunb., Rubus crataegifolius Bunge, Lysimachiaclethroides Duby, Elsholtzia ciliata (Thunb.) Hyl., Dioscorea quinqueloba Thunb., Viola verecunda A.Gray, Ligustrum obtusifolium Siebold & Zucc., Vicia unijuga A.Braun, Paederia scandens (Lour.) Merr., Sceptridium ternatum (Thunb.) Lyon, Galium spurium var. echinospermum (Wallr.) Hayek, Angelica decursiva (Miq.) Franch. & Sav., Cornus controversa Hemsl. ex Prain, Disporum smilacinum A.Gray

    Population characteristics of herbaceous layer in A. austrokoreense habitats

    Soil Characteristics of A. austrokoreense habitats

    SL: Sandy Loam, L: Loam, SiL: Silty Loam

    Pair-wise correlation between environmental factor and population attributes of A. austrokoreense

    *: P ≤0.05,
    **: P ≤0.01
    Alt: Altitude, Asp: Aspect, Slo: Slope, CO: Canopy openness, LA: Light availability, ST: Soil temperature, SH: Soil humidity, BS: Bared soil, RE: Rock exposure, LD; Litter-layer depth, NS: No of stems, FR: Flowering rate, CC: Chlorophyll content(SPAD Value)

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