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ISSN : 1229-3857(Print)
ISSN : 2288-131X(Online)
Korean Journal of Environment and Ecology Vol.30 No.6 pp.929-938
DOI : https://doi.org/10.13047/KJEE.2016.30.6.929

A study on the Distribution, External Morphological Characteristics and Soil Condition of Exochorda serratifolia S.Moore

Jun-Ho Song2, Min-Jung Kong2, Min-Kyeong Oak2, Suk-Pyo Hong2*
2Dept. of Biology, Kyung Hee Univ., Seoul 02447, Korea

a 이 논문은 2013년도 국립산림품종관리센터의 '특성조사요령(TG) 제정을 위한 위탁시험사업(No. 20130443)'의 지원에 의하여 연구되었음.

교신저자 Corresponding author: Tel:+82-2-961-0842, Fax:+82-2-961-0244, sphong@khu.ac.kr
April 28, 2016 December 19, 2016 December 24, 2016

Abstract

This study reviewed the external morphological characteristics of a rare species, Exochorda serratifolia S.Moore, in South Korea through a comparison of its previous records. Also, a distribution map of this species was made using previous data on flora and voucher specimens. Furthermore, the soil characteristics of Exochorda serratifolia S.Moore was analysed in order to determine the correlation between external morphological features and soil characteristics. At the study sites, soil organic matter, total nitrogen, available phosphates, exchangeable potassium, exchangeable calcium, exchangeable magnesium, cation exchange capacity and soil pH were found to be in the ranges of 3.25-29.83%, 0.15-1.14%, 3.0-156 ㎎/㎏, 0.39-1.49 cmol+/㎏, 2.48-38.07 cmol+/㎏, 0.77-18.29 cmol+/㎏, 7.3-23.0 cmol+/㎏ and 4.6-7.1 respectively. The soil condition surrounding the population of Exochorda serratifolia S.Moore in Mt. Ap-san (Daegu) was found to have higher percentages of organic matter, total nitrogen, and cation exchange capacity than the soil condition of other populations. Moreover, the length of inflorescence and the number of flowers in this population were significantly higher than the populations studied in other areas (P < 0.001). We also identified a significant correlation between genetic, geographic distance and several morphological characteristics. A comprehensive review of various data on Exochorda serratifolia S.Moore such as external morphological characteristics, genetic structure, growth conditions, vegetation properties, and environmental characteristics is required to understand its growth characteristics and conserve this rare species.


희귀식물 가침박달(Exochorda serratifolia S.Moore)의 분포, 외부형태학적 형질 및 토양특성에 관한 연구

송 준호2, 공 민정2, 옥 민경2, 홍 석표2*
2경희대학교 생물학과

초록

본 연구에서는 희귀수종인 가침박달의 외부형태학적 형질을 재검토하여 기존 문헌 및 선행 연구와의 차이를 파악하 였으며, 식물상 문헌 및 표본정보를 통해 국내 분포도를 작성하였다. 또한 토양의 이화학적 특성을 분석하여 외부형태형 질과 토양 조건과의 상관성을 고찰하였다. 가침박달 자생지 토양분석 결과, 유기물함량 3.25-29.83%, 전질소함량 0.15-1.14%, 유효인산 3.0-156㎎/㎏, 치환성 K+ 0.39-1.49cmol+/㎏, 치환성 Ca2+ 2.48-38.07cmol+/㎏, 치환성 Mg2+ 0.77-18.29cmol+/㎏, 양이온치환용량 7.3-23.0cmol+/㎏으로 확인되었으며, 토양 pH는 4.6-7.1인 것으로 조사되었다. 대구 앞산 집단의 경우, 유기물함량, 전질소, 양이온치환용량이 가장 높았고, 화서의 길이가 길고, 꽃의 수가 많아 다른 지역에 비해 유의성 있게 차이를 나타냈다(P < 0.001). 또한, 집단의 유전적거리와 지리적 거리, 일부 외부형태형 질의 차이를 통해 이들의 상관성을 확인할 수 있었다. 희귀 수종인 가침박달의 생육특성을 파악하고, 서식지 내 보존을 위해 외부형태형질, 유전적 구조, 생육상태, 식생구조, 환경특성 등 다양한 데이터의 종합적 고찰이 필요하다.


    Korea Forest Service
    20130443

    서 론

    최근 들어 전 세계적으로 유용 식물 자원의 중요성에 대 한 관심이 고조되며, 각 국가에 분포하고 있는 자생식물에 대한 지속적인 관심과 개발의 중요성이 강조되고 있다. 특 히, 멸종위기종(endangered species), 희귀종(rare species) 의 경우에는 보호와 보존을 위해 자생지의 환경적 특성, 집 단의 유전적 다양성 등의 연구는 물론 해당 종에 대한 자세 한 외부형태학적 형질 연구가 반드시 필요하다.

    가침박달속(Exochorda Lindl.)은 장미과(Rosaceae Juss.), 조팝나무아과(Spiraeoideae Arn.)에 속하는 분류군으로 4 종이 속하며, 전 세계적으로 한국, 중국, 일본 등 동아시아와 중앙아시아에만 분포하는 아시아 특산속 식물로 보고되어 있다(Gu and Alexander, 2003; Kalkman, 2004). 한반도에 는 가침박달(Exochorda serratifolia S.Moore) 1종이 중부 지역 이북의 바위지대 분포하는 것으로 알려져 있으며(Lee, 1993; Lee, 2007; Kim and Kim, 2011), 잎 배축면에 털이 남아있고, 꽃차례에 꽃이 1-2개 피는 특징으로 구분되는 털 가침박달(E. serratifolia S.Moore var. oligantha Nakai)이 북한의 황해도 및 함경도에 자생한다고 보고되어 있다(Lee, 1993; Im, 1997). 하지만, 최근 한반도 관속식물 체크리스트 에는 털가침박달이 가침박달의 분류학적 이명으로 정리되 어 있다(Chang et al., 2014). 가침박달은 높이가 5m에 이르 는 낙엽 관목으로 4-5월에 총상꽃차례에 백색의 양성화가 모여 달리며, 9월에 삭과의 열매가 성숙한다(Lee, 1993; Kim and Kim, 2011). 본 종은 종자번식, 삽목, 접목, 분지에 의해 증식이 잘 되고, 꽃이 아름다울 뿐 아니라 내음성, 내한 성, 내병충성이 강해 매우 유용한 원예작물로 평가되고 있 다(Lee et al., 1987). 남한에는 인천광역시 덕적도, 강원도 양구군, 충청북도 단양군과 청주시, 전라남도 신안군 등 지 리적으로 불연속적 분포를 보이는데(Lee, 1989; Park, 2004), 최근 자생지 주변 도심의 발달, 불법 채취 등 인위적 요소로 인해 자생지 내 개체수 및 자생지가 감소되어, IUCN의 범주와 평가 방법에 따라 LC (관심대상) 등급의 희귀식물로 지정 및 적색자료집(Red List)에 등재되어 보 호·관리되고 있다(Korea Forest Service, 2008; National Institute of Biological Resources, 2012). 특히, 자생지 군락 중 전라북도 임실군 군락은 천연기념물 제 387호로 지정되 어 관리되고 있고, 충청북도 청주시 명암동 화장사 군락과 대구광역시 남구 대명동 군락은 각각 산림유전자원보호구 역으로 지정되어 보호되고 있다. 그러나 이들 이외의 자생 지에 대해서는 체계적인 보호와 관리가 전혀 이루어지고 있지 않은 실정이다(Koh, 2006). 가침박달에 대한 연구로는 자생지 식생구조 및 환경 특성에 대한 연구가 많은 연구자 들에 의해 수행되었으며(Kim, 1988; Choi et al., 1994; Park, 1994; Park, 2004; Koh, 2006; Kim et al., 2014), 가침박달의 현지 내 유전자원보존을 위한 집단의 유전다양 성 및 유전구조 분석에 대한 연구 역시 수행되었다(Hong et al., 2013).

    그러나, 현재까지 한반도 내 가침박달의 실제 분포역과 외부형태학적 형질 연구가 미흡한 실정이고, 특히 각 자생 지 별 형태학적 형질의 비교 및 자생지 환경과의 연관성에 대한 고찰은 전혀 이루어지고 있지 않다. 따라서, 본 연구는 자생지 내 개체수 및 자생지가 감소되어 희귀종으로 지정되 어 보존이 필요한 분류군인 가침박달의 한반도 분포역을 보다 명확히 하고, 외부형태학적 형질을 자세히 기재하며, 각 자생지 별 형태학적 형질의 차이를 최근 수행된 자생지 환경연구결과와 비교하여, 본 종의 보존 및 유전적 다양성 을 위한 기초자료로 제공하고자 수행되었다.

    연구방법

    1.문헌, 표본조사 및 현지조사 연구 대상지 선정

    본 연구는 문헌과 표본조사를 기반으로 한반도 분포지역 을 정리하였으며, 일부 지역은 현지조사를 통해 생육지 현 황, 개체의 외부형태학적 형질 조사를 수행하였다. 분포조 사를 위해 한반도 관속식물 분포도(Oh et al., 2006, 2007, 2008, 2009, 2011)를 참조하였으며, 표본조사를 위해 가천 대학교(GCU), 강원대학교(KWNU), 경북대학교(KNU), 경 희대학교(KHUS), 국립수목원(KH), 서울대학교(SNU), 성 균관대학교(SKK), 안동대학교(ANH), 영남대학교(YNUH), 이화여자대학교(EWH), 전남대학교(CNU), 한남대학교 (HNHM)의 표본관에 소장된 표본을 이용하여, 동정 후 분 포도 작성 및 voucher 정보를 Appendix에 표시하였다. 외 부형태 연구에 사용된 재료로는 2013년 2월부터 2013년 10월까지 현지 조사를 통해 채집된 생체를 사용하였다. 조 사지로는 천연기념물 및 산림유전자원보호구역으로 지정 된 전라북도 임실군 관촌면 덕천리(JBIS: N 35°40′14.7″, E 127°16′27.6″), 충청북도 청주시 상당구 명암동 상당산 (CBCJ: N 36°39′02.8″, E 127°31′22.6″), 대구광역시 남구 대명동 앞산 (DGAP: N 35°49′02.2″, E 128°34′44.8″) 3지 역과 등산로 등 사람들의 접근이 비교적 용이한 강원도 영 월군 남면 광천리 청령포(GWNM: N 37°10′31.8″, E 128° 26′41.6″), 영월읍 영흥리 장릉(GWYW: N 37°11′43.8″, E 128°27′19.1″), 청원군 옥산면 동림리 동림산(CBCW: N 36°40′37.7″, E 127°19′32.3″) 3지역, 마지막으로 적색자료집 (Red List)에 약 3,000㎢를 점유하는 군락지로 보고(National Institute of Biological Resources, 2012)된 경상북도 예천 군 보문면 기곡리(GBYC: N 36°39′39.5″, E 128°30′42.0″) 1지역을 포함한, 총 7개 지역을 선정하여 현지 조사를 수행 하였다.Figure 1Figure 2

    2.조사분석

    분류군의 기재 및 형태적 형질의 측정을 위하여 건조표본 과 생체시료를 기준으로 디지털 캘리퍼스(Digital Calipers; Mitutoyo, CD-15CP), 해부 현미경(Stereoscopic Microscope; Zeiss, Stereo Discovery V8)을 사용하였으며, 부위별 색은 RHS 색도계(Royal Horticultural Society color chart) 사용 하였다. 형질 측정은 개화기와 결실기에 각 자생지별로 20 개체 이상씩 관찰 및 측정하였으며(Figure 3), 집단별로 측 정된 정량적 형질을 통해 평균과 표준편차를 구하였다. 또 한 집단 간 형질 차이의 유의성을 평가하기 위해 SPSS statistical software (version 18.00, SPSS Inc., Chicago, IL, USA, 2009)를 이용하여 독립표본 t-검정(Independent Samples t-Test)과 일원배치 분산분석(One-Way ANOVA)을 수행하 였고, 사후검증을 위해 Tukey 다중 비교를 실시하였다. 또 한 집단별로 측정된 유의성이 나타나는 일부 정량적 형질은 Mean Plot을 통해 표현하였다.

    형태학적 형질과 자생지의 환경과의 비교를 위해 현지조 사 및 가침박달 자생지의 환경특성에 관한 이전의 연구 (Kim et al., 2014)의 결과를 종합하여 제시하였다. 한편, 토양분석을 통해 주요 형태형질과의 연관성을 유추하였다.

    토양의 이화학적 특성 분석을 위해 6개 집단의 조사구에 서 유기물층을 제거한 후 깊이 0-10㎝에서 채취하여, 자연 건조 후 사용하였다. 토양의 유기물 함량은 Walkley-Black wet oxidation법으로 분석하였고, 전질소함량은 macro-Kjeldahl 법, 치환성 양이온 K+, Ca2+, Mg2+는 1M ammonium acetate로 침출 후 ICP(Inductively Coupled Plasma mass spectrometer) 를 이용하여 분석하였으며, 양이온치환용량(C.E.C.:Cation Exchange Capacity)을 구하였다. 유효인산은 Ascorbic acid 에 의한 몰리브덴 청법으로 정량하였으며, 토양의 pH는 1:5로 희석하여 측정하였다(Bicklhaupt et al., 1982).

    결 과

    1.분포

    문헌조사와 표본조사를 통한 본 연구 결과, 가침박달은 제주도를 제외한 전도에 분포하는 것으로 확인되었다 (Figure 1). 강원도에는 강릉시(석병산, 자병산), 삼척시(도 계읍), 양구군(상무룡리), 양양군(정족산), 영월군(선돌, 장 릉), 정선군(문래산), 춘천시(가리산)에 분포하는 것으로 조 사되었으며, 경기도에는 가평군(대성리), 남양주시(운길 산), 경상남도에는 거제시(거제도), 합천군(가야산), 대구에 는 달서구(상인동), 달성군(비슬산), 남구(앞산), 동구(팔공 산), 전라북도에는 임실군(관촌면), 충청남도에는 금산군 (서대산), 충청북도에는 단양군(소백산), 영동군(민주지산), 옥천군(환산), 제천시, 청주시(은암산, 화장사), 청원군(목 령산), 충주시에 분포하는 것으로 확인되었다.

    한편, 도서 지역으로 인천에는 옹진군(덕적도, 선갑도, 승 봉도), 전라남도에는 신안군(우이도), 진도군(첨찰산)의 분 포가 확인되었다.

    특히, 경상북도에는 경산시(성암산), 김천시(황악산), 상 주시(갑장산), 안동시(구룡리, 금계리, 약산, 학가산), 영덕 군(동대산, 칠보산), 영양군(검마산, 일월산), 영주시(소백 산), 영천시(운주산), 예천군(기곡리, 보문산), 의성군(수정 리), 청송군(괴정리, 산지봉, 주왕산)으로 국내 행정구역 상 가장 많은 분포역을 나타냈다(Figure 1).

    2.외부형태학적 형질

    1)습성, 수피 및 가지

    낙엽성 관목(shrubs, deciduous)으로 높이가 1-5m이고, 수피(bark)는 매끄럽거나 거칠며(Figure 4A), 1년지 가지 (new branch)는 표면이 벗겨지거나 혹은 벗겨지지 않는다 (Figure 4B). 소지의 색은 어두운 적갈색(RHS 175A), 진한 연두색(RHS 134B), 탁한 초록색(RHS 135A)을 나타내며, 직경은 0.2-0.4㎝이고, 1년지 가지의 길이는 2.2-14.5㎝이 고, 색은 황갈색(RHS N199A), 흐린 노란 주황(RHS 199C), 갈색(RHS N199A)이다.

    2)잎

    잎(leaf)은 단엽(simple leaf)으로 어긋나고, 능형(rhomboid), 타원형(elliptic), 장타원형(oblong), 피침형(lanceolate)으로 변이가 크지 않으며(Figure 4C), 엽연(margin)은 둔한톱니 (serrate), 뾰족한 톱니(serrulate)(Figure 4D), 엽선(apex)은 점첨두(acuminate), 예두(acute)(Figure 4E), 엽저(base)는 예저(acute), 원저(rounded), 심장저(cordate)이다. 탁엽(stipule) 의 길이는 0.7-4.3㎝이고, 엽신의 길이는 1.4-12.2㎝, 너비 2.0-6.6㎝로서(Figure 3B), 배축면 중륵 밑부분에 잔털이 있 다. 잎의 향축면(adaxial surface) 색은 탁한 녹연두(RHS 146C), 녹연두(RHS 144A)이고, 배축면(abaxial surface) 색은 밝은회연두(RHS 194A)이다. 엽병(petiole)은 털이 있 으며, 길이는 0.5-2.0㎝, 측맥의 수는 8-19쌍이다.

    3)화서 및 꽃

    새 가지에 달리는 화서(inflorescence)는 총상화서(raceme) 로 4-5월에 개화하고, 화서 당 꽃의 개수는 2개에서 13개로 다양하며, 화서의 길이는 5.1-19.5㎝, 너비는 3.0-7.4㎝이고 (Figure 3A), 화서의 위쪽 소화경(pedicel)의 길이는 1.8-35.9 ㎜, 아래쪽 소화경의 길이는 1.0-24.5㎜로 털이 있다. 꽃받 침(calyx) 열편은 5개로 길이는 1.2-5.9㎜, 너비는 0.5-7.1㎜ 이고 원형을 나타낸다. 화관(corolla)의 직경은 24.5-57.4㎜ 이고(Figure 3A), 꽃잎(petal)의 길이는 9.4-23.3㎜, 너비는 2.0-18.4㎜로 5개에서 8개의 꽃잎을 나타낸다(Figure 4F). 꽃 잎의 형태는 타원형(elliptic), 난형(ovate), 심장형(cordate), 결각형(lobed)으로 다양하게 관찰되었으며(Figure 4G), 색은 흰색(RHS N999D), 흰노랑(RHS N155D), 연노랑색(RHS 155D)이다. 암술(pistil)의 길이는 1.4-20.4㎜이고, 화탁통 (hypanthium)의 길이 1.4-6.4㎜, 너비 1.7-10.7㎜로 나타났다.

    4)열매 및 종자

    열매(fruit)는 골돌과(follicle)로 9-10월에 결실하며, 길이 는 8.5-18.8㎜이고, 너비는 6.2-14.6㎜이다(Figure 3B). 골 돌의 표면은 흑갈색(RHS 200A), 탁한 갈색(RHS 200C), 흐 린 녹연두(RHS 145C)이다. 종자(seed)의 길이는 4.7-11.0㎜, 너비는 3.2-9.4㎜, 색은 탁한 빨강(RHS 183A), 어두운 적갈 색(RHS 175A)이다.

    3.외부형태학적 형질의 지역별 유의성 검증

    1)가지 및 잎

    가침박달 가지, 잎에 대한 형질 가운데 지리적 분포를 고려하여, 한반도 중북부(강원도 영월, 충청북도 청주시, 청 원군)와 남부(대구광역시, 경상북도 예천군, 전라북도 임실 군) 두 분포 집단 간 유의성을 평가하였다. 한반도 중북부와 남부의 가지, 잎에 대한 형질 간 유의성을 평가한 결과, 1년 지 가지의 길이(Independent Samples t-Test: t = 9.50, df = 128, P = 0.03, Figure 5A)의 형질에서 P < 0.05, 탁엽의 길이(t = 11.0, df = 128, P = 0.0001, Figure 5B), 엽신의 길이(t = 5.49, df = 168, P = 0.0001, Figure 5C), 엽신의 너비(t = 5.30, df = 168, P = 0.0001, Figure 5D), 엽맥의 수(t = 4.92, df = 128, P = 0.0001, Figure 5F)의 형질에서 P < 0.001의 결과가 나타나 중북부와 남부지역 간 차이에서 높은 유의성을 나타냈다. 본 결과, 두 집단 가운데 중북부 지역의 잎의 길이와 너비가 남부 지역보다 큰 것으로 나타 나, 추후 지속적인 지역적 환경 요인과 서식지 생태 요인 등의 연구 필요성을 제시하였다.

    2)화서 및 꽃

    가침박달 화서, 꽃에 대한 형질 가운데 세 집단(충청북도 동림산, 대구광역시 앞산, 전라북도 임실군 자생지) 간 유의 성을평가한 결과, 화서의 길이(One-Way ANOVA: F = 21.15; df = 2, 123; P = 0.0001; Figure 5G), 소화경의 길이 (F = 12.48; df = 2, 123; P = 0.0001; Figure 5H), 꽃의 수(F = 16.47; df = 2, 123; P = 0.0001; Figure 5I), 수술의 길이(F = 5.35; df = 2, 123; P = 0.001; Figure 5J) 형질에서 P < 0.001의 결과가 도출되었다. 특히 대구 앞산의 화서의 길이가 길고, 꽃의 수가 다른 지역에 비해 많은 것으로 나타 났다.

    3)열매 및 종자

    가침박달 열매, 종자에 대한 형질 가운데 네 집단(충청북 도 상당산, 대구광역시 앞산, 경상북도 예천군, 전라북도 임 실군 자생지) 간 유의성을 평가한 결과, 열매의 너비 (One-Way ANOVA: F = 7.53; df = 3, 158; P = 0.0001; Figure 5K), 종자의 길이(F = 20.05; df = 3, 158; P = 0.001; Figure 5L), 종자의 너비(F = 5.55; df = 3, 158; P = 0.0001; Figure 5M) 형질에서 P < 0.001의 결과가 도출되었다.

    4.자생지 환경요인 및 토양특성

    본 연구에서 수행한 7곳의 현지조사 결과, 가침박달의 자생지 중 전라북도 임실군 관촌면 덕천리 군락은 천연기념 물 제 387호로 지정되어, 울타리 등의 시설물로 일반인의 출입을 제한하며 관리되고 있었다(Figure 2A). 한편, 대구 광역시 남구 대명동 앞산 군락(Figure 2B)과 충청북도 청주 시 명암동 상당산 화장사 군락(Figure 2C)은 산림유전자원 보호구역임을 알리는 공지문을 제시하였으나, 시설물을 통 해 출입을 제한하고 있지는 않았다. 이들 군락지를 포함한 자생지는 해발 30-620m의 범위로 강원도 영월의 청령포와 장릉이 30-50m로 가장 낮았고, 대구 앞산이 약 620m로 가 장 높았다. 경사는 평균 6-70º로 청령포와 장릉이 평균 6º로 가장 완만한 평지에서 안정적으로 생육하고 있었고, 전북 임실군 관촌면의 자생지의 경우, 70º 이상의 매우 가파른 경사지에서 자생하고 있었다. 방위는 모두 북사면 혹은 북 동사면으로 확인되었다.

    토양의 유기물함량(O.M.)은 15.47% (3.25-29.83%), 전 질소(T.N.)는 0.56% (0.23-0.78%)로 나타났다. 유효인산 (A.P.)은 39.5㎎/㎏ (3-156㎎/㎏), 양이온치환용량(C.E.C.) 은 16.6cmol+/㎏ (7.3-23cmol+/㎏)로 측정되었다. 또한, 토 양의 치환성양이온은 K+, Ca2+, Mg2+은 모든 자생지에서 K+<Mg2+<Ca2+순으로 높게 나타났다. 토양 pH는 평균 pH 6.0인 약산성으로 나타났으며, 중북부 지역은 6.2-7.1%인 약산성-중성, 남부지역은 4.6-6.0%로 산성-약산성으로 구 분되었다(Table 1).

    고 찰

    가침박달은 주로 한반도 중부지역에 분포하는 것으로 알 려져 있으며(Lee, 1993; Lee, 2007; Kim and Kim, 2011), 최근에는 강원도, 경북, 충북에 주로 분포하며, 경기도 해안 에 제한적으로 자생한다고 보고된 바 있다(Kim et al., 2014). 하지만 표본조사와 문헌조사(Oh et al., 2006, 2007, 2008, 2009, 2011) 결과, 전라남도 신안군, 진도군, 경상남 도 거제시를 비롯하여 일부 남해안과 남부 지역에도 자생지 분포가 확인되었으며, 제주도를 제외한 전도에 분포하는 것 으로 나타났다(Figure 1). 한반도 전도 분포역이 확인됨에 따라 추후 기존 연구 수행 자생지 외 추가 자생지에 대한 본 종의 실제 출현빈도 및 군락지 확인이 요구된다.

    본 연구에서 확인된 가침박달의 외부형태학적 형질은 기 존 문헌에서 제시한 형질범위를 모두 포함하고 있으며, Lee(1993), Lee(2007), Kim and Kim(2011) 등 기존 문헌 보다 넓은 범위의 변이의 폭이 확인되었다. 특히, 엽신의 길이와 너비, 화서 당 꽃의 수, 화서의 길이, 화관의 직경 등의 형질에서 다양한 변이의 폭이 나타났다. Nakai(1928) 는 본 종에 비해 잎 뒷면 털이 있고, 총상화서에 꽃이 1-2개 혹은 3개씩 달리며 황해도 및 함경도 지역에 자생하는 개체 를 변종인 털가침박달로 인식하였으나, 최근 문헌에서는 털 가침박달을 가침박달의 이명으로 인식하였다(Chang et al., 2014). 자생지 조사 결과 충청북도 청원군 동림산, 대구 앞 산, 전라북도 임실군의 일부 개체에서 화서당 1-3개의 꽃이 달린 것을 확인하였고, 잎 뒷면 털의 정도 역시 크게 구별되 지 않아 털가침박달은 가침박달의 변이 폭 내에 포함되는 것으로 판단하였다. 추후 한반도 이북(북한) 혹은 북위 38° 이상의 지역에 서식하는 개체 조사를 통해 이들 분류군의 정확한 변이의 한계와 분류학적 관계를 재정비할 필요가 있다.

    가침박달의 환경특성은 기존의 연구 결과와 모두 일치하 였다(Kim et al., 2014). 다만, 기존의 연구에 포함되지 않은 강원도 영월의 청령포와 장릉습지의 경우, 경사도나 방위 등 비교적 안정적인 생육환경을 나타냈으나, 청령포의 경우 10개체 미만이 서식하고 있었고, 관광객들의 접근이 매우 용이하다는 점으로 훼손의 위험이 크게 나타났다. 또한, 적 색자료집에 약 3,000㎢를 점유하는 군락지로 보고(National Institute of Biological Resources, 2012)된 경상북도 예천 군 보문면 기곡리의 경우, 인가 뒤쪽의 상당한 규모의 자생 지를 나타냈으나, 대부분의 개체가 개화기 및 결실기에 고 사한 흔적을 확인하여 지속적인 연구조사 및 보호 대책이 필요할 것으로 판단하였다(Figure 2D).

    토양의 이화학적 특성에 있어 유기물함량은 양이온 치환 용량, 보수력, 토양구조 등에 커다란 영향을 미치며, 전질소 와 유효인산을 대부분 공급하는 것으로 알려져 있다(Jeong et al., 2002). 특히, 우리나라 산림토양의 유기물함량은 4.49%의 값을 보이는 것으로 보고된 바 있는데(Jeong et al., 2002), 본 연구 결과 가침박달 자생지 유기물함량의 평 균은 15.47%으로 전국평균보다 높게 나타났다. 기존연구 에서는 가침박달 자생지 유기물함량은 평균 3.50%인 척박 한 환경에서 생육한다고 제시한 반면(Kim, 1988), 17.5-25.1% 의 비교적 비옥한 토양 환경을 선호한다고 보고된 바도 있 다(Park, 2004; Koh, 2006). 또한 최근에는 2.04-13.44%로 유기물함량에 대한 내성의 범위가 높은 것으로 나타났다 (Kim et al., 2014). 본 연구 결과, 연구된 자생지 전체 유기 물함량은 3.25-(15.47)-29.8%로 나타나 기존 연구 보다 내 성의 범위가 높았으며, 비교적 비옥한 토양을 선호하는 것 으로 나타났다.

    유기물은 토양 중 거의 모든 질소의 공급원(Miller and Donhue, 1990)이기 때문에 전질소는 토양유기물과 밀접한 상관관계를 보이는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 1991). Jeong et al. (2002)의 연구에서 우리나라 산림토양의 평균 전질소 함량이 0.19%로 나타났으며, 본 연구에서는 가침박 달 자생지 토양 전질소 함량은 0.56%로 확인되었다. 이는 우리나라 삼림토양보다 높은 토양 유기물 함량의 때문인 것으로 판단되었다. 특히, 1.14%로 전질소 함량이 가장 높 은 대구 앞산의 유기물함량 역시 가장 높아 전질소와 토양 유기물과의 높은 상관관계를 지지하였다.

    토양 pH는 평균 6.0으로 일반적인 산림토양의 pH인 5.48(Jeong et al., 2002) 보다는 높게 나타났다. 하지만, 크 게 중북부(강원도, 충청북도 청주), 남부 지역(대구, 경북 예천, 전북 임실)으로 구분하여 보았을 때, 중북부는 pH 6.2-7.1인 약산-중성, 남부는 pH 4.6-6.0의 산-약산으로 나 타났고(Table 1), 이는 pH 5.39-6.63의 약산성을 나타내는 중부지역과, pH 4.65-4.97의 산성을 나타내는 남부지역이 구분되는 기존의 연구결과와 일부 일치하였다(Kim et al., 2014). 측정된 영양기관은 중북부 지역의 개체들이 남부지 역의 개체들보다 유의한 수준으로 크게 나타났는데(Figure 4A-E), 비교적 큰 중북부 지역 개체들이 서식하는 군락의 토양 산성이 생장과 연관이 있을 것으로 판단되었다. 특히, 식물체의 생육에서 pH 5.6-7.0가 영양분의 흡수가 가장 효 율적인 것으로 밝혀진 바 있어(Lee and Cho, 2000), 토양의 pH와 식물체의 생육, 성장 간에 상관관계를 확인할 수 있었 다. 토양 pH와 밀접한 관계가 있는 치환성양이온 K+, Ca2+, Mg2+의 경우, 모든 집단에서 K+<Mg2+<Ca2+로 나타나 일반 적으로 나타나는 산림토양의 치환성양이온 순으로 확인되 었다(Jeong et al., 2002; So and Song, 2012; Hwang et al., 2014).

    화서 및 꽃의 형질의 경우 생식형질로 꽃의 수, 화서의 크기 등의 형질을 통해 원예화를 위한 우량 형질로 판단할 수 있거나, 유전자원을 확보하는데 유용할 것으로 판단된 다. 본 연구에서 대구광역시 앞산 군락의 개체가 다른 집단 에 비해 화서가 크고, 꽃의 수가 많은 것으로 조사되었으며 통계분석을 통해 비교적 높은 유의성(P < 0.001)이 있는 것으로 나타났다(Figure 5H). 한편, 전체 자생지 조사 결과, 전체 조사 지역과 비교하였을 때 가장 많은 개체수가 관찰 되었고, 이는 이전의 자생지 연구 결과와 일치하였다(Kim et al., 2014). 따라서 품종개량 혹은 유전자원 확보를 위해 본 군락의 개체를 활용하는 것이 바람직할 것으로 판단하였 다.

    가침박달 집단의 유전적 거리에 따른 군집을 구분한 연구 에서 영남지역(대구, 안동, 청송, 예천), 단양-영월 지역, 임 실-청주 지역으로 크게 3군집으로 구분되었다(Hong et al., 2013). 또한, 이러한 유전적 거리는 지리적 격리와 연관 있 음을 제시하였다. 외부형태학적 형질에서도 특히 꽃의 수와 수술의 길이가 충북 청주지역과 임실 지역이 중첩되어 나타 남을 확인할 수 있다(Figure 5H-I). 따라서 유전적 거리와 지리적 거리, 일부 외부형태형질이 상관성이 나타남을 제시 하였다.

    결론적으로, 본 연구는 문헌조사와 표본조사 및 서식지 내 개체조사를 통해 한국산 가침박달의 국내 분포지를 종 합, 정리하였고, 다양한 형질과 변이를 관찰하고 기재함으 로써, 가침박달의 기초자료를 확보할 수 있었다. 또한, 자생 지 군락 별 형질 변이 차이와 서식지 환경 특성의 비교를 통해 생육, 성장과 환경과의 상관성에 대해 간단히 논의하 고, 집단의 유전적거리와 지리적 거리, 일부 외부형태형질 의 차이를 통해 이들의 상관성을 확인할 수 있었다.

    추후, 기 수행된 자생지 이외 지역에서의 실제 생육상태 파악과 강원도 청령포와 경상북도 예천군 보문면 군락지를 포함한 보호구역으로 지정되어 관리되는 곳 이외의 자생지 의 보호 및 보전 방안 수립을 위한 연구가 선행되어야 할 것이다. 한편, 희귀 수종인 가침박달의 외부형태형질, 유전 구조, 생육상태, 식생구조, 환경특성 등 다양한 데이터의 종 합적 고찰을 통해 지속적인 모니터링과 함께 현지 내 보존 을 위해 노력해야 할 것이다.

    Figure

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    Distribution of Exochorda serratifolia S.Moore in Korea. CB, Chungcheongbuk-do; CN, Chungcheongnam-do; DG, Daegu; GB, Gyeongsangbuk-do; GG, Gyeonggi-do; GN, Gyeongsangnam-do; GW, Gangwon-do; IC, Incheon; JB, Jeollabuk-do; JN, Jeollanam-do

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    Major sites of Exochorda serratifolia S.Moore in this study. A. National monument; B-C. Protected area for forest genetic resource; D. Withered the plants community. A. Imsil-gun, Jeollabuk-do; B. Mt. Ap-san, Daegu; C. Mt. Sangdang-san, Chungcheongbuk-do; D. Yecheongun, Gyeongsangbuk-do

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    Measurement of quantitative morphological characters of Exochorda serratifolia S.Moore. A. Inflorescence; B. Leaves and fruits (1-length of inflorescence; 2-width of inflorescence; 3-diameter of corolla; 4-length of terminal new branch; 5-length of petiole; 6-length of leaf; 7-width of leaf; 8-length of fruit; 9-width of fruit)

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    External morphological variation of Exochorda serratifolia S.Moore. A. Trunk surface pattern; B. New branch surface pattern; C. Variation of leaf shape; D. Margin of leaves; E. Apex of leaves; F. Variation of flowers; G. Variation of petal shape

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    Plot of size variation for studied regions. A-E. Branch and leaf character size variation between north central part and southern part in Korean. F-I. Floral character size variation among three regions. J-L. Fruit and seed character size variation among four regions. A. Length of new branch; B. Length of stipule; C. Length of leaf blade; D. Width of leaf blade; E. Number of leaf venation; F. Length of inflorescence; G. Length of pedicel; H. Number of flower; I. Length of stamen; J. Width of fruit; K. Length of seed; L. Width of seed (Error bars indicate standard error and open circles indicate each mean value; CBCJ, Mt. Sangdang-san, Chungcheongbuk-do; CBCW, Mt. Dongrim-san, Chungcheongbuk-do; DGAP, Mt. Ap-san, Daegu; GBYC, Yecheon-gun, Gyeongsangbuk-do; JBIS, Imsil-gun, Jeollabuk-do; NCR, Northern central region of Korea; SR, Southern region of Korea)

    Table

    Physicochemical properties of the soil in six Exochorda serratifolia populations and mean value of the physical and chemical properties of Korean forest soils. MKF*: Mean of physical and chemical properties of Korean forest soils by Jeong et al.(2002), O.M.: organic matter, T.N.: total nitrogen, A.P.: available phosphate (P2O5), pH: potential hydrogen, C.E.C.: cation exchange capacity, GWNM: Gangwon-do, Nam-myeon, GWYW: Gangwon-do, Yeongwol, CBCJ: Chungcheongbuk-do, Mt. Sangdang-san, GBYC: Gyeongsangbuk-do, Yecheon-gu, DGAP: Daegu, Mt. Ap-san, JBIS: Jeollabuk-do, Imsil-gun

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