서 론

꽃장포 속 식물은 전 세계적으로 12종, 1아종, 1 변종, 1 교배종으로 분류하고 있으며(The Plant List, 2015), 한반 도에 분포하는 꽃장포속 식물은 꽃장포(Tofieldia nuda), 숙 은꽃장포(T. coccinea) 2종과 한라꽃장포(T. coccinea var. kondoi), 검은꽃장포(T. coccinea var. fusca)의 2변종으로, 이 중 꽃장포와 한라꽃장포는 희귀식물로 지정되어 있다 (Korea National Arboretum, 2015).

Kil et al (1998)과 Kim (2012)는 백두산의 수목한계선 위의 식생조사에서 숙은꽃장포의 출현과 자생지의 생육환 경에 대한 보고를 하였으며, Lee et al. (2008)은 춘천지역에 서 꽃장포를 발견한 보고가 있다. 꽃장포는 산지의 바위틈 에 살며 강원도 화천, 홍천(팔봉산), 평안북도, 일본에 분포 하는 것으로 알려져 있으며 (Lee, 1996) 이외 일부 지역에서 꽃장포의 분포지가 발견된 바 있다 (Hwang, 2015). 꽃장포 는 T. nuda로 분류하고 있으나 (Lee, 1996), 최근 Tamura et al.(2011)에 의하면 잎 가장자리에 위쪽으로 향하는 돌기 가 있어 거칠고, 잎 끝부분 잎맥이 뚜렷하기 않고 한국에 분포하는 꽃장포를 T. yoshiiana var kanwonensis (T. Yamaz.) M.N.Tamur, Fuse & N.S.Lee로 분류하고 있다. 일반적으로 자생지의 식물 개체군의 크기가 극히 적지거나 감소하여 보전 이 필요한 식물은 종의 지리적 분포영역, 서식지의 특이성 정도 를 고려하여 희귀성을 정하는데 이 종의 분포지는 매우 제한적 이고 발견되는 개체수도 매우 적어 현재 희귀식물로 보호대상 식물종으로 지정되어 있다(Korea Biodiversity Information system, 2015). 최근에는 무분별한 개발행위와 같은 인위적 또는 기후변화와 같은 자연적 요인으로 인해 종의 분포지와 개체수가 감소하고 있어 이 종에 대한 보전, 복원이 필요한 실정이나 다른 식물종 조사 시 발견된 보고 또는 분류학적 고찰 (Tamura et al., 2011)을 제외하고 분포나 식물의 생육 특성에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구는 강 원도 홍천강 유역과 한탄강 유역(강원도 철원과 경기도 포 천지역)의 꽃장포의 분포지와 한라산 내 한라꽃장포의 분포 지의 지형, 토양, 기상 등의 환경특성과 발견된 개체의 생육 특성을 조사 분석하였다.

연구방법

1. 조사대상지

꽃장포가 자생하는 홍천군 홍천강 유역 (강원도 홍천군 서면 팔봉리)과 한탄강 유역 (강원도 철원군 3지역, 포천시 6지역)을 대상으로 하였다 (Figure 1). 한탄강은 광주산맥과 마식령산맥 사이의 추가령열곡 내에 있으며, 철원지역은 상 류, 포천지역은 중류에 해당된다. 철원은 넓은 용암지대이며 (Jee et al., 2010), 한탄강은 침식된 용암지대로 현무암 협곡 이 있으며, 홍천강은 하곡이 깊고 좁으며 하식애가 발달되어 있으며 하류구간은 편마암, 중류구간은 화강암, 상류구간은 변성암과 화강암이 혼재되어 있다(Youn and Lee, 2000). 철원군과 포천시 네 지역을 총 9개 조사구와 홍천강 지역을 2014년부터 약 1년 4개월간 주로 6, 7, 8월에 각 지역별로 2-4회 현지조사를 실시하였다. 조사구에서 발견된 종의 분 류는 Lee (1996)을 따랐고, 국명, 학명은 국가표준식물목록 을 따랐다(Korea Biodiversity Information system, 2015).

2. 조사방법 및 분석

1) 기상

기상관측자료는 각 조사지역에 가까운 지점에 있는 기상 청 관측지점, 철원 동송읍, 포천 창수면, 홍천 팔봉리 지역의 10년간(2005~2014년) 기상자료를 기상청과 국가기후데이 터센터에서 제공받아 이용하였다 (Korea Metrological Administration, 2015, Table 1).

2) 토양

조사지 방형구 (1m x 1m) 내에서 꽃창포가 생육하고 있 는 암반의 충적된 토양을 시료로 채취하였다. 자연 건조 후 1mm 체로 거른 후 분석에 사용하였다. 토양산도와 전기 전도도는 토양과 증류수를 1:5로 섞은 후 잘 저어주고 1시 간 방치 후 전도도측정기로 측정하였으며, 유기물 함량 (Tyurin 법), 유효인산 (Lancaster법), 치환성 양이온 (원자 흡광분석기)을 각 측정법에 따라 측정하였다 (포천시 농업 기술센터 의뢰). 토양 성분 간 상관관계 분석은 Pearson법을 이용하였으며 SPSS 24 버전으로 통계처리하였다.

3) 식물상과 생육상황

모든 조사지는 절벽과 같은 암반 지역으로 근접조사가 어려워 방형구를 1m x 1m로 최소로 설정하였으며, 한탄강, 홍천강 유역 식물상 조사는 방형구 지점에서 50m이내에 출현하는 관속식물을 기록하였다. 조사된 자료를 토대로 우 점도와 군도는 Braun- Blanquet (1964)의 전추정법을 이용 하였다. 식물의 생육형은 휴면형, 산포기관형, 지하기관형 등으로 분류하였고 (Numata, 1970), 식물구계학적 특정식 물 분류 (Kim, 2000; Minister of Environment, 2012), 희귀 식물과 특산식물 분류(Korea Biodiversity Information system, 2015), 귀화식물 (Park, 2001)을 분류하여 기록하 였다.

결과 및 고찰

문헌상 꽃장포는 강원도 화천군 사창리에 분포하는 것으 로 알려져 있으나 수 회 조사에도 화천에서는 꽃장포 자생 지를 발견하지 못하였다. 꽃장포가 분포하고 있는 것으로 확인 후 조사한 지역은 강원도 철원군의 동송읍 장흥리(2지 점), 갈말읍 군탄리(1지점), 강원도 홍천군 서면 팔봉리(1지 점)와 경기도 포천시의 관인면 냉정리(1지점), 사정리(2지 점), 영북면 운천리(1지점), 대회산리(1 지점), 창수면 운산 리(1지점) 등 강원도와 경기도 총 8지역 10지점이었다. 꽃 장포가 출현한 지역을 방위별로 빈도를 분석한 결과 홍천강 의 팔봉리에서 북북서향인 것을 제외하고 모두 북향 또는 북북동향인 것으로 나타났다. 주로 북쪽사면은 남쪽사면보 다 일조량이 적고 온도가 낮은 미세기후에 차이가 있다. 꽃 장포 분포지가 대부분 북북서, 북북동 또는 북쪽인 것은 이 식물종은 일조량이 적은 주로 북향에 분포하는 것으로 추정 된다. 그리고 꽃장포가 발견된 지점은 물속에 잠겨 있지는 않으나 강우 시 강물 수면이 올라와 닿는 부분으로 특히 꽃장포가 생육하는 시기는 강우가 많아 식물체가 물에 닿아 있어 생장 시에는 다량의 물을 필요로 하고 생육이 정지된 시기는 수분 공급이 원활하지 않아도 견뎌낼 수 있는 생리 적 특성을 가진 것으로 판단된다. 그러나 극단의 건조 상황 을 피하기 위해 수분이 잘 마르지 않는 일조량이 적은 북사 면에 분포하는 것으로 생각된다. 일반적으로 식물군집의 분 포는 기후, 토양, 지형과 같은 환경요인에 의해 달라지는데 (Van de Ven et al., 2007) 꽃장포 분포지의 패턴 역시 수분, 일조량과 같은 환경요인에 의해 구분되고 있다.

1. 조사대상지 환경

1) 기상

조사된 지역 모두 가장 추운 달은 1월, 더운 달은 8월이었 으며, 강우는 7, 8월에 집중되고 있었다. 꽃장포가 분포하고 있는 세 지역 중 철원은 10년간 평균 온도가 가장 낮은 것으 로 나타났으며(8.7℃, 1월 일평균기온 -6.9℃), 강우량이 가 장 적은 달의 강우량도 다른 지역보다 현저히 적은 것으로 나타났다(최저월평균 6.3mm). 세 지역은 평균 최저기온은 큰 차이가 나지 않았으나, 최고기온이 다르게 나타났다. 이 런 측면에서 포천이 온도의 차이가 가장 큰 것으로 나타났 다(최저평균 -6.3℃, 최고평균 31.2℃). 꽃장포 분포지역의 강우특성은 철원과 홍천이 비슷하였으며, 포천에 강우가 많 았던 것으로 나타났으나 철원은 최소강수량 달의 강수량이 다른 곳보다 현저히 낮았다(최저 월평균 6.3mm, Table 1). 꽃장포가 발견된 지역은 대체로 남한 지역에서는 최저기온 이 내륙지방 중에서도 극히 낮은 곳이다. 이렇게 온도가 낮 은 곳에서 추위에 적응한 식물 종은 더운 시기에 생장발달 을 하거나 저온에 적응하여 생장발달을 하는 등 적응방식이 다른데 (Korner, 2016) 꽃장포의 경우 겨울에 지상부 생장 을 멈추고 더운 여름에 생장발달을 하는 추위에 강한 생태 적 특성을 가진 것으로 생각된다.

2) 토양

꽃장포 분포지의 토양 pH는 최저 5.2~ 6.3 정도로 산성이 었으나 포천의 운산리는 pH 7.6으로 중성-약알카리성이었 다. 각 지역 토양의 화학적 성질이 다르게 나타났으며, 철원, 포천의 일부 지역은 유기물 함량이 매우 낮게 나타났고, 산 도가 높았던 운산리의 경우 유기물 함량이 다른 지역보다 높았다 (Table 2). 여러 무기염류의 농도 중 운산리에는 매 우 높은 농도의 칼슘이 포함되어 있는 것으로 조사되었다. 토양의 산도는 칼슘 농도와 매우 높은 상관관계를 나타냈으 며 EC와도 상관관계가 높고, EC와 유기물 함량 간의 상관 관계가 높게 나타났다. 이들 토양 내 양분과 관속식물과 꽃 장포 출현에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났으나 이 중 칼륨농도는 꽃장포 출현수와 약한 상관관계가 있는 것으로 보인다 (Table 3). 강가에 있는 식물들의 분포는 강우 때마 다 물에 잠기는 토양의 깊이와 밀접한 관계가 있다 (Dwire et al., 2006). 또한 강가의 토양은 물에 잠기고 노출되기를 반복하며 양분용탈로 인해 토양 양분이 줄어들기도 한다 (Bu et al., 2017). 이번 조사 지역은 모두 강가로 경기도 지역은 한탄강 줄기를 따라 꽃장포의 자생지가 발견되었다. 조사지역 토양 모두 일반 토양과 비교할 때 양분함량이 높 지 않으며 각 조사지역별로 차이는 강가 지형에 따른 것으 로 생각된다. Pärtel et al.(2004)은 온대 한대지역의 생물다 양성은 토양pH와 상당히 높은 상관관계가 있으며 특히 pH 가 높을 때 생물다양성이 높은 것으로 나타났다고 보고하였 다. 본 연구에서 pH와 관속식물 수와 통계적으로 높은 상관 관계가 나타나지 않았으나 토양pH가 높은 대회산리와 운산 리에 다른 곳보다 많은 관속식물이 발견되었다.

2. 꽃장포 개체 수 및 군도와 조사대상지 식생 특성

각 조사지역의 지형･지리･지질학적 특성과 꽃창포의 개 체 수, 개화 개체 수, 우점도, 군도를 Table 4에 나타내었다. 꽃장포가 분포하고 있는 것으로 확인 된 지역은 강원도 철 원군의 동송읍 장흥리 두 곳, 갈말읍 군탄리 등 3곳, 경기도 포천시의 관인면 냉정리, 사정리2 곳, 영북면 운천리, 대회 산리, 창수면 운산리 등 5곳, 강원도 홍천군 서면 팔봉리 한 곳이었다. 철원 지역은 해발 135-145m지점으로 한탄강 변을 따라 절벽으로부터 약 20m 떨어진 북향 화강암 기반 의 경사가 매우 급한 곳(70-90°)에 수면으로부터 5m 높이 지점에서 산발적으로 분포하며 총 71여개체를 발견하였다. 희귀한 식물은 대부분 생물학적 비생물학적 요인으로 인해 매우 제한된 지역에 흩어져 분포하며 분포지가 파편화되고 개체 수가 감소하게 되는데 (Chen et al., 2014) 꽃장포 분포 도 이와 같은 양상을 나타내었으며 강변을 따라 북쪽 방향 을 향하고 있는 곳에 나타나 일사량과 같은 환경 조건영향 이 더 큰 것으로 나타났다.

경기 포천 지역의 자생지는 해발 95-125m, 경사도 60-90° 북향에서 북북동향의 화강암, 퇴적암 지대였다. 홍천지역은 해발 107m, 경사도 70°, 북북서향 규암 암반에 5개체를 발 견하였으며 조사지 중 가장 적은 숫자의 꽃장포가 분포하고 있었다. 각 지역의 우점도는 2-3이며 군도는1-3으로 냉정리 에서 가장 높은 우점도와 군도를 보였다(Table 4).

꽃장포의 우점도와 군도가 낮은 지역은 다른 지역보다 관속식물의 숫자가 상대적으로 많은 것으로 나타났으며 반 대로 꽃장포가 가장 많이 발견된 냉정리의 경우 발견된 관속 식물이 가장 적은 것으로 나타나 관속식물의 출현 개체수와 꽃장포의 출현 개체수의 음의 상관관계 (r2=-0.689)를 보였 다 (Table 4, 5). 일반적으로 희귀식물은 일반 식물에 비해 생태적 지위 경쟁에서 약한 것으로 알려져 있는데 (Lloyd et al., 2002) 희귀식물인 꽃장포가 생태적 지위가 비슷한 다른 식물과 경쟁에서 밀려나 개체 수도 적고 우점도와 군 도가 낮게 나타난 것으로 보인다. 강가 식생은 다른 곳의 식생과 다르게 매우 복잡하고 변화가 많은 곳이다(Nucci, 2010). 꽃장포가 자생하는 지역도 지속적으로 변화가 일어 날 가능성이 있는 강가이며 특히 암석지에 분포하는 꽃장포 가 변화하는 환경에 대처하여 분포지가 늘어날지 줄어들지 는 지속적인 관찰이 필요하다.

꽃장포 자생 분포지 관속식물상은 지역에 따라 차이가 있으나 돌단풍, 구실사리 등이 가장 빈번하게 나타났으며, 비늘고사리, 산족제비고사리, 포천구절초, 산씀바귀, 고란 초, 선태류 등이 발견되었다. 조사지역 내 꽃장포와 같은 휴면형(반지중식물, H), 지하기관형(단립식물, R5), 산포기 관형 (중력산포형, D4), 생육형(로제트, R)의 비율은 대부분 지역에서 반지중식물은 19.8% (포천 냉정리) ~ 28.2% (포 천 사정리)의 범위로 평균 23.1%가 나타났고, 지하기관형 중 단립식물은 홍천지역에서 49.1%로 가장 적게 나타난 반 면 포천 사정리에 69%로 비율이 높아 각 지역마다 큰 차이 를 보였다. 모든 지역에 중력산포형 식물이 49~63%로 절반 이상을 차지하는 특징을 보였고, 그 중 로젯형 식물은 매우 적은 비율을 차지했다(Table 6). 냉정리에는 꽃장포와 같은 생육형이 다른 곳보다 가장 적으나 그 대부분을 꽃장포가 차지하고 있어 다른 생물종과의 경쟁도 적고 생태적 지위를 차지할 수 있었기 때문에 가장 많은 꽃장포가 발견된 것으 로 추정된다.

3. 종합고찰

본 연구에서는 경기, 강원지역의 꽃장포 자생지 10개 지 역 자생지의 특성을 조사하였다. 꽃장포는 강에 매우 가깝 거나 축축한 암벽에 자라고 있었고 주로 북쪽 사면에서 발 견되었다. 자생지 대부분이 화강암, 퇴적암지대로 토양산도 는 약산성이었으며 토양특성과 큰 연관은 없어 토양 특성보 다는 수분, 일광조건이 더 큰 영향으로 나타났다. 꽃장포 생육지역에 동반 출현 식물들로 돌단풍, 산조풀, 산철쭉, 고 란초, 산족제비고사리, 가는잎족제비고사리 등이 공통종으 로 나타났다. 꽃장포는 자생지에서도 우점도와 군도가 3 이 하로 낮았으며 관속식물이 많이 나타나는 곳에서는 출현빈 도가 낮아져 다른 식물과의 경쟁에 약세를 보이는 것으로 추측된다. 또한 한탄강 줄기를 따라 연이어 분포하기보다 방향이 북쪽 방향으로 나오는 곳에서만 발견되어 지역 내에 서도 자생지 간에 단절이 발견되었다. 이는 꽃장포가 생육환 경에 매우 민감하여 그 분포지가 제한된 것으로 판단되었다. 꽃장포는 생육환경이 척박할 뿐만 아니라 북쪽 사면으로 집 중 분포하여 위협에 대한 민감도가 더 높다고 할 수 있다. 기후변화는 식물의 생태학적인 특징, 자생지 분포지에 따라 취약성이 평가하게 되는데 특히 지형적인 복잡성이 취약도 에 큰 영향을 미치므로 (Anacker et al., 2013) 자생지가 지 형적으로 복잡한 꽃장포의 취약도는 높을 것으로 예상된다. 더욱이 꽃장포는 중력산포형으로 번식에 있어 넓은 범위로 퍼지기 어려운 습성이 있으므로 현재 생육하고 있는 곳이 훼손된다면 자생지가 감소할 가능성이 매우 높은 것으로 추 측된다. 흰꼬리진달래와 같은 희귀식물은 전 방향 사면에 고루 분포하나 생육환경이 척박하고 주변 식생으로부터 압 력으로 인해 자생지가 축소될 우려가 있는 경우가 있는데 (Kim et al., 2013) 꽃장포는 주변 식생과 경쟁에서 우위에 있지 못하므로 현재 꽃장포가 생육하고 있는 지역에 외래 경쟁식물종이 유입될 경우 이 종의 자생지가 축소될 우려가 있다. 따라서 꽃장포와 같이 민감한 생육환경을 요구하며 경쟁에 취약한 희귀식물을 보전하기 위해서는 자생지 보전 과 생육에 적합한 지역에 피난처가 필요한 것으로 생각한다.