• 서 론
• 연구방법
• 1. 조사지 개황
• 2. 조사구 입지 환경
• 3. 식생조사 및 토양 분석
• 4. Ordination 분석
• 결과 및 고찰
• 1. 개체군의 분류
• 1) 예덕나무(Mallotus japonicus) 우점개체군
• 2) 산가막살나무(Viburnum wrightii) 우점개체군
• 3) 애기며느리밥풀(Melampyrum setaceum) 우점개체군
• 2. 토양특성 분석
• 3. Ordination 분석

서 론

원추리속(Hemerocallis L.)은 APG(Angiosperm Phylogeny Group) II 분류 체계에서 비짜루목(Asparagales)의 원추리과(Hemerocallidaceae)에 속하며 이 과에서 가장 큰 속은 디아넬라속(Dianella), 원추리속(Hemerocallis), 카에시아속(Caesia) 등이다(APG, 1998; APG Ⅱ, 2003; APG Ⅲ, 2009). 그 중 원추리속은 세계적으로 약 20~30종이 동북아시아에 분포한다(Noguchi, 1986; Chung and Kang, 1994a). 한국에는 특산종인 백운산원추리(H. hakuunensis), 태안원추리(H. taeanensis)를 포함하여 약 10분류군이 분포한다 (Lee, 1980). 그중 홍도원추리는 홍도를 비롯한 남부 다도해 지방에 제한적인 분포를 보인다. 

 홍도원추리는 다년생 초본으로 높이가 30~150㎝ 정도 자라고 잎의 너비는 1~3㎝이다. 화경의 기부는 0.5~1㎝로 굵다. 꽃은 8~9월에 피며 오렌지빛 황색이다(Flora of Korea Editorial Committee, 2007). 꽃이 아름답고 관상가치가 높아 분화와 조경용 지피소재로의 개발 가능성이 매우 높은 식물이다.

 홍도는 1960년대에 대규모 산불이 있었으며, 1980년대까지도 주민들의 연료채취, 약재채취, 염소방목 등으로 부단히 인위적 간섭을 받아왔다(Lee et al., 2009). 홍도는 난대 상록활엽수림 지역으로 생물종자원 및 생육서식지 보존 측면에서 중요성으로 인해 1965년 섬 전체가 천연보호구역(천연기념물 제 170호)으로 지정되었으며, 1970년대 이후 난대 상록활엽수 및 냉온대 낙엽활엽수림의 식물군집 및 구조에 관한 연구가 보고되었다. 그러나 홍도원추리는 Chung and Kang(1994b)이 종을 보고한 이후, 현재까지 자생지 환경에 대한 조사가 추가적으로 이루어지지 않아 홍도 원추리의 생태에 관한 연구가 없는 실정이다. 현재 홍도원추리는 관광객의 무분별한 채취 등으로 인해 자생지의 개체수가 감소하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구는 홍도원추리의 개체군을 분류하고 생태특성을 밝혀 홍도원추리의 보전 및 복원 전략 수립에 필요한 기초자료를 제공하고자 한다.

연구방법

1. 조사지 개황

전남 신안군 흑산도 인근에 위치한 홍도(E125° 10'~15', N23° 30'~44')는 총 면적 6.87㎢ 로서 1965년 섬 전체가 천연보호구역으로 지정되었다. 지난 30년간 기상자료(Korea Meteorological Administration, 1981~2010)에 의하면, 연평균기온은 13.9℃이며, 연평균강수량은 1163.6mm 이고, 평균습도가 72.4%로 조사되었다. 이 지역은 한랭지수가 -6.2℃·month로 난대 상록수림의 생육적지이다. 난대림의 주요 수종으로 구실잣밤나무, 후박나무, 붉가시나무, 동백나무, 굴거리, 황칠나무 등이 출현하였다(Lee et al., 2009). 

2. 조사구 입지 환경

 조사지역의 입지 특성을 파악하기 위해 위·경도, 해발고도는 GARMIN회사의 GPS지도 60CSx를 이용하여 지리정보를 수집하였고 SUUNTO회사의 경사측정기를 이용하여 사면방위와 경사의 입지환경요인을 측정하였다.

3. 식생조사 및 토양 분석

 식생조사는 2010년 8월, 2011년 8월에 홍도원추리 자생지 중, 가급적 인위적인 간섭이 적었던 것으로 판단되는 지점을 조사지로 선정하여 5m×5m 크기의 방형구를 총 20개소 설치하여 조사하였다(Figure 1). 식물사회학적 조사를 위하여 교목층, 아교목층, 관목층, 초본층의 식생을 기록하고 출현종의 우점도는 Braun-Blanquet(1964)의 7단계 구분을 변형한 Dierssen(1990)의 9단계 구분법을 적용하였다.

Figure 1. Study site location map of H. hongdoensis populations in Hongdo(Is.)

 토양혼합시료는 각 조사구내 임의의 4곳의 낙엽층과 유기물층을 제거한 후, 0~10cm 깊이에서 채취하였으며, 실험실로 운반하여 자연 건조한 후, 토양의 이화학적 특성을 분석하였다(Bicklhaupt and White, 1982). 토양 중 유기물함량은 Walkley-Black wet oxidation법으로 분석하였고, 토양 pH는 토양과 증류수의 비율을 1:5로 분석하였고, 전질소함량은 micro-Kjeldahl법으로, 치환성 K, Ca, Mg, Na는 1M ammonium acetate로 침출 시킨 후 ICP(inductively coupled plasma mass spectrometer)를 이용하여 분석하고 양이온치환용량(C.E.C.: cation exchange capacity)을 구하였다.

4. Ordination 분석

 Ordination은 CA(correspondence analysis)의 확장인 DCCA(detrended canonical correspondence analysis)로 환경인자를 직접 이용하여 분석하였고(Hill, 1979; Hill and Gauch, 1980), 자료의 분석은 Ter Braak and Šmilauer (1998)의 CANOCO for Windows program을 이용하였다.

결과 및 고찰

1. 개체군의 분류

 홍도원추리는 주로 해안가에 분포하고, 교목층과 아교목층이 없이 관목층과 초본층으로 이루어져 있었으며, 흑산도 비비추, 쇠물푸레나무 등이 동반 출현하였다. 홍도원추리는 햇빛이 잘드는 능선과 개활지에 주로 분포하였다. 홍도원추리는 교목층과 아교목층이 거의 없고 관목층으로 예덕나무, 소사나무, 쇠물푸레나무, 다정큼나무 등이 자라는 곳에 분포하고 있다. 또한 초본류로는 그늘사초, 백화등, 흑산도비비추, 청미래덩굴, 백량금, 목포용둥굴레, 계요등, 꽃며느리밥풀, 주름조개풀 등이 우점하고 있다.

식물사회학적 군락분류는 총 20개 조사구를 대상으로 실시하였으며, 전체 조사구에서 출현한 102종을 표작성법으로 분석한 결과 본 조사지역의 홍도원추리개체군은 예덕나무 우점개체군, 산가막살나무 우점개체군, 애기며느리밥풀 우점개체군으로 구분되었다(Table 1). 

Table 1. Vegetation table of Hemerocallis hongdoensis population (A: Mallotus japonicus dominant population, B: Viburnum wrightii dominant population, C: Melampyrum setaceum dominant population)

1) 예덕나무(Mallotus japonicus) 우점개체군

 예덕나무 우점개체군은 총 6개의 조사구가 포함되었으며, 홍도의 북쪽의 깃대봉 능선지역과 양산봉의 서쪽지역 사면에 해당된다. 해발고는 16~362m사이이며, 평균 노암율은 17.5% 이고, 평균경사도는 53°으로 급경사를 보이고 있다. 출현 종수는 20~25종으로 조사구별 평균 22종의 식물이 출현하였다. 또한 초본층의 평균피도율이 86%로 가장 높은 것으로 조사되었다. 주로 홍도원추리와 구분종인 붉나무와 다정큼나무가 2a-4의 우점도로 분포하였고, 참억새, 갯쑥부쟁이, 해국, 기린초, 넉줄고사리 등이 출현하고 있었다(Figure. 2A)

Figure 2. Community of Hemerocallis hongdoensis population (A: Mallotus japonicus dominant population, B: Viburnum wrightii dominant population, C: Melampyrum setaceum dominant population)

2) 산가막살나무(Viburnum wrightii) 우점개체군

 산가막살나무 우점개체군은 총 7개의 조사구가 포함되었으며, 홍도의 남쪽지역 동사면에 해당된다. 해발고는 157~357m사이이며, 평균 노암율은 42%로 가장 높은 것으로 조사되었다. 평균경사도는 32°의 급경사를 보이고 있다. 출현 종수는 24~26종으로 조사구별 평균 23종의 식물이 출현하였다. 초본층의 평균피도는 67%로 주로 홍도원추리와 구분종인 산가막살나무가 2a 이상의 우점도로 분포하였고, 수리딸기, 참반디, 개족도리, 보리밥나무 등이 출현하고 있었다(Figure. 2B).

3) 애기며느리밥풀(Melampyrum setaceum) 우점개체군

 애기며느리밥풀 우점개체군은 총 7개의 조사구가 포함되었으며, 깃대봉 정상 주변의 노출된 사면과 홍도의 남쪽지역 동사면에 해당된다. 해발고는 167~359m 사이이며, 평균노암율은 14% 이고, 평균경사도는 27°의 경사를 보이고 있다. 출현 종수는 17~24종으로 조사구별 평균 20종의 식물이 출현하였다. 초본층의 평균피도는 65%로 주로 홍도원추리와 구분종인 애기며느리밥풀이 2a 이상의 우점도로 분포하였고, 여로, 청가시덩굴, 비짜루 등이 출현하고 있었다(Figure. 2C).

2. 토양특성 분석

 홍도원추리 자생지 분포지역의 토양에 대한 이화학적 특성을 분석한 결과는 Table 2와 같다. 유기물함량은 16.18~21.7%로 우리나라 산림토양의 유기물함량 평균치 4.49% (Jeong et al., 2002)와 비교할 때 모든 군락이 높게 나타났다. 전질소도 0.56~0.97%로 우리나라 산림토양의 평균치0.19%(Jeong et al., 2002)와 비교할 때 모든 군락이 높게 나타났다. 유기물은 토양 중 거의 모든 질소의 공급원(Miller and Donahue, 1990)이 되기 때문에 이러한 결과는 토양의 높은 유기물함량 때문으로 판단된다.

Table 2. Physicochemical properties of the soils used for Hemerocallis hongdoensis population growth

유효인산(P₂0₅: available phosphate)은 토양 pH나 유기물함량과 밀접한 관계가 있는데, 예덕나무 우점개체군이 45.44 mg/kg 으로 가장 높게 나타났으며, 이것은 우리나라의 산림토양의 평균함량인 25.6mg/kg보다 높게 조사되었다. pH는 하위군락별로 큰 차이를 보이지 않고 4.45~4.86으로 산성의 특징을 나타내었다. 

토양 중 양이온치환용량(C.E.C.)은 25.93~41.45cmol⁺ /kg 으로 나타났는데 이는 유기물이 토양 중 양이온치환용량의 30%~70%를 제공하며 또한 부식은 양료의 흡착을 위한 양이온치환 입지를 제공한다(Miller and Donahue, 1990). 토양 중 CEC, 치환성 K, Ca, Mg 함량 높게 나타난 것은 높은 유기물함량의 영향 때문으로 사료된다. 

3. Ordination 분석

 식생분포에 영향을 미치는 홍도원추리자생지의 해발고, 경사, 방위 및 토양의 이화학적의 환경요인과 식생과의 상관관계를 분석하고자 식물사회학적방법에 의해 구분된 3개의 개체군을 11개의 환경요인으로 DCCA ordination 분석을 실시한 결과를 평면상에 나타내었다(Figure. 3)

Figure 3. Vegetation data of H. hongdoensis population : DCCA(deterended canonical correspondence analysis) ordination diagram with plots(●, ▲, ☐) and environmental variables(arrow). The plost are : ● = Mallotus japonicus dominant population, ▲ = Viburnum wrightii dominant population, ☐ = Melampyrum setaceum dominant population.

 3개의 우점 개체군들은 환경요인에 따라 우점 개체군별로 배열되는 양상을 보였으며, 사면경사와 토양내 pH, CEC, 전질소가 상관관계를 나타내었다.

 예덕나무 우점개체군은 사면경사가 급하고 양료 중 CEC와 전질소가 높은 지역에 분포하였고, 애기며느리밥풀 우점개체군은 사면경사가 중간이고 CEC와 전질소의 양료가 중간인 입지에 분포하였다. 그리고 산가막살나무 우점개체군은 사면경사가 완만하고, CEC와 전질소의 양료가 적은 입지에 분포하는 것으로 나타났다.