본 연구에서는 국내 광릉숲에서 우리나라 천연기념물이자 멸종위기 종인 장수하늘소(Callipogon relictus Semenov)의 새로운 기주식물로 졸참나무(Quercus serrata Thunb. ex Murray)를 처음 보고한다. 졸참나무 안에서 발견하였던 장수하늘소 유충의 형태학적 측정값과 재검토한 장수하늘소의 기주식물 목록을 제공한다.
본 연구는 고문헌을 통하여 광릉 전나무 식재의 사적 근거를 밝히고자 "조선왕조실록(朝鮮王朝實錄)", "승정원일기(承政院日記)", "비변사등록(備邊司謄錄)", "일성록(日省錄)" 등의 식재기록을 분석하였다. 선행 연구와 산림생태조사 및 도복된 전나무 연륜을 통하여 현재 광릉 전나무의 수령을 추정하여 다음과 같은 결과를 도출하였다. 첫째, 능제는 가장 보수적인 체제로 광릉 조성 과정 중 식재는 전례에 따라 이루어졌을 것이다. 건원릉을 시작으로 능침수목 식재기록을 통하여 소나무, 잣나무, 버드나무가 식재되었던 것을 확인하였다. 둘째, 조선후기 능침 작벌 문제가 심각해지자 정조 22년 무오년 수교가 반포되었으며, 이후 봄 가을로 정기 식재가 이루어졌다. 정조 23년 기록을 통하여 조성 및 관리 연한이 오래된 9개 능을 대상으로 식재 주수를 파악할 수 있었으며, 광릉에는 잣나무와 잡목이 식재되었다. 셋째, 무오년 수교가 고종 치세 31년간 지켜지고 있으며, 예조별단을 통해 구체적인 식재 수종, 식재 장소, 식재 주수를 확인할 수 있었다. 고종 22년부터 25년까지 4년간 광릉에는 지속적으로 전나무가 식재되었으며 잣나무를 식재한 곳은 광릉이 유일하였다. 넷째, 도복된 전나무 연륜을 통하여 수령 파악이 가능했으며, 현존 광릉 전나무 식재 시기는 철종 10년 이후부터 고종 연간으로 판단하였다.
광릉요강꽃(Cypripedium japonicum Thunb.)은 한국, 중국, 일본에 분포하는 동아시아 특산식물로, 지구 수준의 IUCN Red List "위기(Endangered, EN)"로 평가되며, 한국의 국가 Red List에서는 "멸종위기(Critically Endangered, CR)"에 포함된다. 본 연구는 광릉요강꽃 자생지에서 7년 동안 수행된 개체통계학적(demographic) 모니터링 자료를 바탕으로 개체군 구조 및 변화양상을 분석하고, 개체군의 지속성에 대하여 예측하였다. 광릉요강꽃은 국내 7개 지역(포천, 가평, 화천, 춘천, 영동, 무주, 광양)에서 자생지가 관찰되었고, 15개 아개체군에 4,356개체가 생육하는 것으로 확인되었다. 개체군 크기 및 구조는 지역별로 상이하였으며, 인위적 관리가 개체군 크기 및 구조 변화에 중요한 영향을 미치고 있었다. 7년 동안 개체 수 변화를 모니터링한 결과 광릉요강꽃의 개체군 생존력(Population Viability Analysis, PVA)은 지역별로 다양한 경향을 보였다: 향후 1세기 안에 멸절할 가능성은 포천 0.00%, 광양 10.90%, 춘천 24.05%, 화천 79.50%로 예측되었다. 모니터링이 수행된 위 연구지역은 현지 내 보호시설로 인위적 출입을 제한하고 있어 광릉요강꽃의 최대 위협요인인 인위적 남획 변수가 개체군 생존력에 반영되지 않았다. 즉, 실질적인 멸절 위험도는 본 연구에서 추정된 값보다 현저하게 클 것으로 예상된다. 국내 광릉요강꽃 개체군의 멸절위험도의 객관적 판단을 위해서는 향후 다양한 위협요인이 있는 여러 지역의 개체군 정보가 반영될 필요가 있으며, 국내·외로 광릉요강꽃 개체군에 대한 개체통계학적 모니터링을 확대해 나가야 할 것이다.
매토종자는 식물의 장기 보존과 식생 동태에 기여하며, 토양 깊이에 따라 다양성과 밀도가 감소하는 특성으로 인해 군집의 다양성 감소과정 이해에 필요한 핵심관점(예측성 및 무작위성)을 제공한다. 우리는 한반도 온대중부 식생기후의 성숙림인 광릉숲에서 지표식생을 포함하여 토양층위(상토 및 하토) 별 종조성 및 다양성의 변화 및 구조화 양상을 분석하였다. 수직 10 cm 차이를 두고 채집된 두 층의 토양에서 27과 40속 44종 3변종 47분류군의 총 934개체가 발아하였다. 광릉숲의 매토종자는 초본의 구성 비율보다 목본 식물의 다양성 및 발아 밀도가 높았고, 빈터종보다는 가장자리종이 풍부하였다. 생육형을 비롯한 대부분의 비교 특성에서 종 풍부도와 발아밀도는 감소하였지만 큰 편차에 의해 통계적 유의성은 없었다. 상토 및 하토에서 종조성의 집단 내 변이성은 유사하였고, 공통 출현종(제타다양성)의 감소 및 종의 잔존 확률 변화 경향 역시 거의 유사하였다. 토양 내 두 군집 종조합의 구조화 과정은 멱함수보다는 지수 상관으로 적합되어 무작위 과정의 우세를 보였다. 광릉숲에서 토양 깊이(10cm) 별 군집 종조성 및 다양성의 양상은 형질 특성과 상호작용 보다는 종자의 수직 이동에 따른 이입 및 소실의 임의 과정(stochastic processes)에 의해 구조화되는 것으로 평가되었다.
광릉 숲과 국립수목원내 전시원을 중심으로 1998년부터 2008년까지 11년간 총 291회 조사한 나비 조사 자료를 이용하여 나비군집의 종풍부도(종수)를 추정하였다. 선조사법으로 조사한 결과 112종 13,333개체의 나비가 관찰되었다. 종수누적곡선의 작성과 종수추정은 EstimatesS 프로그램을 이용하였다. 종수누적곡선은 291회 조사에서도 증가하여 미발견종이 남아 있음을 나타낸 반면, 7개 방법(ACE, ICE, Chao1, Chao2, Jack1, Jack2, Bootstrap)에 의한 종수추정곡선은 조사회수가 240-250회에 도달했을 때 안정된 값에 수렴하였다. 7개 방법에 의해 산정된 광릉의 나비종수는 120종부터 141종 사이였으며, 평균값은 128종이었다. 이에 반해 1958년 이래 보고된 과거조사자료를 취합하여 작성한 종목록은 148종이었는데, 최근의 나비상 변화의 분석결과를 토대로 나비 종수의 타당한 값을 검토하였다. 수목원내 전시원의 종풍부도가 자연림과 인공림 보다 높았고 자연림과 인공림 사이에서는 차이는 나타나지 않았다. 수목원내 전시원에는 상대적으로 숲에 비해 초지가 많고 서식처가 더 다양한 것이 나비군집의 종풍부도가 높아진 원인으로 판단하였다.
개엽기, 낙엽기 추정은 식물 생태 주기를 이해하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 식물의 근적외선 반사(NIRv)는 일차생산량(GPP)의 강력한 대리지표로 밝혀져 식물계절학 연구에 활발하게 가용되는 추세이다. 하지만 지형에 의한 반사도 왜곡 효과가 상쇄되지 않아 산악 지역의 지형 왜곡 효과에 민감하며 낙엽기를 추정하는 데 성능이 떨어진다. 지형 보정 NIRv(TCNIRv)는 지형 왜곡 효과와 관련된 한계점을 완화하기 위해 경로 길이 보정 방법을 사용한다. TCNIRv는 낙엽기에 대해 NIRv 보다 더 정확한 값을 추정할 수 있다는 사실이 확인되었다. 지형 보정은 경사 및 사면 방향 같은 지형 속성과 연관성이 크기 때문에, 이번 연구에서는 광릉 수목원과 오대산 국립공원 같이 비교적 상이한 지형 특성을 가진 두 산악 지역을 대상으로 남사면과 북사면에서의 예측 결과를 비교하였다. 결과적으로, 두 연구지에서 TCNIRv 를 이용해 예측한 낙엽기는 북사면에서 남사면보다 지연되었고 (광릉 수목원: SFS/NFS - DOY 266.8/268.3; 오대산 국립공원: SFS/NFS - DOY 262/264.8), 이는 NIRv 의 결과와는 반대되는 예측 결과였다 (광릉 수목원: SFS/NFS - DOY 270.3/265.5; 오대산 국립공원: SFS/NFS - DOY 265/261.8). 또한 지형 보정 이후 남사면와 북사면 간의 낙엽기의 차이가 감소했다는 사실도 알 수 있었다 (광릉 수목원: SFS/NFS - DOY 270.3/265.5; 오대산 국립공원: SFS/NFS - DOY 265/261.8). 우리는 사면방향에 따라 식물 생장기를 예측했을 때, TCNIRv 를 이용한 낙엽기 추정에서 NIRv 를 이용해 예측한 결과와 차이점을 가진다고 결론 내렸다. 이로써 다양한 지형 조건에서 사면 별 식물 생장기를 추정하는 데 지형 보정이 필수적이라는 사실을 강조한다.
Ippa conspersa (Matsumura, 1931)를 포함한 Ippa Walker, 1864 속의 한국 분포를 최초로 확인하였다. I. conspera의 유충은 Lasius (Lasius) spp. 와 같은 몇몇 개미류를 포식하는 것으로 알려져 있다. 이번 연구를 통하여 한국산 I. conspera의 성충 및 암수 생식기, 유충의 외부 형태를 기재하고 도판을 제시하였다.
효과적인 보호구역의 보전 관리를 위해서는 외래종의 정착 모니터링 및 확산 위험에 대한 저감 노력이 수반되어야 한다. 본 연구는 울진에 위치한 산림유전자원보호구역(2,274ha)에서 조사된 외래식물 분포 정보를 대상으로 활용도가 높은 세가지 종분포모형(Bioclim, GLM, MaxEnt)을 활용하여 외래식물의 잠재출현지역을 모의하였고, 모의 결과를 비교하여 지역적 지리 및 생태 관리 특성이 반영된 현실성 및 적합성 높은 종분포모형을 선발하였다. 분석에서 예측된 외래식물의 출현지역은 실제 분포와 같이 도로 같은 선형 경관 요소를 따라 분포하는 경향이었으며, 일부 벌채지가 포함되었다. 본 연구에서 적용한 각 모형의 예측력과 정확도를 통계적으로 비교한 결과, GLM과 MaxEnt 모형은 대체로 높은 예측력과 정확도를 보였지만, Bioclim 모형은 낮았다. Bioclim은 가장 넓은 면적을 출현예상지역으로 계산하였고, GLM, 그리고 MaxEnt 순으로 면적이 작았다. 모의 결과의 현상학적 검토에서는 GLM과 Bioclim 모형은 표본 수에 따라 예측력이 크게 영향을 받는 것으로 나타났고, 표본 수와 관계없이 가장 일관성 높은 모형은 MaxEnt로 평가되었다. 종합적으로, 본 연구에 사용된 모형 중 외래식물 분포 예측을 위한 최적 모형은 MaxEnt 모형인 것으로 판단되었다. 본 연구에서 제시한 정밀 생물종 분포 자료 기반의 모델 선발 접근 방식은 산림생태계 보호구역의 보전 관리 및 지역 특성이 반영된 현실적이고 정교한 모델 발굴 연구에 도움이 될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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