현존식생이 매토종자집단의 종조성에 미치는 영향을 알아보기 위해 소나무군락과 신갈나무군락의 식생구조를 분석하고, 표토를 채취하여 영남대학교 조경학과 유리온실로 옮긴 후 매토종자를 스티로폼 상자에 넣어 발아실험을 통해 매토종자 집단의 종조성과 개체수를 조사하였다. 표토를 채취한 두 군락의 자생지에서 층위별, 군락별 및 수종별로 매토종자집단의 종조성 및 개체수에 미치는 영향을 분석한 결과, 매토종자에서 두 군락의 초본층에 출현한 식물종이 교목층과 아교목층, 관목층의 식물종보다 유의적으로 높게 출현하였다. 두 군락 간 매토종자의 종수와 개체수는 유의적 차이가 없었다. 또한, 현존식생과 매토종자에 공통으로 출현한 식물종수는 두 군락 간 유의적 차이가 없었다. 매토종자에서 발아한 두 군락의 목본종은 천이중간 또는 후기의 수종보다 선구종 또는 주연부 수종의 발아율이 높았다. 따라서, 군락의 초본층 식물종이 매토종자집단의 종조성에 가장 크게 영향을 미치고, 우리나라의 동일한 삼림대와 위도를 고려한 군락별 매토종자집단의 종조성에는 큰 차이가 없는 것으로 보인다. 또한, 현존식생의 선구종 또는 주연부 수종이 매토종자로서 표토에 축적될 가능성이 높고, 이 수종이 매토종자집단의 종조성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
본 연구는 매토종자를 활용한 소나무림 생태복원 시 적정 매토종자 최소생존가능개체군의 크기를 확인하기 위해 2010년 8월부터 2011년 11월까지 매토종자 발아실험을 실시하였다. 상관관계분석 결과, 면적과 초본 종수가 0.686으로 가장 높게 나타났다. 도서생물지리학의 이론에 따라 최소생존가능개체군에 적용하여 면적과 유의성이 있는 네 변수에 대해 회귀분석을 한 결과 목본 종수, 목본 개체수, 초본 종수 및 초본 개체수 모두 5% 이내에서 유의하며, 회귀함수의 설명력은 58.3%였다. 종수와 개체수간의 정준상관분석 결과 한 개의 함수가 유의하였으며 함수의 설명력은 82.4%이고, 유의수준 1% 이내에서 정준함수의 정준근 모두 유의한 것으로 판단된다. 연구 결과, 소나무림 매토종자 최소생존가능 개체군의 크기는 면적 $64m^2$이상, 종수 21종 이상, 개체수 120개체 이상을 권장하며 초본 종수의 영향에 따라 매토종자 군집의 크기가 결정되는 것으로 나타났다. 따라서, 매토종자를 활용한 소나무림 생태복원의 적용 시 초본 종에 대한 고려가 필요하다.
본 연구는 이차림 잠재식생 변화의 기초자료로 제공하기 위하여 예산군의 침엽수림과 활엽수림 지상부 (현존식물)와 지하부 (매토종자 발아식물) 식생을 파악하고 비교하였다. 매토종자 발아의 관속식물은 침엽수림이 20과 27속에 딸린 28종 1변종의 29분류군이었고, 활엽수림은 18과 32속에 딸린 34종 2변종의 36분류군이었다. 국화과는 침엽수림과 활엽수림 모두 가장 많이 발아한 매토종자의 식물 집단이었고, 조사구 출현빈도는 침엽수림의 방동사니와 활엽수림의 고들빼기가 높게 나타났다. 토심별 분류군은 침엽수림이 토심 0~10cm, 활엽수림이 토심 0~5cm에서 가장 많았고, 개체수는 침엽수림과 활엽수림 모두 토심 0~2cm에서 가장 많이 나타났으며 토심이 깊을수록 감소하였다. 매토종자의 발아 개체수가 가장 많은 식물은 침엽수림과 활엽수림 모두 고들빼기이었다. 지상부와 지하부의 유사도지수는 평균 0.22로서 낮았으며, 침엽수림과 활엽수림은 유사도지수가 평균 0.40으로서 지상부와 지하부 비교보다 유사성이 높게 나타났다.
조간대 내 칠면초 종자의 분포 및 매토 특성을 파악하기 위해 1999년 3월부터 2000년 10월까지 경기도 시흥시 월곳동에서 매토 종자의 수직 및 수평 분포와 게에 의한 저토의 굴착량을 추정하였다. 칠면조 종자는 94%가 모체의 수관 아래 분포하였으며, 나머지 6%만이 수관밖에 위치하였다. 저질 내 유기물 함량은 칠면초가 있는 지역에서는 6 cm 깊이까지 평균 17%로 높았지만 이것이 없는 지역에서는 8%로 낮았다. 한편, 식생지에서 유기물 함량은 표토(1 cm 깊이)가 19%이었으며 하층으로 갈수록 감소하여 6 cm 깊이에서는 14%이었다. 칠면초 종자는 표면으로부터 2 mm 이내에 45%가 매토되어 있었고 하층으로 갈수륵 급격히 감소하여 12 mm깊이 이후에는 없었다. 갑각류의 서식밀도는 식생지는 비식생지보다 높았으며 특히, 세스랑게류의 겉은 약 8 배이었다. 식생지에서 갑각류가 하층으로부터 파낸 저질의 양을 추정한 결과 2,409 $cm^3{\cdot}m^{-2}$이었으며 이는 저토의 높이를2.4 mm 상승시킬 수 있는 양이었다. 따라서 칠면초 종자는 자신의 고사체와 갑각류가 구멍을 형성하는 동안 파낸 저토에 의해 매토될 수 있는 것으로 판단되었다. 또한 식생지는 비식생지보다 많은 양의 갑각류가 서식하는 결과에 의하면 갑각류는 칠면초로부터 일부 이득을 얻는 것으로 판단되었다.
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.
다수의 매토종자를 함유하고 있는 표토는 중요한 생태복원 재료로서 많이 알려져 있으나, 이를 실제로 활용하는 구체적인 방법에 대한 자료는 부족한 실정이다. 본 연구에서 하천복원 재료로서 표토의 가치에 대해 재평가하였다. 또한 실제로 황구지천 하천환경정비사업에서 완경사 호안, 고수부 복원, 식재 등에 표토를 활용한 결과 생태적, 치수적, 경제적 및 시공적 측면에서 자연친화적 하천 복원에 매우 효과적이었다. 결론적으로 표토가 하천복원의 유용한 재료인 것을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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