남한지역 가문비나무의 개체군 구조와 갱신 특성

Abstract

우리나라는 위도상 가문비나무 분포지의 남방한계지역으로 분포지가 아고산 산정 일부 지역에 한정되어 기후변화에 따른 위험이 예상되지만 개체군 유지 능력을 파악할 수 있는 기초연구가 거의 진행되지 않았다. 따라서 가문비나무 개체군의 분포와 갱신을 포함한 개체군의 특성을 파악하기 위해 본 연구를 수행하였다. 가문비나무의 분포 위치와 분포 상태를 알아보기 위하여 위치정보를 활용한 군집 분석과 공간 분포 분석, 수종 구성과 가문비나무의 크기별 밀도 및 발달 단계별 비율을 조사하였다. 갱신 특성을 알아보기 위하여 가문비나무 분포지 내 임상 기질의 특성과 실험실 내 발아율과 초기생존율, 크기별 밀도, 현지 생장 조사를 실시하였다. 온도 처리와 임상 기질 처리를 다르게 한 생장상에서 종자를 발아시켜 치수를 키운 후 발아율, 활착률, 생존율을 측정하여 온도와 임상 기질에 따른 초기 반응을 조사였다. 가문비나무는 지리산에서 분포 면적이 가장 넓었고, 덕유산과 계방산에서는 48ha, 15ha 면적에서만 가문비나무가 출현하였다. 1ha당 가문비나무의 밀도가 계방산(39.5본)이 지리산(14.7본), 덕유산(12.2본)보다 높았고, 이는 치수와 소형 유령목(DBH<5cm이고 H<90cm)의 밀도가 계방산 지역에서 월등히 높았기 때문이다. 가문비나무는 공간적으로 집괴 분포하였고, 계방산에서만 대면적 군집(군집의 최대 너비 106m, 군집 내 개체수 260본)이 형성되었다. 지리산, 덕유산은 직경급 분포가 역 J형을 나타냈고, 계방산은 이봉 분포(직경급) 또는 랜덤 분포(수고급)를 보였다. 계방산은 흉고직경 40cm 이상 급의 밀도가 1.5본(ha-1)로 지리산(0.3ha-1), 덕유산(0.1ha-1)보다 높았고, 같은 직경급에서의 평균 수고가 약 2배 높았다. 계방산은 고사목 발생양이 많고, 도목이 임상에 공급되었지만, 지리산과 덕유산은 치수가 활착할 수 있는 도목이 임상에 공급되지 않았다. 지리산과 덕유산은 임상이 토양과 암석으로 단순했고, 치수와 유령목이 대부분 암석에서 출현하였다. 계방산은 치수와 유령목이 대부분 도목(56-90%)에서 발생하였고, 암석(12-25%)에서 일부 발생하였다. 세 지역 모두 낙엽층 높이는 평균 3-5cm로 나타났고, 초본층 높이는 계방산이 56cm로 지리산(22cm), 덕유산(23cm)보다 높았다. 계방산에서 도목은 직경이 클수록 지상부보다 높은 곳에 위치했고, 이끼피도와 부후 등급이 높았고, 초본피도는 감소하였다. 가문나무는 도목에서 발아율(33%), 초기 활착률(88%) 및 생존율(84%)이 가장 높았고, 낙엽(발아율 11%, 활착률 64%, 생존율 50%)에서 가장 낮았다. 여름철 가문비나무 분포지 내 고도한계선의 기온보다 4.3℃ 높은 온도(낮 26.6℃, 밤 13.7℃) 처리시 가문비나무는 주로 모잘록병 감염으로 초기 활착률(43-59%) 및 생존율(23-59%)이 모두 감소하였다. 가문비나무는 수고 90cm까지 수고생장이 연간 1-2cm로 매우 느렸고, 90cm 이상부터는 수고 생장이 촉진되었다. 근원경 대비 수고 생장량은 지리산과 덕유산보다 계방산이 18-19% 높았다. 지리산, 덕유산에서 가문비나무 분포지는 주로 능선, 바람맞이 사면에 위치해 수고생장이 억제되는 등 수분 스트레스의 위험이 컸고, 국소적으로 바람이 막혀진 지역(safe site)에서만 치수 갱신이 이루어져 치수 밀도가 낮고 대면적 군집이 발달하지 못했다. 계방산에서 가문비나무 분포지는 사면, 계곡, 바람의지 사면에 위치해 환경제약이 적어 군집이 대면적으로 발달할 수 있었다. 또한 치수가 발달할 수 있는 크기와 상태의 도목이 공급되어 치수 갱신이 활발하게 이루어졌다. 가문비나무는 소형 종자를 생산하고, 초기 고사율이 높아 초기 치수 발달의 성공이 치수의 분포와 갱신에 매우 중요했는데, 두꺼운 낙엽층이 형성된 토양보다 치수 초기 생존율이 높은 도목, 암석에서 치수가 주로 발달하였다. 현재 남한지역 가문비나무 개체군은 긴 수명을 바탕으로 구조가 안정되어 있어 병충해 또는 기후 변화와 같은 교란이 발생하지 않는다면 개체군은 현재 크기를 유지할 것으로 보인다. 그러나 향후 기후 변화에 따른 여름철 온도 상승은 치수 단계에서 초기 고사율을 높여 개체군에 위협 요인으로 작용할 수 있다.