Soil Seed Bank as a Base for the Conservation and Management of Janggun Wetland, Habitat of Insectivorous Plants

Abstract

In the montane wetland, habitats of various wildlife including insectivorous plants, hydrological properties could change significantly with climate change, resulting in change of vegetation structure. Insectivorous plants replenish nutrition from insects and this distinctive life style makes these plants valuable to preserve. Janggun wetland, one of the representative montane wetlands in Republic of Korea, is valuable because insectivorous plants including Utricularia yakusimensis and several endangered species inhabit this wetland. However, insectivorous plants in the wetland are in danger of extinction due to the decrease of water level. This study was conducted to figure out the species composition and the germination characteristics of seeds of insectivorous plants by seed bank analysis in Janggun wetland. Ten points in the wetland were selected and three layers of soil were collected by depth in May 2020. A vegetation survey was conducted with 10 quadrats installed around points where sediment soils were selected, in August 2020. A mesocosm experiment was set with the collected soils from June to October and emerged individuals were identified and charted consistently. Total 5,820 individuals of 29 species appeared in seed bank, and Eriocaulon cinereum was the most abundant species in seed bank. In addition, the number of emerged individuals decreased as the depth of seed bank deepens. Shannon – Wiener diversity index of seed banks in annual plants increased in the deeper seed bank. Regardless of the depth of seed bank, community overlap indices between seed banks and aboveground vegetation of the wetland were relatively high in annual plants than perennials. In perennial plants, diversity indices were mostly high due to the lack of dominant species. The insectivorous plants, unlike the absence in the wetland vegetation, U. yakusimensis, Utricularia racemosa, and Drosera rotundifolia appeared in seed banks where the shoots of Molinia japonica were rare and ground was inundated. It is thought that light and water level conditions for the germination and growth of insectivorous plants have not been satisfied in Janggun wetland, because of water level decrease and the formation of dominant communities of M. japonica. This study proved the possibility of reemergence of insectivorous plants from soil seed bank if the proper management about water and M. japonica is provided. Seed bank study for understanding distribution, germination characteristics, and the lifespan of seeds of various species is expected to be used for the conservation of species diversity of Janggun wetland, the management of montane wetlands, and the conservation of insectivorous plants.

식충 식물을 비롯한 다양한 동식물의 서식지인 산지 습지는 기후 변화에 따라 수문학적 특성이 크게 변화할 수 있고 이로 인해 식생 구조가 바뀔 수 있다. 식충 식물은 곤충을 섭취함으로 양분을 얻는 방식을 취하며 독특한 생활 방식으로 인해 보존 가치가 높다. 국내 대표 산지 습지 중 하나인 금정산 장군습지는 자주땅귀개를 비롯한 식충 식물과 여러 멸종위기 동식물의 서식처로서 보전 가치가 높으나, 최근 습지 수위 저하로 인해 식충 식물의 절멸이 우려되는 상황이다. 본 연구는 장군습지의 종자 은행 분석을 통해 장군습지의 종 조성과 식충 식물의 종자 발아 특성을 이해하고자 하였다. 2020년 5월 습지 내 10곳을 선정하였고 깊이별로 세 층의 토양을 채집하였다. 2020년 8월에 같은 지점에 10개의 방형구를 설치하여 식생 조사를 수행하였다. 채집한 토양으로 6월부터 10월까지 메조코즘을 조성하여 지속적으로 출현 개체를 동정 및 기록하였다. 장군습지의 종자 은행에서는 총 29종 5,820개체가 출현하였으며 곡정초가 가장 많이 출현하였다. 또한, 채집한 종자 은행의 깊이가 깊을수록 발아한 개체수는 감소하였다. 일년생 식물에서 Shannon – Wiener 종다양성 지수는 종자 은행의 깊이가 깊어질수록 증가하였고, 습지 식생과 종자 은행의 군집 중복 지수의 값은 종자 은행의 깊이에 상관없이 상대적으로 높게 나타났다. 다년생 식물에서 종다양성 지수는 뚜렷하게 우점하는 종이 없어 대체로 높았다. 식충 식물의 경우 습지 식생에서는 발견되지 않았지만 습지 내 진퍼리새가 적고 물이 고이는 지점에서 채집한 종자 은행에서 자주땅귀개, 이삭귀개, 그리고 끈끈이주걱이 출현하였다. 장군습지 내에서 식충 식물의 발아와 생육에 필요한 빛과 수위 조건이 진퍼리새의 우점 군락 형성과 수위 저하에 의해 충족되지 못하고 있는 것으로 판단되었다. 본 연구는 식충 식물의 서식지로서 보호 가치가 큰 장군습지에 물과 진퍼리새의 관리가 적절히 이루어진다면, 토양 종자 은행으로부터 식충 식물이 다시 출현할 수 있음을 증명하였다. 종자들의 분포 및 발아 특성, 종자의 수명을 파악할 수 있는 종자 은행 연구는 장군습지 생태계의 보존 및 산지 습지의 관리, 더 나아가 식충 식물의 보존을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이라 기대한다.