몽골 산림종자 공급원 조성 기술 자문 보고서

(자문기간 : 2023.9.3.∼2023.9.15)

Ⅰ. 자문개요

○ 목적

한국·몽골 그린벨트 3단계 사업(2022∼2026)의 산불피해지 복원 등에 필요한 우량종자 공급원 및 종묘 생산기반 시설 조성을 위한 기술자문

○ 기간 : 2023. 9. 3 ∼ 9.15(13일간)

○ 대상기관 : 한·몽 그린벨트 사업단, 에르데네트 산림유전자원센터 등

○ 출장자 인적사항

(사)더좋은나무만들기 대표 이재천, 자문위원 최완용

Ⅱ. 자문내용

1. 일정별 주요 활동

2. 주요 자문 내용

가. 자문 활동 관련 사전회의

○ 참가자 : 한·몽그린벨트사업단(KMGBP), 몽골 산림청(MFS) 및 지리생태연구소(IGG/MAS), (사)더좋은나무만들기(BTT) 등 관계자 12명

○ 주요 내용

- KMGBP 사업추진 실적(1, 2단계사업) 및 현황 소개(PM)

- 제 3단계 사업(2022년∼2026년)의 추진목표 및 계획

- 산불피해지 복원에 필요한 묘목생산 및 이에 필요한 양질의 종자확보 방안 논의

- 몽골의 종자공급원 관련 Q&A : 조림용 종자의 통상적 확보 방안(공급원 범주에 따른 단계별 기준), 관련지침, 종자산지구분 등

- 방문기간 중 몽골 관련 기관(KMGBT, MFS, IGG/MAS 등) 관련자와 현장에서 공동 워크숍 윤곽 관련 논의

- 주요 의제로는‘훕수골 지역 낙엽송의 임분으로부터 채종림(3단계)의 선정, 종자채취 및 더 높은 단계(4단계; 채종원 조성)의 종자공급원에 대한 가능성 타진’

그림 1. 한국 자문단과 한-몽 그린벨트 사업단장외 몽골 산림관계자 사전 협의회

나. 채종림 선정 관련 현장 워크숍

○ 참가자 : HMGBP 관계자, 몽골 산림청 및 지리생태연구소 관계자, 훕스굴 산림경영팀 책임자, 자문단 등 12명

○ 일시 : 2023. 9. 6 ∼ 2023. 9. 11(6일간)

○ 장소 : 흡스굴아이막 울랑울솜 일원 및 흡스굴 경영팀 소관 채종림

○ 주요 내용

- 종자공급원 개념과 보편적으로 쓰여지는 종자공급 수단, 한·몽골 양국의 관련 지침에 관련 논의

- 채종림의 선정 기준 설정과 평가방법에 대한 토의 및 양국의 지침에 따른 조사방법에 의한 실제조사(1조사구) → 채종림 선정을 위한 기준 및 조사방법 설정

- 선정방법이 구체화된 한국의 임령이 다른 천연림에 적용한 사례(피나무, 가시나무류 등)를 참고로 선정 기준, 조사방법 결정(참고 1, 2)

- 임분조사 : 종자배포권역 1구역(추후 구체화)으로 간주되는 권역내에 2∼3 개소 채종림 선정 목표로 후보 임분 5개소를 선정(표 1)

표 1. 채종림 선정 대상 후보지 임분

그림 2. 채종림 선정 대상 후보지 임분 위치도

- 선정 작업은 평가 기준 지표 파악에 필요한 임황 조사(참고 1)와 임분 당 2∼3개의 조사구(20x20m)를 대상으로 서식(참고 2)에 의한 개체목별 생장, 적응, 종자 생산 잠재력 등 특성조사

- 임황조사, 표준구 설정, 개체목 특성 조사 등은 각 소속(KMGBP, MFS, BTF 등) 참여자 역할 분담으로 진행

- Site 2는 이미 몽골 산림당국에 의해 선정, 관리되고 있는 채종림 임.

- 조사 결과는 한국의 붉가시나무 채종림 선정에 적용한 방법(국립산림과학원, 2020)을 준용하여 분석(제Ⅲ장 참조)

다. 양묘 관련 현장 자문

○ 방문장소 : KMGBP 훕스골(Khuvsgul) 사업소(2023. 9. 5) 및 훕스골 경영팀 양묘장(2023. 9. 8)

○ 주요 내용

[KMGBP 훕스골(Khuvsgul) 사업소]

- 바람막이 역할을 할 지형지물이 거의 없는 광활한 벌판 가운데 위치한 입지 조건으로 펜스 주변으로 방풍림대의 높이와 폭을 고려하여 교목과 관목을 혼식하고 양묘장 내에도 관목류의 수림대 조성이 요구됨.

- 노지 양묘장은 기상 상태에 민감한 반응을 보이므로 국지적인 자료 수집을 위해서는 자체 시스템 구축으로 장기적인 data 축적이 시급해 보임

- 토양구조와 같은 이화학적 특성 등을 고려할 때 원활한 묘목 양성을 위하여는 식물의 생장에 필요한 토양개량등이 우선되어야 할 것임.

- 비닐온실에서 묘목 생산을 위해서는 광 부족에 의한 도장(웃자람)이 발생하지 않도록 유의하고 주기적인 환기로 실내 습도조절이 필요함.

- 현재 진행중인 묘목 저장고는 반지하로 설계하여 유리한 점이 있으나 외부와 저장고 내부의 온도차에 의한 결루에 대비하고 과습에 의한 피해를 방지하는 대책이 필요함

[몽골 울랑울 산림경영팀 양묘장]

- 훕스골 아이막 관내 피해지 복원용 식재를 위한 묘목 양성. 현재 침엽수[낙엽송(Larix sibrica), 구주적송(Pinus sylvestris) 등] 위주의 양묘로 제반 작업을 경영팀 직원이 직접 수행

- 물빠짐, 염분과 같은 토양의 이화학적 특성과 凹형의 지형지물로 입지조건은 상대적으로 양호함. 비닐하우스 내 노지묘로 양묘 중.

- 충실한 묘목을 생산하기 위해서는 수종별 단위 면적당 적정 본수를 길러내야 하는데 과다한 파종량으로 건전한 묘목생산이 어려운 상태임.

- 몽골은 강수량이 적다고 하지만 묘목상의 높이가 지면과 차이가 없어 강우량이 많거나 우기가 지속되면 묘상의 과습으로 인해 어린 묘목의 활력이 떨어지거나 고사하는 위험 또한 내재함

그림 4. 몽골 울랑울 산림경영팀 비닐온실 양묘장

라. 에르데네트 산림유전자원센터(Erdenet Forest Genetic Resources Center) 방문

○ 기관 개요

- 몽골의「10억 그루 나무심기 운동」을 지원하기 위해 에르데네트광산협회가 출연하여 설립(2022. 6.22) ← 공사 성격으로 준 국가기관 역할

- 1,000톤 규모의 종자 및 묘목저장 시설 보유

- 종자연구실, 생명공학연구실, 검역연구실, 종자보존 시설, 교육 및 회의실로 구성

○ 주요 임무

- 시민들에게 개방하여 산림 및 생태교육을 지원하고 나무심기 등 훈련지원

- 산림혁신파크를 조성하여 향후 10년간 1억그루 나무심기 실천

- 장차 수집종자의 탈종 등 종자 정선, 품질검정, 저장 및 공급기능

※ 아직 설립 초기 단계로 장비, 시설, 인원 등은 채워지는 중으로 장차 우리나라의 산림품종관리센터(일부 국립산림과학원, 국립수목원 기능)와 유사한 형태로 발전시킬 계획

그림 5. 산림유전자원센터 내부시설 견학 및 향후 운영방안 논의

마. 방문 결과 발표 및 마무리

○ 참가자 : 훕스골 워크숍 참가자, HMGBP 관계자, 산림품종관리센터측 관계자(화상회의) 등

○ 일시 : 2023. 9. 14 ; 10∼12:30

○ 장소 : HMGBP 회의실

○ 주요 내용

- 워크숍 결과에 대한 전반적 활동소개(HMGBT, 사랑와), 몽골 산림종자 공급원 조성 기술관련 현장자문 및 실연사례에 대한 발표(BTT, 이재천 대표) 및 Q&A

- 몽골측의 채종림 선정 후보임분의 조사 및 평가방법 관련 지침 매뉴얼화 희망

- 몽골측에 종자국가관리의 기본인 배포구역 명정(zonation)에 대한 의견 제언

- 한국 산림품종관리센터 측(김용율 박사)의 종자품질검정 관련 영상 PT

- HMGBT측의 제3단계 사업 중 종자공급원 확보 방안에 대한 현지 방문을 통하여 파악된 실상에 근거한 바람직한 방향 관련 논의

그림 6. 현장 조사를 마치고 실연사례 발표 및 발전방안 토의

Ⅲ. 낙엽송 채종림 선정·관리 현장 워크숍

1. 수행 방법 개요

○ 대상 임분은 훕스골 아이막 울랑올 솜 지역(생태형; 알타이·사양)으로 동일 종자 배포구역(seed zone)으로 가정하에 2∼3개의 채종림 선정을 목표로 후보지 임분 선정(표 1, 그림2)

※ 몽골의 산림생태형은 4개형(알타이·사양, 항가이, 다우리안 스텝, 중앙아시아 고비사막)이고, 종자지역(seed region)은 낙엽송의 경우 18개 지역임. 종자 배포구역은 식물의 생존과 생육에 영향이 큰 온도, 유효수분 등과 같은 거시생육 환경 요소를 근거로 중간 정도인 8권역 전후로 설정이 바람직함.

○ 채종림 선정 후보임분 중 임분 2는 이미 몽골 산림 당국으로부터 채종림으로 선정되어 관리되고 있는 임지로 임내 광 환경 개선을 위한 간벌이 실행되었고 채종목 표시 등이 이뤄진 곳임.

○ 조사 방법은 한국의 「산림자원조성·관리법」 시행규칙의 ‘채종림 등 지정·해제 기준’을 근거로 천연림에 대한 채종림 선정에 적합하도록 구체화한 기준, 평가·분석 등(국립산림과학원. 2020)을 준용

○ 적용 척도는 자람새, 형질, 적응력 등 임분 고유 특성과 접근성, 작업 난이도, 종자 생산 효율 등 종자 생산관리 특성을 고려한 8개의 지표 적용

○ 조사 방법은 접근성, 작업난이도 등은 임분 전반에 대한 지형, 지세, 임상 상태 등을 근거로 5등급의 계급값 부여(참고 1)

○ 자람새, 형질, 적응력 등은 조사대상 임분내에서 조사구(20m×20m)를 설정하고 조사구내 임분을 구성하고 있는 개체목 전수를 조사하고, 한 임분내에서 조사구 2∼3 plots를 설정하여 조사(참고 2)

○ 지표별 5개의 등급으로 구분하여 점수를 부여하고 [계급값: 매우 좋음 5, 좋음, 4, 보통 3, 나쁨 2, 매우 나쁨 1] 조사 결과는 개별지표의 중요도에 따라 가중평균하여 최종 선정에 활용

2. 조사 대상 임분

○ 조사 대상 지역은 해발 2,000m 내외의 고산지역으로 150년 내외의 시베리아 낙엽송 모수로부터 천연하종으로 후계림이 조성된 숲으로 임분구성이 단순림으로 다양한 수령으로 구성됨.

○ 조사 임분은 임분 2(훕스골 채종림)를 제외하고는 조사팀이 야영한 계곡을 중심으로 목초지와 연결된 산록부위에 펼쳐진 낙엽송이 우점한 숲으로 방위, 임분 구조 등을 달리한 인근(20km 내외) 임분 임.

표 2. 채종림 선정 조사대상 후보지 임분 특성

○ 임분 1은 대상 임분 중 가장 남쪽(N 50°24′26″)에 위치하며 목초지와 연결되어 광 환경도 좋고 완경사지로 석력 포함 등 물빠짐도 좋은 토양 등 채종림으로 좋은 입지 여건을 갖춤.

○ 하지만 부분적으로 개체목 밀도가 너무 높아 개화·결실에 불리하게 작용하여 이면목을 제외하고는 착과 상태는 매우 나쁨.

그림 7. 현장 실연에 앞서 팀별 역할수행을 위한 논의

○ 임분 2는 야영지로부터 30km 북서 방향으로 위도상으로는 가장 북쪽(N. 50°54′56″), 경도상으로 가장 서쪽(E. 99°17′17″), 해발고는 1,642m로 가장 낮은 곳에 위치함.

○ 이미 몽골 당국의 채종림으로 지정·관리되어온 임분이나 평탄지에 토양구조 등으로 물빠짐이 원활하지 못하고, 현 상태의 광 환경과 같은 입지환경은 개화·결실에 불리한 입지임.

그림 8. 이미 채종림으로 지정된 임분 현황조사

○ 임분 3은 3면이 목초지로 둘러싸인 반도형 임분의 완경사지로 물 빠짐과 수광 조건이 좋아 임연부의 대부분 개체목은 정도의 차이는 있으나 많은 양의 구과가 관찰됨.

○ 하지만 임내는 과밀로 결과지 형성이 안 되었거나 고사, 수광량 부족 등으로 구과가 거의 맺히지 않음.

그림 9. 임내 수광량 부족으로 결실상태 불량

○ 임분 4는 임분 3와 유사한 입지여건으로 임내에는 많은 양의 구과가 형성되지 못함. 이 임분은 채종림 선정·관리에 필요한 지침 마련을 위하여 채종목으로 남겨둘 개체목 선정, 광환경 개선을 위한 수광벌 등을 가상한 모의 간벌 → 간벌 전후의 개별 지표 변화 추정으로 지침서 작성의 기반자료로 활용

그림 10. 채종목으로 남겨둘 개체목 선정 현장 실현

○ 임분 5는 숲과 숲 사이에 있는 공간 목초지에 섬 모양으로 개체목 간에는 충분한 거리(198본/ha)를 두고 형성된 임분 임.

○ 석력이 적당히 섞여 있는 토양, 완만한 경사, 개체목 간 적정 거리로 관 환경이 좋고 결과지가 잘 발달되어 개화·결실에 좋은 조건을 지닌 임분으로 규모(2.0ha)는 적지만 후보 임분에 포함

그림 11. 개체목간 적정 간격을 유지하여 개화결실이 우량한 임분

3. 채종림 선정 기준

표 3. 채종림 선정을 위한 적용 지표 및 선정 기준

○ 임분고유 특성과 종자생산 관리특성으로 구분하고 각 특성별 4개의 지표를 적용하였으며 지표별 가중치를 달리하여 적용함

4. 임분간 생장, 적응, 종자생산 등 특성

표 4 임분간 생장, 적응, 종자 생산 관련 지표 특성

○ 개별 지표별 계급값에서 결실량을 제외하고는 전체 평균값이 2.5 이상임.

○ 자람새의 임분 평균은 3.52로 임분 5가 최고이며 그 다음이 임분 2, 임분 1 순임. 임분 2의 경우 이미 채종림으로 선정되어 어느 정도의 간벌이 이뤄진 결과로 상대적으로 높은 값을 보이는 것으로 추정됨.

○ 통직성, 지하고, 수관 및 수간(쌍간 등) 형태, 개체목간 균질성 등을 고려하여 평가한 형질 특성에서는 이미 채종림으로 선정된 임분 2가 3.79점으로 가장 높아 역시 간벌 효과로 간주 됨.

○ 활력, 병충해 등 재해에 대한 피해정도 등을 고려한 건강도 지표인 적응력은 임분 3이 최저값인 2.81, 임분 5가 최고 값인 3.86으로 임분 밀도(r=-0.64)와 물빠짐(r=-0.61) 지표와 연관성이 관찰됨.

○ 임분내 개체 간에 얼마나 균등하게 종자생산에 기여 하는가로부터 유도된 유전 다양도 지표에서는 임분간 큰 차이로 임분 5는 3.91로 높은 값을 보인 반면 이미 채종림으로 지정된 임분 2의 경우 1.84로 현저한 차이를 보임.

○ 유전 다양도는 임분내 개체목의 개화·결실 자료를 근거로 종자 생산에 기여하는 정도인 유효개체수 개념으로 추정(참고 3, 국립산림품종관리센터 2023).

○ 개화·결실 상태 및 최근 종자 결실 내력(임상종자, 매토 종자) 등 종합하여 판정한 결실량(전체 평균 1.96)은 임분 5가 2.79로 가장 높고 임분 2가 1.47로 가장 저조한 값을 보여 유전 다양성과 같이 2개 임분 간 극단 값을 보임.

○ 개화결실에 영향이 큰 광환경, 입지환경, 대상목의 수관구조 등을 종합한 종자 생산 잠재력 지표에서는 임분 간 큰 차이는 보이지 않으나 임분 5가 3.43(평균 2.77)으로 가장 높음.

[현지 임분을 대상으로 가상간벌 실연]

○ 간벌 효과에 의한 자람새, 형질, 유전 다양도 등 임분 고유 관련 지표의 변화를 보기 위하여 임분 4를 대상으로 가상 간벌을 시행한 결과, 표 5와 같음.

표 5. 가상 간벌에 의한 주요 지표의 변화 추정

○ 가상 간벌은 장차 채종목으로 남겨둘 나무(상층임관을 구성한 우세목, 개체목 거리 5m 유지)를 표시하고 나머지는 모두 제거한다는 가정하에 비교함.

○ 장차 채종림으로부터 생산되는 종자의 개량정도를 가늠할 수 있는 주요 지표인 자람새(3.12→4.01), 형질(2.85→4.00), 유전다양성(2.81→4.40) 등 생장과 적응 관련 지표에서 현저한 차이를 보임.

그림 12. 유전간벌에 대한 논의 및 현장실연

5. 조사결과 종합

표 6 가중평균에 의한 개별지표의 통합

○ 조사에 적용한 총 8개 지표의 조사 결과는 임분 간, 지표 간에 일부는 연관성을 그리고 일부는 독립적 관계 등 다양한 양상을 보임.

○ 채종림 선정에서 조사 결과에 대한 평가과정에서 중요한 것은 개별 지표의 나열보다는 이들을 단순명료하고 최적화된 형태로 통합하는 방안임. 이때 개별지표는 산술평균보다 지표의 특성과 중요도에 따라 차이를 두어 가중평균값을 활용함이 타당할 것임.

○ 개별지표에 대한 중요도는 국가, 국가내 지역 특수성, 수종 특성, 인적·제도적 인프라 등 다양한 요소에 영향을 받아 일률적 기준 설정에는 한계가 있음. 지표별 가중치는 한국의 천연림에 적용하였던 기준을 참고로 몽골의 관련 상황을 고려하여 표 3과 같이 부여함.

○ 접근성, 적응력, 유전다양성, 개화·결실량 지표에 각 0.15로 상대적 높은 가중치는 현재의 시급성, 지표 특성 등을 고려함. 따라서 필요에 따라 가중치는 조정, 지표의 통·폐합 또는 추가 등 신축성을 두고 운영함이 바람직할 것임.

○ 8개 지표에 대한 가중평균치에서는 임분 5가 3.51로 가장 높고, 이어서 임분 2(3.12), 임분 1(2.93) 순임. 이미 업급한 바와 같이 임분 2는 선행된 선택적 간벌과 같은 수광벌 등의 효과 반영으로 다른 임분 보다 과대평가의 소지가 있음.

○ 임분 5의 경우는 전반적으로 생장 특성도 보통 이상으로 좋고, 개화·결실에 유리한 임분 조건(광환경, 양료, 유효개체수 등)으로 좁은 면적(2ha내외)을 제외하고는 채종림으로 좋은 구비조건을 갖춤. 이는 채종림의 선정과정에서도 중요하지만 선정된 임분을 어떻게 관리해 나갈 것인가에 대한 좋은 본보기로서 의미가 큼.

6. 종합 고찰

○ 조림용 종자공급원으로 채종림(selected seed stand)은 일부 지역이나 수종을 제외하고 가장 보편적으로 적용되고 있는 수단임. 채종림으로 갖추어야 할 조건으로 생장, 형질, 적응력 등 임분 고유의 특성은 물론 접근성, 종자 채취 및 관리작업의 용이성, 일정 수준 이상의 종자 생산 잠재력 등이 담보되어야 함.

○ 이러한 조건의 충족은 선정 단계에서 적절한 척도를 적용하여 합리적이고 체계적 방법으로 평가 및 선정이 이뤄져야 하며 이번 워크숍은 현장에서 실연을 통하여 그 해법을 찾고자 하였음.

○ 제한된 시간과 공간 속에서 1개 종자배포구역(seed zone) 내에 2∼3개 가상 채종림 선정을 목표로 5개의 후보 임분을 대상으로 선정함. 8개의 지표를 적용하여 조사하고, 그 결과를 개별 지표간 중요도에 차이를 두어 평균을 산출하여 선정 기준으로 하고자 함.

○ 또한, 채종림으로부터 양질의 종자와 종자 생산 효율 향상을 위해 임분 선정 및 관리지침 마련에 초석이 될 지표간 연관성, 모의간벌에 의한 지표 변화 양상 등 추정을 통하여 기반자료를 얻고자 하였음.

○ 자람새, 형질, 적응력 등 생장과 적응에 관련된 유사성을 지닌 지표를 제외하고 종자의 품질과 관련이 큰 유전 다양도 지표는 개화·결실 및 종자 생산 잠재력 지표 조합 간에 정의 상관을, 임분 밀도와 관련이 있는 ha당 개체수와는 반대의 경향을 보임.

 표 7. 임분 고유 및 종자생산 관련 주요 지표 간 상관

○ 이는 5개 후보임분이란 표본의 한계에도 불구하고 채종림에서 밀도는 종자 생산 관련 지표뿐만 아니라 생장과 적응 관련 지표 조합과도 부정적으로 작용하여 채종림 선정·관리에서 경계해야 할 핵심적 요소로 고려됨.

○ 즉, 채종림에서 선택적 간벌(positive Auslesedurchforstung)에 의한 선발 효과 증진, 광환경 개선, 착과지 형성 촉진 등을 목적으로 간벌작업을 통해 적정 밀도 유지는 채종림 관리에서 가장 우선되어야 할 과제임. 그림13은 적정 간벌을 통한 제반 지표의 변화를 파악하고자 임분 4를 대상으로 모의간벌의 결과, 간벌 전후의 각종 지표 변화의 추정 결과임.

그림 13. 선택적 가상 간벌에 의한 간벌 전후 지표 변화

○ 모의 간벌은 상층임관을 구성하고 있는 우세목 중에서 형질이 좋은 개체를 남기고 나머지를 제거한다는 가정하에 추정한 결과로 형질, 적응력, 유전 다양도 등의 지표에서는 간벌 전후의 값에 현저한 차이를 보임. 또한, 결실량과 종자생산 잠재력에서 간벌로 인하여 광환경 개선은 물론 양료 경쟁에서도 자유로워 관련 평가치를 상승시킬 가능성이 매우 높아짐.

○ 임분 5는 목초지 가운데 섬모양의 임분으로 비록 규모는 적지만 개체목 간 충분한 거리로 광환경과 양료 등 개화·결실에 좋은 여건을 갖춰 임분 4의 모의간벌 후 기대치와 유사한 값을 보임.

○ 이상을 종합하면 채종림 선정·관리에서 핵심적 요소는 유전적으로 우수한 형질을 지닌 개체로 구성된 임분의 선정임. 또한 이에 앞서 아무리 좋은 임분이라도 개화·결실이 잘 안된다면 채종림으로의 역할을 할 수 없어 입지여건, 채종목의 관리와 같은 종자 생산 잠재력 향상도 간과해서는 안될 것임.

○ 이번 워크숍은 이상의 이슈를 현장 실연을 통하여 한·몽골 관계자의 종자공급원으로 채종림의 선정·관리의 중요성에 대한 공감대를 이룰 수 있는 좋은 계기가 된 매우 의미있는 이벤트로 여겨짐.

○ 몽골 당국의 채종림으로 지정된 임분 2의 경우 접근성이나 작업 용이성, 생장과 적응 관련 특성은 좋음에도 불구하고 종자 결실과 관련된 입지여건이 적절하지 못하여 채종림으로 역할에 한계가 있음.

○ 이에 반해 임분 5와 같이 생장과 적응 특성도 상대적으로 좋고 결실 관련 입지환경 여건과 종자 생산에도 유리한 임분구조 등은 앞으로 몽골의 채종림 선정·관리에 좋은 본보기로 기대됨.

○ 무엇보다도 채종림은 지속적으로 양질의 종자생산을 위하여 우수한 형질을 지닌 임분을 선정하는 과정과 대량의 종자 생산 잠재력을 키워나가는 일로 임분 4의 모의간벌을 통하여 이들의 당위성이 어느 정도 밝혀지지 않았는가 여겨짐.

Ⅳ. 종자공급원 조성 관련 제언

1. 산림용 종자의 중요성

○ 임목은 생육기간이 길어 그릇된 종자사용으로 인해 발생하는 피해는 장기간 누적으로 산림경영에 막대한 손실을 초래함.

○ 일반 농작물과 달리 산림은 자연 의존도가 높아 특정 생육환경에서 적응과 진화 과정을 거친 번식체로 조성된 숲이어야 생산성과 안정성이 보장됨.

○ 따라서, 산림용 종자는 시장기능에 맡기기보다는 엄격한 국가관리 또는 국제간 교류에서 규제가 강화되고 있음.

2. 유전적 관점의 종자공급원 단계 구분

○ 산림용 종자공급원은 유전적 관점의 개량 정도에 따라 아래와 같이 크게 5범주(산지 불명, 산지 확인, 선발임분, 채종원, 검정채종원)로 구분할 수 있음(표 8).

○ 단계가 높아질수록 개량 효과는 커지고 이에 따른 비용, 기술적, 운영·관리 등 높은 집약도가 요구됨.

표 8. 종자공급원의 유전적 관점에서 구분

3. 종자 공급원 조성 관련 제안

가. 몽골 종자공급원 전반

○ 종자 공급원 확보는 국가 또는 민간인 차원의 조림 목적과 규모, 지속성, 경제·사회적 인프라, 경험과 기술 수준, 현존 자원의 상태 등 다양한 요소에 따름.

○ 한·몽골 그린벨트 3단계 사업은 산불피해지 복원과 연계된 산림복원인프라 조성의 일환인 종자공급원 조성사업으로 그린벨트 사업의 한계와 희망 목표 간 상충성을 고려해 최적화 방안 마련되어야 함.

○ 이번 방문, 특히 워크숍을 통하여 KMGBP 및 몽골측의 관계자들과의 논의와 현장 확인 등으로 파악된 몽골의 조림용 종자 주요 공급원은 1, 2단계임. 종자공급원 조성사업의 방향은 장차 몽골의 산불피해지 복원과 탄소흡수원 확보 등에 필요한 양질의 번식자원의 지속가능한 생산공급체계 구축의 실마리가 될 수 있도록 추진되어야 할 것임.

○ 즉, 바람직한 몽골의 종자공급원 확보는 단기적으로는 2, 3단계인 종자국가 관리 제도의 핵심 사항인 종자 생산지 관리(source-identified reproductive material)와 우량임분을 선정하여 채종림(selected seed stand)으로 지정하여 이로부터 대량의 종자를 공급함이 바람직함.

○ 종자 공급원 사업이 2, 3단계 수준이 안착되고 종자생산 보급 관련 기술적·제도적 인프라가 형성되면 장차 4. 5단계인 수형목 선발에 의한 채종원 사업으로 발전시킴이 타당할 것임.

나. 한·몽 그린벨트 사업

○ 한·몽골 그린밸트 사업(KMGBP)은 그간 사막방지화조림(3,000여ha)으로 황사피해 저감, 조림기술교육센터(양묘장 3 개소) 건립으로 산림의 중요성 전파와 조림기술 전수, 도시숲 조성 등을 통하여 한·몽골 우호 증진은 물론 대한민국의 녹화 성공국으로서의 국제적 위상을 높임.

○ 제 3단계 사업(5년간; 2022∼2026)은 산불피해지 복원·예방, 산림복원 기반시설 조성사업이 목표이며 핵심사업으로 훕스골 등 3개소에 양묘장 및 조림기술센터 조성 등을 추진 중임.

○ 양묘를 비롯한 조림사업의 성공은 우량 종자확보와 이로부터 튼실한 묘목의 생산공급에 좌우됨. ⇒ 우량 종자공급원 확보는 조림사업의 가장 핵심적 이슈

○ 몽골의 종자공급원 관련 인프라를 고려하여 실현가능하고 가시적 성과물을 도출할 수 있도록 현재의 1, 2단계를 단기적으로 2, 3단계 향상을 목표(5년 내외 가시적 성과 창출)로 추진을 제안함.

○ 이미 언급한 바와 같이 2단계는 ‘생산지 불명’ 종자공급 저감을 위한 산림용 종자 국가관리 차원의 시스템 구축에 필수적 기술지원 ⇒ 종자배포구역 설정(seed zonation), 종자 검정 및 인증, 관련 기술 지침화 등

○ 3단계는 채종림 선정·관리로 국제적 표준에 따른 기준으로 3개 조림기술센터 인근에 시범채종림을 선정 및 관리

○ 중·장기적(5년 이후)으로는 더 높은 단계인 4 단계의 개량종자 생산을 위한 우량 형질의 개체 선발에 의한 채종원 조성에 관련된 기술적 지원(수형목 선발, 접수채취, 양묘, 접·삽목 증식, 식재 배열 등) 검토

현장 자문을 위해 떠난『채종림 선정 실연』에 참여한 조사단과 해발 2,000m에서 5박 6일 머물던 야영지를 떠나며!

참고 1

채종림 후보지 임분조사 야장

참고 2.

채종림 선정 개체목 생장, 적응 및 종자생산 특성조사 야장

참고 3

<개화·결실량에 의한 채종원의 유전다양성 추정 사례>

□ 종자생산 집단에서 유전다양성의 의미

◌ 양질의 종자 대량생산의 실현은 유전적으로 우수한 형질을 지닌 개체들로 구성된 채종원에서 각 개체 간 암꽃과 수꽃을 고르게 많이 피워 이들 간 임의 교배와 수정과정을 거쳐 많은 충실 종자를 생산하는 것임.

◌ 이와 관련된 암, 수 개화량 및 개체간 배우자 생산 균일도와 같은 지표는 기대되는 개량효과(expected genetic gain) 실현은 물론 유전적 다양성을 높여 각종 환경 위해 요소에 대한 적응성, 안정성 등에 긍정적 효과로 산림용종자 품질관리에서 중요한 지표임.

◌ 물론 채종원산 종자의 유전적 다양성을 결정짓는 요소로는 채종원 구성체인 모수를 선발하는 모집단의 규모와 유전 변이의 분포 양상, 선발기준, 채종원 조성 방법(구성체의 증식 차이, 식재배열, 규모 등)과 같은 요소들의 영향도 있음.

◌ 만약 모수들이 넓은 유전적 배경을 가진 집단에서 선발된다면 그 채종원은 유전적으로 더 다양해짐. 이렇게 제고된 다양성은 그 채종원에서 생산된 종자들이 신속한 생장 외에도 수형, 병·해충 저항성, 높은 종자 생산능력 등 다른 우량한 형질들도 가질 수 있음.

◌ 종자를 생산하기 위해 이용되는 수분방법 역시 채종원의 유전적 특성에 영향을 끼침. 만약 채종원이 개방수분(open pollination)에 의해 자연적으로 교배된다면 종자는 다양한 부모의 유전자들이 섞이게 됨. 이로써 종자의 이형성이 증가됨에 따라 건강도와 활력이 증가함.

◌ 채종원을 유지하기 위해서 이용되는 관리사업도 유전적 특성에 영향을 줌. 만일 나무들이 적절하게 배치되지 않거나 간벌이 이루어지지 않으면 자가교배가 될 수 있음. 이로 인해 유전다양성이 감소되며 병에 걸릴 위험성도 증가함.

□ 유전다양성 추정

◌ 채종원의 유전다양성은 그 집단에 존재하는 서로 다른 대립유전자의 수로 설명할 수 있으며, 대립유전자는 같은 유전자좌(gene locus)의 다른 대립유전자(A 대 a같은) 버전임. 어느 생물이건 높은 수준의 유전다양성이 바람직한데 그 이유는 이러한 다양성이 미래에 있을지 모를 병·해충, 환경재해 등에 저항성을 보장해주기 때문임.

◌ 채종원의 이형접합성은 적어도 하나의 유전자좌에 대해 이형접합성인 개체들의 비율로 이는 유전다양성을 유지시키기 때문에 유익하다고 간주됨.

◌ 유전다양성 측정을 위한 척도로는 분자 표지자를 이용한 다형성 유전자좌의 비율, 이형접합체율, 근교계수 등 다양함. 본 조사에서는 일부 수종에 대하여 현실 채종원에서 개화 또는 결실량을 근거로 구성체 간 유효개체수, 기여도 등을 척도로 적용하고자 함.

□ 유전다양성 추정 예제

① 구성체 간 개화량 또는 결실량은 그 정도에 따라 5 등급의 계급값을 부여하고 상대적 빈도를 근거로 집단 유전학에서 유전다양성을 나타내는 주요 척도로 사용하고 있는 Wright의 유효대립유전자수(Ae, effective number of alleles)를 응용하여 아래와 같이 변형하였음.

Ie = 1/∑Pi2

여기서 Ie(effective number of individuals)는 채종원의 개화에 관여한 유효 개체수이고 Pi는 i-번째 개체의 계급값의 상대빈도임.

                    <예제 1> 제주 붉가시나무 채종원 연도간(2022, 2023년) 유전다양성 변화

② <예제 1>은 2006년 제주 붉가시나무 채종원(JJQA06)의 2022년 및 2023년 개화년도에 대한 결실량 조사 결과임. 결실된 어린 도토리 양을 근거로 개체별로 ‘매우 많음’ 4점, ‘많음’ 3점, ‘보통’ 2점, ‘적음’, 1점, ‘없음 또는 거의 없음’ 0 등 5등급의 계급값임.

③ 2022년 결실량 상대빈도(Pi)는 1번 개체는 결실량 ‘0’이므로 0(0/18), 2번 개체 결실량 ‘2’이므로 상대빈도 0.111(2/18)와 같이 전체 조사 대상 개체에 대한 Pi가 산출됨. 각 개체에 대한 Pi2은 1번 개체는 상대빈도 ‘0’이므로 0, 2번 개체는 상대빈도 0.111이므로 Pi2은 0.012임. 2022년도 JJQA06채종원의 각 개체 Pi2값의 합(∑Pi2)은 0.103이므로 Ie는 9.71(∑Pi2의 역수 1/∑Pi2; 1/0.103)임.

④ 유효개체수(Ie) 9.71의 의미는 JJQA06 채종원에서 13개체 중 2022년 결실에 유효하게 기여한 개체수는 9.71본을 의미함. 같은 맥락에서 2023년은 7.29본이 유효하게 기여함으로 유전다양성에서는 2022년이 2023년보다 다양성이 높음을 뜻함.

⑤ <예제 1>의 경우 이해를 돕고자 13개체를 예시하였으나 실제 채종원에서는 조사구 설정 과정과 채종원 여건을 고려할 때 연도간, 채종원간 차이로 대상 개체수에도 많은 차이가 있음. 이를 표준화하기 위하여 통상적으로 연도 또는 개소 등 단위 채종원별 기여도(Ie/N,개체수)로 전환하여 사용함. 즉, JJQA06 채종원 2022년 결실에 대한 기여도는 0.74(9.71/13)임.

⑥ 유전 다성성 지표의 원천적 데이터인 개화 또는 결실량은 개화·결실량 지표와 동일함. 즉, 2022년 개화년도의 경우 조사 대상 13개체에 대한 평균 결실량은 1.38(18/13), 2023년 결실량은 1.42(18.5/13)임. 따라서 2개년의 결실량에서는 2023년이 다소 많지만 유전다양성은 2022년이 더 높은 결과임.

<예제 2> 관리 유형별(유형 1 vs 유형 7) 유전다양성 변화(2023년)

⑦ <예제 2>는 자연환경이 유사한 인접된 채종원에서 관리 집약도를 달리한 사례에 따른 개화·결실량과 유전적 다양성 변화를 비교하고자 하였음. 그 결과 종자 결실량[0.11(유형 7) vs 1.46(유형 1)]과 그 종자의 품질을 결정 짓는 유전다양성 지표[0.20(유형 7) vs 0.62(유형 1)]에서 현저한 차이를 보여 채종원 관리의 중요성을 밝힐 수 있는 좋은 사례임.

⑧ <예제 3>은 위의 개화연도, 관리 유형에 따른 채종원의 개화량, 유효개체수, 기여도 등 지표의 총괄표임. 이 자료는 채종원 관리와 종자 생산량 예측에 대한 척도뿐만아니라 채종원산 종자의 기대 개량효과 실현 및 유전 다양성 향상을 위한 좋은 방향타로서 의미가 큼.

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                                                          예제 3> 개화연도, 관리 유형에 따른 개화량, 유효개체수, 기여도 추정

⑨ 위의 사용한 지표 중 채종원 실태조사에 적용되는 개화량에 대한 적절한 것은 3번째 열의 ‘개화량’이고 다양성은 6번째 행 ‘기여도’임. 물론 Ie도 다양성 지표로 가능하지만 그 정도가 개체 수에 종속되므로 일반화에는 적합하지 않음.

⑩ 채종원에서 생산되는 종자의 양과 유전다양성 요소를 결정짓는 요인으로는 수종 특성에 따른 생리 물질, 광환경, 성숙단계(원령) 등으로 이들 대부분의 자연환경의 영향이 큼. 채종원 관리는 이러한 문제를 보호, 양료공급, 수형조절, 결과지 유도를 통한 광환경 개선 등 인위적 관여로 종자 생산 잠재력을 높여 나가는 행위임.

⑪ 본 지표는 유전 다양성 관점에서 채종원의 조성·관리 및 다양한 환경 요소(특히 시간, 기상 등)의 영향에 의해 반응한 의미있는 지표임. 평가는 기여도를 일정 구간으로 구분(85%이상 ‘매우 양호’, 60%이상∼85% 미만 ‘양호’, 45%이상∼60%미만 ‘보통’, 30%이상 ∼45%미만 ‘불량’, 30%미만 ‘매우 불량’)하여 계급값을 부여함.