피나무 개량연구 현장토론회 개최 (2021년 5월 20일)

본 현장실연회는 과제 "피나무류 임분탐색 및 우량개체 선발"에서 "주요 조림수종 유전형질 개량 및 진전세대 육성"을 위한  우량개체선발을 위해  과제참가자 및 관심있는 연구원들의 과제목표 및 수행방법에 대한 이해를 돕고자 개최되었습니다.

현장실연회는 아래와 같은 순서로 개최되었으며 그에 관련된 실무적인 배경은 그 아래에 설명되었습니다.

과제 개요

❍ 일 시 : 2021. 5. 20. (목) 13:00～17:00

❍ 장 소 : 발왕산 피나무 자생지

※ 1차 집결: 발왕산케이블카탑승장

❍ 참 석 : 산림청 산림자원과, 국립산림과학원, 국립산림품종관리센터, 정선국유림관리소, (사)더좋은나무만들기

주요 내용

❍ 피나무 임분조사 방법 및 우량개체 선발 현장실연

❍ 피나무 선발목표(목재, 밀원, 섬유) 현장조사 기준정립

세부계획

발왕산 피나무 자생지에서 최완용박사가 과제수행 과정에 대한 설명을 하고 있다

과제내용: 피나무류 임분탐색 및 우량개체 선발

- 주요 조림수종 유전형질 개량 및 진전세대 육성 -

Ⅰ. 과제 배경 및 개요

○ 피나무는 온대성 낙엽활엽수로 우리나라에서는 설악산에서 태백산에 이르는 지역을 주 분포지역으로 하고 덕유산, 주왕산 등에도 분포함. 특수용도 목재와 목섬유 이용뿐만 아니라 밀원수종으로 높이 평가받고 있는 등 산림자원 조성 수종으로 유망시되고 있음.

○ 또한, 내음력과 같은 피나무가 지닌 생태적 특성상 자연 친화적 산림자원 관리 실현에서 핵심요소인 산림생태계의 완층수종으로 잠재력과 경관 가치, 약리 성분 등으로 미래의 산림자원으로서 이용 잠재력이 매우 큰 수종임.

○ 피나무는 조각재나 바둑판과 같은 특수 용도로 이용 가치가 커 장기간에 걸친 선택적 이용(dysgenic selection)으로 현존 자원 대부분이 맹아로 형성된 볼품없는 형태와 퇴화된 형질로 산림자원으로 지속적 이용, 개량을 위한 특단의 자원 보존 대책이 요구됨.

○ 본 과제는 산지 자원화를 위해 유망시 되는 피나무에 대한 자원 수종으로 확대보급에 필수적인 조림․유전학적 관점에서 자생 집단 관련 기본 정보와 지속적 보존․개량을 위한 유용 유전자원 및 육종재료 수집․확보를 목적으로 함.

○ 이를 위한 주요 연구 영역으로는

- 미래의 산림자원으로 가능한 피나무의 임분 탐색과 생육환경 및 특성연구

- 유전형질 개량을 위한 육종집단 조성용 피나무 우량임분 및 우량개체 선발

- 우량집단의 입지 및 생육상황을 조사하여 조림에 필요한 기초 정보를 확보

Ⅱ. 과제 수행 방법

1. 기본 방향

○ 공시 수종: 피나무류 대표종인 피나무(Tilia amurensis Rupr)

○ 우량개체 선발 목표, 선정 기준, 조사방법, 결과 분석 등은 개량 집약도나 생태적 유사성을 고려, 붉가시나무에 적용한 방법(국립산림과학원 2020a)을 근간으로 추진

○ 다만 피나무는 수종 특성상 밀원으로 가치가 커서 선정 기준에 정교한 개화량 조사를 위해 스트로브잣나무(국립산림과학원 2020b)에 적용한 방법 준용

○ 피나무 집단의 분포 양상과 현존상태 등을 고려할 때 선정기준과 선발강도를 지금보다는 다소 낮춰 육종집단과 종자공급원 조성에 필요한 EPS확보에 우선

※ 선발 기준 개념의 조정: Selection of superior trees ⟹ Collection of descent trees

○ 후보목 선발 150본 → 생장, 개화량 등 multi-traits에 대한 step-wise 선발(목측, 비교, 기선 선발 병용) → 최종 60본 선발(BL=상위 60%; EPS 30 목표)

2. 조사 대상 집단

가. 대상 집단 선정 원칙

○ 문헌조사 등을 통하여 주요 분포 권역이 포함되도록 선정[정태현, 이우철(1965), 환경부(1996), 환경생태학회지 등]

○ 선발 모집단은 피나무류 분포 특성상 설악산에서 태백산에 이르는 주분포권(central population)을 우선으로 8∼12개소, 덕유산, 주왕상, 울릉도 등 한계집단(marginal population)에서 4∼6개소 선정

나. 선발 모집단 임분조사

○ 임분 조사 : 산림청 ‘산림과 입업기술 Ⅲ’에 준함.

○ 식생조사 : 피나무가 생육하는 조사지역을 선정한 후 탐색수종의 생육이 확인된 조사지점별로 20ｍ x 20ｍ로 방형구를 설치 ⟹ 조사구는 집단의 특성을 고려 1∼3개소 설정 조사(‘서식 1’)

○ 동반수종 : 상층임관과 중‧하층 임관을 구분하여 선발목 기준 반경 7m내 출현빈도또는 근접 정도에 따라 높은 수종에서 낮은 수종 순으로 각 5본씩 기록(서식 2)

○ 유효 종수(Se, effective number of species) : 빈도가 가장 높은 첫 번째 수종을 2점으로 하고 각각 0.3을 공차로 하여 순위별 1.7(2위), 1.4(3위), 1.1(4위), 0.8(5위)로 계급값 부여 ⟹ Wright(1968)의 유효대립유전자수를 응용하여 적용

○ 출현종수(Sa, actual number of species) : 빈도와 관계없이 관찰된 수종 수

다. 우량개체 선발

(1) 선발 목표와 기준

○ 선발 목표 : 재적 생장을 주 목적 ⟸ 피나무의 특성상 밀원자원 및 미래의 잠재적 목표인 섬유자원을 보조 특성으로 고려

○ 선정 지표 : 생장(생장지수, 자람새의 계급값), 적응(교란 상태, 건강도), 밀원(개화량), 섬유(인피 두께; 현장 토론을 거쳐 결정) 등

○ 생장 특성 중 생장지수는 수고와 직경 생장을 근거로 HD2, 밀원은 개화량, 섬유는 인피 생산 잠재력 추정(인피 두께에 연평균 HD2를 곱하여 추정한 정량적 지표)

※선발 후보목 간 수령, 지위 등의 차이에 따른 상호비교에 필요한 연평균 HD2 보정시 신갈나무 수확표 활용

○ 생장 특성 중 자람새, 교란상태, 건강도 등은 아래 표의 기준에 따른 계급값에 의한 정성적 지표

<우량개체 선발 기준 >

(2) 우량 개체 선발 과정

○ 1 단계 : 모집단별로 목측에 의한 후보목 선발(ocular selection)

○ 2 단계 : 선발 후보목을 선발 기준에 따라 ‘서식 2’에 의한 개체목의 특성 조사 ⟹조사 결과를 활용하여 선정된 기선(base line)에 의한 선발(base-line system)

※후보목별 척도별 측정값을 표준화하여 위 표의 중요도에 따른 가중평균한 값으로 비교

○ 3단계 : 지역, 집단간 개체수, 집단내 미세환경 차에 의한 편중도 등을 고려하여 최종 선발목을 결정

Ⅲ. 지금까지 추진내용

1. 자료 수집 및 선발 모집단

○ 피나무류의 생장 및 분포에 대한 국내‧외 자료 수집 및 분석

○ 우량 개체 선발 관련 선행 또는 유사 연구 사례 수집 및 분석

○ 선발 모집단 선정 : 분포 중심 집단(인제 용대, 평창 용산 등 14개소) 및 한계집단(무주 삼공, 청송 상의 등 9개소; 별표 1참조)

2. 선정 기준 확립 및 현지 적합도 검증

○ 피나무 우량 개체 선발 기준 설정 및 지표 개발(앞 페이지 표 참조)

○ 선발 기준의 현지 적용 접합도 판정을 위한 현지 조사 : 오대산(동대산권역), 가리왕산(중왕산권역), 발왕산 등

우량개체 후보목(발왕산)

가리왕산 피나무

Ⅳ. 앞으로의 계획

< 선발 모집단 탐색 및 우량개체 선발(7월 중순 까지) >

○ 우량개체 선정 기준의 ‘밀원자원’ 특성 지표인 개화량 특성의 수월한 파악을 위해 개화기(6월 중∼7월 상순 추정)에 집중조사

○ 선발 후보 모집단 23개소 중 14개 집단(분포 중심 집단 14중 10개소, 한계집단 9개 중 4개소)

< 자료 취합 및 분석(8 월말까지) >

○ 자료 취합 및 분석 방법 구체화 : 선발 모집단 조사에 적용된 지표 분석에 부합한 데이터 배열, 분석 방법 구체화

○ 데이터 입력․분석 : 모집단 분석용 140점(14개 집단 x 10개체 내외/개소), 우량 개체 선발용 900점( 150 선발 후보목 x 6개 척도/개체)

< 보고서 작성(9월 중) >

○ 선발모집단 조사 결과, 최종 우량개체 선정 등