기후변화 대응 난대성 상록활엽수 조림확대를 위한 수종개발

1. 과제개요

⃞ 연구 목적 및 필요성

○ 기후변화 등 기존 식물 생육권의 북상으로 인한 난대 및 온대남부권의 아열대화에 따른 대체조림 수종 발굴이 절실

○ 가시나무류는 난대성 상록활엽수로 특수용도의 목재, 경관 가치, 유용물질 등 자원으로서 잠재적 가치가 매우 큰 수종

○ 조림수종으로 가시나무류 확대보급에 우선되어야 것으로 종자 공급원 확보와 이에 관련된 연구

○ 위와 관련 가시나무류 종자공급원 확보 및 지속적 개량을 위한 우수개체 선발과 온대 남부권의 산림생태계 우점식생인 상록활엽수 생육환경 관련 연구 필요

⃞ 연구 내용

○ 환경변화 대응 자원화 가능한 가시나무류와 함께하는 상록활엽수 임분 탐색과 생육환경 및 특성 조사 분석

○ 난대 및 온대 남부권의 자원수종으로 유망한 가시나무류 조림확대에 필수적인 종자공급원 확보 및 지속적 개량을 위한 육종집단 조성에 필요한 우량 개체 선발

○ 우량개체 선발에 의한 채종원 조성으로 개량종자 생산에 이르기 까지는 장기간 소요 ⇐ 잠정적 종자 공급원으로 우량 임분을 선정 채종림으로 활용

⃞ 주요사업 추진 현황

○ 선발 모집단(임분) 탐색과 생육환경 및 특성 연구

- 대상 : 해남 두륜산, 서귀포 시오름 등 붉가시나무 자생지 18개 집단(실행 12집단)

- 생육패턴, 임분 구성, 종다양성 등 분석⇒ 조림기술 확립, 우량개체 선발 등에 활용

○ 종자공급원 확보 및 유전형질 개량에 필요한 육종집단 조성용 우량 개체 선발

- 우량개체 선발 기준, 목표 등 설정 : 참가시나무 방법 준용 및 APN(40 ⇒ 60)과 BL(상위 50% ⇒ 70%) 강화

- 선발 후보목(candidate) 선정 : 18개 집단 200본(실행 140본)

○ 잠정적 종자공급원으로 채종림 선정

- 선정 기준 및 방법 정립 : 우량 개체 선정 기준(70% 반영, 척도별 가중치 조절) + 종자생산관리 특성 추가(30%)

- 해남 두륜, 서귀포 상효 등 18 집단 조사(실행 12임분)

2. 지금까지 주요 추진 사항

< 선발 모집단 임분 탐색 >

⃞ 추진 내용

○ 대상 임분은 붉가시나무 자생 집단인 해남 두륜산, 제주도 시오름 등 12개 지역 18개 집단(실행 12개 집단 탐색)

○ 조사 대상 : 임황, 지황과 같은 입지인자, 층위별 수종 구성, 분포, 종다양성 등

[표1. 붉가시나무 선발 모집단의 생장, 수종구성, 종다양성 등 특성]

1)군도: 5(동종 지엽이 전면을 덮는 순 군락), 4(군도 5에서 구멍이 있는 상태), 3(군도 4의 반대인 상태), 2(군도 3의 소규모인 상태), 1(개체가 단독으로 생육하고 있는 상태)

2) 종다양성은 상층임관을 구성하고 있는 수종에 대한 출현종수(Sa)와 유효종수(Se)

⃞ 주요 조사 결과

○ 수고 및 직경 생장의 집단간 차이는 입지 환경 인자는 물론 임분 형성 내력 등의 다양한 영향으로 추정

※ 서귀 서호Ⅰ, Ⅱ집단의 경우 동일 생육권이나 Ⅱ집단은 고도상 약간 높은 지대(50〜100m)로 입지 조건이 좋아 삼나무, 편백이 집단적으로 조림지되어 집중 보호 관리된 지역임

○ 붉가시나무 분포 양상은 유사종인 참가시나무에 비하여 군집성이 크며 특히 해남 구림Ⅰ, 서귀 상효Ⅱ와 같은 집단은 우점율 80%내외 군락 형성

※ 참가시나무 우점율 10.8%(10집단 평균; 3.8∼18.3%), 종가시 19.3%(5집단 평균; 5.8∼25.7%)

○ 종다양성 지표에서 출현종수는 집단간 큰 차이(6-11)를 보이지 않으나 유효개체수에서는 큰 차이(해남 구림Ⅰ1.84〜서귀Ⅰ6.13)를 보임

○ 이는 붉가시나무의 상대적 높은 우점도와 연관으로 추정됨. 우점도가 낮은 유사종과의 비교(Se/Sa지수; 붉가시나무 0.53, 종가시나무 0.46)에서도 동일한 경향을 보임

○ 수종 구성에서 상층임관은 진도 사천Ⅰ(구실잣밤나무)을 제외 주수종인 붉가시나무가 가장 높은 빈도로 하층 식생으로는 한남Ⅰ, Ⅱ을 제외한 집단에서 동백나무가 가장 높은 빈도로 출현함.

○ 동반수종으로는 서어나무, 참가시나무, 구실잣밤나무 등과 함께 하고 있어 금후 채종원 조성, 조림 등에 참고하여야 할 사항임

< 우량 개체 선발 >

⃞ 추진 내용

○ 선발기준 등은 2019년 참가시나무에 적용한 방법을 준용

- 1단계 : 목측 선발에 의한 후보목 선발

- 2단계 : 생장, 적응, 개화결실 등 특성에 대한 계급값 표준화 및 가중평균 값을 근거로 기선(base line) 선정 ⇒ 우량개체 선발

- 3단계 : 2단계로 선발된 개체를 집단간 분포, 구성, 규모 등과 집단내 선발 개체간 공간 입지환경 차를 고려, 최종 선발목 확정

○ 선발 목표 : 최종 선발목 60본(EPN 30 목표) ⇐ 후보목 200본 내외로 상위 70%내외에서 기선 설정

※ 참가시나무 대비 EPN(20⇒30)은 증가, 선발차(기선 상위 50%⇒70%)는 상향 조정

○ 현재 진도 사천, 서귀 서호 등 12개소에 140본 후보목 선발(자료 분석에 활용)

⃞ 선발 결과

○ ‘선발 후보목 ⇒ 높은 우량 개체 포함율’에서 집단간 큰 차이를 보임. 해남 구림Ⅰ(9/19; 사찰림), 서귀서호Ⅱ(7/18; 집단 조림지) 집단의 경우 좋은 생육환경하에서 잘 보호․관리되어 생장, 적응 등에 유리한 조건인 결과로 추정

○ 서귀 서호Ⅰ의 경우 11본 후보목 중 SS1 개체 1본만 포함. 이는 집단간 인위적 간섭 및 자연 환경인자와 유전 요인 등 다양한 인자의 영향으로 여겨짐.

^a 집단별 성적순위에 따른 배열로 2단계까지의 분석 결과임. 나머지 집단으로부터 후보목 선발 완료 후 종합 분석을 통한 최종 개체 선발

< 채종림 선정 >

⃞ 추진 내용

○ 채종림은 자연상태에서 결실된 종자를 직접 채취해야 함. 선정기준은 생장, 적응 등 우량 개체 선발에 적용한 기준은 물론 종자 생산 관리 관련 특성이 중요한 인자로 고려되어야 함.

○ 따라서, 선정 기준은 우량 개체에서 적용한 생장, 적응 등 임분 고유의 특성(가중치 0.5)과 종자생산관리 관련 특성(가중치 0.5)을 추가하여 다음과 같이 설정

- 임분의 고유 특성(0.5) : 생장특성 0.3(자람세 0.18, 형질 0.12), 적응특성 0.2(교란 상태 0.08, 건강도 0.12)

- 종자생산 관리(0.5) : 개화결실 특성 0.2(결실상태 0.12, 생산 잠재력 0.08), 종자 생산 관리 0.3(접근성 및 작업 난이도 0.12, 종자 생산 효율 0.18)

※ 현재 ‘산림자원의 조성 및 관리에 관한 법률’시행 규칙의 기준은 임분 고유특성 위주로 작성

○ 결과 분석은 이용자의 선택 폭을 고려하여 base line 선발법과 plotting system에 의한 두 가지 방법을 적용

⃞ 임분 조사 결과

○ 12개소 조사 결과 임분 고유 특성 척도에서 임분 간 큰 차이(서귀 한남 Ⅱ -0.046〜 서귀 상효Ⅱ 0.023)를 보이지 않음.

○ 반면 종자 생산 관련 특성에서는 임분 간 큰 차이를 보임(진도 사천Ⅰ-0.326 ∼ 해남 서정Ⅰ0.214).

※우점도가 높은 해남 구림Ⅰ, 서귀 상효Ⅱ, 해남 서정 등의 임분의 경우 상당량의 종자가 관찰되어(그림1. 참조) 채종림으로 적합한 임분으로 여겨짐.

○ 이는 채종림 선정 관리에서 중요한 인자인 접근성과 작업의 난이도, 종자 생산 효율 및 종자 품질에 영향이 큰 자․웅의 배우체를 생산하는 개체 수, 광조건을 비롯한 환경 요인 등의 임분간 차이에 기인

3. 앞으로의 계획

(1) 임분조사 및 후보목 선발

○ 선발 모집단 및 채종림 선정을 위한 임분 조사: 완도 장좌, 보길도 등 4집단

○ 후보목 선발 : 완도 부황, 예송 등 5집단 60본

(2) 자료 취합 및 분석

○ 자료 입력․분석 : 선발 모집단 임분 18개소, 선발 후보목 200 개체 내외 등

○ 최종 우량 개체(60 본 내외) 및 채종림 임분 선정(5임분 내외)

4. 결과 활용 방안

(1) 선발 모집단 임분조사

○ 붉가시나무 등 난대상록활엽수 분포 양상, 수종 구성, 종다양성 등 관련 정보

○ 자연친화적(close to nature) 조림기술 개발, 복합 채종원 조성, 산림유전자원 보존 등에 활용 통한 SFM 실현

※ 조사 결과 동반 수종인 구실잣밤나무, 후박나무, 동백나무, 황칠나무 등과 함께 어울려숲을 이룸 ⇒ 채종원 조성 및 조림시 이러한 수종 특성 반영 필요

(2) 우량 개체 선발

○ 가시나무류 우량개체 선발 기준 확립 및 개체 선발 : 60본(현 40개체 내외)

○ 상록활엽수종의 수형목 선발 기준 기술 지침서(TG)에 활용

○ 선발목은 육종집단과 채종원 조성에 활용 ⇒ 수종 특성상 종자 채종원(SSO) 및 복합 채종원으로 조성이 바람직함.

(3) 잠정 종자공급원인 채종림 선정

○ 상록활엽수종인 붉가시나무 우량임분 선정 기준 확립 및 임분 선정(5개소 내외)

○ 상록활엽수의 채종림 선정 관련 TG 작성 및 잠정적 종자공급원으로 활용

참여연구원: 이재천(과제책임자),  이문호,  장석성,   정미숙,  최완용