04-유구천.103243.pdf291.5KB

서 론

 하천 생태계는 지속적인 물의 흐름에 따라 생성된 긴통로의 수계를 따라 형성되며, 물이라는 매체의 특성이 반영된 생태계는 주변의 산지 또는 평야지대의 특성과 구별됨과 동시에 독립적이다. 특히, 고도차가 반영된 물의 통로에 형성된 생태계는 수계의 각각 다른 위치에서 인위적인 간섭 등을 비롯한 주변 환경의 여러 다양한 요인의 영향을 지속적으로 받기 때문에 시시각각으로 변하는 복잡한 특성을 갖는다. 식물의 생육지라고 하는 관점에서 생태적 입지 조건은 하천의 상류와 하류가 다르다. 상류지역에는 침식작용이 활발하여 입자가 작은 토사 퇴적지가 넓게 분포하는 경우가 드물고, 급류에 노출되는 하상의 암석과 암극, 각이 진 자갈 퇴적지 등이 식물의 생육지가 된다. 또한, 상류는 강폭이 좁아 유속이 빠르고, 아주 적은 강우에도 단시간에 수위가 상승하기 때문에 이곳에 생육하는 식물은 빈번하게 침수될 뿐만 아니라 수압이나 토양입자에 의해 기계적인 교란을 크게 받게 된다. 이러한 환경에 적응한 식물군들을 계류변식물(rheophyte)이라고 한다.

 Sculthorpe (1967)는 수생 관속식물을 대상으로 생활형과 생장형에 따라 고착성 수생식물 및 부유성 수생식물로 두 개의 유형을 구분하여 제시하였다. 수생 관속식물은 육상식물에 비해 온도나 수분의 변동에 따른 영향을 작게 받지만 물과 지반의 물리화학적 특성과 함께 용해염류, 영양분, 색깔, 투명도의 변화에 대해 매우 민감하게 영향을 받는 것으로 알려지고 있다. 또한, 그들이 생육하고 있는 지역이 유수역 또는 정수역이냐에 따라서도 큰차이를 보인다고 하였다. 본 조사 지역인 유구천은 행정구역상, 공주시 유구읍(101.62 km2)의 3개 면 소재 50개 리에 걸쳐 위치하고 있으며, 유구읍을 기점으로 공주 방면 32번 국도를 따라 약 50 km 이어지고, 공주에서 금강으로 흘러드는 지류중 가장 규모가 크고 길다. 유구천은 농업이나 생활하수이외의 오염원이 많지 않으며, 주변 환경은 양호한 편이라 다양한 생물상이 보고되고 있다(오와 양 2009). 특히 어류상은 보호해야 할 만한 가치가 높다고 평가되는 분류군들도 발견되어 지고 (Jang et al. 2003), 하천의 건강
성 평가에서도 상당히 양호한 편이라고 알려져 있다(안과 이 2006). 유구천의 주변 지역은 하천을 중심으로 지류가 유입되는 금강을 비롯하여 평지를 형성하고 있다. 지질학적 측면에서 보면, 유구천의 하천 전역이 호상 편마암으로 이루어져 있다. 호상 편마암은 선캄브리아기에 형성된 암석으로 사장석, 석영, 흑운모, 백운모, 석류석, 자철석 등으로 구성되어 있다. 토양은 금강을 기점으로 북쪽의 토양은 깊은 갈색 또는 담황갈색의 양토, 세치토 양이며, 남쪽의 계룡면 일대의 토양은 암갈색의 양토, 치양토이고 하층부로 갈수록 사토의 형태를 띠고 있다(최 와 장 2001).

 본 조사 지역에 대한 식물상 조사는 두 차례에 걸친 전국 자연환경조사에서 유구천 상류의 산지 지역에 한정되었거나(신과 박 2001), 중류 일부 지역이 포함된 산
지 (오와 양 2009)에 대한 조사 및 연구가 이루어졌을뿐, 유구천 지역의 수계를 따라 조사된 바가 없다. 따라서 본 조사에서는 금강의 한 지류인 유구천의 상류부터 하류까지를 대상으로 생태계의 구성원 중, 수생식물 및 수변계류식물의 목록을 작성하고, 식물의 다양성을 밝히며, 특정 식물군의 분포를 밝히고 이를 바탕으
로 유구천 주변의 개발과 보전에 대한 기초자료로 삼으려는 목적을 가지고 있다. 또한 각 조사지점의 위치에 따른 유사도를 산정함으로써 하천의 위치에 따른 식물상의 변화정도를 파악하고자 하였다.

재료 및 방법

 금강 중류에 위치하는 지류인 공주시 유구천의 식물상에 대한 조사는 문헌을 비록하여 2009년 8월부터 2010년 9월까지 총 4회에 걸쳐 이루어졌으며, 동정하여
그 목록을 작성하였다(Appendix 1). 소산식물 목록의 학명 및 배열은 Engler의 분류체계에 기초하여 작성된 국가표준식물목록(국립수목원∙한국식물분류학회 2007)에 따랐다. 식물상 조사는 지형적 특성을 고려하여 상류부터 하류까지 7개의 조사 지점을 선택하여 이루어졌다(Table 1, Fig. 1). 채집된 식물들에 대한 동정은 도감류(이 1980, 2003; 이 1996; 이 1996)를 주로 이용하였다. 식물종 동정의 정확성을 기하기 위하여 원칙적으로 꽃, 열매 등의 생식기관이 있는 개체를 수집 대상으로 하였으나, 동정이 가능한 몇몇 식물에 대해서는 영양기관을 채집하여 확증표본으로 제작하였다. 채집된 식물들은 자연건조방식을 통해 건조표본으로 제작되었으며, 제작된 증거표본은 공주대학교 표본관(KNH)에 보관하였다. 환경부 (2006)에서 지정한 식물구계학적 특정 식물종은 등급별로 나타내었다. 희귀 및 멸종위기 식물은 산림청에서 지정한 법정관리 멸종위기 야생식물 및 희귀식물을 조사지역으로 나타내었으며 (이와 이 1997; 산림청2008), 특산식물(오 등 2005)과 귀화식물(한국 외래생물 종합 검색 시스템)을 구분하여 그 목록을 제시하였다. 출현 식물상을 이용한 조사 지점별 상관성에 따른 유형화를 위해 수리분석 (numerical analysis)을 수행하였으며, PC-ORD (McCune and Mefford 1999)의 집괴분석법(cluster analysis)과 좌표결정분석(ordination)이 이용되었다. 집괴분석법은 Euclidean계수, Group Average방법으로, 좌표결정분석은 주성분분석 (PCA, Primary Components Analysis)으로 수행하였다.

Fig. 1. Map of Investigated area.

Table 1. Investigation sites of Yugu stream

결과 및 고찰

1. 식물상

 조사한 7개의 각 지점 중, 1지점 (탑곡리)에서 총 177분류군으로 가장 많은 식물이 출현한 반면, 3지점 (추계리), 6지점 (만년교), 7지점 (만년저수지)의 세 조사지역은 총 114분류군으로 가장 적은 식물이 출현하였다 (Table 2). 조사지점 7개의 총 분류군은 88과 229속 290종 3아종 30변종 5품종 총 328분류군으로 나타났다. 특히, 총소산식물 중에서 국화과와 벼과 식물이 8.2%와 6.4%를 차지하고 있었지만 다른 분류군들도 골고루 분포하고 있었으며, 상위 10개 분류군은 47.6% 정도로 전체 분류군의 대부분을 차지하고 있었다 (Table 3). 상류 지역인 site 1과 site 2에서는 산지에 있어 관중이나 황고사리, 뱀고사리 등의 양치식물과 긴병꽃풀, 참당귀, 송악, 복자기,노랑갈퀴, 선괭이눈, 노랑장대, 피나물 등의 식물구계학적 등급종이 많이 확인되었으며, 희귀식물이면서 식물구계학적 5등급종인 낙지다리가 site 2에 생육하는 것이 확인되었다. 이는 site 1과 site 2가 비교적 자연적인 산림식생이 유지되고 있는 지역으로 전형적인 하천의 상류의 특성을 띠고 있어 다른 지역보다 식물의 다양성이 높은 것으로 보아진다. 하류 지역인 site 3~7은 하천을 따라 마을과 농경지 등이 발달한 지역으로 인위적인 간섭이 큰 지역이다. 인위적 간섭이 크기 때문에 주로 평지에 생육하는 국화과와 벼과 식물이 대부분을 차지하고, 귀화식물이 많이 생육하는 원인으로 여겨진다.

Table 2. Investigation result of Yugu stream

Table 3. The number of genera and species each major families in Yugu stream

2. 특산식물

 한국 특산식물은 개나리, 오동나무, 병꽃나무 등 3분류군이 발견되었다. 그 중, 개나리와 오동나무 2분류군은 식재한 분류군이며, 실재로 자연생태에서 생육하는 종은 병꽃나무 1분류군이다(Table 4). 전체 소산식물 328 분류군 중, 한국 특산식물은 0.3% 정도에 불과할 정도로 적으며, 조사지점 중 site 2, site 3, site 7에서는 특산식물이 발견되지 않았다. 본 조사지역은 주로 수계의 수변에 한정되어 지리적으로 면적이 좁을 뿐만 아니라 특산식물의 대부분이 산지식물인데 반해, 조사지역에 산지가 거의 없기 때문에 특산식물이 많이 분포하지 않은 것으로 판단된다.

Table 4. The list of endemic plants in Yugu stream

3. 희귀식물

 본 조사지역에서 산림청 지정 희귀식물은 낙지다리,땅나리, 꽃창포, 창포 등 4분류군이 발견되었다. 그러나 꽃창포와 창포는 식재한 분류군이며, 실제 자연생태에서 생육하는 종은 낙지다리와 땅나리 뿐이었다(Table 5). 이들은 주변의 농경지의 변화에 따라 위험한 상황에 직면할 수 있다고 생각된다. 한편, 조사지점 중 site 4, site 6, site 7에서는 산림청 지정 희귀 및 멸종위기 식물이 발견되지 않았다. 조사지역이 주로 수변에 한정되었고, 조사면적이 좁으며, 주로 노출된 평지 및 인간간섭이 많은 지역에 한정되었으므로 희귀 및 멸종위기식물이 적은 것으로 사료된다.

Table 5. The list of rare and endangered plants decided by Korea forest service in Yugu stream

4. 식물구계학적 특정종

 식물구계학적 특정종으로는 I등급종이 10분류군, II등급종이 4분류군, III등급종이 9분류군, IV등급종이 2분류군, V등급종이 2분류군으로 총 26분류군이 발견되었으며, 이들 중에서 식물구계학적으로 더욱 중요한 의미를 가지는 3~5등급종은 13분류군이 발견되었다 (Table 6). 이들 중 IV등급종인 등과 III등급종인 단풍나무는 식재된 분류군이다. 특히 V등급종인 낙지다리와 물여뀌 등이 발견되어 중요한 식생학적 지점으로서 가치가 있다고 여겨진다. 조사지점 중, site 1에서 발견된 3~5등급종이 총 6분류군으로 가장 많이 발견되었고, site 4에서 5등급종 물여뀌 1분류군으로 가장 적게 발견되었다. 발견된 식물구계학적 특정종은 주로 수변에 생육하는 것들로 구성되었고, 한정된 조사지역의 한계로 인해 많은 수가 발견되지 않았다.

Table 6. The list of the special plants decided by Ministry of Environment in Yugu stream (5-3 grade)

5. 귀화식물

 본 조사지역에서 12개과에 속하는 귀화식물 27분류군이 발견되었다 (Tables 7, 8). 이는 한국 귀화식물로 보고된 318분류군 중에서 약 8.5%를 차지하고 있었으며 (한국 외래생물 종합검색시스템), 조사된 전체 분류군 중에서 약 8.3% 정도를 차지하고 있어 비교적 높은 비율로 나타났다. 조사된 귀화식물들은 국화과와 십자화과가 비교적 높은 비율을 차지하고 있었지만 그 외의 분류군은 고른 비율로 발견되었다. 따라서 생육지가 완전히 파괴되어 일부 과의 분류군이 우점하는 지역은 나타나지 않았으며, 이는 수변식생에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 판단되었다. 일반적으로 하천의 상류지역은 산속이나 산과 인접해 있어 인간의 간섭이 하류지역보다 비교적 적어 귀화식물의 유입이 적은데 비해 유구천은 마을이 하천을 따라 발달하고 있고, 제방이나 도로, 농경지 등에 따른 인간의 간섭이 지속되어 귀화식물의 유입이 늘어날 것으로 판단된다.

Table 7. The list of naturalized plants in Yugu stream

Table 8 The ratio of naturalized plants to whole investigated plants in Yugu stream

Fig. 2. Dendrogram of the investigation sites.

Fig. 3. PCA ordination of the investigation sites.

6. 조사지점 유형화

 집괴분석과 좌표결정분석 결과, site 4와 site 6에서 출현하는 식물상이 가장 유사한 것으로 나타났다 (Figs. 2,3). 좌표결정분석에서 제1축의 기여도 (eigenvalue)는2.22이고, 제2축은 1.18로 나타났다. 모둠으로 보면 크게 3개의 모둠으로 구별될 수 있었다. site 3, site 4, site 5, site 6은 유구천 본류형, site 1과 site 2는 유구천 지류인 소하천형, 그리고 site 7은 저수지형으로 구분되었다. 수리분석 결과 이러한 유집이 만들어 지는 것은 각 조사 지점의 식물 서식환경 차이인 것으로 여겨진다.소하천형은 유구천의 지류로 상류, 산지 또는 숲가장자리 식물종의 출현빈도가 상대적으로 높았다. 미나리냉이, 소나무, 큰물통이, 노루귀, 현호색, 매화말발도리, 노루오줌, 까마귀밥나무, 노랑갈퀴, 쥐손이풀, 다래, 낚시제비꽃, 참반디, 층층나무, 벌깨덩굴, 네잎갈퀴, 인동, 지렁쿠나무, 붉은병꽃, 천남성 등이 독립적으로 출현하였다. 반면에 유구천 본류형은 상대적으로 하천의 폭이 크며, 조사지점 3을 제외하면 좌안과 우안이 대부분 농경지와 접해 있었다. 다른 모둠에 비해 달맞이꽃, 박주가리, 실새삼, 나팔꽃, 돼지풀, 도깨비바늘, 돌피, 잔디, 괭이사초 등의 출현 빈도가 높았다. 저수지형은 주변지역을 포함하여 마름, 가시여뀌, 마삭줄, 회나무, 세잎쥐손이, 은방울꽃, 산분꽃나무 등과 같은 식물종이 출현하는 것이 다른 모둠과 구별되었다.

적 요

 본 조사는 유구천의 수생식물과 수변계류식물의 목록을 작성하고 관속식물의 다양성을 연구하기 위해 문헌조사를 포함하여, 2009년 8월부터 2010년 9월까지 총 4회에 걸쳐 7개 지점을 조사하였다. 7개 지점의 조사를 통해 유구천의 관속식물은 88과 229속 290종 3아종 30변종 5품종 328분류군으로 확인되었다. 조사지역 내의 한국 특산식물은 개나리(Forsythia koreana (Rehder) Nakai), 오동나무 (Paulownia coreana Uyeki), 병꽃나무 (Weigela subsessilis (Nakai) L.H. Bailey) 등 3분류군이 확인되었다. 산림청 지정 희귀 및 멸종위기 식물은 낙지다리 (Penthorum chinense Pursh), 땅나리 (Lilium callosum Siebold & Zucc.), 꽃창포(Iris ensata var. spontanea (Makino) Nakai), 창포 (Acorus calamus L) 등 4분류군이 확인되었다. 식물구계학적 특정종은 총 27분류군이 확인되었는데, 그 중 중요한 의미를 가지는 III~V등급종은 V등급종이 2분류군, IV등급종이 2분류군, III등급종이 9분류군으로 총 13분류군이 발견되었다. 귀화식물은 10개과 27분류군이 확인되었으며, 이는 조사된 전체 목록 중 약 8.3%를 차지하는 것으로 확인되었다. 유구천은 마을이 하천을 따라 발달하고, 도로나 농경지 등에 따라 인간의 간섭이 지속적으로 증가 할 것으로 여겨지며 이에 따라 귀화식물의 유입도 증가 할 것으로 판단되어진다. 조사지점별 식물들의 집괴분석과 좌표 결정분석 결과 유구천 본류형, 소하천형, 저수지형 등 3개 모둠으로 구별되었다.

Appendix

Appendix 1. The list of vascular plants on Yugu stream (328 taxa: 88 families, 229 genera, 290 species, 3 subspecies, 30 varities, 5 forms) E; Endemic, R; Rare and Endanger, I, II, III, IV, V; Degrees of specially designated plants by the Ministry of Environment, N; Naturalized, P; Planted