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ISSN : 1226-9999(Print)
ISSN : 2287-7851(Online)
Korean J. Environ. Biol. Vol.42 No.1 pp.95-126
DOI : https://doi.org/10.11626/KJEB.2024.42.1.095

Vertical distribution and vascular plants on Joryeongsan Mountain in Baekdudaegan, Korea

Jung-Hyun Kim*, Jin-Suk Kim1, Sookyung Shin2, Sung-Ae Park3, Sunghyuk Park4, Sung Kyung Han4, Jin-Seok Kim1,*
Korean Wild Plant Institute, Gimpo 10067, Republic of Korea
1Korean Plant Diversity Institute, Gimpo 10111, Republic of Korea
2Climate Change and Environmental Biology Research Division, National Institute of Biological Resources, Incheon 22689,
Republic of Korea
3Water Environment Engineering Research Division, National Institute of Environment Research, Incheon 22689, Republic of Korea
4Baekdudaegan Conservation Division, Baekdudaegan National Arboretum, Bonghwa 36209, Republic of Korea
*Co-corresponding authors Jung-Hyun Kim Tel. 031-987-0653 E-mail. kimjh4065@hanmail.net
* Jin-Seok Kim E-mail. webdogam@naver.com

Contribution to Environmental Biology


▪ This study provides valuable information on species composition and the current elevational distribution ranges of vascular plants on Joryeongsan Mountain.


▪ Our data could serve as a baseline for a comparison study on the vertical shifts of plant species under future climate changes.


03/12/2023 23/02/2024 12/03/2024

Abstract


In this study, we investigated the vertical distribution and vascular plants on Joryeongsan Mountain in Baekdudaegan, Korea. The results of four field surveys from April to September 2023 identified a total of 552 taxa, representing 491 species, ten subspecies, 43 varieties, six forms, and two hybrids in 314 genera and 101 families. The elevational distribution ranges of 360 taxa of vascular plants were also identified. Among them, 19 taxa were endemic to Korea, and two taxa were rare plants. The floristic target plants amounted to 100 taxa, specifically two taxa of grade V, seven taxa of grade IV, 25 taxa of grade III, 33 taxa of grade II, and 33 taxa of grade I. Seventy-eight taxa were northern lineage plants. In all, 29 taxa of alien plants were recorded in the investigated area, with a naturalized index of 5.3% and an urbanization index of 7.4%. Two plants disturbed the ecosystem. Species richness along the elevation showed a reversed doublehump shape with peaks at low, mid, and high elevations. The results of a cluster analysis showed a high degree of similarity between adjacent elevation sections, except in lowlands. Detrended Correspondence Analysis ordination also supported distinct groups by elevation. Warmth index values ranged from 62.1ºC·month to 92.9ºC·month on Joryeongsan Mountain. Our results provide primary data on vascular plants and valuable information on the current distribution ranges of plant species on Joryeongsan Mountain. These data could serve as a baseline for comparing species shifts at elevations under future climate changes.


vascular plants , endemic plants , floristic target plants , alien plants , vertical distribution

백두대간 조령산의 관속식물과 수직분포

김중현*, 김진숙1, 신수경2, 박성애3, 박성혁4, 한성경4, 김진석1,*
한반도야생식물연구소
1한반도식물다양성연구소
2국립생물자원관 기후환경생물연구과
3국립환경과학원 물환경공학연구과
4국립백두대간수목원 백두대간보존실

초록

    1. 서 론

    한반도는 전 국토의 약 64%가 산지를 이루고 사계절이 뚜렷한 온대기후 지역에 속하여 아름다운 자연환경을 보유하고 있으며, 생물다양성은 면적에 비해 풍부한 것으로 알려져 있다 (ME 2012). 지구상의 모든 생물들은 유기적인 생태 연결고리를 가지고 있으며, 이들의 분포는 지질학적, 지형학적 및 기상학적 조건 등의 무생물계 환경과 서식처 선택 및 타 생물과의 상호작용 등의 생물계 환경에 의해 결정된다 (Lee and Yim 2002;Kim et al. 2014;Kim et al. 2023). 생물계 중에서 식물의 분포는 지형, 지질, 토양 및 기후 등의 무생물학적 환경과 더불어 과거 기후변천에 따른 식생 이동, 그리고 식생 경쟁에 의해 이루어진다 (Kim et al. 2014;Kim et al. 2023). 한반도는 최후빙기 이후, 한대- 냉·온대의 식생에서 온대-난·온대의 식생으로 천이가 이루어져 왔으며, 과거의 식생 또는 잔존 개체군들이 남아있는 특징이 곳곳에 반영돼 있다 (NIBR 2017). 특히, 백두대간은 한반도 자연생태계의 근간을 이루는 핵심축이며, 산림지대가 남북으로 연결되어 북방계 식물의 남하 또는 남방계 식물의 북상이 이루어지는 통로와 희귀식물의 피난처로써의 역할을 제공한다.

    『백두대간 보호에 관한 법률』 (약칭: 백두대간보호법)에 의하면, 백두대간이란 백두산에서 시작하여 금강산, 설악산, 태백산, 소백산을 거쳐 지리산으로 이어지는 큰 산줄기를 말한다 (KFS 2023). 우리나라의 산림생태계는 백두대간 산맥을 중심으로 여기에서 분기한 여러 정맥에 의해서 산림생물다양성의 근간을 이루고 있다. 식물은 산림생태계의 가장 기초적인 생산자로 다른 생물들의 분포에 밀접한 영향을 미치기 때문에 이들의 주요 환경요인을 규명하는 일은 매우 중요하다 (Grytnes and Vetaas 2002;Park et al. 2020). Lenoir et al. (2008)과 Cirimwami et al. (2019)은 환경요인으로써의 고도는 온도와 습도 등의 환경구배를 유발해 종 풍부도와 분포에 영향을 미치며, McCain (2009) 은 고도상승에 의한 식물의 분포는 명확히 규명하지 않았지만, 온도, 강수량, 토양, 지형 등이 연관이 있는 것으로 보고하고 있다. 또한 식물은 온도에 대한 생리적인 호적범위를 가지고 있어 해발고도에 따른 수직분포에서 차이가 발생하며 (Yim 1977;An et al. 2017), 이러한 산림 내 고도구배는 호적범위가 극히 좁은 종들이 생육하는 환경조건을 이해하는 데 있어 매우 유용하다고 알려져 있다 (Park et al. 2020).

    우리나라는 지난 40년 (1980~2019)간 연평균기온이 약 1.4°C 상승하여 전 세계의 평균 증가율을 초과하고 있다 (Moon et al. 2020). 기후변화는 많은 생물들의 생물계절 및 분포를 변화시키고 종간의 상호작용을 바꾸는 등 생태계의 다양한 반응을 일으키고 있다 (Cahill et al. 2014). 지리적 분포범위의 이동은 기후변화에 대한 가장 대표적인 종의 적응반응으로 여겨진다 (Parmesan and Yohe 2003;Chen et al. 2011). 한반도에서는 온도상승에 따른 난·온대 상록활엽수의 북상 (Yun et al. 2011;Shin et al. 2022), 아고산대 침엽수림의 감소 (Kim et al. 2019) 등 관속식물의 분포변화가 보고되고 있다. 이러한 기후변화는 식물다양성 감소와 더불어 분포변화를 초래할 뿐만 아니라 분포패턴을 파악하고 예측하는 데에도 어려움을 주며 (Hawkins et al. 2003;Rowe 2009;Park et al. 2020), 나아가 산림생태계의 기능과 구조의 변화에 영향을 미친다. 그러므로 기후변화에 의해 유발되는 생물종의 분포반응을 연구하기 위해서는 현재의 종이 생육하고 있는 분포범위에 대한 기초자료 구축은 필수적이다.

    본 연구에서는 백두대간 속리산 권역에 속하는 조령산을 대상으로 관속식물의 고도별 수직분포에 대한 기초자료를 구축하고자 실시하였다.

    2. 재료 및 방법

    2.1. 조사지 개황

    조령산 (1,202 m)은 지리적으로 우리나라 중부 내륙에 위치하며, 북위 36°44ʹ~36°47ʹ, 동경 128°02ʹ~128°04ʹ 사이에 자리한다. 행정구역은 경상북도 문경시 문경읍 각서리, 상초리와 충청북도 괴산군 연풍면 원풍리, 주진리에 속한다 (Fig. 1). 이 지역은 소백산맥이 뻗어 산세가 험준하며, 해발고도 1,000 m 내외의 높은 산들로 둘러싸여 분지를 이룬다 (Bak and Son 1998). 주변으로 신선봉 (967 m), 마패봉 (920 m), 깃대봉 (835 m) 등의 봉우리가 솟아 있으며, 산정 부근에는 암석지대가 펼쳐져 있다 (You et al. 2006). 지질은 주로 중생대에 관입한 불국사화강암이며, 이화령~조령샘 사이의 등산로 주변으로는 편암이 분포한다 (Bak and Son 1998). 조령산은 산세가 높고 내륙에 위치해 대륙성기후의 특성이 뚜렷하다. 이 지역의 최근 5년 (2016~2020)간 연 평균기온은 11.5°C, 연평균강수량은 1,216 mm였다 (GSG 2023).

    2.2. 연구방법

    관속식물과 고도별 수직분포 조사는 2023년 4월부터 2023년 9월까지 총 4회에 걸쳐 현지조사를 수행하였다 (Table 1). 조령산에 생육하는 관속식물을 채집하고 건조표본으로 제작하여 국립백두대간수목원의 표본관 (KBA)에 보관하였다. 관속식물 조사는 전 지역의 등산로를 중심으로 능선, 계곡, 사면 등을 포함하고 일부는 도로를 따라 채집하였다. 고도별 수직분포 조사는 마당바위~거문골~정 상구간을 대상으로 등산로를 따라 좌우 5 m 반경에서 출현하는 모든 종에 대해 GPS (GPSMAP 64s; Garmin, Olathe, USA) 장치를 이용하여 위치 및 고도 정보를 수집하였다. 식물의 동정은 Lee (1980), Lee (1996), Park (2009), Cho et al. (2016), Lee and Lee (2018), Kim and Kim (2018), Kim et al. (2018) 등의 도감을 참조하였다. 관속식물의 목록은 증거표본과 함께 일부는 화상 자료를 바탕으로 작성하고 속 이하의 계급은 알파벳순으로 정리하였다 (Appendix Table A1). 목록 간소화를 위해 중복 채집품은 대표번호 하나만을 부여하고, 식재된 분류군은 국명 뒤에 식재를 표기하였다. 식물의 학명, 국명 및 배열은 국가표준식물목록 (KNA 2020, 2021a)을 따랐으며, 주요 식물은 희귀식물 (KNA 2021b), 한반도 특산식물 (Chung et al. 2023), 식물구계학적 특정식물 (NIE 2018), 북방계 식물 (Gantsetseg et al. 2020), 외래식물 (KNA 2021a), 생태계교란식물 (NIE 2022)을 참조하여 파악하였다. 한반도에 분포하는 외래식물을 기준으로 귀화율 (NI: Naturalized Index, 외래식물의 분류군 수/관속식물의 총 분류군 수×100), 도시화지수 (UI: Urbanization Index, 외래식물의 분류군 수/한반도 외래식물의 총 분류군 수×100)를 산출하였다. 수직분포는 해발고도 100 m 단위로 등분하여 8개 구간에 대한 고도별 수직분포 목록을 작성하였다 (Appendix Table A2). 또한 구간별 종 조성을 비교하기 위해 군집분석 (cluster analysis)을 수행하였다. 군집분석은 UPGMA (Unweighted Pair-Group Method using Arithmetic averages) 방법으로 Sørensen (1948)의 유사도 지수 (similarity index)에 기반하여 dendrogram을 작성하였다. Ordination 분석은 DCA (Detrended Correspondence Analysis) 기법 (Hill and Gauch 1980)을 사용하여 왜곡현상을 최소화하였다. 모든 분석에는 MVSP (Multi Variate Statistical Package) ver. 3.1. software (Kovach 2007) 프로그램을 활용하였다. 마지막으로 조령산과 인접한 괴산기상대의 지난 25년 (1998~2022) 동안 관측한 월평균기온을 이용하여 고도별 온량지수 (WI: Warmth index)를 산정 (Kira 1948)하고 주요 관속식물이 분포하는 온량지수 범위를 확인하였다. 온량지수는 월평균 기온이 5°C 이상인 달의 온도 값에서 5°C를 뺀 값을 적산한 후, 기온 저감율 (-0.55°C/100 m)을 적용하여 산출하였다.

    3. 결 과

    3.1. 관속식물 현황

    조령산의 관속식물은 101과 314속 491종 10아종 43변종 6품종 2교잡종의 총 552분류군으로 확인되었으며, 이에 대한 증거표본은 696점을 확보하였다. 양치식물은 14과 20속 33종 2변종 1교잡종의 36분류군, 나자식물은 2과 4속 5종의 5분류군, 피자식물 가운데 쌍자엽식물은 76과 238속 365종 10아종 31변종 4품종 1교잡종의 411분류군, 단자엽 식물은 9과 52속 88종 10변종 2품종의 100분류군으로 구성되었다 (Table 2, Appendix Table A1). 이는 한반도 관속 식물 4,130분류군 (KNA 2020, 2021a)의 13.4%, 백두대간 관속식물 1,335분류군 (Kwak et al. 1999)의 41.3%에 해당하였다. 식물목록을 바탕으로 종 다양성이 높은 상위 10개과는 국화과 (49분류군), 벼과 (38분류군), 장미과 (27분류 군), 콩과 (26분류군), 백합과 (26분류군), 미나리아재비과 (22분류군), 꿀풀과 (21분류군), 사초과 (21분류군), 제비꽃과 (18분류군), 마디풀과 (13분류군)로 전체 관속식물 552분류군의 47.2%에 해당하였다.

    본 지역이 포함된 선행연구로는 충청북도 괴산군 내 조령산, 백화산, 군자산의 식물상 (Kim et al. 1993)에서 70과 218속 276종 40변종 3품종의 319분류군, 충청북도 괴산군 조령산일대 식물상의 특성별 분류 (You et al. 2006)에서 85과 219속 299종 36변종 6품종의 341분류군, 한반도 백두대간보호지역 (밀재~묘적재)의 관속식물상 (Lee et al. 2020)에서 67과 190종 3아종 20변종 2품종의 213분류군을 보고한 바 있다. 선행연구의 대부분은 증거표본의 제시가 없거나 (Kim et al. 1993;You et al. 2006), 증거표본이 제시되었더라도 (Lee et al. 2020) 본 지역의 해발고도와 면적에 비해 분포하는 분류군의 수는 매우 적은 편이다.

    3.2. 특산식물

    우리나라 특산식물은 전 세계적으로 한반도에서만 자라는 고유 분류군이다 (Chung et al. 2023). 조령산의 특산 식물은 자주족도리풀 (Asarum koreanum) (Fig. 2D), 선현호색 (Corydalis ohii), 자란초 (Ajuga spectabilis) (Fig. 2E), 부산사초 (Carex fusanensis) (Fig. 2H) 등 19분류군이 확인되었다 (Table 3). 이 가운데 자주족도리풀은 속리산 및 소백산 권역에서만 분포하며, 참개싱아 (Aconogonon microcarpum), 선현호색, 갈퀴현호색 (Corydalis grandicalyx) 은 중부 이북에서 드물게 분포하는 특산식물이다. 특히 갈퀴현호색은 이전의 연구에서 소백산이 남한계지로 알려져 있었으나, 본 조사를 통해 그 이남 지역에서는 처음으로 발견된 분류군이다.

    3.3. 희귀식물

    적색목록 (Red List)은 생물종의 멸종위협에 관한 세계적인 수준의 가장 포괄적인 목록으로 지구 생물다양성의 건강성을 나타내는 중요한 지표이다 (KNA 2021b). 우리나라에서도 국가 수준의 평가를 통해 적색목록 개정이 지속적으로 이루어지고 있다. 최근 국립수목원에서는 국가표준 식물목록에 기록된 자생식물 가운데 2,522분류군을 재평가하여 275분류군이 위협범주에 속하는 것으로 개정한 바 있다 (KNA 2021b). 새로운 기준을 바탕으로 조령산에 분포하는 희귀식물은 취약 (Vulnerable, VU)종의 범주에 속하는 가는잎향유 (Elsholtzia angustifolia) (Fig. 2F)와 준위협 (Near Threatened, NT)종의 범주에 속하는 꼬리진달래 (Rhododendron micranthum)가 확인되었다 (Table 4). 가는잎향유는 우리나라에서 월악산 및 속리산 권역을 중심으로 충청북도와 경상북도 일부에서만 제한적으로 분포하며, 자생지도 5개 이하 지소에서만 확인되고 있다 (KNA 2021b). 조령산 마당바위 근처 바위지대에서 20여 개체가 군락을 이루고 있었다. 꼬리진달래는 중부 이북에 비교적 넓게 분포하며, 개체군도 많은 편이다 (KNA 2021b). 조령산의 절골과 촛대바위 근처 화강암지대의 암벽에서 많은 개체들이 큰 군락을 이루고 있었다.

    3.4. 식물구계학적 특정식물

    식물구계학적 특정식물은 환경평가를 위한 식물군으로 종 보존 우선순위를 결정하고 특정한 지역과 공간 내 자연환경의 우수성을 파악하고자 1,476분류군을 지정하고 있다 (NIE 2018). 조령산의 식물구계학적 특정식물은 총 100분류군으로 조사되었으며, 이 가운데 일부 지역에서만 제한적으로 분포하여 식물지리학적 가치가 높은 것으로 평가받는 IV등급 이상은 9분류군으로 확인되었다. V등급은 털오갈피나무 (Eleutherococcus divaricatus), 대마참나물 (Tilingia tsusimensis) 2분류군, IV등급은 참우드풀 (Woodsia macrochlaena) (Fig. 2A), 큰쐐기풀 (Laportea cuspidata), 회리바람꽃 (Anemone reflexa) (Fig. 2C) 등 7분류군이다. 그 외에 III등급은 개박달나무 (Betula chinensis), 왕팽나무 (Celtis koraiensis), 난티나무 (Ulmus laciniata), 만주바람꽃 (Isopyrum manshuricum), 참여로 (Veratrum nigrum var. ussuriense) 등 25분류군, II등급은 좀고사리 (Pleurosoriopsis makinoi) (Fig. 2B), 전나무 (Abies holophylla), 왜젓가락나물 (Ranunculus silerifolius), 가지더부살이 (Phacellanthus tubiflorus) (Fig. 2G), 나도개감채 (Lloydia triflora) 등 33분류군, I등급은 홀아비꽃대 (Chloranthus japonicus), 올벚나무 (Prunus spachiana f. ascendens), 산조팝나무 (Spiraea blumei), 털노박덩굴 (Celastrus stephanotifolius), 괴불나무 (Lonicera maackii) 등 33분류군이다 (Table 5).

    대마참나물은 속리산 일대가 북방한계로 알려져 있는 식물로 속리산보다 고위도에 위치한 조령산 집단은 식물 지리학적으로 의미가 있다고 판단된다. 이화령에서 조령산으로 이어지는 백두대간 능선구간에는 올벚나무 20~30 여 개체 (수고 8~10 m, 흉고직경 10~20 cm) 정도가 야생으로 자라고 있는 것을 확인하였다. 올벚나무는 제주도 및 남해안 일대에 자라는 전형적인 남방계 식물로 최근 기후온난화로 인해 분포역이 확대되고 있으며, 특히 경기 및 서울 등지의 수도권 일대 산지에서는 매우 빈번히 발견되고 있다. 이들 개체들은 가로수로 식재한 처진올벚나무 (Prunus spachiana)의 종자가 인근 산지로 퍼져 나간 것으로 추정되고 있다. 조령산에서 확인된 올벚나무의 경우에도 과거 이화령 일대에 식재된 처진올벚나무가 야생화된 것으로 판단된다.

    3.5. 북방계 식물

    북방계 식물은 응달고사리 (Cornopteris crenulatoserrulata), 퍼진고사리 (Dryopteris expansa), 복수초 (Adonis amurensis), 복장나무 (Acer mandshuricum), 덤불쑥 (Artemisia rubripes) 등 78분류군이 확인되었다 (Table 6). 이는 한반도 북방계 식물로 지정된 616분류군의 12.7%에 해당한다. 조령산에 분포하는 북방계 식물은 퍼진고사리, 전나무, 난티나무, 왕느릅나무 (Ulmus macrocarpa), 가는잎쐐기풀 (Urtica angustifolia), 만주바람꽃, 나도개감채 등 분포역이 좁은 식물도 관찰되었지만, 거미고사리 (Asplenium ruprechtii), 소나무 (Pinus densiflora), 갯버들 (Salix gracilistyla), 고추나물 (Hypericum erectum), 산괴불주머니 (Corydalis speciosa), 양지꽃 (Potentilla fragarioides), 제비꽃 (Viola mandshurica), 노루발 (Pyrola japonica), 진달래 (Rhododendron mucronulatum), 달래 (Allium monanthum), 애기나리 (Disporum smilacinum), 큰기름새 (Spodiopogon sibiricus) 등 분포역이 넓은 식물도 다수 확인되었다.

    3.6. 외래식물 및 생태계교란식물

    조령산에서 밝혀진 외래식물은 길다닥냉이 (Lepidium densiflorum), 큰땅빈대 (Euphorbia maculata), 지느러미엉겅퀴 (Carduus crispus), 나도바랭이 (Chloris virgata) 등 29분류군이 확인되었으며 (Table 7), 귀화율은 5.3%, 도시화지수는 7.4%로 산출되었다. 선행연구에 기록된 외래식물의 수는 적게는 3분류군 (Lee et al. 2020)에서 많게는 10분류군 (You et al. 2006)임을 감안할 때, 현재 많은 외래식물이 새롭게 추가되었다. 이들은 주로 등산로 초입, 이화령 주변 및 하천 주변 등 인위적 간섭이 많은 지역에서 관찰되었다. 특히 이화령 주변에서는 산림 내부에서도 확인되고 있어 지속적인 관찰이 요구된다.

    생태계교란식물은 비외래식물인 환삼덩굴 (Humulus japonicus)과 미국쑥부쟁이 (Symphyotrichum pilosum) 2분류군이 확인되었다 (Table 7). 조령산에서 이들의 분포는 인위적 교란이 발생한 저지대에서만 확인되고 광범위하지 않아 자연생태계에 미치는 영향은 미비한 것으로 판단되나, 빠른 생장속도와 확산력으로 우리나라 전역에서 출현하는 대표적인 생태계교란식물인 만큼 지속적인 제거와 관찰, 중장기적인 계획을 수립해 관리해야 할 것이다 (Kim and Park 2022;Kim et al. 2023).

    3.7. 고도별 수직분포와 종 풍부도 및 유사도

    조령산의 고도별 수직분포 구간 (해발 200~1,117 m) 에서 확인된 관속식물은 360분류군 (목본 110분류군, 초본 250분류군)이다 (Appendix Table A2). 저지대인 해발 200~300 m 구간에서만 확인된 종은 버드나무 (Salix pierotii), 모시물통이 (Pilea mongolica), 흰젖제비꽃 (Viola lactiflora), 개찌버리사초 (Carex japonica) 등 83분류군이 었다. 함박꽃나무 (Magnolia sieboldii), 조록싸리 (Lespedeza maximowiczii), 태백제비꽃 (Viola albida), 고깔제비꽃 (Viola rossii), 큰까치수염 (Lysimachia clethroides), 물푸레나무 (Fraxinus rhynchophylla) 등은 저지대부터 정상부까지 지속적으로 출현하였다. 정상부인 해발 900 m 이상에서만 확인된 종은 개박달나무, 꿩의다리 (Thalictrum aquilegiifolium var. sibiricum), 큰앵초 (Primula jesoana), 털개회나무 (Syringa patula), 송이풀 (Pedicularis resupinata), 큰박쥐나물 (Parasenecio komarovianus) 등 55분류군이었다.

    고도별 종 풍부도 패턴을 분석한 결과, 저지대와 중간 고도, 정상부에서 종 풍부도가 높은 역쌍봉형 관계가 나타났다 (Fig. 3). 저지대인 해발 200~300 m 구간에서 177분류군이 관찰되어 종 풍부도가 가장 높았으며, 이후 고도가 높아짐에 따라 점차 감소하다가 600~700 m 구간에서 101분류군까지 증가하였다. 종 풍부도는 이후 고도에서 다시 낮아졌다가 정상부인 해발 900~1,017 m 구간에서 157분류군으로 많은 종이 관찰되었다. 생활형을 고려했을 때, 목본의 경우는 해발 200~300 m와 300~400 m 구간에서 각각 65분류군으로 가장 높았으며, 이후 증감을 보이다가 800~900 m 구간에서 48분류군, 900~1,017 m 구간에서 47분류군으로 다시 증가하였다. 초본의 경우는 해발 200~300 m 구간에서 112분류군으로 가장 높았으며, 이후 증감을 보이다가 정상부인 900~1,017 m 구간에서 110분류군으로 많은 종이 관찰되었다. 고도에 따른 종 풍부도의 기울기는 목본에서 보다 완만하였다.

    조령산의 종 조성의 유사도를 분석한 결과 (Fig. 4A), 해발 500~600 m와 600~700 m 구간의 유사도가 67.4% (node 1)로 가장 높게 나타났다. 해발 800~900 m와 node 1 이 61.1% (node 2), 700~800 m와 node 2가 57.1%, 300~ 400 m와 400~500 m 구간이 52.5% 순으로 나타났다. 목본 (110분류군)을 대상으로 분석을 수행한 결과 (Fig. 4B), 해발 500~600 m와 600~700 m 구간이 80.0% (node 1)로 가장 유사했다. 해발 800~900 m와 node 1이 69.9% (node 2), 200~300 m와 300~400 m 구간이 67.7%, 400~500 m와 node 2가 66.7%로 그 뒤를 이었다. 초본 (250분류군)을 대상으로 분석을 수행한 결과 (Fig. 4C), 해발 500~600 m와 600~700 m 구간이 55.0% (node 1)로 가장 유사했다. 해발 800~900 m와 node 1이 53.4% (node 2), 700~800 m와 node 2가 50.8% 순으로 나타났다. 또한 DCA ordination 분석을 행한 결과 (Fig. 5A), 해발 200~300 m 구간은 다른 고도의 그룹들과 뚜렷하게 분리되었다. 목본과 초본에서도 유사한 경향이 나타났다 (Fig. 5B, C). 즉 조령산 관속식물의 종 조성은 저지대인 해발 200~300 m를 제외하고 인접한 고도구간일수록 유사성이 높게 나타났다.

    3.8. 주요 식물의 온량지수

    조령산에 분포하는 주요 식물의 고도별 온량지수 (WI) 를 산출한 결과, 최대값은 마당바위 (해발 200 m)에서 92.9°C·month, 최소값은 정상부 (1,017 m)에서 62.1°C· month로 나타났다 (Fig. 6). 조령산의 관속식물 중 국내에서 분포역이 좁거나 특정 고도에 분포한다고 알려진 종을 대상으로 온량지수를 확인한 결과, 참우드풀, 왜젓가락나물, 가는잎향유는 해발 200~300 m 구간에 출현해 92.9~ 89.1°C·month의 범위를 보였다. 해발 300~500 m 구간의 왕팽나무는 85.2~89.1°C·month, 500~900 m 구간의 전나무는 69.8~81.4°C·month의 범위를 보였다. 정상부 (해발 900 m 이상)에서만 출현하는 퍼진고사리, 눈개승마 (Aruncus dioicus), 털개회나무, 송이풀, 두메고들빼기 (Lactuca triangulata), 큰박쥐나물 등은 62.1~66.0°C·month로 가장 낮은 범위를 보였다.

    4. 고 찰

    전 세계적으로 기후온난화가 지속됨에 따라 생물종은 본래 살던 서식환경과 유사한 조건을 찾아 고위도 또는 높은 고도로 상향 이동하고 있다 (Parmesan and Yohe 2003;Chen et al. 2011). Chen et al. (2011)에 의하면, 생물종은 10년마다 평균 11 m씩 정상부를 향해 이동하는 것으로 분석하고 있다. 한반도에서도 온도상승에 따른 난·온대 상록 활엽수의 북상 (Shin et al. 2022), 아고산대 침엽수림의 감소 (Kim et al. 2019) 등 관속식물의 분포변화가 보고되고 있다. 생물의 분포변화가 가속화됨에 따라 국내에서는 미래 기후변화 영향을 연구하기 위해 한반도 생태계 핵심축인 백두대간 주요 국립공원의 관속식물 873분류군 (Shin et al. 2021), 백두대간 덕유산권역 각호산의 관속식물 398분류군 (Kim et al. 2023)에 대한 목록작성과 함께 고도별 수직분포 범위를 구축한 바 있다.

    본 연구에서는 백두대간 속리산권역에 속하는 조령산을 대상으로 관속식물과 고도별 수직분포 범위를 구축하였다. 조령산에 분포하는 관속식물은 101과 314속 491종 10아종 43변종 6품종 2교잡종의 총 552분류군이 확인되었다. 한반도 특산식물은 19분류군, 적색목록 범주의 희귀식물은 2분류군이 확인되었다. 식물지리학적 주요 종으로 평가되는 IV~V등급은 9분류군, 북방계 식물은 78분류군으로 조사되었다. 외래식물은 29분류군, 생태계교란식물은 2분류군이 확인되었다. 조령산의 관속식물 가운데 참개싱아, 태백개별꽃 (Pseudostellaria longipedicellata), 지리산개별꽃 (Pseudostellaria okamotoi), 자주족도리풀, 갈퀴현호색, 선현호색, 대마참나물, 꼬리진달래, 가는잎향유, 가지더부살이, 참여로 등은 우리나라에서 자생지가 10개 이내에 불과한 희귀식물이거나 이 지역이 자생 남한계지 또는 경계에 해당한다. 따라서 이들에 대한 개체군 정밀조사와 함께 자생지 보호가 요구된다.

    조령산의 고도별 수직분포 구간 (해발 200~1,117 m)에서 확인된 관속식물은 360분류군 (목본 110분류군, 초본 250분류군)이다. 고도기울기에 따른 종 풍부도 패턴은 고도 상승에 따른 증가와 감소, 중간 고도에서 단봉형, 쌍봉형, 역단봉형 등 다양한 유형이 보고되고 있다 (McCain and Grytnes 2010). 또한 고도에 따른 종 풍부도 패턴은 분류학적 그룹, 공간 규모, 기후, 지형 등 다양한 요인에 영향을 받는다 (Cirimwami et al. 2019). 조령산의 종 풍부도는 저지대와 중간 고도, 정상부에서 높은 역쌍봉형의 패턴이 나타났다. 조령산의 저지대는 문경새재도립공원으로 묶여 많은 구역이 산책로로 활용되고 인위적 구조물도 많아 그에 따라 인간의 활동과 밀접한 외래식물의 유입 정도도 높게 나타났다. 또한 지리적 면적은 종 풍부도와 긍정적 상관이 있는데 저지대의 경우 조사구간이 다른 고도구간에 비해 더 길어 많은 분류군이 기록된 것으로 판단된다. 정상부의 경우, 수관 열림으로 하층부까지 빛 가용성이 증가함에 따라 많은 종 (특히 초본)의 생육이 가능한 것으로 판단된다. 고도에 따른 식물의 분포는 기후, 토양, 지형 등 다양한 환경요인이 영향을 미치는 만큼 추후 조령산에서 고도별 환경요인에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.

    고도별 종 조성의 유사도는 저지대인 해발 200~300 m를 제외하고 인접한 고도구간일수록 유사성이 높게 나타났다. 저지대에서 종 조성의 상이성은 비교적 개활지이며, 인간의 간섭이 영향을 많이 미치는 만큼 외래식물 및 생태계교란식물 등 저지대에서만 출현한 종이 반영된 결과로 판단된다. 또한 고도에 따라 기후, 지형 등 환경요인이 차이가 나는 만큼 비교적 환경이 유사한 인접 고도구간일수록 종 조성이 유사하게 나타나는 것으로 판단된다.

    온량지수 (Warmth Index)는 식물의 생육 및 식생 분포를 설명하는 기후지수로 활용된다 (Kira 1948;Yim 1977). Yim (1977)은 한반도에 분포하는 주요 수목 50종의 분포와 기후의 연관성 분석을 통해 수목을 4개의 그룹: 온량지수 30~70°C·month의 아고산대 수종 (Subalpine species), 50~0°C·month의 냉·온대 수종 (Cool-temperate species), 80~100°C·month의 난·온대 낙엽활엽수종 (Warm-temperate deciduous species), 100~120°C·month의 난·온대 상록활엽수종 (Warm-temperate evergreen species)으로 구분하였다. 본 연구에서 조령산은 62.1~92.9°C·month의 범위를 나타내었고, 주로 난·온대 낙엽활엽수종 및 아고산대 수종이 분포할 수 있는 온도 범위에 포함되었다.

    본 연구의 결과물인 증거표본, 생육환경, 분포, 종 목록의 110 ⓒ2024. Korean Society of Environmental Biology. 정보는 식물의 분포와 보전 등 학문적 발전과 백두대간의 보호지역 지정 및 관리에 기여하며, 고도별 수직분포 자료는 미래 기후변화 영향 연구의 기반이 될 것이다. 또한 백두대간 속리산권역에 속하는 조령산 관속식물의 분포변화 반응을 분석할 수 있는 기준연구 (Primary study)로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

    적 요

    본 연구는 백두대간 조령산의 관속식물과 고도별 수직 분포 조사를 조사하였다. 2023년 4월부터 2023년 9월까지 총 4회에 걸쳐 조사한 결과, 관속식물은 101과 314속 491종 10아종 43변종 6품종 2교잡종의 총 552분류군이 확인되었다. 또한 우리는 관속식물 360분류군에 대해 고도별 분포범위를 구축하였다. 한반도 특산식물은 19분류군, 희귀식물은 2분류군이었다. 식물구계학적 특정식물은 총 100분류군으로 V등급에 2분류군, IV등급에 7분류군, III등급에 25분류군, II등급에 33분류군, I등급에 33분류군이 확인되었다. 북방계 식물은 78분류군, 외래식물은 29분류군이며, 귀화율 5.3%, 도시화지수 7.4%로 나타났다. 생태계교란식물은 2분류군이 확인되었다. 종 풍부도는 저지대와 중간 고도, 정상부에서 높은 패턴이 나타났다. 고도별 종 조성의 유사도는 저지대인 해발 200~300 m를 제외하고 인접한 고도구간일수록 유사성이 높게 나타났다. 조령산은 고도에 따라 62.1~92.9°C·month의 온도 범위를 보여주었다. 본 연구는 조령산 관속식물의 분포 자료로써 추후 기후 변화에 따른 식물의 분포변화 연구를 위한 기초자료로 활용될 것이다.

    사 사

    본 연구는 한국수목원정원관리원 국립백두대간수 목원의 ‘백두대간생물종정보구축 (KoAGI-2023-KSOB- 02-01-01)’ 사업의 일환으로 진행되었습니다.

    CRediT authorship contribution statement

    JH Kim: Investigation, Data curation, Writing-Reviewing and editing. JS Kim: Investigation. S Shin: Data curation and Writing-Reviewing. SA Park: Resources. S Park: Project administration. SK Han: Project administration. JS Kim: Investigation, Supervision, Funding acquisition.

    Declaration of Competing Interest

    The authors declare no conflicts of interest.

    Figure

    KJEB-42-1-95_F1.gif

    Map of areas investigated on Joryeongsan Mountain.

    KJEB-42-1-95_F2.gif

    Remarkable taxa on Joryeongsan Mountain. A. Woodsia macrochlaena, B. Pleurosoriopsis makinoi, C. Anemone reflexa, D. Asarum koreanum, E. Ajuga spectabilis, F. Elsholtzia angustifolia, G. Phacellanthus tubiflorus, H. Carex fusanensis.

    KJEB-42-1-95_F3.gif

    Species richness at each 100 m of elevation on Joryeongsan Mountain.

    KJEB-42-1-95_F4.gif

    The unweighted pair-group method using arithmetic averages (UPGMA) dendrogram of vascular plant composition at eight elevation sections on Joryeongsan Mountain based on Sorensen’s similarity index. A. Total, B. woody form, C. herbaceous form.

    KJEB-42-1-95_F5.gif

    Ordination diagram of vascular plant composition at eight elevation sections on Joryeongsan Mountain using the detrended correspondence analysis (DCA) method. A. Total, B. woody form, C. herbaceous form.

    KJEB-42-1-95_F6.gif

    The elevational distribution and warmth index (WI) values of several vascular plants on Joryeongsan Mountain.

    Table

    Dates and routes investigated on Joryeongsan Mountain

    List of vascular plants on Joryeongsan Mountain

    List of vascular plants according to the elevation of Joryeongsan Mountain

    Number of vascular plants on Joryeongsan Mountain

    List of Korean endemic plants on Joryeongsan Mountain

    List of rare plants on Joryeongsan Mountain

    IUCN Red List Plant VU: Vulnearble; NT: Near Threatened.

    List of floristic target plants on Joryeongsan Mountain

    List of northern lineage plants on Joryeongsan Mountain

    List of invasive alien plants and ecosystem-disturbing plants on Joryeongsan Mountain

    IAP: Invasive alien plants; EDP: Ecosystem-disturbing plants.

    Reference

    1. An JH , HJ Park, GH Nam, BY Lee, CH Park and JH Kim.2017. Vertical distribution of vascular plant species along an elevational gradients in the Gyebangsan area of Odaesan National Park. Korean J. Ecol. Environ. 50:381-402.
    2. Bak BS and MW Son.1998. Physical geography of Munkyung. J. Korean Assoc. Reg. Geogr. 4:15-30.
    3. Cahill AE , ME Aiello -Lammens, MC Fisher-Reid, X Hua, CJ Karanewsky, HY Ryu, GC Sbeglia, F Spagnolo, JB Waldron and JJ Wiens.2014. Causes of warm-edge range limits: Systematic review, proximate factors and implications for climate change. J. Biogeogr. 41:429-442.
    4. Chen IC , JK Hill, R Ohlemuller, DB Roy and CD Thomas.2011. Rapid range shifts of species associated with high levels of climate warming. Science 333:1024-1026.
    5. Cho YH , JH Kim and SH Park.2016. Grasses and Sedges in South Korea. Geobook. Seoul, Korea.
    6. Chung GY , HD Jang, KS Chang, HJ Choi, YS Kim, HJ Kim and DC Son.2023. A checklist of endemic plants on the Korean Peninsula (II). Korean J. Pl. Taxon. 53:79-101.
    7. Cirimwami L , C Doumenge, JM Kahindo and C Amani.2019. The effect of elevation on species richness in tropical forests depends on the considered lifeform: Results from an East African mountain forest. Trop. Ecol. 60:473-484.
    8. Gantsetseg A , SY Jung, WB Cho, EK Han, S So and JH Lee.2020. Definition and species list of northern lineage plants on the Korean Peninsula. Korean Herb. Med. Inf. 8:183-204.
    9. Grytnes JA and OR Vetaas.2002. Species richness and altitude: A comparison between null models and interpolated plant species richness along the Himalayan altitudinal gradient, Nepal. Am. Nat. 159:294-304.
    10. GSG.2023. www.goesan.go.kr. Goesan-gun. Goesan, Korea. Accessed on September 15, 2023.
    11. Hawkins BA , R Field, HV Cornell, DJ Currie, JF Guégan, DM Kaufman, JT Kerr, GG Mittelbach, T Oberdorff, EM O’Brien, EE Porter and JRG Turner.2003. Energy, water, and broad-scale geographic patterns of species richness. Ecology 84:3105- 3117.
    12. Hill MO and HG Gauch Jr.1980. Classification and Ordination. pp. 47-58. In: Detrended Correspondence Analysis: An Improved Ordination Technique (van der Maarel E, ed.). Springer. Dordrecht, Netherlands.
    13. KFS.2023. Korea Forest Service. https://www.forest.go.kr. Daejeon, Korea. Accessed on October 11, 2023.
    14. Kim ES , JS Lee, GE Park and JH Lim.2019. Change of subalpine coniferous forest area over the last 20 years. J. Korean Soc. For. Sci. 108:10-20.
    15. Kim JH and SA Park.2022. Floristic study of Mt. Seongdeok (Ganghwa-gun) in Korea. Korean J. Environ. Biol. 40:615-630.
    16. Kim JH , JS Kim, S Shin, TI Heo, YH Kim, S Park and JS Kim.2023. Vertical distribution and vascular plants in the Gakho mountain (Yeongdong-gun), Korea. Korean J. Environ. Biol. 41:60-88.
    17. Kim JS , JH Kim and JH Kim.2018. Herbaceous Plants of Korean Peninsula I. Plants Living in Seasides, Rivers, Wetlands and Cities. Dolbegae. Paju, Korea.
    18. Kim JS , JM Chung, SY Kim, JH Kim and BY Lee.2014. Phytogeographic study on the Holocene hypsithermal relict plant populations in the Korean Peninsula. Korean J. Pl. Taxon. 44:208-221.
    19. Kim TW , SH Chun, KH Kang and JL Jeon.1993. Flora of Mt. Choryong, Mt. Baekhwa and Mt. Gunja in Kwesangun, Chungchongbukdo. Seoul Nat’l Univ., Coll. Agric. Life Sci., Bull. Kwanak Arb. 13:37-62.
    20. Kim TY and JS Kim.2018. Woody Plants of Korean Peninsula. Dolbegae. Paju, Korea.
    21. Kira T. 1948. On the altitudinal arrangement of climatic zones in Japan. Kanchi-Nogaku 2:143-173.
    22. KNA.2020. Checklist of Vascular Plants in Korea (Native Plants). Korea National Arboretum. Pocheon, Korea.
    23. KNA.2021a. Checklist of Vascular Plants in Korea (Alien Plants). Korea National Arboretum. Pocheon, Korea.
    24. KNA.2021b. The National Red List of Vascular Plants in Korea. Korea National Arboretum. Pocheon, Korea.
    25. Kovach WL. 2007. MVSP - A Multivariate Statistical Package for Windows, ver. 3.1. Kovach Computing Services. Pentraeth, Wales, UK.
    26. Kwak AK , JK Oh and YW Park.1999. Study on the flora of Baek- Doo great mountain chain, South Korea. J. Kor. Biota. 4:1-33.
    27. Lee CS and KH Lee.2018. Pteridophytes of Korea: Lycophytes & Ferns (2nd edition). Geobook. Seoul, Korea.
    28. Lee JW , JS Lee, JK Ahn, SH Hwang and JW Kim.2020. Flora of the vascular plants of the Baekdudaegan conservation area in Korean Peninsula (Mil -jae to Myo-jeok -jae) - Including valley rivers -. J. Korean Isl. 32:203-228.
    29. Lee TB. 1980. Illustrated Flora of Korea. Hyangmunsa. Seoul, Korea.
    30. Lee WT and YJ Yim.2002. Plant Geography with Special Reference to Korea. Kangwon National University Press. Chuncheon, Korea.
    31. Lee WT. 1996. Coloured Standard Illustrations of Korean Plants. Academy Publishing Co. Seoul, Korea.
    32. Lenoir J , JC Gégout, PA Marquet, P de Ruffray and H Brisse.2008. A significant upward shift in plant species optimum elevation during the 20th century. Science 320:1768-1771.
    33. McCain CM and JA Grytnes.2010. Elevational gradients in species richness. pp. 1-10. In: Encyclopedia of Life Sciences (ELS). John Wiley & Sons Ltd. Chichester, UK.
    34. McCain CM. 2009. Global analysis of bird elevation diversity. Glob. Ecol. Biogeogr. 18:346-360.
    35. ME.2012. The Biodiversity of Korea. Ministry of Environment. Gwacheon, Korea.
    36. Moon J , C Shim, O Jeong, JW Hong, JH Han and YI Song.2020. Characteristics in regional climate change over South Korea for regional climate policy measures: Based on long-term observations. J. Climate Change Res. 11:755-770.
    37. NIBR.2017. Plnat Diversity Research by the Regional Parataxonomist (II). National Institute of Biological Resources. Incheon, Korea.
    38. NIE.2018. Floristic Target Species (FT Species) in Korea. National Institute of Ecology. Seocheon, Korea.
    39. NIE.2022. Invasive Alien Species in Korea. National Institute of Ecology. Seocheon, Korea.
    40. Park HJ , JH Ahn, IS Seo, SR Lee, BY Lee and JH Kim.2020. Distribution pattern of vascular plant species along an elevational gradient in the Samga area of Sobaeksan National Park. J. Korean Soc. For. Sci. 109:1-22.
    41. Park SH. 2009. New Illustrations and Photographs of Naturalized Plants of Korea. Ilchokak. Seoul, Korea.
    42. Parmesan C and G Yohe.2003. A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature 421:37-42.
    43. Rowe RJ. 2009. Environmental and geometric drivers of small mammal diversity along elevational gradients in Utah. Ecography 32:411-422.
    44. Shin S , JH Kim, DH Kang, JS Kim, HG Kang, HD Jang, JS Lee, JE Han and HK Oh.2022. Northern distribution limits and future suitable habitats of warm temperate evergreen broad-leaved tree species designated as climate-sensitive biological indicator species in South Korea. J. Ecol. Environ. 46:30.
    45. Shin S , JH Kim, JH Dang, IS Seo and BY Lee.2021. Elevational distribution ranges of vascular plant species in the Baekdudaegan mountain range, South Korea. J. Ecol. Environ. 45:7.
    46. Sørensen TA. 1948. A method of establishing groups of equal amplitudes in plant sociology based on similarity of species content and its application to analyses of the vegetation on Danish commons. Biol. Skr. 5:1-34.
    47. Yim YJ. 1977. Distribution of forest vegetation and climate in the Korean Peninsula III. Distribution of tree species along the thermal gradient. Jpn. J. Ecol. 27:177-189.
    48. You JH , SG Jung, IH Park, GY Lee, CK Ahn, HW Cho and CH Lee.2006. Classification by characteristics of flora in Mt. Joryeong, Geosan-gun, Chungcheongbuk-do. Korean J. Plant Res. 19:459-470.
    49. Yun JH , JH Kim, KH Oh and BY Lee.2011. Distributional change and climate condition of warm-temperate evergreen broad-leaved trees in Korea. Korean J. Environ. Ecol. 25:47-56.

    Vol. 40 No. 4 (2022.12)

    Journal Abbreviation 'Korean J. Environ. Biol.'
    Frequency quarterly
    Doi Prefix 10.11626/KJEB.
    Year of Launching 1983
    Publisher Korean Society of Environmental Biology
    Indexed/Tracked/Covered By

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