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서 론
울릉도는 한반도의 동쪽 해상에 위치하는 경상북도 울 릉군의 본섬으로 우리나라에서 9번째로 넓은 섬이다. 울 릉도는 화산섬으로 기후는 온난다습한 해양성기후이며, 지리적으로 동해의 난류와 한류가 만나는 곳에 위치하 고 있어서 동일 위도상에 위치하는 내륙지역과 비교하여 독특한 식물상과 식생을 나타내고 있다 (Park et al. 2007;Choi 2008;Yang et al. 2015).
울릉도 식물상에 관한 연구는 Nakai (1919)에 의해서 시 작되어 1940년대까지는 대부분 일본학자에 의해서 이루 어졌으며, 국내학자에 의한 연구는 1950년대 이후 본격 적으로 수행되었다 (Yang 1956;Lee and Yang 1981;Kim et al. 2000;Shin and Kim 2002;Kil et al. 2006;Park et al. 2007;Jung et al. 2013;Yang et al. 2015).
울릉도 식물상에 대한 연구들은 대부분 삼림을 중심으 로 한 자연생태계를 대상으로 이루어져 왔으며, 농경지를 대상으로 한 연구는 없는 실정이다. 울릉도에서 재배하고 있는 산나물에 대한 연구가 일부 수행되었지만, 이 연구들 역시 자생지에서 조사된 것들이다 (Yun et al. 2011;Hur et al. 2012;Lee et al. 2018).
울릉도는 1882년에 울릉도 개척령이 내려지고 1883년 도 주민 16호 54명이 이주하기 시작하면서부터 개척되기 시작했다 (Ulleung-gun 2021). 이후 척박한 환경에 적합한 농업기술이 발달하고 인구 증가가 시작되었다. 이러한 역 사적 배경 속에서 고립된 화산섬에서 이루어진 울릉도 농 업은 울릉도만의 독특한 재배환경과 영농방식을 가지고 있기 때문에 농업생태계 역시 내륙과 차별화된 특징을 가 지고 있다. 즉, 산간 경사지 재배를 통한 농경지 확보 및 산 사태 예방, 산나물을 이용한 순환 재배, 바다안개를 활용 한 농작물 수원 공급 체계, 울릉도 고유 특산물인 울릉산 마늘 등의 재배로 고소득 창출, 특산물을 재료로 한 섬 특 유의 음식문화 등이 있다. 이러한 경사지 농업기술과 순환 적 공생농업의 가치를 인정받아 “울릉도 화산섬 밭농업” 은 2017년 국가농업유산 제9호로 지정되었다.
따라서 본 연구에서는 우리나라 내륙과 다른 기후, 토양, 지형에 형성된 울릉도 농경지에 출현하는 관속식물을 조 사하였다. 본 연구 결과는 향후 울릉도 식물상의 보전 방 안과 외래종의 관리 방안뿐만 아니라 농업환경 보전을 위 한 기초자료로 활용 가능할 것이다.
재료 및 방법
1. 조사지 개황
울릉도는 동해안 동쪽에 위치한 섬으로 북위 37°14ʹ 14ʺ~37°33ʹ01ʺ, 동경 130°47ʹ37ʺ~131°52ʹ20ʺ 사이에 위치 하며, 내륙과 최단거리는 경북 울진 죽변에서 130.3 km이 다. 울릉도는 신생대의 제3기말~제4기초에 형성된 화산 섬으로 현무암, 용암 등의 각종 화산암류로 구성되어 있으 며, 토양은 중성 내지 약산성을 나타낸다 (Choi 2008).
울릉도의 면적은 72.94 km2으로 이 중 임야가 55.17 km2 (75.64%)로 가장 넓고, 농경지 면적은 밭 12.32 km2, 논 0.39 km2이지만, 논은 수치상으로만 존재할 뿐 대부분이 밭으로 전환되어 있다. 주요 재배작물은 섬쑥부쟁이, 울릉 미역취, 눈개승마, 섬고사리, 울릉산마늘 등이 있다. 전체지 역의 73%가 급경사면이며, 경사 5° 이하의 평탄면은 칼데 라 화구인 나리분지 일대를 제외하면 거의 존재하지 않는 다 (Choi 2008). 울릉도에 설치되어 있는 울릉도기상대 (해 발 221.14 m) 자료 (1991~2020)에 의하면, 연평균기온은 12.7°C이며, 가장 더운 8월의 평균기온은 23.7°C이고, 가장 추운 1월의 평균기온은 1.7°C이다. 연평균강우량은 1480.7 mm로 8월 강수량 (178.8 mm)이 가장 높게 나타나지만, 육 지에 비하면 강수량은 연중 고른 편이며, 12월과 1월에도 적설에 의해서 강수량은 각각 130.4 mm, 115.7 mm로 높은 편이다.
2. 조사방법
본 조사는 2016년 5월과 2020년 7월과 8월 총 3차례, 37 개 지점에서 수행되었다 (Fig. 1). 조사 범위는 농경지 내부 와 가장자리 및 농로를 포함하였고, 양치식물 이상의 고 등식물 (관속식물)의 분류군을 대상으로 하였다. 조사지 역에서 미동정된 식물은 채집 또는 사진을 촬영하여 실험 실에서 식물도감을 이용하여 동정하였다 (Lee 1980, 2003;Lee 1996a, b). 학명과 국명은 국가표준식물목록 자생식 물 (Korea National Arboretum 2020) 및 국가표준재배식물 목록 (Korea National Arboretum 2016)을 기준으로 하였 다. 출현한 식물종의 생활형 (life form)은 Raunkiaer (1934) 와 Numata (1970)의 방법으로 국내 식물종에 적용하여 Lee (1996b)가 제시한 휴면형, 번식형 (지하기관형, 산포기 관형), 생육형으로 구분하여 정리하였다. 특정식물 중 희 귀식물은 Korea National Arboretum (2012a), 특산식물은 Kim (2004)를 참고하였고, 귀화식물의 목록, 귀화도 등급, 귀화시기는 Korea National Arboretum (2012b)을 기준으 로 하였다. 울릉도 농경지에 어느 정도의 인위적인 간섭과 교란이 이루어지고 있는지를 가늠하기 위하여 도시화지 수 (Urbanization index)와 귀화율 (Naturalization index)을 이용하여 간접적으로 확인하였다. 도시화지수는 국내에서 현재까지 보고되어 있는 귀화식물의 총 분류군 수 (323분 류군)에 대한 대상지의 귀화식물 분류군 수의 비율로 산 정하였다 (Yim and Jeon 1980). 귀화율은 대상지 전체 식물 의 분류군 수 중 대상지 귀화식물의 분류군 수의 비율로 산정하였다 (Numata 1975).
Urbanization index (%)= (Number of naturalized plant taxa in the survey area) / (Total number of naturalized plant taxa in the country)×100
Naturalization index (%)= (Number of naturalized plant taxa in the survey area)/ (Total number of vascular plant taxa in the survey area)×100
귀화도 등급 (Naturalized degree)은 Kariyama and Kobatake (1988)가 제시한 방법으로 1~5등급으로 구분할 수 있다. 각 등급별 귀화식물의 분포유형을 보면, 1등급은 희 귀하게 분포하고, 2등급은 국지적으로 분포하고, 3등급 은 널리 분포하나 개체수는 많지 않고, 4등급은 국지적으 로 분포하나 개체수가 많고, 5등급은 널리 분포하고 개체 수도 많은 것을 나타낸다. 귀화시기 (Introduction period) 는 1기 (개항이후~1921년), 2기 (1922년~1963년) 및 3기 (1964년~현재)로 구분하였다.
결과 및 고찰
1. 식물상 및 생활형
울릉도 농경지 식물상 조사 결과, 관속식물은 53과 132 속 160종 14변종 5아종, 1교잡종으로 총 186분류군으로 조사되었다 (Appendix 1). 조사된 식물들 중에서 국화과 (Asteraceae)에 속하는 것이 가장 많은 33분류군이었다 (Table 1). 이것은 출현한 식물 전체의 17.7%에 해당하는 것이다. 다음으로 벼과 (Poaceae)가 25분류군 (13.4%)으로 높게 나타났으며, 콩과 (Fabacae)가 12분류군 (6.5%), 마디 풀과 (Polygonaceae)가 11분류군 (5.9%), 백합과 (Liliaceae) 가 9분류군 (4.8%), 장미과 (Rosaceae)가 6분류군 (3.2%), 산형과 (Apiaceae) 5분류군 (2.7%) 등으로 나타났다. 우리 나라의 밭 경작지에 대한 다른 연구에서도 국화과가 높 은 비율로 출현하는 것으로 보고하였다 (Kim et al. 1992;Oh et al. 2014;Lee et al. 2015;Seong et al. 2015). Seong et al. (2015)은 작물에 상관없이 국화과가 가장 많이 출현하는 것으로 보고하였다.
본 조사지역에서 출현한 186분류군에 대한 Raunkiaer의 휴면형 분석 결과, 일년생식물 (Th)이 87분류군 (46.8%)으 로 가장 많이 조사되었으며, 다음으로 반지중식물 (H) 37 분류군 (19.2%), 지중식물 (G) 27분류군 (14.5%), 목본성식 물 (M, MM, N) 26분류군 (14.0%), 지표식물 (Ch) 8분류군 (4.2%) 순으로 나타났다 (Table 2). 다년생식물은 99분류군 (53.2%)으로 내륙의 밭 경작지보다 높은 것으로 나타났다 (Ryang et al. 1984;Hwang et al. 2014;Oh et al. 2014;Lee et al. 2015;Im et al. 2017;Kim et al. 2020). 내륙의 경작 중인 논과 밭과 비교하여 울릉도 농경지에서는 다년생식물의 비율 (53.2%)이 더 높게 나타났다 (Ha et al. 2014;Kim et al. 2018, 2019b, 2020). 이러한 결과는 울릉산마늘, 섬쑥부쟁 이 등 다년생 작물을 주로 재배하는 울릉도 농업의 특성상 일년생 작물의 재배에서 이루어지는 주기적인 경운 등의 교란 빈도가 상대적으로 낮기 때문으로 판단된다. 상대적 으로 교란이 적은 내륙의 산지초지 (Kim et al. 2017) 및 과 수원 (Kim et al. 2019a)에서도 다년생식물의 비율이 각각 78.5%, 58.6%로 높게 보고되었다. 일반적으로 경작 활동이 이루어지고 있는 논에서는 일년생식물의 비율이 높지만, 휴경하게 되면 (즉, 인위적인 교란이 없어지면) 일년생식 물이 다년생식물로 대치되는 것으로 알려져 있다 (Kang et al. 2003;Kim et al. 2010;Shim et al. 2015).
번식형 중 지하기관형은 지하나 지상에 연결체를 만들 지 않고 단립하는 R5 식물이 117분류군 (62.9%)으로 가장 많이 출현하였고, 다음으로 근경이 옆으로 가장 좁게 벋 는 R3 식물이 19분류군 (10.2%)으로 많이 출현하였고, 근 경이 중간정도 퍼지거나 좁게 벋는 R2-3 식물이 17분류군 (9.1%)으로 다음 순으로 나타났다 (Table 3). 산포기관형 은 특별한 산포기관이 없이 중력에 의해 모체 주변에 종자 가 떨어져 번식하는 중력산포형 (D4)을 가진 것이 86분류 군 (46.2%)으로 가장 많았고, 다음으로 종자가 가볍고 관 모와 같은 부속체를 가지고 있어 바람이나 물에 의해 쉽게 산포되는 풍수산포형 (D1)을 가진 것이 35분류군 (18.8%), 종자가 동물이나 사람에게 붙어서 이동하는 동물산포형 (D2)을 가진 식물이 27분류군 (14.5%)으로 조사되었다 (Table 4). 두 가지 산포형을 함께 가지는 식물은 20분류 군 (10.8%)으로 나타났다. 이러한 결과는 상대적으로 안 정적인 산림의 8.1% (Kang et al. 2006)보다는 높고, 내륙의 밭 경작지의 11.7% (Kim et al. 2020) 및 논 경작지의 16.7% (Kim et al. 2019b)보다는 작은 것으로 울릉도 농경지의 교 란 정도가 내륙의 일반 경작지와 산림의 중간정도임을 알 수 있다.
생육형은 직립형 (e)이 58분류군 (31.2%)으로 가장 높게 나타났으며, 줄기가 많이 모여 그루를 만드는 총생형 (t) 이 25분류군 (13.4%), 줄기가 다른 물체에 감기거나 기어 올라가는 덩굴형 (l)이 20분류군 (10.8%), 로제트 잎을 가 지면서 직립 줄기에 잎이 있는 가짜로제트형 (ps)이 16분 류군 (8.6%), 처음에는 로제트형이나 후에 로제트상의 잎 이 마르고 직립형으로 되는 일시적 로제트형 (pr)이 16분 류군 (8.6%)으로 높게 나타났다 (Table 5). 논과 같은 습지 서식지에서는 총생형의 비율이 높지만, 상대적으로 건조 한, 밭 경작지, 과수원 및 산림에서는 직립형이 높게 나타 난다 (Kang et al. 2006;Paik et al. 2009;Kim et al. 2010, 2018, 2019a, b;Kim, 2020). 종합적으로 울릉도 농경지에 출현하 는 식물의 생활형 유형은 일년생식물-단립식물-중력산포 형-직립형 (Th-R5-D4-e)으로 특징지어지며, 이러한 유형은 내륙의 밭과 과수원과 동일한 결과이다.
2. 특정식물
1) 희귀식물 및 특산식물
국립수목원이 지정한 희귀식물에는 섬고사리 (Athyrium acutipinnulum Kodama ex Nakai), 섬기린초 (Sedum takasimense Nakai), 섬나무딸기 (Rubus takesimensis Nakai), 섬 바디 (Dystaenia takesimana (Nakai) Kitag.), 섬쥐똥나무 (Ligustrum foliosum Nakai), 섬쑥부쟁이 (Aster pseudoglehni Y.Lim), 물엉겅퀴 (Cirsium nipponicum (Maxim.) Makino), 섬말나리 (Lilium hansonii Leichtlin ex D.D.T.Moore), 왕 둥굴레 (Polygonatum robustum (Korsh.) Nakai) 등 9분류 군이 확인되었다. 이 중 섬고사리, 섬기린초, 섬나무딸기, 섬바디, 섬초롱꽃, 섬쑥부쟁이, 섬말나리를 포함하여 섬 자리공 (Phytolacca insularis Nakai), 섬초롱꽃 (Campanula takesimana Nakai) 총 9종은 우리나라 특산식물에 속한다. 이들 중 섬쑥부쟁이와 섬고사리는 울릉도에서 대규모 면 적으로 재배되고 있어서 농업이 이들 종의 현지외 보전 기 능을 수행하고 있다. 재배되지 않는 종들은 주로 농경지의 가장자리에서 확인되었다. 특히, 섬쑥부쟁이 재배지는 주 로 급경사지에 형성되어 있어서 가장자리가 산림과 접하 는 경우가 많다. 이러한 농경지와 산림의 전이대에서는 호 광성의 섬초롱꽃, 섬기린초 등이 높은 빈도로 출현하였다. 특산식물은 세계적으로 가치가 있는 식물자원이고 희귀 한 식물이 대부분이므로 적극적으로 보호해야 하는 종들 이다. 이들 특산식물이 우리나라에서의 절멸은 곧 지구상 에서 사라지는 것을 뜻하므로 많은 관심과 보호조치가 필 요하다. 이러한 측면에서 울릉도 농업이 제초제 등을 사용 하지 않고 친환경적으로 행해진다면 생물다양성 유지 및 보전 측면에서도 순기능을 할 것으로 판단된다.
2) 생태계교란 식물
환경부 지정 생태계교란 식물로 지정된 16분류군 중 환삼덩굴 (Humulus scandens (Lour.) Merr.)과 애기수영 (Rumex acetosella L.) 2분류군이 본 조사에서 확인되었다. 내륙의 밭 경작지에서는 9분류군이 확인된 것과 비교하면 매우 낮은 수준이다 (Kim et al. 2020). 최근의 울릉도 전역 을 대상으로 한 식물상 조사에서는 본 조사에서 확인된 2 종 이외에 돼지풀과 가시상추가 추가로 보고되었다 (Yang et al. 2015). 이러한 생태계교란 식물은 우리나라 자연 생 태계뿐만 아니라 농경지에 침입하여 농민들의 영농활동 에도 큰 영향을 미칠 수 있어, 향후 이들 종의 유입 방지 및 제거 활동뿐만 아니라 새로운 종의 유입에도 관심을 기 울여야 할 것이다.
3) 귀화식물
울릉도 농경지에 출현한 귀화식물은 13과 33속 44종 1 변종으로 총 45분류군으로 전체 출현식물 186분류군 중 24.2%를 차지하였다 (Table 6). 이들 귀화식물의 과별 분포 현황을 살펴보면, 국화과가 14분류군 (31.1%)으로 가장 많 이 출현하였다 (Table 6). 다음으로 벼과 8분류군 (17.8%), 콩과와 마디풀과 각각 4분류군 (8.9%) 순으로 높게 나타 났다. 다른 경작지 유형에서도 국화과의 귀화식물이 가 장 많았으며, 과수원이 37.6% (Kim et al. 2019a), 논 경작지 가 35.0% (Kim et al. 2019b), 밭 경작지가 31.6% (Kim et al. 2020)로 보고되었다. 울릉도 전역을 대상으로 한 최근 연 구에서 총 494분류군 중 66분류군 (13.4%)의 귀화식물이 보고된 것과 (Yang et al. 2015) 비교하면 울릉도 농경지에 귀화식물의 출현 비율이 상당히 높은 것을 알 수 있다.
울릉도 농경지의 도시화지수는 13.9%로 내륙의 농경지 인 과수원 26.3%, 논 경작지 24.8%, 밭 경작지 30.5%보다 상당히 낮은 것으로 나타났다 (Kim et al. 2019a, b, 2020). 귀화율은 24.2%로 내륙의 과수원 18.2% (Kim et al. 2019a), 논 경작지 20.6% (Kim et al. 2019b), 밭 경작지 18.4%보다 높은 수준으로 나타났다. 이는 울릉도 관광산업의 발달로 섬이라는 한정된 면적에 유동인구의 비율이 높아 귀화식 물이 농경지로 유입될 확률이 높아져서 귀화율이 높게 조 사된 것으로 판단된다.
울릉도 경작지에 출현한 귀화식물 45분류군 중 귀화시 기가 상대적으로 오래된 1기에 해당하는 분류군이 총 29 분류군 (64.4%)으로 가장 높았고, 2기는 9분류군 (20.0%), 3기는 7분류군 (15.6%)으로 나타났다 (Table 6). 귀화도 에서는 귀화도 1등급 (희귀하게 분포)이 1분류군 (2.2%), 2등급 (국지적으로 분포하고 개체수 적음)이 6분류군 (13.3%), 3등급 (널리 분포하나 개체수는 적음)이 15분류 군 (33.3%), 4등급 (국지적으로 분포하고 개체수 많음)이 5 분류군 (11.1%), 5등급 (널리 분포하고 개체수 많음)이 18 분류군 (40.0%)으로 나타났다 (Table 6). 이들 귀화식물의 원산지는 유럽이 16분류군 (35.6%)으로 가장 많았고, 다 음으로 북아메리카 11분류군 (24.4%), 유라시아 6분류군 (13.3%) 순으로 나타났다 (Table 6).
적 요
화산섬인 울릉도는 내륙과는 다른 기후, 토양, 지형 특성 을 가지고 있으며, 농업 또한 차별화된 특징을 나타낸다. 본 연구에서는 울릉도 농경지에 출현하는 식물종의 종조 성 및 그 특성을 밝히고자 하였다. 식물상 조사는 2016년 5월과 2020년 7월과 8월 총 3차례, 37개 지점에서 수행되 었다. 그 결과, 울릉도 농경지에 출현하는 관속식물은 53 과 132속 160종 14변종 5아종, 1잡종으로 총 186분류군으 로 조사되었다. 과별 분포현황은 국화과가 가장 많은 33 분류군을 차지하였고, 다음으로 벼과 25분류군, 마디풀과 12분류군, 콩과가 12분류군, 마디풀과 11분류군, 백합과 9 분류군으로 나타났다. 울릉도 농경지에 출현하는 식물의 생활형 유형은 일년생식물-단립식물-중력산포형-직립형 (Th-R5-D4-e)으로 나타났다. 희귀식물로는 섬고사리, 섬기 린초, 섬나무딸기, 섬바디, 섬쥐똥나무, 섬쑥부쟁이, 물엉겅 퀴, 섬말나리, 왕둥굴레 등 9분류군이 확인되었다. 생태계 교란 식물은 애기수영, 환삼덩굴 2분류군이 확인되었다. 귀화식물은 13과 33속 44종 1변종으로 총 45분류군이 확 인되었고, 도시화지수는 13.9%, 귀화율은 24.2%를 나타냈 다.
