본 연구는 주요 참나무류 수종인 신갈나무, 굴참나무, 상수리나무의 임분밀도와 생장과의 관계를 파악하고 수종 간 비교를 통해 생장 유사성 여부를 판별하여 임분밀도관리도 개발 시 주요 참나무류의 생장 예측 모형개발의 방향성을 제시하기 위해 실시하였다. 제7차 국가산림자원조사의 신갈나무, 굴참나무, 상수리나무 우점림과 참나무류 혼효림의 임분생육 자료를 기반으로 수종별 경쟁-밀도효과 곡선을 산출하고 수종 간 교차 적용 후 차우검정(Chow test)을 통해 생장 유사성을 평가하였다. 수종별 경쟁-밀도효과 곡선은 ha당 1,000본에서 평균 재적이 급격히 감소하는 경향을 보이는 역 J자형을 나타내었다. 생장 유사성 평가 결과, 상수리나무와 굴참나무는 유사한 생장 패턴을 보였지만 신갈나무는 상수리나무 및 굴참나무와 생장 패턴에 차이가 있는 것으로 나타났다. 참나무류 혼효림은 굴참나무를 제외한 다른 수종들과 유사한 생장 패턴을 나타내었다.

본 연구는 참나무류 6수종의 임분 시업체계 확립을 위해 수종별 지위지수 곡선을 추정하였다. 대상수종은 갈참나무, 굴참나무, 떡갈나무, 상수리나 무, 신갈나무, 졸참나무이며, 지위지수 추정은 Chapman-Richards model을 이용하였다. 추정 결과, 수종별 모델의 적합도 지수는 약 35~45%의 범위로 나타났고, 평균오차제곱은 전체 수종이 1.755~2.792의 범위로 분석되었다. 연년생장량의 최고값은 8~15년으로 나타났고, 총평균생장량 최고값은 14~24년에 도달하는 것으로 분석되었다. 수종별 지위지수 분포 범위는 떡갈나무가 지위지수 8~14, 신갈나무 6~16, 상수리나무는 10~18까 지 분포하였고, 갈참나무와 굴참나무, 졸참나무는 지위지수 8~16의 범위로 나타났다. 추정된 지위지수 분류곡선은 참나무류의 임분 조성 및 육성 기술 체계화 연구에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

한국에 주로 분포하는 참나무류와 소나무류의 초기정착에 미치는 환경적인 요인과 초기정착 시 유리한 수종을 확인하고자 하였다. 첫 번째 실험은 2017년 2월 말에 한국의 대표적인 참나무류 3종(신갈나무, 굴참나무, 상수리나무)과 소나무류 3종(소나무, 잣나무, 전나무)을 대상으로 수행하였다. 낙엽깊이에 따른 발아율의 차이를 확인하기 위하여 낙엽이 없는 곳과 낙엽이 5cm인 구배로 나누었다. 낙엽깊이 5cm에서는 종자를 낙엽층 위와 아래로 구분하여 파종하였고, 이를 통해 종자의 위치에 따른 발아율의 차이를 확인하였다. 그 후 건조스트레스에 대한 반응을 확인하기 위하여 우기 후에 인위적인 수분공급을 중단하였고 이에 따른 사망률을 확인하였다. 그 결과, 낙엽이 없는 곳에서 발아율은 소나무(38%)> 상수리나무(30%)> 잣나무(14%)>신갈나무 (7%)>굴참나무(4%) 순으로 높았고 전나무는 발아하지 않았다. 낙엽층 위에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 소나무 (100%)>상수리나무(1%) 순으로 높았고 나머지 종들은 발아하지 않았다. 낙엽층 아래에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 상수리나무(53.6%)>잣나무(38.9%)>굴참나무(37.3%)> 신갈나무(28.4%)>소나무(25.6%) 순으로 높았고 전나무는 발아하지 않았다. 수분공급을 중단한 후의 사망률은 굴참나무(90%)>신갈나무(78%)>소나무(75%)>잣나무(57%)>상수리나무(49%) 순으로 높았다. 종합해보면 참나무류에서는 상수리나무가 소나무류에서는 소나무가 낙엽 깊이에 따른 발아율이 가장 높았다. 또한 건조스트레스를 주었을 때에 소나무보다 상수리나무가 지상부 길이가 더 길었다. 즉, 건조에 대한 내성이 강하였다. 두 번째 실험은 2018년 2월 말에 낙엽깊이에 따른 참나무류 2종(굴참나무, 상수리나무)과 소나무류 3종(소나무, 곰솔, 잣나무)을 대상으로 수행하였다. 낙엽깊이에 따른 발아율의 차이를 확인하기 위하여 낙엽이 거의 없는 곳(1~2cm)과 낙엽의 깊이가 10cm인 구배로 나누었다. 낙엽깊이 10cm에서는 종자를 낙엽층 위와 아래로 구분하여 파종하였고, 이를 통해 종자의 위치에 따른 발아율의 차이를 확인하였다. 그 결과, 낙엽이 거의 없는 곳에서 발아율은 상수리나무(43.4%)가 가장 높았고 잣나무(1.6%)가 가장 낮았다. 낙엽층 위에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 곰솔+소나무(13%)가 가장 높았으며 잣나무와 굴참나무는 발아하지 않았다. 낙엽층 아래에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 상수리나무(54.1%)가 가장 높았으며 굴참나무(3.4%)가 가장 낮았다. 발아율이 가장 양호하였던 낙엽층 아래에 종자를 처리한 곳에서 지상부 길이는 상수리나무(21.8cm)가 가장 길었으며 잣나무(2.9cm)가 가장 짧았다. 또한 2017년과 2018년 실험결과, 낙엽층의 깊이가 10cm 일때 보다 5cm일 때 발아가 더 양호하였다. 결론적으로 참나무류와 소나무류에 초기 정착에 미치는 환경적인 요인은 낙엽의 유무, 종자의 위치, 낙엽의 깊이이며 상수리나무가 초기정착에 유리할 것으로 판단된다.

표고 재배에 이용되는 참나무 톱밥의 발효과정에서 물리화학적 특성변화를 알기 위하여 참나무 톱밥 33 ton을 적재하고, 46일 동안 기간별로 깊이별로 변화를 조사하였다. 톱밥의 물리화학적 특성은 발효기간과 적재 깊이에 따라 변화정도가 달랐다. 대부분의 물리-화학적 성질은 발효 동안 점진적으로 변화하였지만, 온도는 기간과 깊이에 따라 다르게 변하였다. 톱밥의 온도는 표면 20 cm 깊이는 환경에 따라 민감하게 변하는데 비하여, 40~100 cm 깊이에서는 점진적으로 변하여 적재 12일 만에 3˚C에서 최고온도 58.9˚C에 도달하였고, 150 cm 깊이에서는 24일 만에 최고온도에 도달하였다. 수분함량은 발효 24일 만에 초기 31%에서 26.5~28.0%로 점진적으로 감소하였다. 발효기간 중 톱밥의 화학성을 보면, pH는 대체로 5.2에서 5.6으로 점진적으로 상승하였으나, 150 cm 깊이에서만은 16일만에 4.4~4.7로 낮아졌다. 톱밥의 탄소함량은 68~70%로 변화가 적은데 비하여, 질소함량은 0.22%에서 0.25%로 점진적으로 상승하여 C/N비는 320에서 280으로 낮아졌다. 톱밥의 P함량은 0.005%에서 46일째 0.022%로 점진적으로 증가하였다. 톱밥의 열수추출액 삼투압 농도는 41.5~44.2 mmol/kg로 적재 깊이에 따른 차이는 없었다. 초기 톱밥의 방사유세포에는 전분 입자가 존재하고 도관에는 균사가 없었으나, 발효 35일 후에는 세포 내 전분입자는 소수 남았고, 톱밥입자의 표면과 목질부 도관 내에는 균사가 생장하였다. 톱밥발효가 표고재배에 미치는 영향은 차후 계속적인 연구가 필요하다.

참나무류 견과는 야생동물들의 주요한 먹이자원이기 때문에 지리산국립공원(피아골, 빗점, 장당골, 뱀 사골, 한신계곡, 칠선계곡)에서 2008년부터 3년간 참나무류를 대상으로 견과 생산량을 조사하였고, 지역 별, 고도별, 사면별 결실특성을 분석하였다. 결실량의 많고 적음에 따라 조사지별로 다른 결실특성을 나 타냈으며, 결실량이 많은 해에는 빗점과 장당골 지역이 가장 많은 결실량을 보였고, 결실량이 적은 해에 는 빗점과 한신계곡의 결실량이 많은 것으로 나타났다. 고도별 특성에 따라 결실량이 많은 해에는 1000 m와 900 m, 결실량이 적은 해에는 800 m와 900 m에서 많은 결실량을 나타내었다. 또한 전 조사기간 동안 남사면이 북사면에 비해 많은 견과생산량을 나타내었다.

서 론 지리산국립공원의 참나무림 분포에 대하여 선행 연구조사 결과, 신갈나무(Quercus mongolica)는 해발고 약 900~1,400m (남사면 1,000~1,400m, 북사면 900~1,300m)의 건조한 사면에서 순림을 이루고 있다. 졸참나무(Q. serrata)는 지리산의 중간 사면에 해당하는 해발 400~1000m(남사면 400~1000m, 북사면 500~800m) 사이의 건조한 사면에서 순림을 이루고 있으며, 굴참나무(Q. variabilis)는 졸참나무림이나 신갈나무림에 혼효되어 있는데 건조한 급경사지 등에 소규모로 분포한다. 갈참나무(Q. aliena)는 주로 습한 계류 부근에서 다른 참나무속, 서어나무속의 식물들과 섞여 혼효림을 이루나 달궁계곡의 해발 650~750m 사이에서는 순림을 형성하고 있다(임양재, 1992). 참나무류 열매의 결실량은 풍흉이 심하여 예측이 힘들며 풍흉에 관련된 직·간접적인 인자로 토양, 강수량, 일조량을 영향을 끼치는 중요한 인자로 추정하고 있으며 (Hwang, 2008), 속설에 의하면 벼농사가 흉년이 들면 많이 열린다고 한다. 산림 내 참나무류 열매의 대부분을 차지하는 신갈나무, 갈참나무 등의 열매는 상수리나무 열매보다 다소 일찍 결실되며 상수리나무 열매는 밤이 결실되어 낙하되는 시기에 같이 떨어진다. 그 떨어지는 시기는 기후와 수종에 따라 미묘한 차이를 보인다. 참나무류 열매가 꽃필 시기에 비가 많이 내린 경우 참나무류 열매가 많이 결실되지 못하며 늦여름 태풍 등의 기후적인 영향으로 참나무류 열매가 성숙되기 전에 떨어져 결실량에 영향을 끼친다(Hwang, 2008). 본 연구는 지리산국립공원에 참나무류 열매의 연도별, 지역별 결실량을 분석하여 지리산국립공원에서 서식하는 반달가슴곰을 비롯한 야생동물의 먹이자원에 대한 기초 자료로 활용 위하여 실시하였다. 재료 및 방법 참나무류의 열매가 열리는 시기부터 낙엽이 질 때까지인 2008~2010년에 걸쳐 매년 7~12월에 실시하였다. 도토리를 채취하기 위한 Seed trap 설치는 도토리의 결실상황을 주기 적으로 관찰한 후 2008년 7월~8월경에 실시하였으며, 결실 열매 수거는 보다 정확한 자료 수집을 위해 9월말~10월초, 11월말~12월초 등 두 차례로 나누어 실시하였다. 연도별 변화량을 정확히 파악하기 위해 Seed trap을 회수하지 않고 동일한 장소에 연중 설치하여 결실 시기에 맞추어 모니터링을 하였다. Seed trap 설치를 위해 선정한 6개 지역은 피아골, 빗점 골, 장당골, 뱀사골, 한신계곡, 칠선계곡이며, 이는 주능선을 기준으로 남부 지역과 북부 지역으로 나누어 지리적 차이로 인해 결실량이 어떠한 변화를 나타내는지에 대해 파악하고자 지역을 선정하였다. 2009년부터 구례~성삼재, 성삼재~남원 국도 구간에 추가로 지역을 선정하여 참나무류 결실량 조사의 정밀성을 높이 고자 하였다(Fig. 1). 참나무류 열매를 채취하기 위해서 제작한 seed trap(1m×1m)을 지리산국립공원 지역 내에 8곳을 선정하여 해발 700~1,200 m 사 Table 1. 해발에 따른 참나무류 열매 결실량 이에 고도 100 m 간격으로 10 m × 10 m(100㎡) 조사구를 선정한 뒤, 한 조사구 당 5개씩 총 150개의 seed trap을 설치 하였다. 방형구 설치지점에 지리적 위치조사를 위해 휴대용 GPS (GARMIN社, 60Csx)를 이용하여 좌표와 고도를 기록하였 으며, 방형구내 우점군락, 하층식생, 참나무류 흉고직경을 측정하였다. 현장에서 비닐 백에 담아와 수거한 참나무류 열매를 실내 에서 건조 작업을 하기 전 디지털 중량계(AND社; HR-200, Max-210g)로 수분 함량을 측정하였으며, 건조기를 이용하여 85℃에서 일주일간 건조시킨 후 건조중량을 측정하였다. 측정된 자료는 고도별, 지역별, 권역별로 분류하여 나타내고자 하였다. 결과 및 고찰 2008년 분석결과 빗점 지역이 가장 많은 생산량을 나타 냈으며, 피아골, 칠선, 한신, 뱀사골, 장당순으로 높은 생산 량 순서를 보였으며, 남부지역이 북부지역에 비해 641 g 더 높은 생산량을 나타냈다. 고도별 생산량을 분석한 결과, 800~900, 900~1000, 700~800, 1000~1100, 1100~1200m 순으로 나타났다. 2009년도 총 생산량은 14,284g으로 장당, 빗점, 피아, 칠선, 한신, 뱀사골, 구례~성삼재, 성삼재~구례 순으로 나타났다. 고도별 생산량은 900~1000m에서 가장 높은 생산량을 나타 냈으며 800~900, 1000~1100, 1100~1200, 700~800m 순으로 생산량을 나타냈다. 작년과 고도별 생산량, 지역별 생산량이 모두 다른 양상을 보여주고 있었다. 2010년 참나무류 열매 총 생산량은 3,498g이었으며 빗점, 한신, 성삼재~남원, 피아, 칠선, 장당, 뱀사, 구례~성삼재 순으로 생산량을 나타냈다. 지리산 국립공원 전체 지역에 대한 고도별 생산량은 700~800, 800~900, 900~1000, 1000~1100, 1100~1200m 순으로 나타냈다(Table 1, 2). 2008년 설치되지 않았던 구례~성삼재~남원 구간을 제외한 3년간 결실량 결과를 비교 분석한 결과 2009년에 2008년, 2010년에 비해 결실량이 각각 81%, 66% 많은 결실량을 나타냈다. 2008년~2010년 지역별 참나무류 생산량은 빗점 지역이 전반적으로 많은 결실량을 보였으며, 뱀사골이 가장 낮은 결실량을 나타냈다. 고도별 생산량은 700~1000m 전체 결실량의 66%를 차지했다. 권역별 조사 결과 남부 지역이 북부 지역보다 매년 결실량이 많은 것을 확인 할 수 있었다. 참나무류 결실량이 매년 다른 원인에 대해서는 기존 연구 결과 결실량을 좌우하는 개엽(開葉)시기는 자생지의 고도, 조림지의 고도, 광량, 수광을폐도 등에 많은 영향을 받는다 고 보고하였으며, 온대지역에서의 식물의 개엽 현상은 기온, 의 영향을 크게 받는다고 보고되었다(Menzel, 2000). 특히 휴면 해제 이후의 기온의 영향을 많이 받는 것으로 알려져 있으며(Fitter & Fitter, 2002; Sparks & Menzel, 2002; Chmielewski et al., 2004), 루브라참나무 산지 간 개엽시기 를 조사한 연구에서 북․서쪽 산지가 남․동쪽 산지의 것보다 개엽이 빠르다고 보고한 바 있다 (Ducousso et al., 1997; Ryu et al., 2004). 또한 식물의 개엽 시기는 토양의 수분과 영양분을 흡수하는 뿌리와 광합성을 하는 잎의 발달시기와 기간에 변화를 초래 할 수 있기 때문에 식물의 생장과 발달에 영향을 미칠 수 있다 (Nord & Lynch, 2009). 일반적으로 참나무류의 개엽시기, 성숙기 등은 당년의 기후인자의 영향을 많이 받는다(He et al., 2005). 금번 연구에서는 참나무류 열매 결실량의 변화에 대한 요인은 전년도 강수량에 기인하는 것으로 생각된다. 전년도 강수량이 적으면 다음 연도의 열매 결실량이 많은 것으로 파악되었다. 일본에서는 너도밤나무의 당해년도 결실량을 예측할 때 전년도 여름 강수량에 의한 결실량을 예측하고 있다(Ami et al., 2008). 참나무류 열매 결실량의 연간, 지역별 생산량 차이는 크게 기후인자, 토성(soil texture), 일조량에 의한 차이로 추정 할 수 있으나 어떠한 인자가 큰 영향을 끼칠 수 있는가에 대한 명확한 판단을 내리기 힘들 것이다. 그러므로 장기적인 결실량 모니터링과 결실량에 영향을 끼치는 요인에 대한 분석 및 접근이 필요하다. 이는 지리산국립공원의 반달가슴곰 뿐만 아니라 참나무류 열매를 주먹이원으로 하는 야생동물의 행동 특성을 규명할 수 있는 중요한 기초 자료가 된다. 또한 장기적인 결실량 모니터링을 통해 연도별, 기후별 결실량 변화에 대한 일정한 패턴이 분석된다면 결실량이 적은 해에 대체 먹이를 찾아서 발생할 수 있는 한봉지 피해, 과수피해 등 인간과의 충돌을 사전에 인지하고 대비할 수 있는 모델링을 제시하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것이다. 인용 문헌 Ami, N. and Shinsuke, K. 2008. Altitudinal change in the fruiting phenology of deciduous oak in relation to feeding behavior of Asiatic black bear. Kyoto International symposium Chmielewski, F. M., Muller. A. and Burns. E. 2004. Climate changes and trends in phenology of fruit trees and field crops in Germany, 1961-2000. Agric. Forest Meteor. 121: 69-78. Ducousso, A., Bennehart. H., and Kremer. A. 1997. Geographic variations of Quercus rubra L. in European tests. p.58-67. Proc. of 2nd Meeting of IUFRO Working Party. pennsylvania, USA. Fitter, A. H. and Fitter. R. S. R. 2002. Rapid changes in flowering time in British plants. Science 296-1689-1691 He, J. S., Wolfe-Bellin, K. S. and Bazzaz. F. A. 2005. Leaf-level physiology, biomass, and reproduction of Phytolacca americana under conditions of elevated CO₂and altered temperature regimes. Int. J. Plant Sci. 166: 615-622. Hwang, M. H. and Garshelis. D. L. 2008. Activity patterns of Asiatic black bear (Ursus thibetanus) in the Central Mountains of Taiwan. Journal of Zoology 271: 203-209. Menzel, A. 2000. Trends in phenological in Europe between 1951 and 1996. Intern. J. Biometeorol. 44: 76-81 Nord, E. A. and Lynch. J. P. 2009. Plant phenology: a critical controller of soil resource acqusition. J. Experim. Bot. 60: 1927-1937. Ryu, K. O., Kwon, O. W., Song, J. H. and Kim, I. S. 2004. The veriation of growth performance, timing of leaf burst, and leaf form among 23 provence, of Quercus rubra L. in Korea. Jour. Korean For. Soc. 93: 235-241. 임양재, 김정언, 1992. 지리산의 식생. 중앙대학교 출판부. 467쪽.

참나무류는 한반도 산림식생의 우점종으로 그 열매인 도토리는 야생동물의 중요한 먹이원이다. 본 연구는 계절에 따라 도토리의 영양염류 함량을 상수리나무, 갈참나무, 신갈나무, 굴참나무, 떡갈나무, 졸참나무가 어떻게 변화되는지를 알아보기 위하여 계절별로 채집해 그 함량을 분석했다. 질소 함량은 갈참나무에서 계절에 관계없이 일정했고, 떡갈나무는 계절의 변화에 따라 뚜렷한 차이가 나타났다. 상수리나무는 계절의 변화에 따라 여름과 가을에 높았으나, 신갈나무는 봄과 여름에 높았고, 가을에 낮아지는 경향성을 보였다. 졸참나무는 가을에 가장 높았고, 굴참나무는 가을에 가장 낮았다. 인 함량은 6종 모두에서 여름에 가장 낮고, 봄과 여름에는 높은 경향성을 보였다. 칼슘과 마그네슘 함량은 계절에 따라 신갈나무에서는 증가하였으나, 나머지 5종은 감소하는 경향을 보였다. 나트륨 함량은 갈참나무, 떡갈나무 그리고 졸참나무에서 계절에 관계없이 일정했고, 신갈나무는 계절에 따라 증가하는 경향을 보였고, 굴참나무에서는 가을에 가장 높았으며, 상수리나무는 가을에 가장 낮았다. 이상으로 볼 때, 도토리의 영양염류 함량은 계절과 종에 따라 매우 다양했다.

본 연구는 서열법(교호평균법)과 ZM학파의 식물사회학적 연구방법에 의해 대구, 구미, 김천 근처의 팔공산, 금오산, 황악산 일대의 참나무류 삼림을 분류하고 그 환경조건을 해석할 목적으로 실시되었다 교호평균법에서 추출된 stand의 제 1축상의 종의 배열은 식물사회학적 군락분류의 표징종이나 식별종의 후보 종군을 추출하는데 매우 효과적이었다. 이결과와 타지역과 본 연구지역의 낙엽수림의 조성을 비교 검토한 결과 이하의 2군집, 1군락, 2아군집을 식별하였다. 너도밤나무군강(Fagetea crenatae Miyawaki et al. 1968) ; 당단풍-신갈나무목(Acero-Quercetalia mongolicae Song 1988); 조록싸리-졸참나무군단(Lespedezo-Quercion ser-1-1 때죽나무아군집(Styracetosum japonicae subassoc. nov) 1-2 전형아군집(typicum subassoc. ) (Ainsliaeo-Quercetum mongolicae assoc. nov.) 3. 신갈나무-시닥나무군락(Quercus mongolica-Acer teschonoskii var, rubripes community) 본연구에서 식별된 군단은 우리나라의 냉온대 낙엽활엽수림의 북부형과 남부형에 대응하는 것으로 해석되었다. 서열법에 의해 계산된 제 1축과 제2축상에의 stand의 배열은 인위와 해발과 같은 환경경도상의 계열을 나타내었다. 이상의 연구와 함께 본 연구와 관련되는 사항으로 우리나라의 냉온대림의 군락분류학적 문제점을 종조성론의 입장에서 논하였다.

The present study evaluated growth factors affecting oak community plantations through literature review and a field survey. Specifically, 41 related literature sources were analyzed and field surveys were conducted to collect growth data. Previous studies were analyzed to identify variables with high frequency of use. The frequency of use was in the order of tree size > environment > planting density > forest age. Analysis of factors impacting height and diameter growth revealed that the growth rate of species other than Quercus variabilis was negative in the field survey. This may be because of differences between the actual trees planted and specifications in the construction drawings, which may be attributed to the site conditions and decisions made by the project subject during construction. Furthermore, simple linear regression analysis was conducted with time, height at planting, density, and species code as the independent variables and growth rate as the dependent variable. A strong positive linear correlation was noted between height and diameter. This work builds a foundation for developing a forest restoration model and simulation program based on a regression model derived from the four variables tested.

Background : Native oak tree species dominated the deciduous forests of South Korea. The acorns of them represent the main food source for wildlife species as well as human being, and they have 28 species. We analyzed and compared to the antioxidants including total phenolics and functional nutrients components among the acorns of nine kinds of oak trees (Quercus acutissima, Q. aliena, Q. mongolica, Q. variabilis, Q. serrata, Q, palustris, Q. rubra, Q. glauca, and Q. acuta). Methods and Results : Acorns were collected from each tree species, which were grown in a seed orchard. Contents of both total phenolic content (TPC) in acorns of Q. serrata were higher than others. Interestingly, Q. serrata contained the highest amount of water soluble tannins and the lowest levels of water insoluble tannins among 9 oak species, resulting that acorns of Q. serrata had the lowest proportion of insoluble tannins. Among 9 oak species tested, Q. aliena acorns contained the highest levels of total flavonoids content (TFC). Conclusion : Our result showed that nutritional composition of acorns was significantly different between oak species, indicating that tastes or nutritional values might be different as well among major oak species in Korea.