제주 월령리 선인장 군락은 선인장의 자생생태를 잘 보여 주고 있는 국내 유일의 야생군락지이다. 선인장 군락의 유 지 보호 및 맞춤형 보존관리 방안 마련과 이를 통한 지역 발전 방안 모색을 위하여 2016년 3월-9월까지 계절별로 수 행되었다. 제주 월령리 선인장군락 일대는 해안가 저지대 지형이며, 토양의 산도는 pH 6.1로 산성을 띄고 있으며 토양 수분함량은 21.2%였다. 제주 월령리 선인장 군락 내에서 출연한 식물상 은 44과 85속 90종 1아종 14변종 1품종 106분류군이었고, 소산식물의 생활형은 Th(w)(동형1년초)의 비가 27.36%로 높게 나타났고, 지중식물(G), 반지중식물(H), 1년생식물 (Th), 미소지상식물(N), 소형지상식물(M), 지표식물(Ch), 대 형지상식물(MM)이 각각 16.98%, 16.98%, 10.38%, 9.43%, 7.55%, 5.66%, 3.77% 나타났으며 착생식물과 수생식물은 전혀 출현하지 않았다. 식물구계학적특정종은 총 13과 17분류군이 나타났다. 식 생구조는 내염성이 강한 해안식물과 선인장이 우점하는 초 본층구조로 선인장 군락의 높이는 평균 약 0.8m 정도이며, 식피율은 약 85%다. 주요 우점종은 선인장, 개머루, 멍석딸 기, 왕모시풀, 익모초, 돌가시나무 등이 우점하고 있고, 선인 장군락 내에는 염분 내성이 강한 왕모시풀, 갯까치수영, 번 행초, 도깨비쇠고비, 예덕나무, 멍석딸기, 순비기나무, 으름 덩굴 등이 경쟁종으로써 피해를 주고 있다. 또한, 연구 대상 지내 매토종자를 분석한 결과, 강아지풀, 갯강아지풀, 닭의 장풀, 명아주, 땅빈대, 갯까치수영, 범부채, 달맞이꽃, 괭이 밥 등 총 12종이 출현하였다. 선인장이 분포하는 지역의 기반암은 현무암으로 암석 틈 이나 함몰된 지형, 토양이 발달된 암반 위 등에 군생하고 있고, 어린 개체에서부터 수령이 오래된 개체군까지 고른 분포를 보이며, 문화재구역 내에 선인장이 분포하는 비율은 33.8%로 분석되었으며, 문화재구역 밖에서도 다수가 확인 되었다. 월령리 선인장 군락은 제주도 관광객의 여행코스로 이용 되기 때문에 방문객의 수가 많고, 방문객들이 사진 촬영을 위해 무단출입과 채취가 발생하며, 지역 주민들에 의한 폐 건축자재 및 어구 방치, 방문객의 쓰레기 투기 등에 의한 훼손이 심각한 수준이다. 보존방안으로 선인장군락 내에 자라고 있는 피압식물들 을 생장기 전에 제거하고, 방문객의 인식 강화를 위해 훼손, 채취, 투기 등에 관한 금지 푯말을 추가 설치하고, 선인장 생육 공간을 확장할 필요가 있으며, 대상지 내 간이판매대 및 안내판 설치와 홍보가 필요하다.

우리는 한국 산림군락의 주요 우점종인 신갈나무와 소나 무 그리고 조림지의 주요 종중 하나인 잣나무 중에 어느 유식물이 그늘에 내성이 강한지 알아보고자 하였다. 우리는 실험환경을 전일광(100%, 52.87μmol m-2s-1)에서 차광막 1겹(53.3%, 28.21μmol m-2s-1), 2겹(24.7%, 13.05μmol m-2s-1), 3겹(3.6%, 1.88μmol m-2s-1)으로 나누었다. 생육 이 고른 신갈나무, 잣나무, 소나무 3년생을 2016년 10월에 각 환경에 이식하여 2017년 9월에 소지길이와 생존율을 측 정하였다. 그 결과 광량이 같은 경우 종간 생육의 차이는 없었으며, 같은 종에서 광에 따른 소지길이 비교 결과 세 종 모두 차이가 없었다. 하지만 생존율을 비교한 결과, 차광 막이 1겹(53.3%)일 경우에는 세 종 모두 생존율이 100%였 다. 2겹(24.7%)일 경우에는 신갈나무와 잣나무의 생존율이 100% 소나무는 0%였다. 3겹(3.6%)일 경우에는 잣나무의 생존율이 100%, 신갈나무가 66.7% 그리고 소나무가 0%였 다. 이러한 결과는 수관으로 투과되는 광량의 높고 낮음이 세 종의 초기 생육에 영향을 끼치진 않으나, 생존에 영향을 끼칠 것으로 판단된다. 따라서 산림군락에서 종자부터 발아 한 소나무 묘목은 피도가 높아서 광량이 낮을 경우 살지 못할 것으로 판단된다. 하지만 잣나무 유식물의 경우 광량 에 상관없이 잘 자랄 것으로 판단된다.

CO2농도와 온도의 상승으로 인한 지구온난화가 진행되었을 때 광, 수분 그리고 유기물 구배에 따른 멸종위기식물인 황근의 생육과 생태적 지위폭의 변화를 알아보았다. 대조구(야외)와 처리구(CO2 + 온도 상승구)로 나누어 각각 광, 수분 그리고 유기물구배를 두어 재배하였다. 그 연구결과, 황근은 낮은 광량보다 높은 광량을 선호하나, 광량이 787±77.76μmol m-2s-1을 넘어가면 높은 광량이라 하더라도 생육이 어려웠다. 또한 유기물이 없거나(0%) 너무 많은 토양(20%)에서는 생육이 어려웠다. 그러나 수분 구배에 따른 경향이 보이지 않았다. 황근의 고사율은 대조구보다 처리구에서 광량이 높은 조건을 제외한 모든 구배에서 높았다. 이는 CO2와 온도가 상승하면 광에 대한 내성범위가 좁아진다는 것을 의미한다. 대조구와 처리구를 비교하였을 때, 수분구배에 따른 경향은 보이지 않았다. 유기물구배에서 는 대조구보다 처리구에서 모두 고사율이 낮았는데, 이는 유기물에 대한 내성의 범위가 넓어진 것을 의미한다. 황근의 생태적 지위폭은 처리구가 대조구보다 광 구배에서 30.1% 좁아졌으며, 수분 구배에서 8.6% 그리고 유기물 구배에서 30% 넓어졌다. 따라서 CO2농도와 온도의 증가로 인한 지구온난화가 진행되면, 황근의 생육은 광량에 의해서 제한될 것으로 판단된다.

본 연구는 울릉 나리동 울릉국화와 섬백리향군락(천연기념물 제52호), 제주 월령리 선인장군락(천연기념물 제429호) 그리고 제주 상효동 한란 자생지(천연기념물 제432호)를 대상으로 천연기념물의 존속을 저해하는 외부요인과 문제점을 분석하여 대상지에 맞춤형 보존관리를 마련하고자 하였다. 실태조사는 2016년에 1-3회(봄, 여름, 가을)에 걸쳐 식물상, 생육상태 진단, 주변 시설물, 지역구역 및 관리 실태 등을 조사하였다. 또한 온라인 및 오프라인(방문자, 담당관리자, 지역주민 등)에서 문화재 인식, 방문 및 이용 행태, 관리시설이나 편의시설에 대한 만족, 요구사항 등에 대한 설문조사를 실시 후 분석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 정책개선 방향과 각 대상지별 보존관리 방안을 단계별로 수립하여 제시하였다. 경쟁종 조사 결과, 제52호 울릉 나리동 울릉국화와 섬백리향군락(이하 울릉국화와 섬백리향군락)과 제429호 제주 월령리 선인장군락(이하 선인장군락)에서는 외래종 및 장경성초본과 경쟁이 다소 심하였으며, 제432호 제주 상효동 한란 자생지(이하 한란자생지)에서는 식물군집 내 상층부의 참나무류와 같은 수목이 광을 막는 것으로 파악되었다. 병해충은 한란 자생지에서 발견되었다. 대상지의 시설물관리 상태를 조사한 결과 울릉국화와 섬백리향군락 그리고 한란 자생지에서는 대체로 양호하게 유지되고 있으나, 선인장군락에서는 야간 조명시설 작동이 일부 불량하였다. 토양의 물리화학적 조건은 선인장군락과 한란자생지는 양호하였으나, 울릉국화와 섬백리향군락에서는 보호책 내의 미소지형에 따라 수분이 과도하게 높은 곳이 있어 식물의 생육저하 요인으로 파악되었다. 설문조사를 실시한 결과, 문화재로서 인식은 하고 있으나 적극적인 방문과 같은 실질적인 문화재로서의 체험 행태는 매우 낮은 것으로 나왔다. 역사성이 높은 본 연구지들은 유용식물의 이용 및 활용을 위한 지침을 마련하고 이를 보존 관리하는 방향으로 관리가 이루어져야 한다.

CO₂농도와 온도가 증가가 참나무 6종의 식물계절에 어떠한 영향을 주는지 알아보기 위하여 연구를 수행하였다. 유리온실을 두곳으로 나누어 대조구와 온도와 이산화탄소가 증가한 처리구로 나누었다. 실험기간은 2011년 11월부터 2014년 4월까지 3~4일 간격으로 단풍의 시작과 완료일, 낙엽 시작과 완료일, 겨울눈 파열일, 개엽일을 측정하였다. 참나무 6종의 단풍시작일은 2011년에는 대조구에서 처리구보다 느렸다. 겨울눈 파열과 개엽일은 매년 처리구에서 대조구보다 빨랐다. 단풍 시작일은 대조구에서 2013년에 가장 느렸고, 종간 차이는 없었다. 처리구에서는 2012년에 가장 빨랐고, 2013년에 가장 느렸으며, 졸참나무, 신갈나무, 떡갈나무가 상수리나무보다 빨랐다. 단풍완료일은 대조구에서 2011년과 2012년에 2013년보다 빨랐고, 종간 차이는 없었다. 처리구에서는 2011년과 2012년보다 2013년에 빨랐고, 떡갈나무와 졸참나무가 상수리나무보다 빨랐다. 낙엽 시작일은 년도 별 차이가 없었으며 년도 별 대조구와 처리구 간 차이가 없었다. 대조구와 처리구의 낙엽 시작일은 대조구와 처리구에서 모두 떡갈나무가 가장 빨랐으며 굴참나무가 가장 느렸다. 낙엽 완료일은 연간 차이가 없었으며, 년도 별 대조구와 처리구 간 차이가 없었다. 대조구와 처리구 모두 떡갈나무가 가장 빨랐으며 굴참나무가 가장 느렸다. 그리고 굴참나무는 대조구에서 더 빨리 낙엽을 완료하였다. 겨울눈 파열일은 대조구에서 2013년에 가장 빨랐고 2012년에 가장 느렸다. 처리구에서는 년도 별 차이가 없었지만 대조구보다 더 빨랐다. 대조구에서 떡갈나무가 굴참나무보다 빨랐다. 떡갈나무를 제외한 참나무 5종은 처리구에서 더 빨리 겨울눈이 파열했다. 개엽일은 대조구에서 년도 별 차이가 없었지만 처리구에서는 2011년에 가장 느렸다. 연구기간 중 처리구에서 대조구보다 더 빨리 개엽하였다. 대조구에서 종간 개엽일의 차이는 없었지만 처리구에서는 굴참나무가 가장 빨랐고 갈참나무와 졸참나무가 가장 느렸다. 위 결과 3년 동안 겨울눈 파열일은 빨라졌으며 단풍 시기는 느려졌다. 온도와 CO₂농도의 증가는 단풍과 낙엽시기에는 큰 영향을 주지 않지만, 겨울눈 파열과 개엽을 더 빠르게 하였다. 이는 온도와 CO₂농도의 상승이 개엽일을 앞당겨 참나무 6종의 광합성 기간을 길게 할 것으로 판단된다.

본 연구는 지구온난화와 식물 생장의 제한요소로 알려져 있는 질소가 단양쑥부쟁이의 생육에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해 지구온난화 조건하에서 질소의 농도를 다르 게 처리하여 생육시킨 후 그 결과를 비교하였다. 이를 위하 여 온실을 두 구획으로 나누고, 한 곳은 CO2를 처리하지 않은 대조구로, 다른 한 곳은 CO2를 처리한 처리구로 설정 하였다. 대조구는 대기 중 CO2 농도와 온도를 그대로 반영 하였고, 처리구는 대조구보다 CO2 농도와 온도를 더 높게 상승시켰다. 그 후, 대조구와 처리구 내에서 각각 개체수(1, 2, 3 개체)와 질소량(0, 2, 20g)을 다르게 처리하여 지상부, 잎 폭 그리고 잎 길이에 차이를 비교하였다. 그 결과 개체수 가 하나 이거나 두 개일때, 대조구와 처리구 모두 질소량이 증가할 수록 줄기길이, 잎 길이 그리고 잎 폭 모두 좁아졌다. 개체수가 세 개일 때, 질소량이 증가할 수록 대조구는 줄기 길이가 낮아졌고, 처리구는 줄기길이, 잎 길이 그리고 잎 폭 모두 짧아졌다. 일반적으로 단양쑥부쟁이는 하천변에서 군락을 이루어 서식하는 것으로 알려져 있는데, 이 결과는 지구온난화는 거의 영향이 없고, 하천 오염이 심해질 경우 단양쑥부쟁이의 생육에 피해를 입힐 수 있을 것으로 판단된 다.

본 연구는 기후 변화와 토양 내 질소가 은단풍과 족제비 싸리의 생장에 어떻게 영향을 미치는지 알아보는 것에 목적 을 두었다. 환경구배는 야외환경인 대조구와 대조구 보다 온도를 상승시킨 온도처리구 그리고 CO2 농도와 온도를 상승시킨 기후변화처리구로 나누었다. 각 환경 내에서 질소 구배는 은단풍에 질소비료를 0g,2g,20g(N1,N2,N3)처리하였 고 족제비싸리는 0g,1g,5g(n1,n2,n3) 처리한 후, 신지 (current branch)의 길이와 직경 그리고 잎의 길이와 폭을 측정 하였다. 그 결과, 환경에 따른 영향은 은단풍의 경우 N1일 때 잎의 길이와 폭이 온도처리구에서 가장 잘 자랐으 며, N2일 때는 모든 측정항목이 온도처리구에서 잘 자랐으 며, N3일 때는 신지의 직경이 대조구에서 가장 잘 자랐다. 족제비싸리의 경우 환경에 따른 영향을 받지 않았다. 질소 에 따른 영향을 확인한 결과 은단풍은 온도처리구와 기후변 화 처리구에서 영향을 받지 않았으나 대조구에서 N3의 신 지 길이가 가장 잘 자랐으며, 족제비싸리의 경우 질소 농도 에 따른 차이 없었다. 결과적으로, 은단풍은 현재 환경보다 온도가 상승되거나 토양 내 어느 정도 질소가 있을 경우 잘 자랄 것으로 예측되나, 족제비싸리는 기후변화와 토양 내 질소에 따른 생육의 차이가 나타나지 않을 것으로 판단 된다.

본 연구는 수변식생을 이용하여 정해진 조사지점에서 생 물학적 질의 평가, 생물학적 질의 시간적, 공간적 변동파악 및 환경적 교란으로부터 발생되는 영향평가를 통한 하천 수생태계 건강성 평가를 목적으로 실험하였다. 조사 시기는 정확한 식물종 동정을 위해 대부분의 하천식생이 나타나는 식생번성기인 6∼9월에 수행하였다. 그 결과, 금강 대권역 에서 출현한 수변식물은 총 97과 289속 103종 2아종 34변 종 3품종 442분류군이 출현하였다. 수계별 총 출현 종수는 금강 수계에서 349종으로 가장 많았으며, 만경강 수계에서 192종으로 가장 적었다. 금강 대권역에서 출현한 식물군락 은 총 118개였다. 수계별 출현 식물군락 수는 금강 수계에 서 86개로 가장 많았으며, 동진강 수계에서 27개로 가장 적었다. 수변식생지수(RVI)는 각 조사지졈별 일년생초본 우점면적 비율(HAA), 외래종 우점면적 비율(EA), 습지식 물 균등도(WTD), 버드나무속 및 물푸레나무속 우점면적 비율(SalFraA), 내성종 출현종수 비율(ToSC) 그리고 식생 단면 안정성(BTI) 총 6개의 평가요소의 평가값을 “0”, “1”, “3”, “5”로 구분하여 평가한 후 각 평가 점수의 총합에 10/3 을 곱하여 100점 만점으로 계산하였다. 수변식생 평가등급 은 4단계로 구분였는데 수변식생지수(RVI)가 65<RVI≦ 100일 경우 ‘최상(A등급)’, 40<RVI≦65은 ‘양호(B등급)’, 15<RVI≦40은 ‘보통(C등급)’ 그리고 0≦RVI≦15일 경우 ‘불량(D등급)’으로 평가하였다. 금강 대권역의 수변식생지 수(RVI)는 40.3이었으며 수계별 수변식생지수는 삽교천 수 계가 42.1로 가장 높았고, 만경강 수계가 평균 33.9로 가장 낮게 평가되었다. 금강 대권역 170개 조사구간 중 ‘최상(A 등급)’이 10개 구간(5.9%), ‘양호(B등급)’ 68개 구간 (40.0%), ‘보통(C등급)’ 86개 구간(50.6%), ‘불량(D등급)’ 6개 구간으로 평가되었다. 그 중, 충청남도 예산군 대흥면 지곡리(G136) 구간에서 80.0‘최상(A등급)’으로 가장 높게 평가되었다. 이는 내성종과 외래종 우점면적 비율이 낮게 나타난 반면 버드나무속 및 물푸레나무속 우점면적 비율이 높게 나타났기 때문으로 판단된다. 반면, 충청북도 옥천군 동이면 우산리(G027), 충청북도 청주시 송정동(G069) 그리 고 충청남도 공주시 탄천면 분강리(G081)에서는 3.3‘불량 (D등급)’으로 가장 낮게 나타났다. 이는 하천 정비공사로 인해 제내지의 인위적 간섭이 높아 수변식생에 식물군락이 없으며, 일년생 초본 및 외래종 우점면적 비율이 높게 나타 났기 때문으로 판단된다.

식물 종자의 크기가 다르면 발아와 생육반응이 어떻게 다르게 나타나는지를 알아보기 위해 우리나라 산림군락의 주요 우점종인 굴참나무 종자와 일반적인 단풍나무와 다르 게 5월에 결실하는 은단풍의 종자를 3등급의 크기(대, 중, 소)로 구분하였다. 굴참나무에 대해서는 추가적으로 광을 3구배(100%, 70%, 30%)로 처리하여 온실에서 유식물의 초기 생육을 관찰하고 분석하였다. 그 결과 굴참나무는 지 상부 길이(shoot length)와 줄기높이(stem height)가 광이 70%이상인 환경에서는 종자가 클수록 길었고 줄기직경 (stem diameter)은 광이 100% 환경에서 종자가 클수록 두 꺼웠다. 큰 종자의 지상부 무게(shoot weight)는 광에 대해 영향을 받지 않았으나 중간종자와 작은 종자에서는 광이 높을수록 무거웠다. 줄기무게(stem weight)는 큰 종자와 작 은 종자에서 광에 영향을 받지 않았으나 중간종자는 광이 가장 센 100%에서 무거웠다. 잎 수(Number of leaves)는 종자가 클수록 많았으나 광량이 적을 때(30%)는 큰 종자가 가장 적었다. 잎 밀도(Leaf density)는 종자크기 별, 광구배 별 영향을 받지 않았다. 결론적으로 굴참나무의 생육반응은 광이 높거나 중간정도인 환경에서 큰 종자일수록 유리한 반면 광이 낮은 환경에서는 종자크기에 따라서 영향을 받지 않는 것으로 판단된다. 은단풍은 종자가 클수록 발아율 (Germination rate)이 높았다(대(64%)> 중(58%)>소(42%)).

구제역은 갈라진 발굽을 갖고 있는 가축과 야생동물에서 발병하는 매우 치명적이고 전염성이 높은 질병이며 막대한 경제적 손실을 초래하는 병원균들 중 하나이다. 상대적으로 예측도가 높은 대기 확산 모델의 경우 공기 전파에 대한 구제역 바이러스의 위해성 관리방안을 결정하는데 주요 역할을 담당할 수 있는 유용 가능한 수단으로 여러 나라에서 활용되어 왔다. 하지만 현재까지 대기 확산 모델링을 이용하여 국내에 발생한 구제역의 방안으로 적용되지 않았다. 본 연구는 대기 확산 모델인 CALPUFF 모델을 사용하여 2010년 4월 강화군에서 시작되어 2010년 6월에 종식된 구제역 사태를 통해 구제역 바이러스의 공기 중 장거리 확산 가능성에 대해 연구하였다. 모델링 결과 공기 중의 바이러스 생존력은 24℃이하의 낮은 온도조건에서 더욱 전파 가능성이 높은데 공기 확산 당시의 온도는 24℃이하로 적합한 환경이었다. 또한 상대습도도 60% 이하로 바이러스 생존 상태에 최적을 이루는 환경이었음을 확인 가능하였다. 이 결과만으로 공기를 통한 전염가능성을 단정할 수는 없지만, 향후 추가적인 연구를 통하여 공기감염이 확인된다면, 이에 대한 정부차원의 대책수립이 필요할 것으로 판단된다.