산림 생태계에서 초식 곤충은 생물 다양성의 구조와 기능에서 주요한 역할을 담당하는데 알려져 있는 곤충 종 수의 25%를 차지할 정도로 중요한 부분이다. 초식 곤충 종 풍부도와 다양성은 식물 종 다양성과 밀접한 연관을 지니고 있다. 이 연구에서는 우리나라 온대림에 서식하는 초식 곤충 활동량을 나타내는 식흔량이 먹이식물 다양성, 균등도, 나뭇잎 수, 먹이식물 밀도와 관련된 기저단면적 (basal area), 흉고직경 (DBH)과 어떠한 관련이 있는가를 알고자 하였다. 지리산국립공원 온대낙엽수림에 0.1 ha의 방형구를 두 군데 설치하여 잎을 씹어먹는 초식 곤충 (chewer)에 의한 식흔량을 측정하였다. 연구결과 평균 11.2% (±1.76%)의 식흔 발생량을 확인하였고, 조사 지역 중 식물 다양성이 높은 곳보다 낮은 곳에서 식흔량이 더 많았다. 또한 한국 남부 온대림에서 초식 곤충 활동에는 밀도 요인인 기저단면적이 긍정적으로 작용하는 것을 알 수 있었다. 추후 온대 낙엽활엽수림의 영양 단계 (trophic level)에서 초식 곤충의 여러 길드가 어떤 작용으로 영향을 받는가에 대한 연구가 필요하다고 생각한다.

본 연구는 생태계교란식물인 단풍잎돼지풀의 성공적인 생물학적 방제를 위하여 단풍잎돼지풀을 섭식하는 돼지풀잎벌레의 섭식식물조사를 통해 기주특이성과 돼지풀잎벌레의 섭식에 따른 단풍잎돼지풀의 생태학적 반응의 차이를 확인하였다. 2017년 9월 초에 돼지풀잎벌레 처리에 따른 단풍잎돼지풀의 생리 및 번식 반응에 미치는 영향을 알아보기 위해 돼지풀잎벌레가 없는 곳(대조구)과 있는 곳(처리구)에서 엽록소함량(umolg-1s-1), 최소엽록소형광(Fo), 최대엽록소형광(Fm), 광계 Ⅱ의 광화학적 효율(Fv/Fm)을 측정하였다. 또한, 2018년 6월 말에 돼지풀잎벌레에 따른 단풍잎돼지풀의 활력도에 미치는 영향을 알아보기 위해 돼지풀잎벌레가 있는 단풍잎돼지풀군락에서 단풍잎돼지풀 식피율(10%(방형구 A), 50%(방형구 B), 90%(방형구 C))에 따라 방형구(1m2)를 설치하였다. 각 방형구 내 모든 개체의 지상부 길이(cm), 줄기직경(cm), 잎 수(ea), 잎 피해율(%), 잎 폭과 잎몸 길이(cm)를 측정하였고, 잎 피해율은 1등급(~20%), 2등급(21%-40%), 3등급(41%-60%), 4등급(61%-80%), 5등급(81%~)으로 나누어 조사하였다. 각 방형구 내 단풍잎돼지풀의 고사율(%)은 6월말과 7월 중순 그리고 9월 중순에 3회 측정하였다. 2018년 7월 말에 돼지풀잎벌레의 기주특이성을 알아보기 위해 공주대학교 온실과 온실주변 그리고 묵논에 총 6곳을 선정하여 각각 돼지풀잎벌레 10마리를 방사하여 섭식식물조사를 조사하였다. 엽록소함량, Fo, Fm, Fv/Fm 그리고 개체당 꽃 수는 모두 대조구가 처리구보다 높았다. 6월 말과 7월 초에 2주 동안 방형구 A에서 고사율은 58.2%에서 72.5%로 14.3% 증가하였고, 방형구 B에서 고사율은 48.5%에서 61.8%로 13.2% 증가하였다. 방형구 C에서 고사율은 각각 0%로 변화가 없었다. 7월 초와 9월 중순 2달 동안 방형구 A에서 고사율은 72.5%에서 97.8%로 25.3% 증가하였고, 방형구 B에서 고사율은 61.8%에서 91.2%로 29.4% 증가하였다. 방형구 C에서 고사율은 각각 0%로 변화가 없었다. 9월 중순 전체 방형구의 살아있는 개체 수는 총 38개체이며, 잎 피해율 등급별 개체수의 경우 1등급은 3개체, 2등급은 5개체, 3등급은 9개체, 4등급은 4개체 그리고 5등급은 2개체였다. 잎의 피해율이 증가할수록 지상부 길이, 줄기 직경, 잎 수, 잎 폭 길이 그리고 잎몸 길이는 짧아졌고, 5등급에서 가장 활력도가 낮은 개체의 지상부 길이는 52.5cm 이였고, 줄기 직경은 0.3cm, 잎 수는 8개였다. 온실과 온실주변 그리고 묵논에서 출현한 식물상(74과 152속 207분류군)에서 멸종위기식물은 9과 10속 10분류군, 생태계교란식물은 3과 5속 6분류군 그리고 식용식물은 36과 54속 71분류군 이였다. 돼지풀잎벌레가 섭식한 식물은 국화과에 속하는 단풍잎돼지풀, 돼지풀 그리고 뚱딴지였다. 멸종위기식물은 모두 섭식하지 않았고, 생태계교란식물은 단풍잎돼지풀과 돼지풀을 제외하고는 섭식하지 않았다. 또한, 식용식물은 뚱딴지를 제외하고는 섭식하지 않았다. 이를 통하여 단풍잎돼지풀은 돼지풀잎벌레가 섭식함으로써 활력도가 낮아지고, 고사율이 증가하는 것으로 보아 돼지풀잎벌레는 단풍잎돼지풀의 생육초기단계인 지상부 길이가 50cm 미만일 때 도입해야하며, 고유식물, 멸종위기식물 그리고 식용식물을 대상으로 추가적인 돼지풀잎벌레의 섭식식물조사를 통해 기주특이성에 대한 자료를 확보해야 한다.

동해안 산불피해지역에서 참나무 잎 생산량의 시공간적 변이가 초식자의 밀도, 종풍부도 및 초식 피해에 미치는 영 향을 분석하였다. 본 조사지역에서 참나무 잎의 주요 초식자는 나방 유충이었다. 초식곤충의 유충의 종풍부도와 밀도가 가장 높아지는 시기는 8월 중순이었다. 연간 출현한 초식곤충 유충의 60.5%가 8~9월에 집중적으로 출현하였다. 참나무 잎 생산량이 가장 많은 시기는 7~8월이었고, 초식곤충에 의한 피해가 가장 많은 시기는 8~9월이었다. 조사시기와 장소에 따라 참나무 잎 생산량, 초식곤충의 유충밀도 및 종풍 부도는 큰 변이를 나타내었다. 본 조사지역에서 7~8월에 평균 참나무 잎 생산량은 0.96 ton ha-1로 추정되었다. 또한 이 시기에 참나무 잎의 생산량은 0.34~1.89 ton ha-1의 공간적 인 변이를 나타내었다. 8월에 초식자에 의한 참나무 잎의 소비량은 0.15~1.51 ton ha-1의 공간적인 변이를 나타내었다. 참나무 잎의 생산량이 많은 곳일수록 초식자의 종풍부도와 밀도가 증가하는 경향이 있었다. 참나무 잎 생산량의 증가에 따라 초식자에 의한 소비량과 소비비율도 증가하였다. 이 것은 참나무 잎의 생산이 많은 시기와 공간으로 초식자들이 모이는 집중화 반응이 일어난다는 것을 의미한다. 산불피해 지역에서 먹이자원의 시공간적인 이질성과 그로 인한 먹이망의 상위단계에 미치는 영향에 대한 연구는 산불지역 생태계의 구조와 기능을 정량적으로 이해하고 평가하는 데 도움을 줄 수 있다.

한반도는 3면이 바다로 둘러싸여 3,000여개 이상 많은 섬들을 가지고 있다. 섬생물지리학 이론에서는 생물종수가 본토와의 거리와 섬 면적에 따라 결정된다고 예상한다. 이 연구는 다도해해상국립공원에 속해 있는 크기가다른 6개의 섬에서 초식성 곤충 다양성과 면적, 본토와의 거리와의 관계를 알아보았다. 초식성 곤충의 다양성을알아보기 위하여 낙엽활엽수인 4개의 수종(참나무, 벚나무, 예덕나무, 사방오리나무)을 선정하여 2017년 6월 잎의식흔을 잎손상지수를 이용하여 관찰하였다. 이와 함께 초식성 곤충 중 종 다양성이 풍부한 나방을 채집하여 식흔자료와나방 다양성 간의 차이를 알아보았다. 조사결과 섬의 면적이 커질수록, 해안선의 길이가 길수록 잎 식흔 양이증가하였으며 나방 종수와 개체수도 많아졌다. 본토와의 거리가 멀어질수록 곤충의 종수와 개체수, 잎의 식흔량은감소하였다. 이러한 결과에서 다도해해상국립공원 섬에 서식하는 초식성 곤충의 다양성은 섬 면적, 해안선 길이,본토와의 거리와 밀접한 관련을 띠는 것을 확인할 수 있었다.

지구온난화를 포함한 환경 변화는 산림 및 농업생태계에 큰 영향을 미치고 있다. 초식곤충인 나방은 종 다양성과 분류학적 정보가 풍부하고 정량적인 채집이 가능하여 환경 변화를 나타내는 지표종으로 활발하게 이용되고 있다. 이 연구에서는 나방을 이용하여 우리나라 산림생태계에 태풍이나 산불로 인한 교란이 산림 및 초식곤충인 나방에게 어떠한 변화를 주는가를 확인하고 복원하는 과정에서 출현하는 지표종을 탐색하였다. 연구는 2011년 태풍의 영향 을 많이 받아 나무쓰러짐이 심했던 지리산 지역과 2012년 산불 발생으로 피해를 받은 제주도 한라산 지역을 대상으 로 연구를 실시하였다. 농업생태계 역시 기후변화에 따라 작물환경이 변화하고 이에 따른 곤충상 변화도 예상된다. 한국의 중남부(경북, 충청, 전남) 지역을 대상으로 농업생태계 유형(논밭, 과수원, 인근 산림)에 따른 나방의 다양성 을 확인하고 각 서식지 유형을 나타낼 수 있는 지표종을 확인하고자 한다. 이러한 연구를 토대로 나방을 이용한 산림 및 농업생태계 변화를 효과적으로 나타낼 수 있을 것으로 생각한다.

곤충은 세계 생물 다양성의 중요한 부분을 차지하며 환경변화에 민감한 생물 중 하나로 많은 연구들에서 지표로 사용되고 있다. 특히 초식곤충은 식물과 밀접한 관계를 이루고 있어 환경변화에 따른 식물의 반응에 대한 연구에서 꾸준히 주목받아져 왔다. 온난화로 인한 기온, 강우량과 같은 환경변화는 식물의 개엽시기, 동물의 산란시기 등과 같은 생물계절에 혼란을 일으키며, 생물의 다양성 및 분포범위에 영향을 준다. 또한 환경요소의 변화는 식물 잎의 특징을 변하게 하고, 초식동물 섭식과 발달에 영향을 주어 높은 영양단계에서 상호작용에 대한 주요한 결과를 나타낸다. 봄철 기온상승으로 인한 식물의 빠른 개엽은 대표적인 초식곤충 중 하나인 나비목 애벌레의 출현시기와 불일치하게 되어 애벌레의 다양성과 분포에 악영향을 미친다. 또한 애벌레를 기주로 삼는 기생곤충은 산란을 할 수 있는 적절한 기주를 찾지 못하여 개체군간 상호작용의 변화를 일으킨다. 이 연구에서는 기후변화에 따라 분포범위가 넓어질 것으로 예상되는 온대림 대표 수종을 대상으로 식물-초식곤충-기생곤충의 관계에 대해 알고자 하였다. 온대수종을 기주로 하는 초식곤충과 기생곤충에 대한 꾸준한 모니터링은 기후변화로 인한 생물 상호작용 변화를 확인 할 수 있는 방법 중 하나가 될 것으로 생각된다.

본 연구는 온대활엽수림에서 초식곤충의 먹이 활동이 계절 및 고도에 따라 어떻게 변하는 가를 알아보기 위하여 수행되었다. 조사는 지난 3년간(2011~2013) 지리산국립공원의 고도가 다른 세 지역(피아골, 시암재, 노고단)에서 이루어졌다. 조사방법은 각 지역에 서식하는 수종(3종)을 선정하여 4월부터 6월까지 1~2주마다 초식곤충의 식흔 활동을 식흔지수를 이용하여 관찰하였다. 조사 결과 고도가 가장 낮은 피아골(􀎕300 m)에서 가장 먼저 식흔이 나타났고, 중간고도인 시암재(􀎕900 m)에서는 가장 많은 식흔이 조사되었다. 고도가 가장 높은 노고단(􀎕1300 m)에서는 식흔이 가장 늦게 나타났지만 짧은 시간에 급속히 식흔의 총량이 증가하였다. 또한 기존에 발표된 연구를 토대로 한 결과 초식곤충의 활동시기는 조류(곤줄박이)의 첫 산란일과 거의 비슷한 것으로 나타나 식물-곤충-2차 소비자(조류)와 밀접한 관련을 보여준다. 기후 환경이 변함에 따라 초식곤충 활동의 기간이 바뀌게 될 것이며 이러한 먹이사슬의 변동을 감시할 수 있는 지속적인 장기 생태 모니터링이 필요하다.

목본식물의 초식에 대한 방어 전략을 알아보고자 가막살나무속 5수종의 잎에 대하여 형태적 특성, domatia 구조와 수, 초식곤충과 응애 서식 여부 등을 관찰 조사하였다. 본 연구를 위해 원주시, 평창군, 태백시, 태안군, 봉화군, 산청군 및 진주시에 생육 중인 나무에서 엽시료를 채취하여 2009년 5월부터 2011년 10월까지 관찰, 조사하였다. 포식응애와의 상리공생을 위한 domatia에 있어서는 아왜나무는 쌈지형, 분꽃나무는 호주머니형이었고, 산분꽃나무, 가막살나무 및 산가막살나무는 털북숭이형 domatia를 발달시키고 있었다. 엽당 domatia 평균 갯수는 산분꽃나무에서 24.0개/엽으로 가장 많았고, 분꽃나무에서 4.9개/엽으로 가장 적었다. 엽 표면의 털은 아왜나무를 제외한 가막살나무속 4수종의 엽신과 엽맥의 성모와 강모가 가장 많았으며, 분꽃나무, 산분꽃나무 및 가막살나무에서는 잎 생장이 완성될 때까지 잎의 표면에서도 성모가 유지됨을 확인하였다. 엽연부의 엽맥 끝에 넥타를 분비하는 화외밀선(EFN)은 가막살나무 5 수종에서 모두 관찰되었다. 가막살나무, 산가막살나무에서는 잎 뒷면 선점(pellucid dot)이 분포하는 것이 좋은 방어전략이라 판단된다. 가막살나무의 선점에서 넥타를 먹는 포식응애들이 다수 관찰되었다. 엽당 응애의 개체수는 수종간 고도의 통계적 유의성이 인정되었으며, 엽당 응애 개체수 평균은 산분꽃나무가 8.1마리로 가장 많았으며, 아왜나무가 2.6마리로 가장 적었다. 이러한 결과는 온대 활엽수종은 생존을 위하여 초식에 대한 다양한 방어전략을 발달시키면서 생육하고 있다고 판단된다. 지속가능한 산림생태계를 위한 수목의 초식에 대한 방어전략에 대한 많은 연구가 요청된다고 사료된다.

이 연구는 충청남도 태안군에 생육중인 활엽수종들의 초식에 대한 방어전략을 탐색하고자 67종의 활엽수를 대상으로 방어전략을 결정하는 잎의 형태적 특성, domatia구조, 초식곤충 및 포식응애의 서식여부를 조사하였다. 조사 대상 67종 중에서 46종(68.7%)의 활엽수가 domatia 구조를 채택하고 있는 것으로 나타났다(Table 1). 참가시나무와 태산목 등을 비롯한 21종의 활엽수에서는 domatia 구조가 없었으며, 황매화와 서어나무를 비롯한 31종의 활엽수에서는 엽액 사이에 털이 밀생하여 공간을 만드는 tuft type domatia를 지녔고, 난티잎개암나무와 떡갈나무를 비롯한 12종의 활엽수에서는 pocket 모양구조에 털이 나있는 pocket+tuft type domatia를 지녔고, 왕벚나무와 팥배나무에서는 pocket type domatia를 지녔으며, 아왜나무에서는 pouch type domatia를 지녔음이 확인되었다. 잎 뒷면의 털을 이용한 방어전략으로 태산목에서의 밀융모, 은백양과 포도에서의 밀면모, 보리수나무에서 비늘털 밀생, 칡의 강모 밀생 등이 밝혀졌다. 화외밀선(花外蜜腺; extrafloral nectary, EFN)을 이용한 방어전략은 조사대상 중에서 23종(34.3%)의 활엽수가 이를 채택하고 있는 것으로 나타났다. 대표적인 사례로 앵두나무, 무화과, 가막살나무 및 서어나무 등이었다. 조사 대상 중에서 40종(59.7%)의 활엽수에서 포식응애의 서식이 확인되었으며, 잎에 서식하는 응애 개체수 평균은 떡갈나무에서 23.4마리로 가장 많았다. 잎을 가해하는 미소 절지동물류는 진사진딧물, 단풍알락진딧물, 깍지벌레, 혹응애, 총채벌레등이었으며, 총 개체수는 혹응애, 깍지벌레, 진딧물, 총채벌레 순이었다. 이들의 천적으로는 포식응애, 말벌, 무당벌레류와 그 애벌레, 진딧벌 등이 확인되었다. 이 연구의 결과로 온대 활엽수종에서 상리공생을 포함한 여러 가지 방어전략이 활용되는 경우가 흔함을 확인할 수 있었다.

솔로몬제도의 열대우림에서 생육중인 활엽수종들의 초식에 대한 방어전략을 알아보고자 26수종의 잎을 대상으로 domatia 구조와 수, 초식곤충과 포식응애 서식여부 등을 관찰, 조사하였다. Guadalcanal 섬, New Georgia 섬, Tetepare 섬에 생육중인 개체목에서 엽시료를 채취하여 2010년 2월 25부터 3월 5일까지 채집하여 관찰, 조사하였다. 얻어진 결과는 다음과 같다. 총 26종 중에서 Terminalia catappa를 비롯한 6종, 23.08%만이 domatia 구조를 지니고 있었다. 특이하게 Terminalia catappa는 쌈지형(pouch type) domatia와 구덩이-털북숭이형(pit+tuft type) domatia 두 종류가 관찰되었다. 관찰된 포식응애는 Terminalia catappa를 비롯한 세 수종에서만 관찰되었고, 그 개체수도 엽당 0.33~0.40 마리로 정도로 적었다. 수목의 잎을 가해하는 해충은 진딧물, 깍지벌레, 나비목 애벌레, 면충 등이었다. 개미는 진딧물 또는 깍지벌레와 공생관계를 이루고 식물을 가해하고 있었다. 이상의 결과는 남반구에 속하는 Solomon Islands 열대우림의 수목들에서는 domatia가 중재하는 포식성 응애와 수목의 상리공생은 현저하게 적다는 것으로 사료된다.

목본식물의 초식에 대한 방어 전략을 알아보고자 8종의 단풍나무속 수종의 잎에 대하여 형태적 특성, domatia 구조와 수, 초식곤충과 응애 서식 여부 등을 관찰 조사하였다. 조사대상 수목들은 강원도 치악산, 청태산, 방태산, 태백산과 윈주시에 생육 중인 8수종에서 엽시료를 채취하여 2009년 4월부터 7월까지 관찰, 조사하였다. 얻어진 결과는 다음과 같다. 당단풍, 고로쇠 및 복장나무의 domatia는 tuft type, 단풍나무, 신나무, 복자기와 시닥나무는 pocket+tuft type, 산겨릅나무는 pocket type 임이 밝혀졌다. 엽당 domatia 평균 갯수는 산겨릅나무에서 20.2개/엽으로 가장 많았고, 신나무에서 4.2개/엽으로 가장 적었다. 엽표면의 털은 단풍나무, 당단풍, 신나무 및 복장나무는 응모(villous), 고로쇠나무와 복자기는 연모(pilose), 시닥나무는 강모(strigose)였다. 일반적으로 털의 밀도는 잎 뒷면이 앞면보다 높았다. 단풍나무, 당단풍, 산겨릅나무 및 시닥나무에서만 엽맥의 말단부에 소량의 단물이 분비됨을 확인하였다. 엽당 응애의 개체수는 수종간 고도의 통계적 유의성이 인정되었으며, 엽당 응애 개체수 평균은 시닥나무가 9.2마리로 가장 많았으며, 다음으로 복장나무, 당단풍, 복자기가 순이었다. 단풍나무류 잎을 가해하는 미소절지동물류는 진사진딧물, 단풍알락진딧물, 나무이, 혹응애, 매미충 등이었으며, 총개체수는 혹응애, 진사진딧물, 나무이, 단풍알락진딧물, 매미충 순이었다. 이들의 천적으로는 육식성 응애, 말벌, 그 약충, 광대노린재 약충, 등이 확인되었으며, 고동털개미와 곰개미는 진딧물과 상리공생을 하여 단풍나무류의 초식피해를 가중시킴을 확인하였다. 육식성 응애가 진사진딧물을 공격하여 체액을 빨아먹는 것을 확인하였으면, 이는 domatia가 중재하는 응애와 식물의 상리공생의 증거라 판단된다. 이러한 결과는 온대 활엽수종에서 이러한 응애와의 상리공생이 보편화되어 있음을 암시하는 것이라 사료된다.