학술논문
버들개회나무(Syringa fauriei)의 분류, 생태, 보전생물학적 연구 / Studies on the Taxonomy, Ecology and Conservation Biology of Syringa fauriei H. Lév.
Document Type
Dissertation/ Thesis
Author
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Subject
Language
Korean
Abstract
The objective of this study was to determine the taxonomy, ecology, and conservation biology of a Korean endemic species, Syringa fauriei H. Lév. Morphological study of the genus Syringa was based on characters described in articles published so far and the Test Guideline (TG) of the International Union for the Protection of New Varieties of Plants (UPOV). There were five taxa of Syringa in Korea, including three species and two varieties. Detailed description and identification key of Korean Syringa species were provided in this study. The important characters of Syringa in Korea are blade shape, length of the corolla tube, the protrusion of the stamen, and fruit size. In numerical taxonomy, these morphological characters were used for principal component analysis, univariate analysis, cluster analysis, and discriminant analysis. In the cluster analysis, it was easy to verify the interrelationship of the Korean Syringa taxa by dendrogram using average linkage method. The discriminant analysis reaffirmed that the extracted principal characters had discriminant qualities. Ecological study was conducted to identify the natural environments of Syringa fauriei H. Lév. Its populations were classified into the dominant populations of Securinega suffruticosa, Acer pseudosieboldianum, Amorpha fruticosa, and Sorbaria sorbifolia var. stellipila. Based on the physical and chemical soil analysis, Syringa fauriei habitats contained 1.98-2.81% of organic matter and 0.13-0.20 mg/kg of total nitrogen. The concentrations of exchangeable K+, Ca2+, and Mg2+ was 0.10-0.33 cmol+/kg, 3.44-20.53 cmol+/kg, and 0.34-0.95 cmol+/kg, respectively. Positive ion substitution capacity was 8.08-13.68 cmol+/kg. The pH was 6.28-7.74. Correlation analysis between the vegetation of Syringa fauriei populations and its environmental factors using DCCA revealed that altitude above sea level and Mg2+ were the most influential factors, while dominant populations of Securinega suffruticosa and Acer pseudosieboldianum were spread across areas containing high percentages of pH, CEC, and Mg2+. Acer pseudosieboldianum population was dispersed in areas with higher K+ than Securinega suffruticosa population. The dominant population of Amorpha fruticosa was found to live in places with high altitudes above sea level and with high rates of available phosphate, K+, and rock-exposure. Based on conservation biology research, the conservation status of IUCN was assessed for Syringa fauriei that has a limited distribution. Its extent of occurrence (EOO) was 5,112.60 ㎢. Its area of occupancy (AOO) was 16 ㎢. The conservation status of Syringa fauriei in South Korea was determined as Endangered B1ab (ⅲ) + B2ab(ⅲ) and C2a (ⅰ). However, considering the number of immature entities, the status could be elevated to vulnerable (VU) in the next 10 to 20 years, if no damage occurs. In mass propagation study, cutting propagation and seed germination studies were conducted in order to restore and propagate the habitat of Syringa fauriei H. Lév. In the seed germination study, the seeds of Syringa fauriei were sown in artificial culture soil mixed with vermiculite or peat moss at a 50% split. Their germination rates ranged from 51.6% to 58.2%, without showing significant difference. The germination rate was significantly lowered from 60.2% in 6 mm and 61.2% in 4 mm to 14.9% in 2 mm covering soil. The germination rate was also substantially decreased when the frequency of watering was reduced (from 56.1-60.6% with one or two waterings per day to 10.3% with watering once every three days). The cutting study was conducted between April 27 and July 27. The monthly rooting rate of cuttings was high from May to June (62.4% in May and 52.3% in June). The rooting rate went down to 22.2% in April and 35.5% in July. The rooting rates of cuttings by soil were consistent with 80% callus formation rate in both 100% artificial culture soil and soil mixed with 50% vermiculite. The rooting rate was better when rooting promoters were used (46.7% with IBA 250mg․L−1 and 51.3% with NAA 125mg․L−1 compared to 20.0% without a promoter). Finally, it was developed a detailed description and identification key for Korean Syringa species based on the morphological and numerical analysis in this study. Based on the ecological and conservation biology studies, the population environments and conservation status of Syringa fauriei H. Lév. were examined. It was found that their habitat was very vulnerable to unnatural damage. Therefore, to restore and multiply their habitat based on mass propagation scenario, basic data for seed germination and cutting propagation was accumulated. This study provides significant base-line data in order to develop an efficient conservation strategy for S. fauriei.
버들개회나무(Syringa fauriei H. Lév.)는 세계적으로 금강산 주변에만 한정분포하는 한국 특산종으로 외부형태적인 측면에서 속내 위치를 재평가하고 서식지의 생태적 환경과 보전생물학적인 기초자료를 파악하기 위해 본 연구를 수행하였다. 한국산 수수꽃다리속(Syringa L.)의 외부형태학적 연구는 지금까지 발표된 문헌들에서 이용된 형질들과 International Union for the Protection of New Varieties of Plants(UPOV)의 Test Guideline(TG)을 참고하여 추가된 형질을 반영 후 모든 형질을 재검토한 결과 3종 2변종 총 5분류군으로 확인되었다. 이를 기반으로 구체적인 외부형태 기재와 검색표를 작성하였다. 주요 인식형질은 엽신의 형태, 화관통부의 길이, 수술의 돌출 유무, 열매의 크기로 확인되었다. 수리분류학적 연구인 주성분분석, 단변량분석, 유집분석, 판별분석에서 위의 형태적 형질들은 인식형질로써 가치가 있었다. 주성분형질을 이용한 유집분석에서는 군집-내 평균연결법이 Dendrogarm상의 결과를 판독하기 용이 했다. 판별분석에서는 추출된 주성분 형질들이 판별능력을 갖고 있음을 재확인할 수 있었다. 버들개회나무의 서식환경과 개체군을 파악하기 위해 생태학적 연구를 수행했다. 버들개회나무 개체군은 광대싸리 우점개체군, 당단풍나무 우점개체군, 족제비싸리 우점개체군, 쉬땅나무 우점개체군으로 분류되었다. 토양의 이화학적 특성을 분석한 결과 유기물함량은 1.98-2.81%, 전질소함량 0.13-0.20mg/kg, 치환성 K+는 0.10-0.33 cmol+/kg, Ca2+는 3.44-20.53 cmol+/kg, Mg2+는 0.34-0.95 cmol+/kg, 양이온치환용량 8.08-13.68 cmol+/kg이며, 토양 pH는 6.28-7.74인 것으로 조사되었다. DCCA를 이용한 버들개회나무 개체군의 식생과 환경요인과의 상관분석 결과 해발고도와 Mg2+이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 광대싸리와 당단풍나무 우점개체군은 pH, CEC, Mg2+이 높은 지역에 분포하였고, 당단풍나무 우점개체군의 경우 광대싸리 우점개체군보다 K+가 높은 곳에 분포하였다. 족제비싸리 우점개체군은 해발고가 높고, 유효인산과 K+, 노암율이 높은 곳에 분포하는 것으로 나타났다. 보전생물학적 연구를 통해 제한된 입지환경을 가진 버들개회나무를 대상으로 IUCN의 보전지위 평가를 수행하였다. 분포범위(EOO)는 5,112.60 ㎢, 점유면적(AOO)은 16 ㎢ 이다. 남한지역 버들개회나무의 보전지위 평가는 Endangered B1ab(ⅲ)+B2ab(ⅲ), C2a(ⅰ)로 평가되었으나, 훼손이 없을 경우 자생지의 미성숙 개체를 고려하면 약 10-20년 사이로 성숙 개체가 증가하여 취약종(VU)이 될 것으로 판단된다. 대량증식 연구에서는 제한된 분포를 가진 버들개회나무 자생지의 복원 및 증식을 위한 삽목증식과 종자발아 연구를 수행하였다. 종자 발아 연구에서 버들개회나무 종자를 인공배양토에 vermiculite 또는 peatmoss를 50% 혼합하여 파종한 결과, 발아율은 큰 차이 없이 51.6-58.2%로 나타났고, 복토 깊이에 따른 발아율은 6 mm 복토가 60.2%, 4 mm 복토는 61.2%에 비하여 2 mm복토는 14.9%로서 복토의 깊이가 얕아질수록 발아율이 현저하게 낮아졌다. 관수 방법에 따른 발아율은 1일 2회 관수와 1일 1회 관수하였을 때 56.1-60.6%로 발아율이 양호하였으며, 3일 1회 관수 시 발아율이 10.3%로 현저하게 떨어졌다. 삽목 연구에서는 버들개회나무를 4월 27일부터 7월 27일까지 매월 삽목에 따른 삽수의 발근율은 5월은 62.4%와 6월은 52.3%로 높았으나, 4월은 22.2%와 7월은 35.5%로 낮았다. 삽목용토에 따른 발근율을 보았을 때 인공배양토 100% 및 인공배양토 50%+버미큘라이트 50%에서 callus 형성율이 80%로 양호하였다. 발근촉진제 처리에 따른 삽수의 발근율은 무처리 20.0%에 비하여 IBA 250 mg․L−1는 46.7%와 NAA 125 mg․L−1는 51.3%로 양호하였다. 결론적으로 한국산 수수꽃다리속(Syringa L.)의 외부형태적, 수리분류학적 연구를 통해 외부형태 형질들을 재검토하여 구체적으로 종 기재와 검색표를 작성하였다. 자생지에 대한 생태학적, 보전생물학적 연구를 통하여 버들개회나무의 입지환경 파악과 보전지위 평가를 하였으며, 현재의 버들개회나무 자생지는 인위적 훼손으로 매우 취약한 상태인 것으로 조사되었다. 따라서 버들개회나무의 자생지 복원 증식을 대비해 대량증식 연구를 수행하여 종자발아, 삽목번식 등의 기초자료를 확보하였다. 본 연구는 한국 특산식물인 버들개회나무(Syringa fauriei H. Lév.)의 포괄적인 종생물학적 연구를 통하여 현지내외 보전을 위한 효율적인 보전전략을 수립하는데 중요한 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.
버들개회나무(Syringa fauriei H. Lév.)는 세계적으로 금강산 주변에만 한정분포하는 한국 특산종으로 외부형태적인 측면에서 속내 위치를 재평가하고 서식지의 생태적 환경과 보전생물학적인 기초자료를 파악하기 위해 본 연구를 수행하였다. 한국산 수수꽃다리속(Syringa L.)의 외부형태학적 연구는 지금까지 발표된 문헌들에서 이용된 형질들과 International Union for the Protection of New Varieties of Plants(UPOV)의 Test Guideline(TG)을 참고하여 추가된 형질을 반영 후 모든 형질을 재검토한 결과 3종 2변종 총 5분류군으로 확인되었다. 이를 기반으로 구체적인 외부형태 기재와 검색표를 작성하였다. 주요 인식형질은 엽신의 형태, 화관통부의 길이, 수술의 돌출 유무, 열매의 크기로 확인되었다. 수리분류학적 연구인 주성분분석, 단변량분석, 유집분석, 판별분석에서 위의 형태적 형질들은 인식형질로써 가치가 있었다. 주성분형질을 이용한 유집분석에서는 군집-내 평균연결법이 Dendrogarm상의 결과를 판독하기 용이 했다. 판별분석에서는 추출된 주성분 형질들이 판별능력을 갖고 있음을 재확인할 수 있었다. 버들개회나무의 서식환경과 개체군을 파악하기 위해 생태학적 연구를 수행했다. 버들개회나무 개체군은 광대싸리 우점개체군, 당단풍나무 우점개체군, 족제비싸리 우점개체군, 쉬땅나무 우점개체군으로 분류되었다. 토양의 이화학적 특성을 분석한 결과 유기물함량은 1.98-2.81%, 전질소함량 0.13-0.20mg/kg, 치환성 K+는 0.10-0.33 cmol+/kg, Ca2+는 3.44-20.53 cmol+/kg, Mg2+는 0.34-0.95 cmol+/kg, 양이온치환용량 8.08-13.68 cmol+/kg이며, 토양 pH는 6.28-7.74인 것으로 조사되었다. DCCA를 이용한 버들개회나무 개체군의 식생과 환경요인과의 상관분석 결과 해발고도와 Mg2+이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 광대싸리와 당단풍나무 우점개체군은 pH, CEC, Mg2+이 높은 지역에 분포하였고, 당단풍나무 우점개체군의 경우 광대싸리 우점개체군보다 K+가 높은 곳에 분포하였다. 족제비싸리 우점개체군은 해발고가 높고, 유효인산과 K+, 노암율이 높은 곳에 분포하는 것으로 나타났다. 보전생물학적 연구를 통해 제한된 입지환경을 가진 버들개회나무를 대상으로 IUCN의 보전지위 평가를 수행하였다. 분포범위(EOO)는 5,112.60 ㎢, 점유면적(AOO)은 16 ㎢ 이다. 남한지역 버들개회나무의 보전지위 평가는 Endangered B1ab(ⅲ)+B2ab(ⅲ), C2a(ⅰ)로 평가되었으나, 훼손이 없을 경우 자생지의 미성숙 개체를 고려하면 약 10-20년 사이로 성숙 개체가 증가하여 취약종(VU)이 될 것으로 판단된다. 대량증식 연구에서는 제한된 분포를 가진 버들개회나무 자생지의 복원 및 증식을 위한 삽목증식과 종자발아 연구를 수행하였다. 종자 발아 연구에서 버들개회나무 종자를 인공배양토에 vermiculite 또는 peatmoss를 50% 혼합하여 파종한 결과, 발아율은 큰 차이 없이 51.6-58.2%로 나타났고, 복토 깊이에 따른 발아율은 6 mm 복토가 60.2%, 4 mm 복토는 61.2%에 비하여 2 mm복토는 14.9%로서 복토의 깊이가 얕아질수록 발아율이 현저하게 낮아졌다. 관수 방법에 따른 발아율은 1일 2회 관수와 1일 1회 관수하였을 때 56.1-60.6%로 발아율이 양호하였으며, 3일 1회 관수 시 발아율이 10.3%로 현저하게 떨어졌다. 삽목 연구에서는 버들개회나무를 4월 27일부터 7월 27일까지 매월 삽목에 따른 삽수의 발근율은 5월은 62.4%와 6월은 52.3%로 높았으나, 4월은 22.2%와 7월은 35.5%로 낮았다. 삽목용토에 따른 발근율을 보았을 때 인공배양토 100% 및 인공배양토 50%+버미큘라이트 50%에서 callus 형성율이 80%로 양호하였다. 발근촉진제 처리에 따른 삽수의 발근율은 무처리 20.0%에 비하여 IBA 250 mg․L−1는 46.7%와 NAA 125 mg․L−1는 51.3%로 양호하였다. 결론적으로 한국산 수수꽃다리속(Syringa L.)의 외부형태적, 수리분류학적 연구를 통해 외부형태 형질들을 재검토하여 구체적으로 종 기재와 검색표를 작성하였다. 자생지에 대한 생태학적, 보전생물학적 연구를 통하여 버들개회나무의 입지환경 파악과 보전지위 평가를 하였으며, 현재의 버들개회나무 자생지는 인위적 훼손으로 매우 취약한 상태인 것으로 조사되었다. 따라서 버들개회나무의 자생지 복원 증식을 대비해 대량증식 연구를 수행하여 종자발아, 삽목번식 등의 기초자료를 확보하였다. 본 연구는 한국 특산식물인 버들개회나무(Syringa fauriei H. Lév.)의 포괄적인 종생물학적 연구를 통하여 현지내외 보전을 위한 효율적인 보전전략을 수립하는데 중요한 기초자료를 제공할 것으로 사료된다.