서 언
재료 및 방법
연구 방법
결 과
관속식물상
한반도 특산식물
산림청 지정 희귀식물 및 국가생물 적색목록
식물구계학적 특정식물
한반도 북방계식물
석회암지대 식물
외래식물 및 생태계교란식물
풍혈지의 미기상적 기능 분석
고 찰
적 요
서 언
생물다양성(Biodiversity)은 지구상의 생물종(species)의 다양성, 생물이 서식하는 생태계(ecosystem)의 다양성, 생물이 지닌 유전자(gene)의 다양성을 말한다(Ministry of Environment, 2022; United Nations, 1992). 기후온난화 등으로 서식환경의 악화 및 천적의 영향으로 생물다양성 보전에 대한 중요성이 전 세계적으로 확산되면서, UN은 1992년 리우 지구정상회담에서 158개 정부가 서명한 생물다양성협약(Convention on Biological Diversity, CBD)을 지속가능한 개발을 촉진하기 위해 이루어졌다. 생물다양성은 전례없는 속도로 감소하고 있으며, 이러한 감소를 주도하는 서식지 파괴, 남획 등이 심화되고 있다. COVID-19 대유행은 사람과 자연 사이에서 관계의 중요성을 더욱 강조하고 있는데, 특히 지속적인 생물다양성의 손실과 생태계 파괴로 인해 우리 자신의 웰빙과 생존에 심각한 영향을 초래할 수 있는 것으로 예측되었다(Locke et al., 2021). 이러한 생물다양성은 다양한 생태계 서비스를 제공하고 지구와 생태계, 인류의 삶의 지속가능성에 큰 영향을 미치므로 국가 차원에서 생물다양성의 체계적인 보전과 지속가능한 이용을 위한 대책을 조속히 마련해야 한다.
풍혈지는 사면이 급경사를 이루고 배후에 중생대 백악기층 등 오래된 기반암이 노출되어 있으며, 산지와 평지가 만나는 경사 급변점인 산록 말단면에 널리 발달한다. 그리고 풍혈은 방위상으로 북서 및 북사면으로 일사량이 적고 기온의 교차가 적은 곳에 주로 나타난다. 특히 플라이토세 빙기에 주빙하 환경에서 지형 발달과정을 거쳐 사면에 암설이 퇴적되어 만들어진 애추, 암괴원, 암괴류 등지에서 발달한다. 또한, 풍혈은 여름철에는 찬 공기가 나오거나 얼음이 얼고, 겨울이면 따뜻한 바람이 불어 나오는 바람구멍, 바위틈 또는 자연동굴로 독특한 미기상학적 현상이 국소적으로 나타난다(Kong et al., 2011). 특히, 풍혈은 최후 빙기(last glacial epoch)에 북쪽의 추위를 피해 남하했던 북방계식물과 극지·고산식물 등이 간빙기에 식생 천이와 이주 과정에서 풍혈지의 한랭 건조한 국소적 기후환경에 적응·고립되어 있는 섬 피난처(insular refugia)이다(Kim, 2006). 이러한 풍혈에는 기후온난화에 취약한 북방계식물이 다수 자생하고 특히, 한반도내 식물의 수직적 분포 상에서, 주로 아고산대에서 발견되는 월귤 등이 해발고도가 상대적으로 낮은 풍혈지에서 생육하고 있다(Kim et al., 2016; Yun and Kim, 2013).
풍혈은 보통 빙혈, 얼음골 및 하계동결현상지로 불리는데 대표적으로 애추형 풍혈, 동굴형 풍혈 및 함몰형 풍혈 3개 유형으로 구분되고, 전국적으로 25개의 풍혈이 분포하는 것으로 보고되었다(Korea National Arboretum, 2013). 우선 애추형 풍혈은 암설의 크기가 작은 산록의 애추 위 크고 작은 바위 사이로 일년 내내 일정한 온도가 유지되는 바람이 불어, 여름에는 찬바람이 나오고 겨울에는 따뜻한 바람이 나오는 풍혈이다. 강원도 홍천군 내면 방내리 풍혈과 강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈 등이 포함된다. 둘째, 동굴형 풍혈은 애추(talus), 암괴류(block stream), 암괴원(block field) 등에서 상대적으로 암설의 크기가 큰바위틈에 얼음굴, 동굴 형태로 나타나는 풍혈로 경사가 급한 말단면에 주로 나타나는 풍혈이다. 대표적인 장소로 경기도 연천군 연천읍 동막리 풍혈과 강원도 신동읍 운치리 풍혈 등이 이에 속한다. 끝으로 함몰형 풍혈은 풍화와 침식을 받아 만들어진 애추 등 암석사면에서 경사급변점 등 비고 차이가 나는 지점을 중심으로 중간의 암설 가운데 일부가 빠져나가 움푹 파이면서 만들어진 풍혈이다. 충청북도 제천시 수산면 금수산 한양지와 충청북도 보은군 속리산면 구병리 풍혈이 대표적인 함몰형 풍혈이다.
본 연구대상지인 정선군 정선읍 여탄리 풍혈의 애추 면적은 14,556 ㎡이고, 해발 350 m에서 430 m에 분포하고 있다(Korea National Arboretum, 2013). 사면은 북사면과 남사면으로 번갈아 가면서 분포하고 있으며, 동대천과 도로가 맞닿는 경사급변점에 형성되었다. 풍혈의 남동쪽은 군의산(922 m)과 남쪽에 거칠현치가 있고, 북쪽은 고양산 줄기의 하나인 무른재골이 있는 산지가 발달하고 있다. 풍혈은 경사가 매우 급한 배후산지의 북사면에 위치하고 산사면의 말단면 경사 급변점 애추에서 하천과 만나며, 앞을 지나는 하천은 하류에서 정선 조양강으로 흘러든다. 하천과 애추에 발달하는 풍혈은 고도차이 또는 비고가 크지 않아 푹우가 내리면 침수되거나 유실될 가능성이 있다. 여탄리의 노출된 애추는 동서로 흐르는 하천을 기준으로 북측에 2곳, 남측에 1곳이 분포한다. 노출된 애추는 산지의 말단부에 협소하게 있는 것이 특징이고 풍혈을 이루는 암설의 크기는 작은 편에 속한다. 하천은 폭 20 m 내외로 비교적 넓고 하상은 자갈층이 두껍게 퇴적되어 있다. 연구대상지가 속한 정선군의 2011년부터 2021년까지 10년간 기후 특성은 연평균 기온은 10.8℃이며. 연 강수량은 1,237.9 ㎜이고, 평균습도는 66.6%이다(Korea Meteorological Administration, 2022).
풍혈에 관한 선행연구는 Kim (1968)이 천연기념물 제224호인 경남 밀양 얼음골의 하계결빙현상에 관한 연구를 시작으로 진행되었다. 그리고 뒤를 이어 Moon and Hwang (1977), Bae (1990), Joung (1992), Song (1994), Jeon (1997, 1998), Byun and Seo (2003) 및 Hwang et al. (2005) 등이 밀양 얼음골 등을 비롯하여 정선군, 의성군, 군위군 등의 풍혈 “하계결빙현상”에 대해 연구가 진행되었다.
풍혈지대의 식물지리학적 선행연구는 Kim et al. (2006)이 밀양 얼음골에서는 꼬리말발도리, 진안군 풍혈은 산우드풀, 청송군 풍혈은 좀미역고사리, 의성군 풍혈은 한들고사리와 꼬리까치밥나무, 제천시 금수산 한양지는 나도히초미, 정선군 운치리 풍혈은 뚝지치, 홍천군 방내리 풍혈은 월귤 등 7개 지역에 대해 식물상 조사를 실시하여, 지역별로 식물지리학적 특정종을 발굴하였다. 한편, Kong and Lim (2008)은 홍천군 방내리 풍혈에서 극지·고산식물인 월귤의 지리적 격리 분포에 대한 원인이 규명되었다. Konget al. (2011)은 풍혈의 개념, 국내주요 지리적 분포 현황과 환경 특성을 파악하여 풍혈 관련 공간 정보를 체계적으로 통합·관리하기 위해 월귤 등 지구온난화에 취약한 북방계 빙기 잔존종의 잠재적인 보전지로서 식물지리적 가치를 분석하였다. Kim et al. (2016)은 전국의 풍혈지 15개소의 식물상을 조사하여, 109과 323속 531종 7아종 47변종 1품종 1교잡종, 총 587분류군으로 확인하였다. Kim and Yun (2013)은 밀양 얼음골 등 15개의 풍혈을 조사하여 63개의 식생조사 자료를 바탕으로 식물군락을 구분한 결과, 굴참나무-한들고사리군락, 신갈나무-박달나무군락 2개군락과 졸참나무-가는잎쐐기풀 하위군락 등 4개의 하위군락으로 구분하였다.
하지만 본 연구의 대상지인 강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈지에 대한 선행연구는 전혀 없는 실정이다. 또한, 풍혈지는 풍혈지만의 독특한 환경으로 해발고가 높지 않은 지역임에도 불구하고 북방계식물 혹은 아고산대 식물이 국소적으로 분포하고 있는 특징을 가지고 있다. 특히 풍혈지의 경우 생물다양성 및 산림의 공익적 기능을 볼 때 보전가치가 높은 산림생태계로 일본 및 미국 등 선진국은 자연환경보호 및 생태계 관리를 위한 보호림 제도를 운영하고 있으며, 최근 국제자연보존연맹(IUCN), 생물다양성협약(CBD) 등 국제기구들에 의해 보호지역 설정이 이슈화되고 있다. 이러한 핵심적인 산림생물다양성 특정지역임에도 불구하고 국민들의 관심과 인지도는 낮은 실정이며, 국토생태계의 중요자원으로서 그 가치를 인정받아야 하기 위해 적정한 관리와 활용방안 모색하기 위해서는 시급히 풍혈지 현황 파악과 기능 파악 등이 필요하다고 판단된다. 그리고 풍혈지에 대한 식물자원 현황 등을 조사하여 효율적 관리 및 보전체계 수립이 필요한 실정이다. 따라서 기후변화에 대비하고 생물다양성 보전을 위한 기초자료로 활용하기 위해 수행되었다.
재료 및 방법
연구 방법
본 연구는 강원도 정선군 정선읍 여탄리에 위치한 풍혈지를 대상으로 애추형 풍혈지의 산림생물다양성을 증진하고 보전하기 위한 기초자료로 활용하기 위하여 식물상 및 식생 등의 모니터링을 실시하였다. 조사 진행은 2020년 6월부터 2021년 11월까지 계절별로 각 1~2회씩 총 9회에 걸쳐 실시 하였다. 풍혈의 내부와 외부를 나누어 조사하였으며 총 7,550 ㎡를 조사지역으로 설정하였다. 풍혈 내부는 풍혈 바람구멍을 기준으로 바위지대인 면적 625 ㎡를 설정하였고, 풍혈 외부는 내부의 경계에서 인접지역에서 조사가 가능한 6,925 ㎡를 기준으로 설정하였다(Fig. 1). 또한 풍혈의 미기상학적 기능을 규명해보기 위해서 2021년 3월경 풍혈의 바람구멍이 위치한 내부와 바람구멍에서 오른쪽으로 약 50 m 정도 떨어진 풍혈의 외부에 각각 기상장비를 설치하여 온도와 상대습도 데이터를 수집하였다. 그리고 기상청에서 제공된 정선군의 기상자료와 비교하여 풍혈의 미기상학적 기능을 분석하였다.
조사된 식물에 대한 동정은 조사지에서 주로 실시하였다. 일부 동정에 어려움이 따르는 식물은 식물표본을 제작 후에 실험실에서 Lee (2014a, 2014b) 등의 도감을 참조하였다. 관속식물상은 Engler의 분류체계(Melchior, 1964)를 따라 양치식물, 나자식물, 피자식물 순으로 정리하였고, 학명의 기재는 국가표준식물목록(Korea National Arboretum, 2022), 희귀식물과 적색목록은 각각 Korea National Arboretum (2008)과 National Institute of Biological Resources (2021)을 따라 기재하였으며, 특산식물은 Chung et al. (2017)과 KNA (2022)을 참고하였고, 식물구계학적 특정식물은 National Institute of Ecology (2018)의 등급에 따라 기재하였다. 한반도 북방계식물은 Amarsanaa et al. (2020)에 따라 작성하였고, 석회암지역 식물은 Kimet al. (2021)을 기준으로 목록을 작성하였다. 외래식물은 국가외래식물목록(Korea National Arboretum, 2019)을 기준으로 기재하였고, 침입외래식물은 Kang et al. (2020)을 참고하였다.
결 과
관속식물상
강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈에서 확인된 관속식물은 84과 203속 295종 6아종 28변종 2품종 총 331분류군으로 조사되었다(Table 1, Appendix 1). 양치식물은 9과 10속 11종 1변종 총 12분류군, 나자식물은 1과 2속 2종 2분류군, 피자식물 중 쌍자엽식물은 69과 168속 246종 6아종 22변종 2품종 총 276분류군, 단자엽식물은 5과 23속 36종 5변종 총 41분류군으로 확인되었다. 이는 우리나라 관속식물 4,724종의 약 7.01%에 해당된다(Korea National Arboretum, 2022). 풍혈 내부지역에서 확인된 관속식물은 42과 64속 78종 3아종 8변종 1품종 총 90분류군이었으며, 풍혈 외부지역에서 확인된 관속식물은 81과 193속 278종 5아종 26변종 2품종 총 311분류군으로 나타났다. 풍혈의 내부와 외부지역 모두에서 출현한 관속식물은 35과 51속 60종 2아종 7변종 1품종 총 70분류군으로 확인되었다.
Table 1.
The flora of algific talus slope in Yeotan-ri, Jeongseon-eup, Jeongseon-gun, Gangwon-do
정선군 여탄리 풍혈 내부의 임상은 산개나리, 붉은병꽃나무, 털개회나무, 꽃개회나무, 털댕강나무 등이 뒤썩여 있고, 주변의 대표 임상은 신갈나무-굴참나무, 소나무-신갈나무로 구성되어있고, 그 외의 식물군락은 소나무, 신갈나무, 소나무-굴참나무 등으로 구성되었다.
한반도 특산식물
강원도 정선군 여탄리 풍혈에서 관찰된 관속식물 중에서 한반도 특산식물은 진범, 세잎승마, 외대으아리, 할미밀망, 병조희풀, 매자나무, 서울족도리풀, 복사앵도나무, 둥근이질풀, 산개나리, 버들개회나무 백운산원추리 등 19분류군이 확인되었다. 한반도 특산식물(KNA, 2022) 431분류군의 4.40%가 출현한 것으로 파악되었다. 풍혈 내부에서는 산개나리, 매자나무, 병조희풀 7분류군이 출현하였고, 풍혈 외부에서는 키버들, 닥나무, 동강고랭이 등 17분류군이 출현한 것으로 파악되었다(Table 2, Fig. 2).
Table 2.
The list of endemic plants on algific talus slope in Yeotan-ri, Jeongseon-eup, Jeongseon-gun
풍혈 내부에서 출현한 7분류군 중에서 병조희풀은 물푸레나무와 매자나무, 산토끼고사리 등과 혼재되어 하천과 맞닿는 가장자리에 2-3개체가 생육하고 있는 것으로 조사되었다. 매자나무 또한 1-2개체가 생육하고 있었지만, 하천과 경계지점에서 생육하여 집중호우 등으로 하천의 수위가 올라가거나 유속이 빨라질 경우 등에는 해당 식물들이 유실될 가능성이 높을 것으로 판단된다. 따라서 현지 내·외 보전대책이 시급하다. 복사앵도나무는 풍혈의 바람구멍에서 북서쪽 5 m 에서 10 m 사이에 산발적으로 3-4개체 생육하고 있으나, 게릴라성 폭우 등으로 암석지대가 붕괴될 경우 유실될 가능성이 높다. 그리고 산개나리는 풍혈 바람구멍 주변에 4-5개체가 버들개회나무는 10개 이상 군락이 붉은병꽃나무와 털개회나무 등과 혼재되어 있어 산개나리와 버들개회나무 2분류군 모두 지속적인 모니터링이 요구된다. 버들개회나무가 생육하는 주변에 병꽃나무 2-3개체와 고려엉겅퀴가 2-3개체가 생육하고 있는 것으로 파악되었다.
풍혈 외부에서는 키버들, 닥나무 등 17분류군이 확인되었는데, 풍혈의 내부를 중심으로 동쪽과 서쪽으로 나눠서 특산식물 분포를 살펴보면, 동쪽이 서쪽보다 다양한 특산식물이 출현한 것으로 파악되었다. 이는 서쪽의 경우 절벽이 포함되고 바위지대의 특성 때문에 동쪽에 비하여 상대적으로 적은 분류군이 확인되었다. 동쪽과 서쪽에서 모두 출현한 종은 키버들, 병꽃나무, 고려엉겅퀴 3분류군이 내부와 경계가 되는 지점에서 3-5개체 확인되었다. 풍혈 외부 동쪽은 수분공급이 충분하고 소나무와 신갈나무 등의 경계가 분명하게 구분되는 것으로 확인되었다. 서울족도리풀은 소나무와 신갈나무숲 경계에서 다수 개체가 확인되었고, 백운산원추리가 중간중간에 출현하였다. 외대으아리, 할미밀망, 진범, 둥근이질풀 4분류군은 풍혈 동쪽으로 간헐적으로 분포하고 있었다. 물가에 강활이 매자나무, 물매화와 산토끼고사리, 고마리 등과 함께 생육하고 있었고, 갈퀴아재비, 병조희풀은 2-3개의 집단을 이뤄 분포하는 것으로 나타났다. 세잎승마는 도깨비부채와 함께 2-3개체가 생육하고 있었다. 서쪽에서는 닥나무가 절벽 밑에서 1-2개체 출현하였고, 절벽에는 동강고랭이가 꼬랑사초와 함께 생육하고 있는 것으로 파악되었다.
산림청 지정 희귀식물 및 국가생물 적색목록
정선군 여탄리 풍혈에서 확인된 산림청지정 희귀식물은 총 11분류군으로 확인되었다. 멸종위기종(CR: Critically Endangered)은 산작약 1분류군이 관찰되었다. 위기종(EN: Endangered species)은 복사앵도나무와 산개나리 2분류군이 관찰되었다. 취약종(VU: Vulnerable)은 세잎승마와 백작약 2분류군이 출현한 것으로 조사되었다. 약관심종(LC: Least Concern)은 등칡, 도깨비부채, 꽃개회나무, 지치 4분류군이 확인되었다. 자료부족종(DD: Data Deficient)는 토끼고사리와 좀사위질빵 2분류군이 관찰되었다. 그리고 국가생물 적색목록 관속식물은 총 9분류군으로 파악되었다. 멸종우려 범주에 속하는 위급종(CR: Critically Endangered)은 출현하지 않았고, 위기종(EN: Endangered)은 산작약 1분류군, 취약종(VU: Vulnerable)은 토끼고사리 1분류군이 출현한 것으로 확인되었다. 준위협종(NT: Near Threatened)은 복사앵도나무, 산개나리 및 노랑투구꽃 3분류군, 최소관심종(LC: Least Concern)은 꼭지연잎꿩의다리, 백작약, 도깨비부채 및 지치 4분류군이 파악되었다(Table 3, Fig. 3).
Table 3.
The list of rare plants on algific talus slope in Yeotan-ri, Jeongseon-gun, Gangwon-do
풍혈 내부에 출현한 산림청 지정 희귀식물은 7분류군이 확인되었고, 국가생물 적색목록 관속식물은 6분류군이 확인되었다. 멸종위기종과 위급종으로 각각 평가된 산작약이 출현하였는데, 풍혈 오른쪽 내부와 외부 경계지역 절벽 밑 물푸레나무 등의 혼효림 반그늘 숲에서 출현하였다. 각각 위기종과 준위협종으로 평가된 복사앵도나무와 산개나리 2분류군이 관찰되었다. 복사앵도나무는 풍혈 오른쪽 바위지대에서 생육하고 있고 산개나리는 바람구멍 바로 앞에 5개체가 생육하고 있었다. 취약종과 최소관심종으로 평가된 백작약 1분류군이 출현하였는데, 풍혈 왼쪽 내부와 외부 경계지역에서 조사되었다. 특히 약관심종과 최소관심종인 도깨비부채 군락이 시작되는 지역에서 2-3개체 조사되었다. 약관심종은 꽃개회나무 1분류군이 확인되었다. 자료부족종은 토끼고사리와 좀사위질빵 2분류군이 풍혈 내부 경계지역에서 산발적으로 분포하는 것으로 파악되었다.
풍혈 외부에서 출현한 산림청 지정 희귀식물과 국가생물 적색목록 관속식물은 각각 6분류군과 5분류군으로 나타났다. 우선 산림청 지정 취약종은 세잎승마 1분류군이 출현하였다. 세잎승마는 풍혈 외부 왼쪽 계곡부에서 3-4개체가 출현하였다. 약관심종은 등칡, 도깨비부채 및 지치 3분류군이 출현한 것으로 파악되었다. 등칡은 진범 등과 함께 풍혈 외부 왼쪽에서 산발적으로 출현하였다. 등칡은 비교적 안정적으로 생육하고 있어 정기적인 모니터링을 통한 관리가 가능할 것으로 생각된다. 도깨비부채는 풍혈 내부와 외부 경계지역에 소규모로 군락을 형성하여 분포하였고, 정기적인 모니터링 정도로 보전이 가능할 것으로 판단된다. 지치는 풍혈 오른쪽 절벽에서 1-2개체 출현하였으나, 집중호우 등으로 암석이 붕괴되면 지역적인 절멸이 예상된다. 하지만 해당종은 석회암지대에 널리 분포하는 종으로 전체적인 분포역을 파악하여 보전대책을 수립해야 할 것으로 판단된다. 자료부족종은 토끼고사리와 좀사위질빵으로 풍혈 내부와 외부 공통으로 분포하는 종이며, 풍혈 내·외부에 산발적으로 출현하는 것으로 조사되었다. 국가생물 적색목록은 토끼고사리, 노랑투구꽃, 꼭지연잎꿩의다리, 도깨비부채 및 지치 5분류군으로, 노랑투구꽃은 조사지역의 왼쪽 경계지역에서 2-3개체 출현하였고, 꼭지연잎꿩의다리는 풍혈주변 산발적으로 무리지어 분포하는 것으로 파악되었다.
식물구계학적 특정식물
강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈에서 확인된 식물구계학적 특정식물은 총 78분류군이었다. 전체 식물구계학적 특정식물 1476분류군의 5.28%가 출현한 것으로 파악되었다. Ⅴ등급은 산작약과 갈퀴아재비 2분류군, Ⅳ등급은 왕느릅나무, 회리바람꽃, 꼭지연잎꿩의다리 등 14분류군, Ⅲ등급은 까치밥나무, 당개지치, 좀개미취 등 21분류군, Ⅱ등급은 등칡, 왕쌀새, 찰피나무 등 16분류군, Ⅰ등급은 부싯깃고사리, 가래나무, 투구꽃 등 25분류군으로 확인되었다(Table 4, Fig. 4).
Table 4.
The list of the V~I degree taxa of Korean floristic target plants on algific talus slope in Yeotan-ri
풍혈 내부에서 출현한 식물구계학적 특정식물은 총 29분류군으로, Ⅴ등급은 산작약 1분류군, Ⅳ등급은 참골담초, 매자나무, 버들개회나무 등 7분류군, Ⅲ등급은 당조팝나무, 복자기, 털댕강나무 등 7분류군, Ⅱ등급은 오미자, 돌단풍, 회목나무 등 8분류군, Ⅰ등급은 느릅나무, 물참대, 고려엉겅퀴 등 6분류군으로 확인되었다. 풍혈 외부에서 출현한 식물구계학적 특정식물은 총 71분류군으로, 5등급은 갈퀴아재비 1분류군, Ⅳ등급은 회리바람꽃, 개버무리, 꼭지연잎꿩의다리, 갈기조팝나무 등 11분류군, Ⅲ등급은 물박달나무, 외대으아리, 쥐다래 등 20분류군, Ⅱ등급은 함박꽃나무, 돌양지꽃, 꼬리조팝나무 등 15분류군, Ⅰ등급은 회양목, 노루귀, 투구꽃 등 24분류군으로 파악되었다. 풍혈 내·외부 전체에서 출현한 78분류군 중에서 산작약, 참골담초, 산개나리, 꽃개회나무, 명자순, 백작약, 털야광나무 7분류군을 제외한 나머지 분류군 모두가 출현하였다.
한반도 북방계식물
Amarsanaa et al. (2020)는 한국과 러시아 공통 분포종 1,342분류군에서 전 세계 분포역을 가지는 분류군, 해안성 분류군, 주 분포지역이 동아시아 온대지역인 분류군, 재배 및 외래침입식물 등 727분류군을 제외한 나머지를 615분류군을 한반도 북방계식물로 목록을 작성하였다. 강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈에서 관찰된 한반도 북방계식물은 왕느릅나무, 회리바람꽃, 야광나무, 얇은잎고광나무 등 70분류군으로 나타났다(Table 5). 이 중에서 Korea National Arboretum (2010) ‘한반도 기후변화 적응 대상 식물 300’ 북방계식물 100종에 공통으로 해당되는 식물은 당개지치, 꼬리조팝나무, 돌마타리 등 8분류군으로 파악되었다. 풍혈 내부에서 출현한 한반도 북방계식물은 가는기린초, 꽃개회나무, 넓은잎그늘사초 등 23분류군으로 확인되었고, 풍혈 외부에서 출현한 한반도 북방계식물은 관중, 거제수나무, 피나무 등 63분류군이 확인되었다. 풍혈 내외부에서 공통으로 출현한 한반도 북방계식물은 토끼고사리, 참개암나무, 왕느릅나무, 오미자 등 15분류군이 확인되었다.
Table 5.
The list of the Northern lineage plants of algific talus slope in Yeotan-ri, Jeongseon-gun
석회암지대 식물
Kim et al. (2021)는 한반도 석회암지대 관속식물 목록 1,290분류군을 작성하였고, 석회암지대에 분포하는 식물 102분류군의 분포 특성을 분석하여 호석회성 식물을 지표종(Calciphilous Indicator Plant) 14분류군, 극선호종(Superative Calciphilous Plant) 30분류군, 선호종(Comparative Calciphilous plant) 58분류군으로 구분하였다. 여탄리 풍혈지에서 출현한 석회암지대 식물은 19분류군으로 파악되었다. 이 중에서 지표종은 복사앵도나무와 동강고랭이 2분류군, 극선호종은 산토끼고사리, 좀사위질빵, 참골담초 등 5분류군, 선호종은 꼭지연잎꿩의다리, 당조팝나무, 회양목 등 12분류군으로 확인되었다. 풍혈 내부에서 출현한 호석회성 식물은 산토끼고사리 등 11분류군으로 파악되었다(Table 6, Fig. 5). 특히 산작약, 복사앵도나무, 산개나리 및 참골담초는 풍혈 내부에서만 출현하여 석회암지대 풍혈에 대한 지표식물에 관한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.
Table 6.
The list of the calciphilous plants of algific talus slope in Yeotan-ri, Jeongseon-gun
외래식물 및 생태계교란식물
강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈에서 확인된 외래식물은 털비름, 유럽나도냉이, 개망초 등 20분류군이 확인되었다. 외래식물 생활형에 따른 분류는 수목이 일본잎갈나무, 복사나무, 족제비싸리 및 아까시나무 4분류군, 일년생 초본은 털비름, 민둥갈퀴덩굴, 돼지풀 및 미국가막사리 4분류군, 2년생 초본은 말냉이, 잔개자리, 흰전동싸리 등 6분류군, 다년생 초본은 유럽나도냉이, 토끼풀, 괭이밥, 봄망초 등 6분류군이 확인되었다. 원산지에 따른 구분은 우선 10분류군의 경우 토끼풀은 아프리카, 복사나무와 일본잎갈나무는 아시아, 서양민들레는 유럽, 잔개자리와 흰전동싸리는 아프리카, 아시아 및 유럽, 유럽나도냉이, 말냉이, 민둥갈퀴덩굴 및 지느러미엉겅퀴는 아시아와 유럽에서 유입되었다. 나머지 털비름, 족제비싸리, 아까시나무, 달맞이꽃, 돼지풀 등 10분류군은 북아메리카에서 유입된 것으로 파악되었다(Table 7, Fig. 6). 외래식물의 종수 / 출현식물의 총 종수 × 100 비율로 확인되는 귀화율(Naturalized Index)은 6.04%, 조사지역 내 출현한 외래식물 식물종수 / 한반도에 유입된 외래 식물의 수 × 100으로 확인되는 도시화지수(Urbanized Index)는 5.33%로 조사되었다. Kim et al. (2000)에 따르면, 산림의 귀화율은 4% 이상일 경우 교란이 있는 것으로 파악된다. 따라서 연구대상지인 여탄리 풍혈은 교란이 시작하고 있는 것으로 보인다. 하지만 도로와 인접한 곳에 위치하여 접근성이 좋아 확산에 대비해야 한다.
Table 7.
The list of spread for alien plants on algific talus slope in Yeotan-ri, Jeongseon-gun
ZA: Life form (Tr.: Tree, 1: Annual, 2: Biennial, Pre.: Perennial), YB: Origins (Af: Africa, As: Asia, Eu: Europe, nA: North America), XC: Type [Arc.: Archaeophyte, PIP: Potentially invasive plant (CAP: Concerned alien plant, UN: Uncertain plant), Invasive alien plant (CAP: Casual alien plant, NP: Naturalized plant)], WD: Degree (WS: Widespread, SS: Serious spread, CS: Concerned spread, MS: Minor spread, PS: Potential spread).
외래식물의 유입시기와 정착여부에 따른 구분은 사전귀화식물(Archaeophyte)은 말냉이, 괭이밥 등 3분류군, 잠재침입식물(Potentially invasive plant)은 관심외래식물(Concerned alien plant)과 불확실종(Uncertain)으로 나뉘는데, 관심외래식물은 일본잎갈나무 1분류군, 불확실종은 털비름과 민둥갈퀴덩굴 2분류군이 확인되었다. 침입외래식물(Invasive alien plant)은 임시정착식물(Casual alien plant)과 귀화식물(Naturalized plant)로 구분된다. 임시정착식물은 출현하지 않았고, 귀화식물은 유럽나도냉이, 미국가막사리, 미국쑥부쟁이 등 14분류군이 확인되었다.
Kang et al. (2020)은 침입외래식물의 시·군별 분포정보를 바탕으로 국내 등급을 광분포종(WS, Widespread), 심각한 확산종(SS, Serious Spread), 우려되는 확산종(CS, Concerned Spread, 경미한 확산종(MS, Minor Spread, 잠재적 확산종(PS, Potential Spread) 5개로 구분하였다. 강원도 정선군 여탄리 풍혈에서 출현한 14종의 침입외래식물 중에서 광분포종은 족제비싸리, 토끼풀, 달맞이꽃, 돼지풀 등 8분류군, 심각한 확산종은 지느러미엉겅퀴와 미국쑥부쟁이 2분류군, 경미한 확산종은 유럽나도냉이, 잔개자리 및 흰전동싸리 3분류군, 잠재적 확산종은 봄망초 1분류군으로 파악되었다(Fig. 7).
풍혈 내부에서 출현한 외래식물은 일본잎갈나무, 민둥갈퀴덩굴, 서양민들레 3분류군이었다. 일본잎갈나무는 풍혈 내부 왼쪽 경계지역에서 출현하였으나, 식재된 것으로 판단된다. 민둥갈퀴덩굴은 내부와 통하는 길목에서 소규모 군락이 형성되어 있고, 서양민들레는 1개체가 풍혈의 바람구멍 주변에서 출현하였으나, 조사 당시 물리적인 제거를 실시하였다. 하지만 지속적인 모니터링이 통하여 침입외래식물의 유입 및 확산에 대비해야 할 것이다. 풍혈 외부에서 출현한 외래식물은 일본잎갈나무를 제외한 나머지 19분류군이 출현한 것으로 확인되었다. 풍혈 외부 왼쪽 하천주변은 갈대숲이 발달되어 있는데, 하천과 갈대숲의 전이지대에서 유럽나도냉이, 지느러미엉겅퀴, 개망초, 돼지풀 등 대다수의 침입외래식물이 출현하였다. 정선군 여탄리 풍혈에서 관찰된 생태계교란식물은 환삼덩굴, 돼지풀 및 미국쑥부쟁이 3분류군으로 확인되었다. 환삼덩굴은 갈대숲에 전방위적으로 퍼져 있으나 풍혈과 중간 하천이 있어 유입에 저해를 받는 것으로 판단되었다. 돼지풀과 미국쑥부쟁이는 갈대숲과의 경계지역에 대규모 군락을 형성하고 있다. 하지만 두 종은 모두 종자가 바람에 비산하여 이동하기 때문에 확산에 대비해야 한다. 특히 정선군 여탄리 풍혈은 동대천과 도로가 맞닿은 지역에 위치하고 있다. 따라서 침입외래식물 및 생태계교란 식물의 추가적인 유입 및 확산을 대비할 수 있는 중·장기적 관리방안이 수립되어야 한다.
풍혈지의 미기상적 기능 분석
풍혈지의 미기상적 기능을 분석해 보기위해 풍혈지가 위치한 강원도 정선군의 기상자료와 풍혈 내부(바람구멍 주변) 및 외부(식물상 조사 지역)의 온도 및 상대습도를 비교하였다. 기상자료가 풍혈 외부의 온도보다 0.3℃에서 1.1℃정도 낮았지만, 상대습도는 더 높은 것으로 측정되었다(Table 8). 강원도 정선군의 11개월간 기상청 평균온도는 12.32℃로 나타났지만, 풍혈 내부는 10.15℃이고, 풍혈 외부는 10.82℃로 나타났다. 따라서 정선군의 평균기온과 풍혈 내부의 평균기온은 2.16℃, 풍혈 외부의 평균기온은 1.50℃ 차이가 나는 것으로 확인되었다. 3곳의 자료중 월간 평균기온이 가장 차이가 나는 기간은 1월로 파악되었다. 1월은 기상자료 –4℃, 풍혈내부 –7.2℃ 및 풍혈외부 –6.3℃로 각각 3.2℃와 2.3℃가 차이가 나는 것으로 확인되었다. 7월은 기상자료 25.2℃, 풍혈내부 22.2℃ 및 풍혈외부 23℃로 각각 3℃와 2.2℃ 차이가 나타났다. 여탄리 풍혈은 냉혈의 기능을 하는 풍혈로 판단된다. 하지만 3월에는 기상자료 7℃, 풍혈내부 7.5℃ 및 풍혈외부 7.9℃로 월간 기온이 약간 높은 것으로 확인되었다. 이는 적설에 의한 효과로 생각되는데, 풍혈내·외부의 상대습도가 가상자료 보다 높다. 특히 풍혈 내부보다 풍혈 외부의 상대습도가 유일하게 높게 측정된 결과로 유추해볼 수 있다. 추가적인 연구를 통하여 정선 여탄리 풍혈의 기상적인 기능을 보다 면밀히 파악하여 기후변화에 취약한 풍혈지 보전 방안과 주변 등에서 생육하는 특기할만한 식물에 대한 보전 대책 수립을 시급히 마련해야 한다.
Table 8.
The list of investigated date and comparison of temperature between internal and external algific talus slope
| No. | Date | (KMA, 2022) | Investigated area | ||||
| AZ | BY | CX | DW | EV | FU | ||
| 1 | 2021. 03. | 7.0 | 60 | 7.5 | 7.9 | 65.9 | 66.2 |
| 2 | 2021. 04. | 11.6 | 53 | 9.7 | 10.0 | 68.0 | 68.0 |
| 3 | 2021. 05. | 14.9 | 70 | 12.7 | 13.3 | 84.0 | 82.8 |
| 4 | 2021. 06. | 20.6 | 73 | 18.0 | 18.8 | 88.8 | 86.9 |
| 5 | 2021. 07. | 25.2 | 77 | 22.2 | 23.0 | 93.6 | 91.3 |
| 6 | 2021. 08. | 23.1 | 80 | 20.9 | 21.5 | 96.2 | 94.3 |
| 7 | 2021. 09. | 19.5 | 78 | 17.2 | 17.7 | 95.2 | 93.2 |
| 8 | 2021. 10. | 12.9 | 78 | 10.6 | 11.7 | 94.8 | 92.7 |
| 9 | 2021. 11. | 5.6 | 66 | 3.2 | 3.9 | 83.5 | 82.3 |
| 10 | 2021. 12. | -0.9 | 60 | -3.1 | -2.5 | 78.5 | 77.4 |
| 11 | 2022. 01. | -4.0 | 57 | -7.2 | -6.3 | 81.0 | 79.8 |
고 찰
산림 생물다양성 특정지역인 강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈지 및 주변 7,550 ㎡에 대해 관속식물상을 조사하였다. 이는 우리나라 산림면적의 62,860 ㎢ (Korea Forest Service, 2022)의 약 0.0001%에 해당되는 면적이다. 그럼에도 불구하고 여탄리 풍혈의 전체 관속식물상은 84과 203속 295종 6아종 28변종 2품종 총 331분류군으로 우리나라 관속식물 4,724분류군의 약 7%에 해당하는 식물이 분포하는 것으로 파악되었다. 풍혈 내부는 바람구멍을 기준으로 바위지대인 면적 625 ㎡를 설정하였다. 풍혈 내부에서 확인된 관속식물상은 42과 64속 78종 3아종 8변종 1품종 총 90분류군으로 전체식물분포 331분류군의 약 27.2%가 분포하는 것으로 확인되었다. 특히, 복사앵도나무, 산개나리, 산작약, 참골담초 등 특기할만한 식물들이 풍혈 내부에서만 출현한 것으로 파악되어 풍혈 내부를 중심으로 지속적인 모니터링이 요구된다.
한반도 특산식물은 총 19분류군이 출현하였다. 이 중에서 복사앵도나무와 산개나리는 풍혈 내부에서만 출현한 것으로 파악되었다. 복사앵도나무는 암석지대에서 3-4개체가 출현하였으나, 기후변화로 게릴라성 집중호우 등이 빈번하게 발생하면 암석지대가 붕괴되어 생육에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 현지내·외 보전 전략을 수립해야 한다. 산개나리는 풍혈의 바람구멍 주변에 생육하고 있어, 버들개회나무, 붉은병꽃나무 등 다른 관목들과 경계가 명확하게 구분된다. 하지만 천이가 진행됨에 따라 경쟁이 불가피할 것으로 예측된다. 따라서 지속적인 모니터링을 통하여 보전대책을 마련해야 할 것으로 판단된다. 희귀식물은 총 11분류군으로 파악되었다. 산작약 1개체가 풍혈 오른쪽 내부와 외부 경계지역 주변 물푸레나무 등이 우점하는 혼효림 반음지 숲에서 출현하였다. 하지만 1개체만 존재함으로 자생지 내 절멸이 우려됨으로 현지외 보전 전략을 모색해야 한다. 식물구계학적 특정식물은 총 78분류군이 확인되었다. 등급별로는 Ⅴ등급이 산작약과 갈퀴아재비 2분류군, Ⅳ등급이 꼭지연잎꿩의다리, 회리바람꽃 등 4분류군이 확인되었고, Ⅲ등급은 당개지치, 좀개미취 등 21분류군, Ⅱ등급은 왕쌀새, 등칡 등 16분류군, Ⅰ등급은 투구꽃, 가래나무 등 25분류군이 확인되었다. 한반도 특산식물 19분류군, 희귀식물 11분류군 및 식물구계학적 특정식물 Ⅲ등급~Ⅴ등급에 해당되는 37분류군 총 52분류군을 대상으로 장기모니터링 계획을 세우고 현지내·외 보전 전략을 마련하고 정선군 정선읍 여탄리 풍혈만의 기후변화 취약종을 선발하여 장기생태 보전대책을 수립해야 한다.
한반도 북방계식물은 70분류군이 확인되었다. 하지만 새모래덩굴과 큰기름새 등이 포함되어 추가적인 연구가 필요하다고 판단된다. 한반도 북방계식물 목록에 수록된 616종이 한반도 내에서 분류군별로 분포패턴이 다르기 때문에 나타난 오류가 일부 있는 것으로 파악되어, 본 연구에서 나온 결과를 토대로 새로운 북방계식물 목록이 작성되어야 할 것으로 판단된다. 석회암지대 식물은 지표종, 극선호종 및 선호종으로 구분된다(Kim et al., 2021). 지표종은 전 세계를 비롯하여 석회암지대에만 분포하는 한반도 고유식물이 포함된다. 복사앵도나무와 동강고랭이 2 분류군이 출현하였다. 극선호종은 국내에서는 석회암지대에서만 분포하는 식물로, 산토끼고사리, 좀사위질빵, 싸라기사초, 참골담초 등 5분류군이 확인되었다. 선호종은 국내 남부지역 또는 아고산지대 및 풍혈지 등의 비석회암지대에도 일부 분포하지만, 석회암지대에서 개체수 및 개체군이 더 많은 식물이 포함된다. 선호종은 왕느릅나무, 세잎승마, 꼭지연잎꿩의다리, 산작약, 당조팝나무, 갈기조팝나무, 회양목, 산개나리, 지치, 털댕강나무, 돌마타리, 좀개미취 총 12분류군으로 파악되었다. 이중 산개나리는 연천 동막리 풍혈에서 출현하였으나, 이 지역은 석회암지대라서 출현한 것으로 판단된다.
본 연구를 통해 강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈지는 석회암지대에 위치하여 산작약 등 석회암지역의 지표종, 극선호종 및 선호종을 다수 포함하고 있다. 또한 연구 대상지인 여탄리 풍혈의 해발고도가 350 m에서 430 m로 비교적 낮은 편이다. 따라서 정선군 여탄리 풍혈의 식물지리학 특정식물은 석회암지대를 제외한 한반도 내 식물의 수직 분포에 있어 주로 아고산 지역에서 출현하는 종으로 판단된다. 정선군 여탄리 풍혈지에서 출현한 331분류군 중에서 식물지리적 특정종은 버들개회나무 및 꽃개회나무 2분류군으로 생각된다. 버들개회나무는 한반도 특산식물로서 강원도 금강산과 계방산 등과 중죽 동북부에 주로 분포하는 종으로 풍혈 바람구멍과 주변에서 출현하였다. 꽃개회나무는 백두대간을 중심으로 주로 양지바른 산비탈과 산꼭대기에서 분포한다.
침입외래식물은 유럽나도냉이 등 20분류군으로 조사되었다. 하지만 정선군 여탄리 풍혈이 도로와 인접하고 접근성이 좋기 때문에 다양한 침입외래식물의 확산이 우려되는 상황이다. 특히 풍혈 내부 바람구멍 주변에서 다년생 국화과 서양민들레가 출현하여 확산에 따른 산토끼고사리 등과 경쟁이 불가피하므로 관리대책이 시급하다.
따라서 산림유전자원보호구역(FGRR, Forest Gene Resource Reserve) 및 기타 효과적인 지역 기반 보전 수단(OECMs, Other effective area-based conservation measures) 등으로 확대 지정하여 체계적으로 관리되어야 한다(Lee et al., 2022). OECMs은 보호지역(reserve area)으로 지정되지는 않았지만 관련된 생태계 기능 및 서비스, 그리고 문화적, 사회경제적 및 기타 지역적으로 관련된 가치와 함께 생물다양성의 긍정적이고 지속적인 현지내 보전을 유지하면서 장기적인 시간에 걸쳐 관리되는 지리적으로 한정된 공간으로 정의된다(CBD, 2018). 국내의 경우 풍혈과 국립수목원 완충지역 등 7개 용도 지역이 OECMs으로 발굴되었고, 이 결과 보호지역을 양적으로 확대하는 방안으로 OECMs이 효과적인 것으로 나타났다(Hong et al., 2017). 따라서 풍혈은 대표적인 OECMs으로 활용할 수 있을 것으로 생각된다. 그리고 주야온도차가 분명한 여탄리 풍혈에 대해 미기상학적인 연구를 통해 풍혈의 냉혈 기능 등을 면밀히 살펴봄으로써 기후변화에 선제적으로 대비해볼 수 있을 것으로 판단된다.
적 요
본 연구는 산림 생물다양성 특정 지역인 강원도 정선군 정선읍 여탄리 풍혈을 대상으로 기후변화에 취약한 북방계식물 등의 보전을 위한 기초자료를 활용하기 위하여 조사를 수행하였다. 조사는 풍혈 바람구멍을 기분으로 풍혈의 내부 625 ㎡와 외부 6,925 ㎡를 나누어 조사하였으며 총 7,550 ㎡를 조사지역으로 설정하였고, 2020년 6월부터 2021년 11월까지 계절별로 각 1~2회씩 총 9회에 걸쳐 수행하였다. 여탄리 풍혈의 관속식물은 84과 203속 296종 6아종 27변종 2품종 총 331분류군으로 확인되었다. 이는 우리나라 관속식물 4,724종의 약 7%로 나타났다. 한반도 특산식물은 버들개회나무 등 19분류군, IUCN 지정 희귀식물은 11분류군으로 확인되었다. 멸종위기등급(CR)은 산작약 1분류군, 위기등급(EN)은 산개나리와 복사앵도나무 2분류군, 취약등급(VU)은 세잎승마와 백작약 2분류군, 약관심등급(LC)은 등칡 등 4분류군 등이 확인되었다. 식물구계학적 특정식물은 총 78분류군이 조사되었다. Ⅴ등급은 산작약과 갈퀴아재비 2분류군, Ⅳ등급은 도깨비부채 등 14분류군, Ⅲ등급은 눈개승마 등 21분류군으로 조사되었다. 석회암지대 식물은 참골담초 등 19분류군이 확인되었다. 외래식물은 서양민들레 등 20분류군이 확인되었고, 귀화율 6.04%와 도시화율 5.33%로 산출되었다. 본 연구대상지인 정선 여탄리 풍혈의 식물지리학적 특정식물은 버들개회나무와 꽃개회나무 2분류군으로 파악되었다.
