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보름 어금
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1 한국환경농학회지제27권제4 호 (2008) Korean Journal of Environmental Agriculture Vol. 27, No. 4, pp 연구보문 논둑식생의식물사회학적군락분류 오영주 1) 손수인 2) 김창석 1) 김병우 3) 강병화 4)* 1) 국립농업과학원유기농업과, 2) 국립농업과학원생물안전성과, 3) 상지대학교생명과학과, 4) 고려대학교환경생태공학과 (2008년 11월 20 일접수, 2008년 12월 19 일수리) Phytosociological Classification of vegetation in paddy levee Young-Ju Oh 1), Soo-In Sohn 2), Chang-Seok Kim 1), Byoung-Woo Kim 3), and Byeung-Hoa Kang 4)* ( 1) Organic agriculture Division, National Academy of Agricultural Science, Suwon , Korea, 2) Biosafety Division, National Academy of Agricultural Science, Suwon , Korea, 3) Department of life science, Sangji University, Wonju, , Korea, 4) Department of Environment and Ecological Technology, Korea University, Seoul , Korea) ABSTRACT: The phytosociological study was carried out to investigate the structural characteristics of paddy levee vegetation in South Korea. The vegetation data of total 59 relevés were analyzed by the Zürich-Montpellier school's method. 6 syntaxa (3 associations and 3 communities) of paddy levee were recognized : Echinochlo-Digitaretum ciliaris ass. nov. hoc., Artemisia princeps-erigeron annus community, Imperata cylindrica v. koenigii community, Glycine soja-humulus scandens community, Miscantheum sinensis f. purpurascens ass. nov. hoc,, Polygonetum thunbergii Lohm. et Miyawaki Detrended correspondence analysis(dca) showed that Artemisia princeps-erigeron annus community and Imperata cylindrica v. koenigii community were positively correlated with soil hardness. Polygonetum thunbergii Lohm. et association and Miscantheum sinensis f. purpurascens ass. nov. hoc. was intimately correlated with high soil total nitrogen. Key Words: DCA, paddy levee, phytosociology, vegetation 서 논은습지식물종의서식공간으로반복적인인간의영향에의해독특한식생구조를지니고있으며논주변의가장자리는논과다른토양과수분조건으로다양한식생이발생한다. 또한논이나가장자리에발생하는식물은일사량이많은광조건하에서성장하기때문에강한빛에적응하여성장하는종이주로발생한다 1,2). 이러한농업지대의서식지특성을고려하여구분되고유형화된식생구조는식물종의양적변화및종의구성과구조에대한식생학적평가를진행할수있고논가장자리의식생구조의정의는논에유입될잡초와다양한해충과의상관관계를유추할수있다 3). 논가장자리식생은지리적위치에따른계절적변화, 토양의물리화학적특성에따른변화, 인간에의한제초, 농약살포등에의해변화 론 * 연락저자 : Tel: Fax: seedbank@korea.ac.kr 가반복적으로발생하여서식하는식물의종이매우다양한것으로알려져있다 4). 논에서의식물종조성에따른군락분류학적연구는일본에서벼군강(Oryzetea sativae Miyawaki 1960) 이구분되면서시작되었으며논식생에대한식생분류체계 (syntaxonomical hierarchy) 를확립하여왔다 5). 우리나라에서의농경지내식물연구는주로경작지내에발생하는잡초를중심으로이루어져왔고 6) 논잡초에대해서도분포와생육특성을중심으로보고되어왔다 7,8,9). 그외에도논경작지식생의군락분류에대한연구와농업지대의비오톱의구분과식생특성에대한연구도보고되었다 10,11). 이와같이우리나라의농업지대에대한식물에대한연구는경작지를중심으로한잡초분포나특성에대해집중되어이루어져있고논가장자리의식물에대한연구는미흡하다. 최근들어환경오염문제들이대두되면서자연생태계를중심으로이루어지던생태학연구가인간의영향이미치는도시주변, 농업주변의생태에관심이높아지고있다. 그러나지금까지농업지대전반에분포하고있는식생군락의식물사회학적 413

2 414 오영주 손수인 김창석 김병우 강병화 연구는거의수행된바없다. 따라서, 본연구는논둑에서식하고있는식생의분류와구조를분석하고, 각군락이서식하는환경과의상관관계를 구명하여환경유형에따른식물군락의특성을밝히고자한다. 식생조사및군락분류 재료및방법 본조사는논가장자리에분포하고있는식생을대상으로 2004년부터 2005년까지경기도 29 개, 강원도 12 개, 충청남북도 7 개, 전라남북도 4 개, 경상남북도 7개지점에서총 59개방형구를설치하여조사하였다. 식생조사는농업지대에분포하고있는군락의종조성과구조를알아보기위해 Zurich- Montpellier(Z-M) 학파의식물사회학적연구방법에준하여조사하였다 12). 방형구는균질한식분을선정하여 10 m 1 m 로설정하였고 13), 조사구의식물종은 11 계급 (+, 1, 2, 3, 4, 5, 14) 6, 7, 8, 9, 10) 의종합우점도로나누어판정하였다. 조사된식생자료에서식생단위를추출하기위해 Mueller-Dombois & Ellenberg 15) 에의한방법으로종조성표 (The vegetation table) 와종합상재도표(The synthesis table) 를작성하였고, 추출된식생단위는식물사회학의국제명명규약 (Code of Phytosociological 16) Nomenclature) 에의해명명하였다. 각군락의우점도를파악하기위하여출현한식물종의정량화된합성지수인상대순기여도(rNCD-relative Net Contribution Degree) 를이용하였다 17,18). 이계산식은피도값에대해서평균피도백분율값을적용시켰으며산출식은아래와같다. NCDi ( 절대기여도) = Ci/N ni/n (Cmin NCD Cmax) rncdi ( 상대기여도) = NCDi/NCDmax 100 여기서 Ci는식물군락내의 i종의피도총합,ni는i종이출현한조사구수,n 은그식물군락의전조사구수이다. 통계적분석군집에서식생과환경의상호작용에관여하는인자들을보다정량적이고객관적으로분석하기위하여 Ordination 분석을실시하였다.59개의식생조사표를이용하여 DECORANA (Detrended correspondence analysis) 를이용하여요인분석을실시하였다 19).DECORANA를수행한결과를토대로삼차원공간에방형구들을배열하여방형구들간의유연관계를분석하였다. 토양분석토양조사는각조사지점에서토양경도계 (Takemura, SHM-1) 와토양함수량측정기(Takemura, DM-18) 를이용하여방형구당 5개의지점에서측정하여평균을산출하였고조사지점별 A1층의토양을채취한후실내에서풍건하여토양pH, EC, 전질소를각각분석하였다. 분석방법은 ph와전기전도도(ec) 는풍건한토양시료와증류수를 1:5의비율로진탕여과한다음 ph meter(fisher accument 10) 와전기전도도계(Thermo orion 720) 로측정하였고전질소는 Kjeldahl법으로분석하였다. 결과및고찰 조사된식생자료를분석하여논둑에서식하는식물의군집구분은 3 군단, 3 군집, 3 군락으로구별되었다(Table 1). 쑥- 수크령군단의하위군집으로바랭이- 돌피군집, 쑥- 개망초군락, 띠군락, 한삼덩굴- 돌콩군락이구분되었고, 참억새 -새군단의하위군집으로억새군집과미국가막사리- 개기장군단의하위군집으로고마리군집으로분류되었다. A. 쑥- 수크령군단 (Penniseto-Artemision principis Okuda 1978) 쑥-수크령군단은양지바른길가나논둑등과같이건조하거나습한지역에서일사량이높은서식지에흔히분포하는식생형으로본군단의표징종은쑥과수크령에의해특징지어진다. 쑥-수크령군단은북으로는만주와중국까지남으로는일본전역에분포하는지리적으로광범위하게분포하는군단이다. 쑥- 수크령군단은쑥군강(Artemisietea principis Miyawaki et Okuda 1972) 과쑥군목(Artemisietalia principis Miyawaki et Okuda 1972) 에귀속된다. 이식분에는토끼풀, 개망초, 명아주등이흔히혼생하며전형적인양지성군락으로일정한답압하에형성되는경우가많다. A-1. 바랭이 - 돌피군집( 신칭 ) (Echinochlo-Digitaretum ciliaris ass. nov. hoc.) Type : Serial No. 1 in Table 1 (holotypus) 바랭이 -돌피군집은표징종인바랭이와돌피에의해구분 되며, 논과논둑, 길가등에흔히분포하는대표적인양지성 식생이다. 본군집은농경지의대표적인잡초로서전국적으로광범위하게분포를한다. 특히바랭이와돌피는건조한토 양부터습한토양에까지서식지의폭넓은환경조건범위를가진다. 본군집은초본단층구조로써경작지와경작지주변부에분포하며모내기이후에논에출현하는잡초로서군집내평균출현종수는 13 종이다. 본조사지에서는강아지풀, 닭의장풀, 토끼풀, 물피등과함께군집을형성하였다. A-2. 쑥- 개망초군락 (Artemisia princeps-erigeron annus community) 쑥-개망초군락은상급단위의진단종군이외에는특별한 진단종이관찰되지않는다. 본군락의개망초는외래식물로국내전역에분포하며논둑에서쑥과함께부분적으로서식한다. 대부분이종은건조한지역에군락을형성하고논둑에

3 논둑식생의식물사회학적군락분류 415 Table 1. Synopsis of plant communities in the paddy levee Vegetation units A A-1 A-2 A-3 A-4 B C Serial number Releve number Total number of occurring species Mean number of occurring species r-ncd Character & differential species of community Artemisia princeps Differential species of community Digitaria ciliaris Echinochloa crus-galli Setaria viridis Commelina communis Trifolium repens Echinochloa crus-galli var. echinata Rumex crispus Cyperus amuricus Differential species of community Erigeron annuus Equisetum arvense Agropyron tsukusiense var. transiens Dactylis glomerata Differential species of community Imperata cylindrica var. koenigii Achyranthes japonica Differential species of community Humulus scandens Glycine soja Character & differential species of community Miscanthus sinensis for. purpurascens Lactuca indica var. laciniata Character & differential species of community Persicaria thunbergii Bidens frondosa Persicaria viscosa Companions Persicaria hydropiper Phragmites communis Stellaria aquatica Calystegia japonica Acalypha australis Agastache rugosa Festuca ovina Amaranthus mangostanus Pilea mongolica Spiraea prunifolia for. simpliciflora

4 416 오영주 손수인 김창석 김병우 강병화 Erigeron canadensis Carex jaluensis Oenanthe javanica Vicia amoena Cassia nomame Persicaria perfoliata Urtica angustifolia Elsholtzia pseudo-cristata var. splendens Rubus crataegifolius Arthraxon hispidus Viola acuminata Chelidonium majus var. asiaticum Pennisetum alopecuroides Rubia cordifolia var. pratensis Eclipta prostrata Artemisia feddei Monochoria korsakowii Impatiens textori Eragrostis ferruginea Rumex obtusifolius Elsholtzia ciliata Sagina japonica Oenothera odorata Ixeris polycephala Poa palustris Amphicarpaea trisperma Phragmites japonica Fimbristylis dichotoma Corydalis ochotensis Eleocharis kuroguwai Lysimachia chlethroides Ixeris dentata for. albiflora Mazus pumilus Alopecurus acqualis Ludwigia prostrata Youngia japonica Centipeda minima Cardamine lyrata Oxalis corniculata Persicaria vulgaris Chenopodium album var. centrorubrum Portulaca oleraca Stellaria alsine var. undulata Ixeris dentata Circaea alpina Juncus effusus var. decipiens Cerastium holosteoides var. hallaisanense Duchesnea chrysantha

5 논둑식생의식물사회학적군락분류 417 Boehmeria spicata Trigonotis peduncularis Draba nemorosa Clematis apiifolia Eragrostis multicaulis Ambrosia trifida Menispermum dahuricum Stachys japonica Persicaria longiseta Eleusine indica Rorippa islandica Potentilla fragarioides var. major Metaplexis japonica Circaea quadrisulcata Ranunculus japonicus Viola mandshurica Artemisia selengensis Panicum bisulcatum Cuscuta australis Cyperus difformis Kummerowia striata Phalaris arundinacea Capsella bursa-pastoris Pueraria lobata Justicia procumbens Agrostis clavata var. nukabo Pteridium aquilinum var. latiusculum Calamagrostis arundinacea Scirpus fluviatilis Mosla dianthera Cyperus microiria Persicaria sieboldii Agropyron ciliare Dioscorea japonica Lespedeza cuneata Youngia sonchifolia Lepidium apetalum Carduus crispus Chrysanthemum indicum Pinellia ternata Cardamine komarovi Accidental species : Persicaria lapathifolia 0.10, Zizania latifolia 0.10, Rosa multiflora 0.40, Plantago asiatica 0.63, Aneilema keisak 0.10, Rubus parvifolius 0.40, Bidens tripartita 0.03, Stephanandra incisa 0.40, Hemistepta lyrata 0.40, Hydrocotyle maritima 0.63, Cerastium glomeratum 0.03, Polygonum aviculare 0.03, Rumex acetosa 0.57, Prunella vulgaris var. lilacina 0.10, Potamogeton distinctus 0.03, Quercus aliena 0.40, Persicaria senticosa 0.10, Sanguisorba officinalis 0.40, Sedum sarmentosum 0.03, Carex maackii 0.40, Sagittaria trifolia 0.03, Dioscorea septemloba 0.57, Athyrium niponicum 0.40, Calystegia hederacea 0.40, Veronica didyma var. lilacina 0.57, Lobelia chinensis 0.03, Solanum nigrum 0.03, Gnaphalium affine 0.03, Taraxacum platycarpum 0.57, Pilea peploides 0.03, Mollugo pentaphylla 0.63, Petasites japonicus 0.03, Rumex japonicus 0.63, Lythrum anceps 0.03, Sagittaria aginashi 0.03, Chrysosplenium grayanum 0.03, Viola verecunda 0.40, Mosla punctulata 0.03, Caltha palustris var. membranacea 0.03, Picris davurica var. koreana 0.03, Oryza sativa 0.40, Lipocarpha microcephala 0.03, Kalimeris yomena 0.03, Prenanthes blinii 0.63, Eleocharis acicularis for. longiseta 0.63

6 418 오영주 손수인 김창석 김병우 강병화 서도다습한지역보다는경사가지고건조한지역에흔히분포한다. 본군락은논둑을제초한이후에쑥이성장하지못하는시기에빠른속도로성장하여분포하는특성을지니고군락내평균출현종수는 14 종이다. A-3. 띠군락 (Imperata cylindrica v. koenigii community) 띠군락은아시아, 아프리카, 북미에까지폭넓게분포한다. 우리나라에서는전국에분포하지만중부이남으로주로군락을이루며분포한다. 대부분혼생하지않고단일군락을이루며경사진논둑에분포한다. 단층구조로되어있으며약건한토양조건에적응하며식물의높이가대부분 50 cm 내외로논둑경사지의피복식물로이용가치가높은종이다. 본군락내평균출현종수는 12 종이다. A-4. 한삼덩굴- 돌콩군락 (Glycine soja-humulus scandens community) 농경지주변에출현하는대표적인덩굴성식물군락으로흔히경사진논둑에분포한다. 일년생식물로전국적으로분포하며논둑외에도도로변, 공한지, 휴경밭등에서생육하며군락을형성한다. 본군락은다양한서식환경에적응하며한삼덩굴은줄기의가시로인해경작활동에피해주며생물다양성에도영향을미치는식물이다. 본군락내평균출현종수는 6 종이다. B. 억새군집( 신칭 ) (Miscantheum sinensis f. purpurascens ass. nov. hoc.) Type : Serial No. 5 in Table 1 (holotypus) 억새군집은우리나라초원식생을대표하는종으로표징종인억새에의해구분되며저지대에서산지에까지폭넓게분포역을가지고있다. 억새군집은참억새군강(Miscanthetea sinensis Miyawaki et Ohba 1970) 에귀속되며참억새- 새군단 (Arundinello- Miscanthion sinensis Suz.-Tok. et Abe 1959 ex Suganuma 1970) 에하위단위로포함된다. 또한참억새-새군단의참억새- 새군집 (Arundinello-Miscanthetum sinensis Horikawa et Sasaki 1959), 참억새- 솔새군집 (Themedo-Miscanthetum sinensis Itow 1974) 과참억새- 지칭개군집(Saussureo-Miscanthetum sinensis Suganuma 1970) 에대응하는군집이다. 억새군집은약건한토양에서주로서식하며논둑에부분적으로군집을형성하고있다. 억새군집은농경지주변외에도하천변, 산지등에서발생하며논둑을제초한이후에쑥, 강아지풀, 개망초등과혼생하며장기간인위적인영향없이생육지환경이지속되면천이단계에의해억새가우점종으로자리잡는다. 억새군집은전국적으로분포하며남부나해안지역으로더많은발생을한다. 본군집에출현종수는 13 종이다. C. 고마리군집 (Polygonetum thunbergii Lohm. et Miyawaki 1962) 고마리군집은하천가주변에불투수성의점토질토성으로 부영양화된입지에널리생육하고있다. 고마리는생육특성상답압이심하지않은곳에흔히분포하며논둑과같이물의높이가높지않고흐르지않는곳에선구적으로형성되는경우가많다. 이군집은가막사리군강(Bidentetea tripartitae Tx., Lohm. et Prsg. 1950) 에미국가막사리- 개기장군단 (Panico-Bidention frondosae Miyawaki et Okuda 1972) 에 속하며서식지에서는교란지에서우세한돌피, 물피, 미국가막사리등과같이호질소성식물들로구성되는경우가많다. 출현평균종수는 9종으로다른지역보다적으며대부분고마 리가우점할수록출현종수는적어진다. 논둑에서는농수로와연이어분포하는경우가많고논둑이높거나메마른지역에는거의분포하지않는다. 요인분석 (DCA) 서식지유형별로식생군락과환경요인과의상관관계를알아보기위하여 DCA(Detrended correspondence analysis) 를분석하였다 (Fig. 1). 논둑에서획득된 6개의식생군락에대한 DCA 분석결과, 1축과 2축에의해 A-1group( 바랭이- 돌피군락),A-2group ( 쑥- 개망초군락), A-3 group( 띠군락 ), A-4 group( 한삼덩굴 - 돌콩군락), B group( 억새군집 ), C group( 고마리군집) 으로구분되었다. 1축에서는토양의경도가높아질수록 A-2 group과 A-3 group 이나타나고, 2축에서는전질소의함량이높아질수록 Bgroup과 Cgroup 이구분되었다. 쑥군강에포함되는 A-1, A-2, A-3, A-4 group은좌표의하단과우측에배열되어건조하고답압이심한지역의식생으로구분되고, 습윤한토양에서식하는 C group과그중간서식환경에서자라는 Bgroup이좌표상에우측상단과중앙에배치됨으로써서식환경의특성을잘보여주고있다. 요 논둑에분포하고있는식생구조에대해식물사회학적연구를수행하였다. 총 59개조사구에대한식생자료의분석은 Zürich-Montpellier 학파의방법을이용하였다. 논둑식생조사결과 3 군단, 3 군집, 3 군락으로구분되었다 : 쑥-수크령군단 ( 바랭이 - 돌피군집, 쑥- 개망초군락, 띠군락, 한삼덩굴 -돌콩군락), 참억새- 새군단( 억새군집), 미국가막사리- 개기장군단( 고마리군집). DCA분석에서식생단위와환경과의상관관계를보면, 쑥- 개망초군락과띠군락은토양경도와양의상관관계, 습한논둑에서식하는고마리군집과서식폭이넓은억새군집은전질소와높은상관관계를나타내었다. 약 감사의글 본연구는 2008 년도농촌진흥청( 국립농업과학원) 박사후연수과정지원사업에의해이루어진것임.

7 논둑식생의식물사회학적군락분류 419 Fig. 1. Projection of 59 releves based on DCA ordination in paddy levee. 인용문헌 1. Miyawaki, A. (1977) Vegetation of Japan compared with other region of world. Kakgen. Tokyo. p Tüxen, R. (1972) Richtlinien für die aufstellung eines prodromus der europäischen pflanzengesellschaften. Vegetatio 24(1-3): Mueller-Dombois, D. and Ellenberg H. (2002) Vegetation Ecology. The Blackburn press. p 강병화, 심상인, 김창석, 노영덕 (2001) 우리나라의잡초발생특성. 한국잡초학회지 21(2), 宮脇昭. (1967) 水田의雜草群落. In: 宮脇編. 日本의植生. 學硏. 東京. pp 宮脇昭, 奥田重後 (1990) 日本植物群落圖說. 至文堂. 東京. 800p. 7. 김희동, 김영호, 주영철, 성문석, 최영진, 이동석 (1992) 최근의경기지역논잡초분포조사. 한국잡초학회지 12(1), 박종수, 조영철, 한상욱, 임갑준, 이원우, 주영철, 김영호 (2001) 경기지역발생논잡초분포및군락변화. 한국잡초학회지 21(4), 오윤진, 구연충, 박근용 (1981) 최근한국의논잡초분포에관하여. 한국잡초학회지 1(1), 김종원, 남화경 (1998) 논경작지식생의군락분류및군락생태학적연구. 한국생태학회지 21(3), Kim, Y. M. (2001) Untersuchung von flora, vegetation und biotoptypen in der dörflichen kulturlandscaft Koreas. Univ. Berlin. pp Braun-Blanquet, J. (1964) Pflanzensoniologie. Springer- Verlag. 3rd ed. Vienna. New York. p Bunce, R. G. H., Barr C. J., Gillespie M. K., HowardD.C.,ScottW.A,,SmartS.M.,vande Poll H. M. and Watkins J. W.. (1999) Vegetation of the British Countryside. Centre for Ecology & Hydrology, Natural Environment Research Council p. 4.

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04(오영주)p fm Weed Turf. Sci. 3(4):276~283 http://dx.doi.org/10.5660/wts.2014.3.4.276 Print ISSN 2287-7924, Online ISSN 2288-3312 Research Article Weed & Turfgrass Science Weed & Turfgrass Science was renamed from both