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지질학회지제 권제 호 년 월 한국의중서부와중부내륙의습지와유적발굴지의퇴적물로부터옥수수의화분화석에대한동정과고고화분학적인논의를하였다. 한국에서옥수수의화분화석은약 1700 cal. yr BP 에처음출현하였다. 앞으로옥수수화분화석의초기출현시점이지질시대설정에있어 1700 cal. yr BP 를지시종으로활용하고자제안한다. 옥수수는삼국시대중 후기 (3~5 세기 ) 에중국으로부터교역을통하여한국에전파돼재배되었던것으로추정된다. 옥수수화분화석의처음출현시기는중서부지역이중부내륙지역보다약 200 년앞서는것으로나타났다. 이는번성하던백제가중국과해상교역을행할때한강포구로처음유입되어일차적으로그주변에재배되었기때문인것으로간주된다. 또는지금까지불충분한연대측정결과자료로인한시간적차이의존재가능성도있다. 앞으로더많은연구지역의확보와정밀한연대자료가수반된화분분석자료가축적되면이문제는곧해결될수있을것으로기대한다. : 고고화분, 옥수수화분, 후기홀로세, 한국 ABSTRACT: Prehistoric maize pollen (Zea mays ssp. mays L.) recovered from western central region and central inland of Korea was taxonomically identified and archaeopalynologically discussed. The first appearance datum (FAD) of prehistoric maize pollen is about 1700 cal. yr BP and it can be used as potentially age index in Korea. Prehistoric maize pollen may infer that foreign maize has imported into Korea by ocean- or land-trade with China, during the middle to late era of the Three States, 3-5 centuries. Moreover, FAD of prehistoric maize pollen in western central region (Paju, Ilsan and Cheonggye-cheon) is about 200 years earlier than that in central inland (Jincheon and Osong). The probably reason is that inception of maize domestication in Korea began first at place near port of the Han River by prosperous Baekjae State. Subsequently maize cultivation may has been spread to neighboring area. Another possibly reason is that lack of age dates give rise to time lag between two regions. The question issued herein will be solved when high resolution age-controlled pollen spectra are obtained. Key words: Archaeopalynology, maize pollen, late Holocene, Korea (Sangheon Yi, Geologic Environment Division, Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources) 지난수십년동안신석기 과거 만년 유적지에서화분 종자 식물규소체그리고탄소동위원소연대측정자료등을기반으로자연에대한인간행위연구가집중적으로이루어졌다 그결과선사인들의 농경생활상 농경기원 농경전파 과문화생활상을보다 충실히재현할수있었다 예를들면 중국의경우탄소동위원소연대측정자료를수반한고해

상도의고고식물학적분석 화분 종자 식물규소체 과종자의유전학적분석을통하여농경의개시기와전파경로를복원하였다 밀과보리경작같은밭농사의경우고대농업발원지인서남아시아의밭농사시기인약 와대비된다고해석하였다 반면습지에서만경작할수있는벼농사의경우황하강과양자강유역에서약 에농경활동이이루어졌다고추정하였다 한국에서도홀로세내륙습지와호수 윤순옥 이상헌외 황상일 윤순옥 그리고신석기유적발굴지 김정희 윤혜수외 최기룡 의이탄층에서산출된화분화석자료를이용하여자연환경변화와선사인들의생활상을복원한연구가진행되고있다 이들연구는벼 의화분화석의산출과빈도수의변화에근거하여벼농사개시기를밝힌바있다 밭농사의지표식물인메밀과밭두렁등지에서생육하는쑥 질경이화분화석의산출과빈도수의변화를이용하여밭농사시기와경작형태등을논하였다 또한참나무속화분화석산출의급감과소나무속화분화석의급증은선사인들의주거공간과경작지확보의목적으로주변산지의벌목과화전같은자연식생에대한인간행위로해석을하였다 이상헌외 그러나아직까지국내화분연구에서밭농사의지표식물로이용될수있는옥수수화분화석에대한논의는전무하다 최근에한국의중서부지역에서약 부터옥수수로동정되는화분화석이산출되는것으로보고되었다 이상헌외 이상헌 이상헌 이것은향후특정화분자료를통하여탄소동위원소연대자료가수반되지않은상황에서도간접적인연대설정이가능하다는것에그의미가크다고볼수있다 이논문의목적은한국의옥수수화분화석에대하여고고화분학적으로예비고찰하고자한다 또한이자료가앞으로홀로세후기의퇴적층을대상으로화분연구를수행할때참고가될수있는기본자료를제공하는것이다 한국의육상에분포하는내륙습지퇴적물은홀로세에형성된것이대부분이다 이상헌 홀로세습지퇴적물중지표에노출된최상부표층은 년대산업생산및생활난방원료로사용되었거나 오늘날수전농경지로사용되어소실또는교란되었다 예 평택습지의이탄그리하여홀로세후기 특히과거 년의자연환경변화정보를간직하고있는대상습지퇴적층을찾기가어려운실정이다 최근에는대규모의산업단지 주거와편의시설들의수요증가에따른건설부지가개발되면서홀로세퇴적체들의노출이점차적으로증가하고있다 그리하여홀로세후기의자연환경변화와인간생활사에대한연구기회가많아지고있다 이번연구지역들도이런연구일환으로수행된곳들로서중서부지역은경기도일산 파주 서울청계천이고중부내륙지역은충북진천면송두리와오송면원평리이다 그림 표 중서부의일산과파주 운정지역은한강하류역의낮은구릉하부에위치하고있다 이들지역을중심으로남쪽은비교적평탄한범람원과고도 이하의낮은구릉이소규모로분포한다 북쪽과동쪽으로는고도가각각 와 정도높이의구릉 Table 1. Sites of palynological data of late Holocene used in this study. Site Latitude Longitude Area Reference Ilsan 126º 44' E 37º 41' N Gyeonggi Province Yi et al. (2005) Paju 126º 44' E 37º 42' N Yi (2008b, unpublished) Cheonggye-cheon 126º 58' E 37º 34' N Seoul, Capital City Yi et al. (2008a) Jincheon 127º 27' E 36º 52' N Chungbuk Province Yi (2009a, unpublished) Osong 127º 19' E 36º 38' N Yi (2009b, Unpublished)

Fig. 1. Modern vegetation map of Korea (modified from Yim and Kira, 1975), and landsat imagery of the Korean Peninsula. Numbers indicate sites for pollen analyses in this study and see Table 1 for detailed information of each site. 30-years mean annual temperature and precipitation in Gangwha-do (A), Seoul (B) and Cheongju (C) areas (from Korea Meteorological Administration, http://www.kma.go.kr). 으로둘러싸여있다 연구지역저지의계곡들은주로논으로이용되고있으며 주변구릉지는산림 주택및논으로이용되고있다 중부내륙인진천지역은북서 남동방향으로흐르는미호천과백곡저수지에서발원한백곡천이흐르는수계주변으로충적층이넓게분포하고있다 이들두강이합류하는미호천수계는선캄브리아기의화강암질편마암과경상누층군이분포하는초평면 문백면일대에서북동 남서방향으로발달하는지질경계면을따라좁은수로가곡류하는특징을나타낸다 퇴적물로부터화분화석을추출분석하기위해표준실험방법을이용하였다 의건조된퇴적물시료에염산 농도 과불산 농도 반응처리하여석회질과규질의교결물질을각각제거하였다 두반응처리후남은유기 무기잔류물은 망사의나일론체로습식체질을하였다 체위에걸러진잔류물은염화아연비중액 으로비중처리하여유기잔류물만분리하였다 수산화칼륨액 농도 반응처리로불필요

Fig. 2. Sketch of maize pollen, Zea mays spp. mays L. Zea-type pollen being subspherical, monoporate, annulate, essentially scabrate under light microscopy, with relatively evenly distributed scabrate under scanning electron microscopy and with a major diameter of 59~85 µm. Note: terminologies herein adapted from Faegri et al. (1989). 한섬유질이나부식물질을제거하여최종적으로화분만추출하였다 현생옥수수의화분은개화시기인 월에대전주변옥수수밭에서채집을하였다 채집한옥수수화분은자연건조와냉동건조를시킨후관찰하였다 화석과현생은광학현미경과전자주사현미경관찰을수행하였다 화분의외벽의형태와구조적특징은광학현미경으로관찰하였다 외벽표면의형태적특징관찰은전자주사현미경을이용하였다 식물규소체는인도의 에분석의뢰하였다 옥수수 는북아메리카원산인외래식물로서식물분류학적으로벼 의한해 살이풀이다 벼과화분의가장큰형태적특징은 개의발아공과발아공의주위에두꺼운외벽으로된띠구조 를가진구형 이다 그림 이런형태적특징은다른초본화분과쉽게대별된다 벼과화분의크기 는매우다양하다는벼과의화분에서직경 을기준으로옥수수화분을다른벼과화분으로부터 차적으로분류하였다 이크기를기준하여분류한결과한국의옥수수화분화석의크기는 범위안에분포하며평균크기는 이었다 표본 개체옥수수화분의외벽표면 은기본적으로 로된단독돌기가동일한크기로균질하며조밀하게분포하고있다 그림 도판 다른벼과의외벽표면은단독돌기와 개의단독돌기가집합한소형의도상돌기 예 벼 또는 개이상의단독돌기가합쳐져있는도상돌기 예 갈대 로되어있다 김정희 이런외벽표면의형태적특징이다른벼과화분과분명하게구별된다 또한광학현미경하에서도 돌기를관찰할수있지만 도판 그림 표본에따라서부분적으로상이하게관찰되는것도있었다 도판 그림 이는아마도보존상태에의한결과라고생각된다 외벽의두께는 이며평균은 이다 표본 개체 옥수수의식물규소체는주로아령형 도판 그림 혹은론델형 도판 그림 론델구형 도판 그림 및론델편장형 도판 그림으로이루어진규소괴가대부분이다 론델형은원추형의꼭지부분이잘린형태이다 한국중서부인한강하류역의경기도파주시운정지역의이탄층에서는옥수수화분화석이약 에출현한다 그림 반면중부내륙인충북진천송두리공장조성부지의이탄층에서는옥수수화분화석이약 에출현한다 그림 이화석은밭농사의지표식물인메밀화분화석과함께비슷한시기에산출되는것으로나타났다 메밀화분화석과함께산출되는것은그당시옥수수가야생종이아닌경작식물이었음을뒷받침해준다 광학현미경과전자주사현미경의관찰을통해현

Fig. 3. (A) Pollen diagram of Paju-Unjeong site (Core UJ12), Gyeonggi Province located in western central region of the Korean Peninsula. Zea mays spp. mays L and Fagopyrum are first appearance at about 1710 yr BP. (B) Pollen diagram of Jincheon, Cheongju-si, Chungbuk Province belonging to central inland. Zea mays spp. mays L. and Fagopyrum first appear at about 1550 yr BP. Pollen grains were not recovered from coarse sand sequence interval of depth 247-212 cm.

Fig. 3. contiued.

Fig. 4. Prehistoric maize pollen occurs from western central region (Ilsan, Paju and Cheonggye-cheon) and central inland (Jincheon and Osong) of the Korean Peninsula. Occurrence of Zea mays spp. mays L. is shown in individual. Red bar chart indicates relative proportion (%) occurrence of buckwheat pollen, Fagopyrum. Cross marks show appearance of maize phytolith. First appearance datum (FAD) of prehistoric maize pollen in the western central region is somewhat earlier than in central inland area. No recovered soil samples are from top section of all study area except Paju, because of lost or disturbed sediments due to human disturbance such as agricultural cultivation. 생과화석화분의형태적특징을비교검증하였다 도판 식물규소체는파주의시료를분석하여옥수수화분화석의산출가능성에대하여보충자료로사용할수있었다 도판 이논문에서는광학현미 경 전자주사현미경및 식물규소체분석을통하여옥수수의화분동정에신뢰도를높일수있었다 지금까지화분분석자료를이용한한반도의농경문화관련연구는주로벼농사개시기에집중적으로

논의되었다 예 김정희 윤순옥 최기룡 황상일 윤순옥 선사인들이수렵생활에서농경정착생활로전환되면서쌀을주식으로하는식생활로패턴이바뀌었다 그런까닭에고고학자들에게는벼농사개시기가언제까지거슬러올라가는지가중요한관심이었다 상대적으로학자들에게밭농사의개시기와전파경로에대한관심도는낮았다 특히한국에서옥수수경작시기와관련하여역사문헌자료나자연과학적분석자료는아직까지전무한상태이다 아마도과거 년동안의자연환경변화정보를간직한젊은퇴적층이많이발견되지못했던것이첫번째이유일것이다 그렇지만최근에유적지의시굴조사와육지의이탄층에대한조사가활발해지면서젊은퇴적층에대한연구기회가많아졌다 따라서새로운자연과학적인결과획득과이에대한중요한해석들이도출되고있다 옥수수의화분화석은한반도중서부 이상헌외 이상헌 와중부내륙 이상헌 에분포한이탄층에서풍부하게산출되었다 이연구지역들로부터옥수수화분화석은메밀화분화석과함께대부분약 의층준에서처음으로출현하는것으로보고되었다 그림 한국에서옥수수화분은지질연대설정과지층대비에유용한화석으로활용될수 있을것이다 시대지시종으로서의활용가능성은미래에더많은분석자료가축적되면충분히입증되리라생각한다 따라서이논문에서는옥수수화분화석을과거 을나타내는시대지시종으로제안하고자한다 옥수수의기원에대한여러가지설이있지만 북아메리카인멕시코가원산지로서약 부터재배되었다 그이후선사인들의교역과같은방법으로여러지역으로전파되었던것으로알려져있다 아시아에서는북아메리카와인접한유럽을경유하여서남아시아에서육로로전파되었다는화분화석연구자료가보고되었다 중국에서는당나라초기 세기 에서남아시아로부터실크로드를통해서전파되어경작되었다고화분화석자료를근거로해석하였다 초기연구단계로서정확한전파경로를추적하기는어렵지만 아마도삼국시대중 후기에중국과의교역에의한육로또는해상경로를통하여한국에전파되었을것으로추정한다 옥수수화분화석이메밀화분화석과함께산출되는것은그당시에옥수수가야생종인아닌경작식물로이용되었음을뒷받침해준다 본연구에서특이한것은옥수수화분화석의처음출현시기가지역에따라약간의시간적편차를보여주고있다는점이다 그림 서울과경기의중서부지역에서는약 에처음으로출현한후계속적으로산출된다 충청내륙지역에서는약 Table 2. Radiocarbon dates used in this study. Calendar years are recalculated on the basis of CalPal2007 online (Danzeglocke et al., 2008). *after Yi et al. (2008) Location Jincheon Osong (Wonpyeong) Seoul* (Cheonggye -Cheon) Paju (Unjeong) Sample No. Depth (cm) Material 13 C ( ) Conventional 14 C age (yr BP) Calendar age (2, yr BP) Calendar year Laboratory No. SD-4 265 Sediment bulk -26.3 1550±40 1553±51 AD 497±51 ISa080080 SD-3 275 Sediment bulk -28 1600±40 1483±49 AD 467±49 ISa080079 SD-1 295 Sediment bulk -25.7 1670±40 1594±52 AD 356±52 ISa080077 M-12-6.S 210 sediment bulk -17.5 1580±40 1471±47 AD 479±47 M-12-6-6.s CKK-15 365 organic mud -27.5 1420±60 1340±40 AD 610±40 GX-30894 CKK-9 440 plant fragments -26.4 2040±90 2022±108 BC 72±108 GX-30893 UJ-12-1-11 11 plant fragments -30 modern modern modern IWD070117 UJ-12-1-49 49 sediment bulk -28 410±40 434±71 AD 1516±71 ISA080022 UJ-12-2-06 61 sediment bulk -25 1250±40 1188±61 AD 762±61 ISA080023

에처음으로출현하는것을볼수있다 위도와지리적위치에따른약 년의시간적차이를나타내고있다 이것은번성하던백제가중국과해상교역에의한여러가지작물과함께한강포구쪽으로들어오면서이곳에서먼저경작이시작되었을가능성도있다 또는아직까지연대측정결과자료가충분하게제공되지못해발생한시간적차이의존재가능성이있다 향후더많은연구지역의화분분석자료가축적되고충분한연대측정결과자료가수반되면이런문제는곧해결될수있을것으로기대한다 한국의중서부와중부내륙의습지와유적발굴지의퇴적물로부터옥수수의화분화석에대한분류학적동정과고고화분학적인논의를하였다 광학현미경과전자주사현미경관찰로현생과화석의형태적특징을비교하여화석동정에대한신뢰도를높일수있었다 또한식물규소체분석자료를옥수수화석의보충자료로활용하였다 한국에서옥수수의화분화석은약 에처음출현하였다 향후 이후퇴적층에서지질연대설정과지층대비하는데있어옥수수화분화석의초기출현시점이 를지시하는것으로제안하고자한다 옥수수는삼국시대중 후기 세기 에중국과의교역에의한육로또는해상경로로한국에전파되어재배되었던것으로추정된다 옥수수화분화석의처음출현시기는중서부지역이중부내륙지역보다약 년앞서는것으로나타났다 이것은번성하던백제가중국과해상교역을할때한강포구로처음유입되어그주변에제일먼저재배되었을것으로간주된다 또는지금까지연대측정결과자료가충분하게제공되지못해발생한시간적차이의존재가능성도있다 앞으로더많은연구지역의확보와정밀한연대자료가수반된화분분석자료가축적되면이문제는곧해결될수있을것으로기대한다 본논문은한국지질자원연구원기본사업인 극한재해와해수면변동예측을위한돌발기후변화연 구 과제의일한으로수행되었다 진천송두리의분석시료는충청문화재연구원으로부터제공되었다 전자주사현미경작업에협조해준한국지질자원연구원조성백박사님께감사한다 본논문의심사과정에서많은조언과건설적인비판을통해논문의질적향상에많은도움을주신목포대학교정철환박사님과경희대학교윤순옥교수님께깊은감사를드린다 김정희, 1994, 고양가와지유적출토벼과꽃가루의연구 - 벼농사와관련하여 - 석사학위논문, 충북대학교, 39 p. 윤순옥, 1996, Holocene 후기삼천포해안충적평야지형발달과환경변화. 한국지형학회지, 3, 83-98. 윤순옥, 1997, 화분분석을중심으로본일산지역의홀로세환경변화와고지리복원. 대한지리학회지, 32, 15-30. 윤혜수, 이종덕, 김향숙, 박순발, 2002, 부여군노화리제 4 기고경작지에서산출된화분, 포자에의한고기후해석. 한국고생물학회지, 18, 11-26. 이상헌, 2008a, <Review> 호수및습지퇴적물에함유된화분을이용한고기후연구동향. 지질학회지, 44, 105-117. 이상헌, 2008b, 파주 - 운정문화재 44 지점에서산출된화분분석. 한국지질자원연구원보고서, unpublished. 이상헌, 2009a, 충북진천송두리공장조성부지에서산출된화분군집. 한국지질자원연구원보고서, unpublished. 이상헌, 2009b, 충북청주오송과학단지조성부지에서산출된화분군집. 한국지질자원연구원보고서, unpublished. 이상헌, 전희영, 윤혜수, 1999, 화분분석에의한한국중서부저지대의 4000 년전이후고환경. 한국제 4 기학회지, 13, 1-23. 이상헌, 류은영, 김주용, 남욱현, 양동윤, 신숙정, 2005, 경기도일산이산포지역의후기홀로세고환경변화연구 : 화분과규조분석. 지질학회지, 41, 295-322. 최기룡, 2003, 한반도의벼농사개시기와자연환경. 한국고고학회 한국농경문화의형성, 9-24. 황상일, 윤순옥, 2005, 한반도신생대제 4 기식생및기후환경변화. 지리학논구, 24, 154-180. Bellwood, P., 2005, First farmers: the origin of agricultural societies. Blackwell Publishing, 362 p. Boyd, M., Surette, C., Nicholson, B.A., 2006, Archaeological evidence of prehistoric maize (Zea mays) consumption at the northern edge of the Great Plains. Journal of Archaeological Science, 33, 1129-1140. Cavalli-Sforza, L., Menozzi, P. and Piazza, A., 1993, Demic expansions and human evolution. Science, 259, 639-646. Danzeglocke, U., Jöris, O. and Weninger, B., 2008, CalPal-