하천변 식물 군집 내에 공존하는 자생식물과 침입외래식물의 기능형질 차이 분석
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본 연구가 추구하는 궁극적인 목표는 침입외래식물들이 다양한 빈도로 자생식물들과 공존하고 있는 하천변 식물 군집을 대상으로 침입외래식물이 자생식물군집에 성공적으로 정착하여 번성하는 기작을 이해하는 것이다.더 나아가 침입외래식물이 군집의 일원이 됨에 따라 식물 군집 전체의 생태적 기능에 어떤 변화가 생기는지 파악하는 것이다.궁극적 목표를 달성하기 위해 본 연구에서는 침입생태학 분야에서 최근 활발히 시도되고 있는 기능형질을 이용한 연구법(trait-based approach)를 활용하여,하천변 식물 군집내 침입외래식물과 자생식물의 다양한 기능형질들을 측정하여,형질들 사이의 연관성을 파악하고,형질들 중 침입외래식물의 성공적 침입에 기여하는 것으로 생각되는 형질을 찾아내며,그로부터 하천변 식물 군집의 형성에 주로 영향을 미치는 환경인자를 추정하고 실험적으로 확인할 것이다.또한,침입외래식물의 형질 양상과 자생식물의 형질 양상 분석을 통해 하천변 식물 군집 형성에 기여하는 무생물적 환경요소와 생물적 환경요소의 역할을 규명할 것이다.마지막으로 침입외래식물의 풍부도에 따라 식물 군집의 기능(영양순환)이 어떻게 달라지는지 실험을 통해 확인할 것이다.
침입외래식물의 의도적,비의도적 유입빈도가 점점 증가하고 국내생태계의 교란정도도 점점 심해지고 있음에 따라,국내 자생생물을 보호하고 생태계의 건강성을 유지하고자 하는 노력도 정부와 학계를 불문하고 점점 증가하고 있다.그간의 정부의 접근방법은 비자생 외래생물 중 특히 확산력이 크고 교란잠재성이 큰 종들을 선정하여 분포 및 확산 양상을 파악하고 물리적으로 제거하는 것이다.학계에서는 미기록종을 찾아 보고하거나,관심을 가질 필요가 있는 종의 분포양상과 확산정도를 파악하는 등의 연구가 주로 이루어져 왔다.침입생태학적 관점에서,비자생종이 원래의 서식지가 아닌 곳에 도착하면 그곳에 성공적으로 정착하여 새로운 지역 생물군집의 일원이 되고 그 수를 확대하며 번성하기 위해 여러 과정들이 필요하며,이는 여러 생물종들이 모여 군집을 형성하는 과정과도 유사하다.그에 대한 연구가 전 세계적으로 오랫동안 진행되어 왔고,Darwin's naturalization 가설이나 environmental filtering 가설 등 여러 가설들이 주요 기작으로서 그 역할 여부 및 중요성 여부 등이 꾸준히 시험되어 왔다.생물이 소유한 기능형질(functional traits)을 이용하여 생태학적 과정 및 기능을 파악하고자 하는 연구가 최근들어 더 큰 관심을 받으며 다양한 분야에서 시도되고 있다.군집의 구성원 각각의 형질들이 모여 군집 전체의 형질을 형성하며,이 형질이 기능과 연관되어 있고,이를 이용하여 환경 변화에 대한 군집의 반응을 예측할 수도 있음을 여러 연구 결과들이 시사하고 있다.침입생태학 분야에서도 침입외래생물의 기능 형질을 이용하여 이들의 침입 성공 기작을 파악하고 침입 결과를 예측하고자 하는 연구가 최근 들어 세계적으로 활발하게 진행되고 있다.그러나 국내의 경우엔 아직 기능형질을 연구에 이용하고자 하는 시도가 거의 이루어지지 않고 있으며,따라서 참고하거나 이용가능한 자료가 거의 없는 실정이다.본 연구는 그런 면에서 국내에서의 새로운 시도라 할 수 있고,본 연구를 통해 얻을 수 있는 데이터는 향후 국내 침입외래생물을 제어하는 새로운 시각을 제시할 수 있다.본 연구는 낙동강 수변 식물 군집을 연구대상으로 선정하여 침입외래식물의 성공적인 침입 기작을 기능형질을 이용한 연구방법으로 파악하고자 한다.본 연구로 알아보고자 하는 것 첫 번째는,식물 군집내 침입외래식물이 성공적으로 침입하는 이유를 침입외래식물의 형질로 파악할 수 있는가이다.본 연구에서는 식물 군집내 침입외래식물의 형질이 자생식물의 형질과 차이가 있을 것으로 예상하며,예상이 맞다면 군집의 구성원과의 형질 차이의 정도가 침입성공을 결정한다는 최근의 가설을 지지하는 결과가 된다.또한,군집내 공존하는 침입외래식물들 간에는 형질의 차이가 크지 않을 것으로 예상하고,이는 침입외래식물이 침입한 장소의 환경요인이 어느정도는 filtering 역할을 한다는 것을 의미하게 된다.본 연구에서 알아보고자 하는 것 두번째는 침입외래식물과 자생식물의 형질의 차이의 양상이 식물 군집 전체의 생태적 기능에 영향을 미칠 것인가이다.본 연구에서는 침입외래식물이 군집의 구성원이 되면서 군집 전체의 평균 형질을 변화시키며 그에 따라 필연적으로 군집 전체의 평균 형질이 변하게 되고,그 변화는 군집의 기능의 변화로 이어질 것으로 예상한다.
본 연구를 통해 일차적으로는 2008~2012년의 국가사업으로 낙동강 수변 생태환경이 변화한 이후 10여년이 지난 지금 그 지역 식물군집 및 생태계가 어떻게 형성되어 있는지 파악할 수 있는 실험 데이터를 생산할 수 있다.생산되는 군집 데이터는 광범위한 장소에 걸쳐 50개 이상의 많은 반복수로 조사하는 데이터로,그 자체로 향후 여러 후속 연구에 필요한 기초자료로서 유용한,가치있는 데이터가 된다.또한 학문적으로 본 연구과제에서 적용한 형질을 이용한 연구(trait-based research)방법은 침입생태학(invasion ecology)분야에서 최근 세계적으로 큰 관심 속에 다양하게 활발히 시도되고 있는 연구 방법이지만 국내에는 아직 적용 예가 미비하다.이러한 상황에서 본 연구는 침입외래식물이 국내 생태계에 정착하여 자생종과 공존하며 기존 생태계를 변화시키는 기작(mechanism)을 이해하기 위해 식물의 기능형질에 근거한 연구방법을 적용하고자 하는 국내에서는 찾아보기 어려운 시도이며,그러므로 향후 유사 후속 연구들이 많이 시도될 때에 유용한 참고자료가 될 것으로 확신한다.그리고 응용적 측면에서는 본 연구를 통해 침입외래식물의 정착 기작,자생종과의 상호작용 기작,그리고 침입외래식물에 의해 식물 군집 전체의 생태적 기능이 변화되는 양상을 더 잘 이해함으로써,결과적으로 침입외래식물을 효과적으로 제어하고 자생식물자원을 보호하고자 하는 국가 정책에 유용한 참고자료가 될 것으로 기대한다.