본 연구에서는 나무구조의 분류분석에서 자료의 크기가 방대해짐에 따라 중요한 문제로 대두되고 있는 변수의 중요도에 대하여 사영추적분류나무를 중심으로 고찰하였다. 사영추적분류나무(projection pursuit classification tree)는 각 마디에서 사영추적을 이용하여 그룹을 잘 분리하는 변수들의 선형결합을 이용하는 방법으로 이때 사용되는 사영계수들은 각 마디에서의 분류에 대한 정보를 가지고 있다. 이를 종합하여 각 변수의 분류에 대한 중요도를 계산할 수 있다. 먼저 사영추적분류나무의 분류과정에서 계산되는 사영추적계수를 이용하여 분류를 위한 변수선택의 중요도를 계산하고 이들의 특성을 살펴보고 이를 같은 형태의 나무모형방법인 CART와 랜덤 포레스트의 결과와 비교 분석하여 사영추적분류나무의 특성을 살펴보고 비교, 분석하였다. 대부분의 자료에서 사영추적분류나무가 훨씬 좋은 성능을 보이고 있었으며 특히 상관계수가 높은 변수들이 포함되어 있는 경우에는 상대적으로 적은 수의 변수로도 잘 분류를 할 수 있음을 확인하였다. 랜덤 포레스트에서 제공하는 변수 중요도는 변수들 간의 상관관계가 높은 경우에는 사영추적분류나무의 변수중요도와 매우 다르게 나타나며 사영추적분류나무의 변수 중요도가 조금 더 나은 성능을 보이고 있음을 알 수 있다.
본 연구는 우리 나라 낙엽 활엽수림의 대표적인 수종인 신갈나무림을 분류하기 위하여 강원도 오대산, 점봉산 및 중왕산의 자연 식생 중에서 100개소를 조사하였으며, 식물사회학적 방법과 TWINSPAN에 의하여 군락을 분류하였다. 1. 신갈나무림을 식물사회학적 방법으로 분류하면 신갈나무-당단풍 군락군의 신갈나무-까치박달나무군락, 신갈나무-당단풍 전형 군락, 신갈나무-생강나무 군락 및 신갈나무-분비나무 군락으로 구분되었으며, 신갈나무-까치박달나무 군락은 다시 복장나무 하위 군락 및 전형 하위 군락으로 구분되었다. 2. TWINSPAN에 의하여 분류하면 신갈나무-복장나무 군락, 신갈나무-까치박달나무 군곽, 신갈나무-당단풍 군락, 신갈나무-생강나무 군락, 신갈나무-분비나무 군락으로 구분되었다. 3. 식물사회학적 방법과 TWINSPAN에 의한 군락 분류는 일치성을 보이고 있어 두 방법에 의한 군락 분류 방법은 상호 보완될 수 있다고 사료된다.
전북 장안산의 신갈나무림을 분류법과 서열법에 의하여 분석하였다. 분류법(식물사회학적 방법)에 의한 신갈나무림의 분석결과 신갈나무-철쭉꽃군락, 신갈나무-노린재나무군락, 신갈나무-조릿대군락의 3개 군락으로 분류되었다. CCA에 의하여 분석된 결과에 의하면 신갈나무, 철쭉꽃, 노린재나무는 고도가 높은 지역에서 분포하고, 고로쇠나무, 들메나무, 고광나무, 함박꽃나무, 까치박달은 습하고 유기물 함량 및 전질소, C.E.C등의 양료가 양호한 지역에 소나무, 굴참나무, 붉나무, 병꽃나무는 고도가 낮은 지역에서 분포하고 있다. 신갈나무림의 분포와 환경과의 상호관계를 분석한 결과 고도, 토양습도, 유기물함량, 지형, pH등이 높은 상관관계를 나타냈다.
최근 지구온난화로 인한 기후변화로 인해 지리적 분포가 한정적인 한반도 구과식물들은 점점 서식지 내 생육에 위협을 받고 있다. 이러한 구과식물의 지속이용가능한 보전을 위해서는 각 종별 형질 특성 및 분포, 생육정보 등의 기초정보 구축이 필요할 것이다. 구과식물(Pinidae, Conifers)은 전 세계적으로 나자식물(Gymnosperms)의 3/5정도인 630여분류군이 분포하는 것으로 알려져 있다(Farjon, 2008). 은행나무나 소철나무류 등 다른 나자식물과 비교하여 여러 복잡한 구조로 이루어진 구과(웅성, 자성 구과)를 형성하고, 잎은 대부분 바늘형으로 단순하며, 상록성인 특징 등으로 구분된다. 우리나라에 분포 및 식재되고 있는 나자식물 중 은행나무와 소철나무를 제외한 모든 나자식물이 구과식물에 속한다. 구과식물이 전 세계적으로 넓은 분포역을 갖지만, 종별로는 제한적인 분포를 갖는 것들이 많이 나타난다. 우리나라에 자생하는 구과식물 대부분도 동북아시아에만 분포하는 종들이 대다수이다. 한반도 구과식물은 총 5과 12속 23종 5변종 총 28분류군으로 확인되었다. 소나무과는 5속 12분류군으로 구상나무와 분비나무의 형태적 중복형질이 확인되었으며, 측백나무과는 3속 9분류군으로 눈향나무를 변종에서 종 수준으로 적용하였고, 어청도에서 해변노간주의 분포를 확인하였다. 개비자나무과는 1속 3분류군으로 수형에 따라 큰개비자나무, 눈개비자나무, 개비자나무로 구분하였다. 주목과는 비자나무속을 포함하여 2속 3분류군으로 설악눈주목에 대한 세부적인 분류학적 재검토가 필요할 것으로 판단한다. 나한송과는 1속 1분류군으로 신안군 가거도에서 나한송의 자생지를 확인하였다. 구상나무와 분비나무의 형태적 구분형질이 모호함에 따라 집단별 유전정보 분석을 통한 계통지리학적 연구를 수행하였다. 분석을 통해 구상나무는 빙하기에 북부지역의 조상종이 남하하여 분화되고, 후빙기에 중부지역까지 분포확장이 이루어진 것으로 판단된다.
본 연구는 함백산 산림유전자원보호구역의 생물다양성 증진과 체계적이고 객관적인 보전 및 관리를 위한 기초데이타 수립을 위하여 식물상과 정밀식생조사를 수행하였다. 함백산 산림유존자원보호구역에 분포하는 식물상은 83과 222속 321종 2아종 36변종 등 359분류군이 확인되었으며, 희귀 및 멸종위기식물은 산마늘, 등칡 등 총 10과 14분류군이 확인되었다. 식물구계학적 3등급 종은 15과 20분류군, 4등 급종은 8과 11분류군이 확인되었다. 산림청 특별산림보호 대상종은 3과 3분류군, 한국특산식물은 7과 10분류군이 확인되었으며 귀화식물은 9과 16분류군이 출현하였다. 함백산 산림유전자원보호구역 26개 조사구역에 대하여 정밀식생조사를 수행한 결과. 식생유형은 산지관목림, 일본잎갈나무식재림, 가래나무군락, 거제수나무군락, 거제수나무-신갈나무군락, 거제수나무-층층나무군락, 거제수나무-피나무군락, 소나무군락, 신갈나무군락, 피나무군락, 피나무-거제수나무군락 등 총 11개의 유형으로 확인되었다. 또한 식생조사와 드론을 활용하여 현존식생도를 작성하였으며, 그 결과 함백산 유전자원보호구역은 총 470.9ha로, 그 중 신갈나무군락이 총 390.8ha로 가장 넓게 분포하고 있으며, 거제수나무-신갈나무군락이 34.3ha, 산지관목림 18.5ha 순으로 대부분 10ha 이하로 나타났다.
한경 곶자왈 산림유전자원보호구역은 개가시나무와 백서향 등을 포함한 암괴지대의 상록활엽수림으로서 그 중요성이 인정되어 산림유전자원 생태보전지역으로 지정 관리되고 있다. 따라서 본 지역의 식물상을 조사하여 곶자왈의 분포식물을 파악하고자 실시하였다. 본 연구는 한라산 서쪽 곶자왈지역 중 곶자왈 산림유전자원 보호구역으로 지정된 지역을 2017년 6월부터 2017년 9월까지 20여 차례 현장조사를 통하여 표본을 수집하고 이를 기록 정리하였다. 조사지역의 식물은 총 83과 181속 236종 23변종 2품종 총 261종으로 조사결과 양치식물이 7과 18속 30종 2변종 32분류군, 나자식물이 1과 1속 2분류군, 피자식물은 74과 162속 204종 21변종 2품종 227분류군 이었다. 그 중 쌍자엽식물은 67과 139속 179종 16변종 1품종 196분류군이고, 단자엽식물이 7과 23속 25종 5변종 1품종 31분류군이었다. 조사에서 확인된 환경부 멸종위기야생식물은 개가시나무 1종 이었다. 식물 구계학적 특정식물로는 총 97분류군이 조사되었다. 등급별로는 V등급 검정개관중, 개가시나무로 2분류군, IV등급 백서향, 녹나무 등 12분류군, III등급 아왜나무, 호자나무 등 37분류군, II등급 올벚나무, 개산초 등 13분류군, I 등급 푸조나무, 자금우 등 33분류군으로 확인되었다. 한국의 적색목록 식물을 분석해보면 취약(VU)은 개가시나무, 섬다래 등 3분류군, 준위협(NT)은 백서향, 약난초로 2분류군, 관심대상종(LC)은 골고사리, 새우난초 등 9분류군, 미평가종(NE)은 빌레나무 1분류군으로 나타났다. 이 결과는 청수 저지 곶자왈 지역의 생태학적 자료로 제주도 내 곶자왈과 비교하였을 때 맹아가 발달한 종가시나무가 우점하는 지역으로 향후 상록수림 천이에 의해 상록수 아래에 자라는 식물로 낙엽활엽수가 대체될 것으로 추정되어 지속적인 조사가 요구된다.
한국산 다래나무속은 4종 2변종, 총 6분류군으로 분류하여 왔으나, 이들을 구분하는 분류학적 형질에 대한 이견이 존재함에 따라 형태학적, 해부학적, 화분학적 형질을 토대로 종의 한계를 재고하고자 하였다. 아울러, 다양한 자연집단을 관찰하였으며, 각국의 표본관에 소장된 기준표본을 포함한 건조표본들을 관찰하였다. 연구 결과, 잎의 두께, 털의 형태와 색깔, 엽형 등은 중요한 형질로 여겨왔으나 폭넓은 변이로 인해 식별형질로 부적합하였으며, 수의 형태, 동아의 돌출 정도, 인편 수, 약의 색깔, 열매 모양, 숙과기 등은 유용한 형질이었다. 털다래나무와 녹다래나무는 털의 형질에 기초하여 분류되었으나, 이들 두 분류군에서 나타나는 털은 다래나무에서도 관찰되므로 모종에 통합하였다. 결과적으로, 한국산 다래나무속 식물을 총 4종으로 정리하였고 이에 따른 검색표를 제시하였으며 이명과 기준표본을 정리한 기재문을 작성하였다.
동아시아와 북미에 분포하는 조경수목을 형태적 특성 및 분자생물학적 특성에 따른 연구 결과를 토대로 분류한 결과 8종에서 밀접한 관련성을 갖고 있었다. 자주받침꽃, 능소화, 산딸나무, 보리밥나무, 가래나무, 튤립나무, 일본목련, 잣나무는 동아시아와 북미에서 각각 밀접한 유연성을 가진 종들이 있어 이들을 조경수목쌍으로 분류할 수 있었다. 그리고, 형태적 특성이 매우 흡사한 종으로는 중국단풍나무, 고로쇠, 들메나무, 야광나무, 소나무와 곰솔, 상수리나무, 갈참나무, 떡갈나무, 신갈나무, 굴참나무, 피나무, 참느릅나무 등에서 동아시아와 북미 조경수목쌍이 존재하는 것으로 판단되었다.
한국 특산종인 노각나무(Stewartia koreana Nakai ex Rehder)의 분류학적 위치를 재검토하기 위해, 노각나무와 근연 분류군의 외부형태와 ITS 염기서열을 조사하였다. 노각나무는 일본에 분포하는 S. pseudocamellia와 외부 형태적으로 매우 유사하였으나, 노각나무는 잎이 대형이고 소화경의 길이가 2.5 cm 이상인 점에서 S. pseudocamellia와 구별되었다. ITS 염기서열을 분석한 결과 노각나무는 S. pseudocamellia와 별개의 분계조를 형성하였다. 따라서 외부형태 및 ITS 염기서열 결과는 노각나무가 S. pseudocamellia와 다른 별개의 한국 특산종임을 지지해 주었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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