본 연구에서는 대기오염에 대한 저항성과 내충성, 항균성 등이 강하여 가로수로 많이 심어진 은행나무에 있어서, 그 잎의 파티클보드 제조 원료로서의 가능성을 모색하고자 하였다. 이를 위해 은행나무 잎을 분쇄한 다음 목재 파티클에 소량 혼합하여 파티클보드를 제조하였다. 은행나무 잎을 혼합하여 제조한 파티클보드의 물리, 기계적 성질을 조사하고 포름알데히드 방출량의 저감효과에 대해 검토하였다. 목재 파티클에 대하여 은행나무 잎을 $1{\sim}5%$ 첨가하여 제조한 파티클보드는 은행나무 잎을 첨가하지 않은 대조구에 비해 밀도, 함수율, 흡수두께팽창률 등 물리적 성질과 휨강도, 박리강도와 같은 기계적 성질은 크게 감소하지 않았으며 모두 KS 파티클보드의 기준을 만족하였다. 은행나무 잎의 혼합량에 따라 포름알데히드 방출량은 점차 감소하였으며, 특히 은행나무 잎이 3% 첨가된 파티클보드의 포름알데히드 방출량은 $2.81mg/{\ell}$에서 $1.66mg/{\ell}$로 대조구에 비해 약 40% 감소하였다. 은행나무 잎이 지닌 고유한 항균성에 덧붙여 본 연구로부터 얻어진 결과는 낙엽으로 폐기되는 은행나무 잎을 원료로 포름알데히드 방출량이 낮은 기능성 파티클보드를 제조할 수 있다는 새로운 사실을 보여주고 있다.
은행나무와 곰솔의 유식물의 산성비에 대한 생장에 미치는 영향을 알아보기 위하여 pH 5.6을 대조구로 하여 pH 4.0, 3.2와 2.4의 인공산성비를 3개월간 처리하여 생장량, 엽록소 함량과 탄수화물의 함량을 조사하였다. 은행나무와 곰솔의 유식물은 pH2.4에서 생장이 가장 억제되었으며 반면에 pH 3.2에서는 생장이 촉진되었다. 전체적인 생장량은 뿌리에 비해 지상부의 생장에서 산성비의 영향을 더 받았다. 엽록소 함량은 산성비의 산도에 따라 중요한 차이가 없었으며 은행나무 잎의 탄수화물의 함량은 포도당과 설탕의 함량이 pH 4.0에서 가장 낮았고 전분의 함량은 pH 3.2에서 가장 낮았다.
본 연구는 전통재식의 하나인 행단의 원형과 천연기념물 식물의 가치를 살펴보고 이를 통해 세종특별자치시 연기면 세종리 은행나무의 천연기념물로서의 가치를 도출한 결과는 다음과 같다. 첫째, 은행나무는 높은 환경 적응력과 실용성, 관상용 가치를 지님과 동시에 유교 및 불교사상과 관련이 깊은 다수의 수목들이 그 가치를 인정받아 천연기념물로 지정된 노거수 가운데 가장 많은 비중을 차지하고 있었다. 둘째, 은행나무의 역사 문화적 가치를 살펴본 결과, 은행나무는 공자의 유교사상을 상징함으로써 행단, 행정의 장소성을 지니게 되었으며, 불교에서는 사찰의 창건이나 고승의 업적, 민간에서는 자손의 번영과 가풍의 계승을 염원하는 상징성을 지니고 있었다. 셋째, 행단은 1024년 공자의 손자인 공도보가 사당 개축 가운데 단을 설치하고 은행나무를 식재하고 "행단"이라 명명한데서 비롯되었다. 그 후 명대 왕재진의 행단시(杏壇詩)에 행단의 수목을 홍행(紅杏)으로 기록하여 살구나무로 변용하였으나 이는 은행나무와 한자의 독음이 같은 이유에서 온 오류와 도교사상의 영향으로도 볼 수 있으나 한국은 최초의 은행나무를 사용한 행단을 고수해왔다. 넷째, 생물학적으로 세종리 은행나무는 암수 한 쌍의 구성이 특징적이며, 경관적으로도 용트림 형상의 수나무와 수직형태의 암나무가 대비를 이루고 있다. 또한 진정성과 완전성 측면에서 고려시대 충신 임난수 장군과 은행나무의 관련성이 여러 문헌에서 확인되고 있다.
서울시내의 대기오염이 식물에 미치는 영향과 대기오염의 해독 메카니즘을 규명하기 위해서 서울시의 대기오염이 높은 종로지역의 은행나무 가로수와 대기오염농도가 약간 낮은 양재동의 은행나무를 선정하였다. 은행나무 각 개체를 대상으로 엽록소함량, 광합성능력, 항산화효소의 활성을 분석하였다. 양재동의 은행나무가 엽록소함량, 광합성능력이 종로지역의 은행나무보다 높은 것으로 나타났고 항산화 효소인 APX와 GR의 활성은 종로지역의 가로수에서 높은 것으로 나타났다. 이는 종로지역의 은행나무가 대기오염이 심한 환경에서 항산화를 극복하기 위해서 항산화 효소의 활성을 높이는 것으로 짐작된다.
은행나무와 곰솔의 잎은 pH 3.2 이하의 인공산성비 처리구에서 괴사반점과 황화현상 및 조기노화 현상이 나타났다. 잎표면 구조의 관찰에서 은행나무 잎은 pH 2.4의 처리구에서 잎표면 왁스층의 침식이 심하게 일어난 반면 곰솔의 경우 pH 4.0 이하의 처리구에서 왁스층의 침식이 심하게 일어났다. 은행나무 잎은 pH 3.2 이하에서 표피세포와 해면조직에서 구조의 변화가 나타났으나 유관속조직은 정상적인 구조를 나타냈다. 엽육세포의 크기는 산도가 높아질수록 작아지고 세포간극이 커졌다. 곰솔의 잎은 표피세포보다 엽육조직과 유관속조직의 피해가 현저하였다. 은행나무의 기공의 크기와 모양은 인공산성비의 영향을 받지 않았으나 기공지수와 기공의 공극 크기는 높은 산도에서 증가하였다. 또한 인공산성비가 처리된 은행나무와 곰솔 잎의 기공들은 열려 있었다.
은행나무와 젓나무재(材)에 있어서의 방사유세포(放射柔細胞)에서 결정(結晶)이 확인(確認)되었는데 은행나무의 집정(集晶)만이 관찰(觀察)된 반면 젓나무에서는 다면체형(多面體形), 주정(柱晶)의 3종류가 관찰(觀察)되었다. 이러한 결정(結晶)은 일반적으로 자주 관찰(觀察)되었기에 수종식별(數種識別)의 한 인자(因子)가 될 수 있는 것으로 여겨졌다.
은행나무는 이식성이 좋고 열악한 환경에서도 잘 자라기 때문에 도심 가로수나 조경수로 매우 적합한 수종이다. 은행나무는 암수딴그루 식물로 수나무와 암나무의 생식기관(수꽃과 암꽃)의 비교를 통하여 성을 식별할 수 있으나, 꽃이 달리기까지 약 20년 이상이 필요하다. 가로수용 은행나무는 주로 꽃이 생성되기 이전에 식재되기 때문에 암나무와 수나무 구분 없이 가로수로 식재되어왔다. 가로수로 식재된 암나무에서 열리는 은행나무 열매는 악취를 발산하고 거리 오염을 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 유시에 수나무를 선별하기 위하여 기존에 보고된 수나무 특이 RAPD 변이체의 염기서열을 기반으로 수나무에서만 675 bp의 PCR 산물을 증폭하는 SCAR 마커(SCAR-GBM)를 개발하였다. SCAR-GBM 마커의 우성 마커 특성에 기인한 위음성(false-negative)문제를 해결하고 식별 효율을 향상시키기 위하여 SCAR-GBM 마커와 mtDNA의 atp1 영역을 증폭하는 범용 프라이머를 동시에 적용하는 multiplex PCR을 이용하였다. 그 결과 암나무와 수나무에서 공히 atp1 영역에 해당하는 1,039 bp의 PCR 산물이 증폭되었으며, 수나무에서만 특이적으로 SCAR-GBM 마커가 증폭되었다. 전국 8개 지역에서 채취된 암나무와 수나무 각 80개체에 대한 분석을 통하여 SCAR-GBM 마커와 multiplex PCR 방법의 재현성이 확인되었다.
본 연구는 국내 천연기념물 은행나무 23개체를 대상으로 8개의 microsatellite 마커를 이용하여 DNA 지문분석을 수행하였다. 그 결과, 평균 대립유전자수는 6.875개, 평균 이형접합도 관찰치와 기대치는 각각 0.711과 0.710로 나타났다. 이러한 수치는 동일한 마커로 일본 및 중국 은행나무에서 분석된 기존 연구 결과와 유사하였다. 분석된 8개 마커의 다형성 정보량(PIC) 값 및 개체식별력(PD)은 각각 0.677과 0.9999로 높은 개체식별 효율을 나타내었다. 실제 유전형을 비교한 결과에서도 모든 천연기념물 은행나무와 추가로 분석된 일반 은행나무 13개체가 모두 식별되었다. 천연기념물 은행나무에서 계산된 PIC 값을 기준으로 상위 3개의 마커(Ging06, Gb60, Gb61)에서 계산된 개체인식력과 개체식별력이 각각 $8.045{\times}10^{-5}$ 및 99.99%로 계산되므로, 이들 3개의 마커가 은행나무 개체식별을 위한 DNA 지문 분석에 우선 적용이 가능할 것이다. 본 연구의 DNA 지문 분석 결과는 천연기념물 은행나무의 관리와 후계목 육성 및 은행나무 선발 개체의 유전적 동일성 검정에 유용한 자료로 활용될 것으로 판단된다.
가을철 열매를 맺지 않아 악취가 없고 나무의 수형이 단정하여 가지치기를 하지 않아도 되는 일석삼조(一石三鳥)의 명품 가로수용 원추형(圓錐形) 은행나무가 개발되었다. 우리 나라에는 불교와 함께 3국 시대에 이미 도입된 것으로 알려지고 있으며 오늘날의 노거수는 1,000년을 묵었다는 경기도 양평군 용문사의 것 (국보 제30호)을 비롯하여 전국적으로 천연기념물 및 보호수로 많이 지정되어 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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