Floristic features of upland fields in South Korea

(1)

Korean J. Environ. Biol. 38(4) : 528-553(2020)

https://doi.org/10.11626/KJEB.2020.38.4.528

Original article

우리나라 밭 경작지에 출현하는 식물상 특성

김명현*, 어진우, 김민경, 오영주¹

농촌진흥청 국립농업과학원 기후변화평가과, ¹(주)미래환경생태연구소

Floristic features of upland fields in South Korea

Myung-Hyun Kim*, Jinu Eo, Min-Kyeong Kim and Young-Ju Oh¹

National Institute of Agricultural Sciences, RDA, Wanju 55365, Republic of Korea

1Institute for Future Environmental Ecology Co., Ltd, Jeonju 54883, Republic of Korea

Korean J. Environ. Biol.

38(4) : 528-553(2020) ISSN 1226-9999(print) ISSN 2287-7851(online)

Korean Journal of Environmental Biology

* Corresponding author Myung-Hyun Kim Tel. 063-238-2503

E-mail. [email protected]

Received: 29 September 2020 Revised: 3 November 2020

Revision accepted: 4 November 2020

Abstract: Upland fields are characterized by dry environments, a high degree of disturbance by farming practices such as double-cropping, and a high diversity of crops compared to other field types. This study focused on the floristic composition and characteristics of upland fields in South Korea. Flora surveys were conducted in 36 areas in nine provinces at two times(June and August) in 2015. The results showed that the vascular plants in the upland fields in South Korea included 532 taxa, containing 100 families, 322 genera, 483 species, nine subspecies, 37 varieties, one form, and two hybrids. Among the 100 families, Asteraceae was the most diverse in species(75 taxa), followed by Poaceae(68 taxa), Fabaceae(34 taxa), Polygonaceae(21 taxa), Rosaceae (19 taxa), and Liliaceae(17 taxa). Based on the occurrence frequency of each species, Acalypha australis L.(100%), and Artemisia indica Willd.(100%) were the highest, followed by Humulus scandens(Lour.) Merr., Rorippa palustris(L.) Besser, Conyza canadensis(L.) Cronquist, Erigeron annuus(L.) Pers., Lactuca indica L., Commelina communis L., Digitaria ciliaris(Retz.) Koeler, Echinochloa crus-galli(L.) P.Beauv., Cyperus microiria Steud., and Oxalis corniculata L. The biological type of upland fields in South Korea was determined to be Th-R5-D4-e type. Rare plants were found in 11 taxa: Taxus cuspidata Siebold & Zucc, Magnolia kobus DC, Clematis trichotoma Nakai, Aristolochina contorta Bunge, Buxus sinica(Rehder & E.H.Wilson) M.Cheng var. koreana(Nakai ex Rehder) Q.L.Wang, Melothria japonica(Thunb.) Maxim, Mitrasacme indica Wight, Lithospermum arvense L., Carpesium rosulatum Miq., Allium senescens L., and Pseudoraphis sordida(Thwaites) S.M.Phillips & S.L.Chen. Ninety-seven taxa contained naturalized plants composed of 24 families, 68 genera, 97 species, one variety, and one form. The urbanization and naturalization indices were 30.5% and 18.4%, respectively.

Keywords: biological type, flora, life-form, upland field, South Korea

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http://www.koseb.org

Floristic features of upland fields

서 론

우리나라 밭 경지면적은 통계조사 시작 연도인 1975^년 963,093ha^{로 가장 넓었으며}, ^{가장 좁은}2007^년(711,647 ha)까지 느린 감소 추세를 보이다가 최근 10^{여 년 동안} 은 큰 변화를 하지 않고 있다(^{국가통계포털}, www.koisis.

kr). ^현재(2018) 밭 작물의 재배면적은 50,600ha^{로 콩이} 가장 넓었고, ^{다음으로 고추}(28,800), ^마늘(28,400), ^양파 (26,400) 순으로 재배되고 있다.

경작지는 작물의 재배를 위하여 지속적으로 인간의 교 란이 가해지는 곳이다. 특히 밭 경작지는 한 해에 두 가지 작물을 재배하는 이모작 등에 의해서 다른 농경지에 비하 여 교란 정도가 더욱 심하며, 건조한 환경조건을 가지기 때문에 상대적으로 생활력이 강하고 번식력이 뛰어난 식 물이 주로 생육한다. 최근에는 국제 교류가 활발해지면서 국외에서 국내로 유입된 외래식물의 정착지가 되기도 한 다(Kim et al. 2016).

농경지에 출현하는 식물은 작물과 경쟁 관계에 있으며 작물의 수량에 영향을 미치기 때문에 과거 국내에서 농경 지 식물(^잡초)과 관련된 연구는 주로 방제와 관련된 내용 이 대부분이었다(Ryang 1971; Lee 1988; Kang et al. 1992;

Seo et al. 1994; Ahn et al. 1995). 밭 경작지의 식물상을 중심 으로 수행된 연구는 작물별(Lee et al. 2014a, 2014b; Kim et al. 2015a; Song et al. 2015; Im et al. 2017), ^지역별(Ryang et al. 1984; Choi et al. 2009; Oh et al. 2014; Hwang et al. 2014;

Seong et al. 2015; Kim et al. 2015b) 조사가 많이 이루어졌 으며, 전국을 대상으로 수행된 연구(Kim et al. 1992; Lee et al. 2015)는 매우 적은 실정이다. ^또한, 밭 경작지 식물상 연 구의 대부분이 출현하는 식물을 작물과 경쟁 관계로 접근 하고 있기 때문에, 작물이 재배되고 있는 농경지 내부만을 조사 대상으로 하였다. 최근 국내외적으로 농업생태계의 생물다양성에 관한 관심이 증가하고 있으며, ^{생물다양성} 을 증진시키기 위한 연구들이 수행되고 있다(Krebs et al.

1999; Recanati and Guariso 2018; Mashavakure et al. 2019).

제초제, 살충제 등 작물 생산성을 높이기 위한 다양한 농 업 활동들은 경작지 및 그 주변을 포함한 농업생태계의 생 물다양성 감소와 이에 따른 농업생태계에서 제공되는 생 태계서비스 기능의 축소가 우려된다(Altieri 1999). ^특히, 경작지 주변에 서식하는 식물은 양분 재활용, ^{미기후 조} 절, ^{해충 억제}, ^침식방지, 천적과 화분매개체 증진, ^동물의

먹이원 및 서식처 등 다양한 기능을 수행하고 있다(Tim and Jolly 1994; Altieri 1999; Marshall and Moonen 2002).

본 연구에서는 전국을 대상으로 다양한 밭 작물의 경작 지 내부뿐만 아니라 각 경작지와 접하고 있는 그 주변부 (^밭둑, ^{경사사면 등})에 출현하는 식물의 다양성을 확인하 고, 이들의 생활형 특성을 밝혀 향후 밭 경작지 잡초 관리 및 식물다양성 보전을 위한 기초자료를 제공하는 것을 목 적으로 하였다.

재료 및 방법

조사지역은 전국을 대상으로 각 도별 4^{지역 총}36^지역 에 있는 밭 경작지를 대상으로 하였다(Table 1). ^{각 지역} 의 조사지는 밭 경작지의 특성을 나타낼 수 있도록 연속된 밭 필지가 최소 1ha 이상인 지역을 선정하였다. ^{밭 경작지} 는 경지정리가 잘되어 있는 논과는 다르게 일반적으로 필 지당 면적이 작기 때문에 각 조사지역 도별 20^~35^{필지 총} 222^{필지를 조사하였다}. 조사지역별 재배 작물 수는 7^~16 개로 총 34개 작물이 확인되었다(Table 1). ^{조사대상 필지} 중 가장 많이 재배되는 작물은 전국 밭작물 재배면적과 유 사하게 콩, ^고추, 들깨 순으로 높게 나타났다.

식물상 조사는 2015^년6^월과8^{월 총}2^{차례 수행하였다}. 선정된 조사지역 전체를 도보로 다니며 경작지 내부, ^밭 둑 및 밭둑 사면에 출현한 식물종을 육안으로 확인하여 기록하였다. 조사지역에서 미동정된 식물은 채집 또는 사 진을 촬영하여 실험실에서 식물도감(Lee 1980, 2003; Lee 1996a, 1996b; Park 2009)을 이용하여 동정하였고, ^학명 과 국명은 국가표준식물목록(Korea National Arboretum 2017) 및 국가표준재배식물목록(Korea National Arbore

tum 2016)을 기준으로 표기하였다. 출현한 식물종의 생활

형(life form)^은Raunkiaer(1934)^와Numata(1970)^{의 방} 법으로 국내 식물종에 적용하여 Lee(1996b)^{가 제시한 휴} 면형, ^번식형(^{지하기관형}, ^{산포기관형}), ^{생육형으로 구분} 하여 정리하였다. ^{귀화식물의 목록}, ^{귀화도 등급}, ^귀화시기 는 국가생물종지식정보시스템(www.nature.go.kr)^{을 기준} 으로 하였다. ^{도시화지수}(Urbanization index)^는Yim and Jeon(1980)^{이 제시한 방법}, ^귀화율(Naturalization index) 은 Numata(1975)가 제시한 방법을 이용하여 산정하였다.

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Korean J. Environ. Biol. 38(4) : 528-553(2020)

Urbanization index(%)

=(Number of naturalized plant taxa in the survey area)/

(Total number of naturalized plant taxa in the country)×100 Naturalization index(%)

(Total number of vascular plant taxa in the survey area)×100

귀화도 등급(Naturalized index)^은1^~5^{등급으로 구분할} 수 있다(Kariyama and Kobatake 1988). 1^{등급은 희귀하게} 분포하고, 2등급은 국지적으로 분포하고, 3^{등급은 널리 분} 포하나 개체수는 많지 않고, 4등급은 국지적으로 분포하 나 개체수가 많고, 5등급은 널리 분포하고 개체수도 많은

것을 나타낸다. ^귀화시기(Introduction period)^는1^기(^개항 이후~1921^년) 2^기(1922^년~1963^년) ^및3^기(1964^년~현 재)^{로 구분하였다}.

결과 및 고찰

1. 식물상

식물상 조사 결과, ^{관속식물은}100^과322^속483^종9^아 종 37^변종1^품종, 2^{잡종으로 총}532^{분류군으로 조사되었}

다(Table 2). 본 조사 결과는 전국을 대상으로 본 연구와

유사한 규모로 조사한 과수원(466^분류군, Kim et al. 2019a) Korean J. Environ. Biol. 38(4) : 528-553(2020)

Urbanization index(%)

(Total number of naturalized plant taxa in the country)×100 Naturalization index(%)

(Total number of vascular plant taxa in the survey area) 100

귀화도 등급(Naturalized index)^은1^~5^{등급으로 구분할} 수 있다(Kariyama and Kobatake 1988). 1^{등급은 희귀하게} 분포하고, 2등급은 국지적으로 분포하고, 3^{등급은 널리 분} 포하나 개체수는 많지 않고, 4등급은 국지적으로 분포하 나 개체수가 많고, 5등급은 널리 분포하고 개체수도 많은

것을 나타낸다. ^귀화시기(Introduction period)^는1^기(^개항 이후~1921^년) 2^기(1922^년~1963^년) ^및3^기(1964^년~현 재)^{로 구분하였다}.

결과 및 고찰

1. 식물상

식물상 조사 결과, ^{관속식물은}100^과322^속483^종9^아 종 37^변종1^품종, 2^{잡종으로 총}532^{분류군으로 조사되었}

다(Table 2). 본 조사 결과는 전국을 대상으로 본 연구와

유사한 규모로 조사한 과수원(466^분류군, Kim et al. 2019a)

Table 1. Cultivated plants in the upland fields in each study region

Region No. of

fields Cultivated plants

Gyeonggi-do 25

15 cultivated plants: Allium fistulosum, Arachis hypogaea, Brassica rapa subsp. pekinensis, Capsicum annuum, Cucurbita moschata, Dioscorea polystachya, Glycine max, Ipomoea batatas, Juglans regia, Perilla frutescens var. japonica, Platycodon gradiflorus, Raphanus sativus, Solanum tuberosum, Solanum tuberosum, Zea mays

Gangwon-do 20 10 cultivated plants: Angelica gigas, Brassica rapa subsp. pekinensis, Capsicum annuum, Glycine max, Perilla frutescens var. japonica, Platycodon gradiflorus, Raphanus sativus, Sesamum indicum, Solanum tuberosum, Zea mays

Chungcheongbuk-do 20 12 cultivated plants: Brassica rapa subsp. pekinensis, Capsicum annuum, Cucurbita moschata, Glycine max, Perilla frutescens var. japonica, Platycodon gradiflorus, Raphanus sativus, Rubus coreanus, Sesamum indicum, Solanum melongena, Solanum tuberosum, Zea mays

Chungcheongnam-do 20 10 cultivated plants: Arachis hypogaea, Brassica oleracea var. capitata, Capsicum annuum, Glycine max, Ipomoea batatas, Nicotiana tabacum, Perilla frutescens var. japonica, Pisum sativum, Sesamum indicum, Zea mays

Jeollabuk-do 35

16 cultivated plants: Allium fistulosum, Arachis hypogaea, Brassica rapa subsp. pekinensis, Capsicum annuum, Citrullus vulgaris Schrad., Glycine max, Ipomoea batatas, Morus alba, Nicotiana tabacum, Perilla frutescens var. japonica, Raphanus sativus, Rubus coreanus, Solanum tuberosum, Sorghum bicolor, Vigna radiata, Zea mays

Jeollanam-do 28 10 cultivated plants: Allium fistulosum, Arachis hypogaea, Brassica rapa subsp. pekinensis, Capsicum annuum, Cucurbita moschata, Glycine max, Ipomoea batatas, Raphanus sativus, Sesamum indicum, Solanum melongena

Gyeongsangbuk-do 27 7 cultivated plants: Brassica rapa subsp. pekinensis, Capsicum annuum, Glycine max, Ipomoea batatas, Sesamum indicum, Setaria italica, Vigna angularis,

Gyeongsangnam-do 26 9 cultivated plants: Arachis hypogaea, Brassica rapa subsp. pekinensis, Capsicum annuum, Glycine max, Ipomoea batatas, Perilla frutescens var. japonica, Sesamum indicum, Setaria italica, Zingiber officinale

Jeju-do 21 7 cultivated plants: Allium fistulosum, Allium sativum, Brassica oleracea var. capitata, Dactylis glomerata L., Panicum miliaceum, Raphanus sativus, Solanum tuberosum,

(4)

531

과 논(389^분류군, Kim et al. 2019b)보다 높은 수준이었다. 논과 과수원에 비하여 밭에는 다양한 작물이 재배되고 있 으며, 이러한 다양한 작물은 다양한 서식환경을 유도하고 결과적으로 다양한 식물들이 밭 생태계에 출현한 것으로 판단된다. 다른 생물분류군에서도 Nam et al.(2019)^{는 작} 물 종류의 다양성이 거미의 다양성에 영향을 미친다는 것 을 보고하였다. Lee et al.(2015)은 전국 밭 경작지 잡초 조 사 결과 총 50^과375^{분류군을 보고하였고}, ^{이는 본 조사} 결과보다 157분류군이 더 적은 수준이다. ^{이러한 결과는} 조사 방법론의 차이에 의한 것으로 Lee et al.(2015)^{는 작} 물이 재배되고 있는 농경지 내부에 출현하는 식물만을 조 사하였고, 본 연구에서는 밭둑 및 밭둑 경사면을 포함하여 조사하였다.

과별 분포현황을 살펴보면, ^국화과(Asteraceae)^{가 가} 장 많은 75^분류군(14.1%)^{을 차지하였고}, ^{다음으로 벼과} (Poaceae)^가68^분류군(12.8%)으로 높게 나타났으며, ^콩 과(Fabacae) 34^분류군(6.4%), ^마디풀과(Polygonaceae) 21 분류군(3.9%), ^장미과(Rosaceae) 19^분류군(3.6%), ^백합과 (Liliaceae) 17^분류군(3.2%), ^십자화과(Brassicaceae)^{와 사} 초과(Cyperaceae)^{가 각각}16^분류군(3.0%)^{으로 나타났다}

(Table 3). 밭 경작지에 대한 다른 연구에서도 국화과가 높

은 비율로 출현하는 것으로 보고하였다(Kim et al. 1992;

Oh et al. 2014; Lee et al. 2015; Seong et al. 2015). Seong et al.

(2015)은 작물에 상관없이 국화과가 가장 많이 출현하는

것으로 보고하였다. 일시적 담수 상태가 되는 논의 경우에 는 밭과 비교하여 상대적으로 습한 환경을 가지기 때문에 벼과가 많이 출현하는 것으로 보고되었다(Ha et al. 2014;

Kim et al. 2018, 2019b).

종별 출현빈도를 보면, 깨풀과 쑥이 모든 조사지역에서 확인되어 가장 높은 출현빈도(100%)^{를 나타냈다}(Table 4, Appendix 1). ^{다음으로는 환삼덩굴}, ^속속이풀, ^망초, ^개 망초, ^{왕고들빼기}, ^닭의장풀, ^바랭이, ^돌피가97.2%, ^금방동 사니 94.4%, ^괭이밥91.7%, ^쇠비름, ^명아주, ^개비름, ^콩, ^주 름잎, ^{왕바랭이가}88.9%, ^소리쟁이, ^쇠별꽃, ^냉이, ^한련초 가 86.1%, ^개여뀌, ^고추, ^{중대가리풀}, ^속털개밀, ^{강아지풀이} 83.3%, ^털쇠무릎, ^돌콩, ^박주가리, ^{미국가막사리}, ^서양민들 레가 80.6%^{로 높게 나타났다}. Lee et al.(2015)^{은 밭 경작지} 에 우점하는 상위 10^{종을 바랭이}, ^쇠비름, ^깨풀, ^흰명아주, 속속이풀, ^돌피, ^한련초, ^{중대가리풀}, ^냉이, ^{참방동사니 순}

531

(2015)은 작물에 상관없이 국화가가 가장 많이 출현하는

Kim et al. 2018; Kim et al. 2019b).

Table 2. The number of vascular plants by taxonomic category in the upland fields in each study region

Region Family Genus Species Subsp. Variety Forma Hybrid Total taxa

Gyeonggi-do 60 169 227 5 17 1 - 250

Gangwon-do 50 113 121 6 13 - - 140

Chungcheongbuk-do 64 160 201 5 14 1 - 221

Chungcheongnam-do 63 168 214 6 17 - - 237

Jeollabuk-do 57 157 195 5 16 - 1 217

Jeollanam-do 58 169 211 5 17 - - 233

Gyeongsangbuk-do 52 132 147 4 11 - - 162

Gyeongsangnam-do 51 118 138 6 12 - - 156

Jeju-do 65 172 207 7 16 - 1 231

Total 100 322 483 9 37 1 2 532

Table 3. The family composition of vascular plants in the upland fields in South Korea

Family name No. of taxa Ratio(%)

Asteraceae 국화과 75 14.1

Poaceae 벼과 68 12.8

Fabaceae 콩과 34 6.4

Polygonaceae 마디풀과 21 3.9

Rosaceae 장미과 19 3.6

Liliaceae 백합과 17 3.2

Brassicaceae 십자화과 16 3.0

Cyperaceae 사초과 16 3.0

Caryophyllaceae 석죽과 12 2.3

Convolvulaceae 메꽃과 11 2.1

Euphorbiaceae 대극과 10 1.9

Solanaceae 가지과 10 1.9

Others 223 41.9

Total 532 100

531

(2015)은 작물에 상관없이 국화가가 가장 많이 출현하는

Kim et al. 2018; Kim et al. 2019b).

Table 2. The number of vascular plants by taxonomic category in the upland fields in each study region

Region Family Genus Species Subsp. Variety Forma Hybrid Total taxa

Gyeonggi-do 60 169 227 5 17 1 - 250

Gangwon-do 50 113 121 6 13 - - 140

Chungcheongbuk-do 64 160 201 5 14 1 - 221

Chungcheongnam-do 63 168 214 6 17 - - 237

Jeollabuk-do 57 157 195 5 16 - 1 217

Jeollanam-do 58 169 211 5 17 - - 233

Gyeongsangbuk-do 52 132 147 4 11 - - 162

Gyeongsangnam-do 51 118 138 6 12 - - 156

Jeju-do 65 172 207 7 16 - 1 231

Total 100 322 483 9 37 1 2 532

Table 3. The family composition of vascular plants in the upland fields in South Korea

Family name No. of taxa Ratio(%)

Asteraceae 국화과 75 14.1

Poaceae 벼과 68 12.8

Fabaceae 콩과 34 6.4

Polygonaceae 마디풀과 21 3.9

Rosaceae 장미과 19 3.6

Liliaceae 백합과 17 3.2

Brassicaceae 십자화과 16 3.0

Cyperaceae 사초과 16 3.0

Caryophyllaceae 석죽과 12 2.3

Convolvulaceae 메꽃과 11 2.1

Euphorbiaceae 대극과 10 1.9

Solanaceae 가지과 10 1.9

Others 223 41.9

Total 532 100