우리나라 도서지역의 식물 생육형별 종풍부도에 대한 경관 및 기후인자의 상대적 중요성 = Relative Importance of Landscape and Climate Factors for Species Richness among Plant Growth Forms across Island Regions, South Korea

국문 초록 (Abstract)

섬은 사방이 바다로 둘러싸여 있는 토지로, 육지와 지리적으로 격리되어 있다. 이러한 독특한 환경조건을 이용하여, 섬생태계에서 생물다양성과 관련된 환경인자의 영향을 분석하고 해석하는 섬생물지리학이론(Theory of island biogeography; TIB)에 대한 연구가 전 세계적으로 활발히 진행되고 있다. TIB는 섬 면적과 육지로부터의 격리 정도에 따라 종풍부도가 결정되며, 이로 인해 종의 정착과 멸종을 결정할 것이라 예측하는 생물지리학적 분야 중 하나이다. 최근 섬생태계의 중요성과 가치가 강조됨에 따라 TIB는 섬생태계 보전에 있어 관리 방안을 제시할 수 있는 주요 이론으로 평가되고 있다. 그러나 TIB에 관한 선행연구는 전체 식물 종과 섬의 경관인자에 주로 초점을 맞추고 있다. 이는 식물의 서식지 적응력, 생활사 전략 및 종자 산포 능력 등 식물의 생태적 능력을 반영할 수 없으며, 오직 섬의 경관인자 측면에서 생물다양성을 해석할 수밖에 없다는 한계점이 있다. 본 연구는 이러한 한계점을 극복하기 위해 식물의 다섯 가지 생육형과 경관 및 기후인자의 관계를 분석하였다. 또한, 이러한 관계가 유인도서와 무인도서 간에 유의미한 차이가 있는지 구명하고자 하였다.
본 연구를 수행하기 위해 환경부에서 1973년부터 2016년까지 수집한 ‘전국도서 자연환경조사’데이터를 활용하여 우리나라 서해와 남해에 분포하는 578개(유인도서 86개, 무인도서 492개) 섬의 식물 데이터를 분석했다. 식물 생육형의 종풍부도와 환경인자 간 관계를 평가하기 위해 일반최소자승법(Ordinary least squares; OLS)을 활용한 단순 선형 회귀분석과 다모형추론법(Multimodel inference test)의 모형 평균화 접근법(Model averaging approach)을 사용하였다.
출현 식물 종들을 국제표준식물목록체계에 따라 재분류 한 결과, 전체 섬에서 총 188과 808속 2,018종의 관속식물이 출현하였다. 또한 식물의 각 생육형별 종풍부도와 환경인자 간의 통계분석 결과, 섬 면적은 전체와 무인도서에서 모든 식물 생육형의 종풍부도를 결정하는 가장 중요한 요인으로 나타났다. 반면 유인도서는 섬 면적 이외에도 기후인자가 모든 식물 생육형의 종풍부도에 영향을 미쳤다. 그러나 섬의 고립도를 대변하는 인자(육지로부터의 거리, 구조적 연결성)의 효과는 식물 생육형과 인간의 거주 여부에 따라 차이를 보였다.
본 연구는 경관인자 뿐만 아니라 선행연구에서 잘 다뤄지지 않은 기후인자를 고려하여 유인도서와 무인도서의 서식지 환경 차이에 따른 식물 종풍부도 메커니즘을 구명한 것에 의의가 있다. 또한, 식물 생육형의 특성에 따른 식물의 분산 및 생태적 적응력과 같은 기능형질을 반영했으며 인간 거주 여부 및 환경인자에 따라 섬내 식물의 종풍부도에 분명한 차이가 있음을 구명했다. 이러한 결과들은 생물다양성 보전 및 관리 전략이 유인도서와 무인도서 그리고 식물 생육형 별로 다르게 적용되어야 함을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The island is a land that is surrounded by the sea and is geographically isolated from the mainland. The theory of island biogeography(TIB) is a field of ecology that analyzes and interprets the effects of environmental factors related to biodiversity in island ecosystems. TIB predicts that the species richness is controlled by the island area and the degree of isolation, which will determine the colonization and extinction of species. Accordingly, TIB is evaluated as a major theory that can suggest a plan for conservation and management of the island ecosystem.
However, previous studies have mainly focused on the total plant species and the landscape factors of island, which cannot reflect the characteristics of plants that respond differently to environmental factors depending on the growth form. In addition, there is a limitation in that I can only interpret biodiversity in terms of the landscape factors of the island. This study was conducted to overcome these weakness and limitations by dividing the plants into five growth forms and analyzing climate and landscape factors among overall, inhabited and uninhabited islands.
This study used plant data from 578 islands in South Korea. To evaluate the relationship between the species richness of each plant growth form and environmental factors, we performed ordinary least squares regressions and multimodel inference tests with model averaging approach.
As a result of statistical analysis, the island area had the largest influence on species richness of all growth forms in overall and uninhabited islands. On the other hand, climate factors, in addition to island area, significantly affected species richness of all growth forms on inhabited islands. In addition, the effect of two isolation-related landscape factors (i.e., distance from the mainland and structural connectivity) were different among growth forms and island categories. Our study reveals that there are differences in the effects of environmental factors on the growth forms of plants among island categories. These suggest that biodiversity management and conservation strategies should be applied separately to different growth forms and islands.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구배경 및 필요성 1
• 2. 이론적 개념 및 연구동향 3
• 1) 섬생물지리학 이론의 개념 3
• 2) 유인도서와 무인도서 4
• 3) 식물의 생육형과 섬생물지리학 5
• 4) 섬생물지리학 이론의 발전 6
• 3. 연구목적 11
• Ⅱ. 연구 대상지 및 방법론 13
• 1. 연구 대상지 13
• 2. 식물다양성 및 환경인자 16
• 1) 식물다양성 지표 선정 16
• 2) 경관인자 산출 17
• 3) 기후인자 산출 19
• 3. 통계분석 19
• Ⅲ. 결과 22
• 1. 식물 종 구성 및 환경인자 도출 22
• 2. 환경인자에 따른 식물 생육형의 종풍부도 패턴 28
• 1) 전체 섬 28
• 2) 유인도서와 무인도서 33
• Ⅳ. 고찰 42
• Ⅴ. 결론 47
• Ⅵ. 참고문헌 49
• Ⅶ. 부록 60