밭경작지는 논경작지, 과수원과 더불어 인위적인 관리에 의해 유지되는 대상식생의 한 형태(Kim, 2004)로 경작되는 작물의 종류와 인간간섭의 강도에 따라 강한 생활력과 번식력을 갖고 공존하는 여러 유형의 식물군이 발달한다(Song, 1997). 이렇게 발달하는 식물군은 인간이 원하지 않는 곳에 생육하는 잡초들로 이루어져 있으며 잡초와 작물은 주어진 환경 속에서 다양한 수준에서 다양한 방식으로 상호작용한다(Carroll et al., 1990). 밭경작지에는 높은 온도와 건조한 토양환경에 적응한 식물종들의 구성비가 높으며 귀화식물의 유입이 양호하다(Cho et al., 2013). 또한, 논경작지와 달리 담수에 따른 수분스트레스가 적어 논경작지에 비해 잡초의 발생이 다양하며 최근 나타나는 온도상승으로 인한 기후변화에 따라 잡초의 발생양상이 달라질 것으로 예측되고 있기 때문에 밭경작지에 생육하는 식물종의 현황과 생태적 특성을 이해할 필요가 있다.

밭경작지에 생육하는 식물종에 대한 국내 보고는 1980년 중반까지 극히 제한된 몇몇 조사를 통해 232종∼392종이 기재되었고(Ryang et al., 1984), 1990년 전국의 밭경작지를 대상으로 한 연구에서 122종의 식물이 보고되었으며(Chang et al., 1990), 최근 연구조사에서는 112종(Park et al., 2003), 218종(Cho et al., 2013) 등이 보고되어 있어 연구자 마다 조금씩 차이가 있는 것으로 나타났다.

한편, 경작지와 같이 인간의 간섭과 관리가 지속적으로 가해지고 있는 입지환경조건일지라도 교란된 군락구조에서도 균질성을 지닌 식물군락이 형성되고, 이러한 식물군락은 미묘한 종 조성의 차이에 의해 서식처의 환경조건을 반영한다(Kim, 2004). 그러므로 경작지를 조사할 경우, 미지형적 서식처 유형에 따라 식물종을 구분하여 조사할 필요가 있다. 일본에서는 논경작지를 조사함에 있어 논중앙(center of paddy), 논가장자리(edge of paddy), 논사면(levee slope)을 구분하고 있으며(Ohkuro et al., 1996), Kim(2004)은 논경작지 식생에 대한 식생조사구 설치 시 논둑을 논둑상부와 비탈면, 논바닥까지 매우 세부적으로 구분하여 조사하도록 권하고 있다. 국내에서 농업지대를 선형과 비선형 비오톱 유형으로 구분하여 연구한 사례(Oh, 2004)는 있으나 밭경작지의 서식처유형을 세부적으로 구분하여 식물상 조사를 수행한 연구는 이루어진 바 없다. 따라서 본 연구에서는 전라도 지역의 밭경작지를 대상으로 서식처 유형을 구분하고 서식처 유형에 따라 생육하고 있는 식물종의 종조성 및 생태적 특성 등을 분석하여 향후 경작활동변화에 따른 농업환경변동성을 모니터링하는데 기초자료를 제공하고자 하였다.

연구지역은 전라남도 영광군 군서면, 영암군 미암면, 진도군 군내면, 해남군 화원면의 4개 지역과 전라북도 고창군 대산면, 김제시 금구면, 임실군 신덕면, 정읍시 감곡면의 4개 지역에 분포하고 있는 밭경작지를 대상으로 수행하였다(Table 1). 세부적인 조사범위는 각 지역별로 동일한 경계로 구분되어 있는 5개 이상의 밭경작지가 인접해 위치하고 있으면서 총 면적이 1ha(10,000 ㎡) 이상이 되는 곳을 선정하여 총 63개 구획을 조사하였다.

[Table 1.] Location and geographical data of survey sites

Location and geographical data of survey sites

밭경작지는 주변토지이용 형태에 따라 다양한 형태로 세분할 수 있다. 즉, 밭은 비교적 넓은 면적을 차지하는 산지, 논, 과수원 등과 인접해 있을 수 있으며, 폭이 좁은 밭둑, 도로, 수로 등으로 경계 지어질 수 있다. 또한, 지형적 높낮이차로 인해 넓은 면적의 경사면이 형성되기도 한다. 따라서 이러한 분포특성을 고려하여 공통적으로 형성될 수 있는 세부 서식처 유형을 밭내부(inside of dry field: IDF), 밭둑(embankment around the end of a dry field: EDF), 밭경사면(levee slope of dry field: LS)으로 구분하고 이들 서식처 유형별로 식물상을 조사하였다.

각 필지에 포함되는 서식처 유형에 대한 조사범위 기준은 Fig. 1의 모식도와 같다. 여기에서는 조사지 밭과 인접한 주변 토지이용 유형에 따라 5가지 필지유형(division type)으로 구분되었다. Division A type(이하 A type)은 산지와 인접해 있고 폭이 좁은(너비 2 m 이하) 밭둑으로 경계지어진 필지유형으로 서식처유형은 밭내부와 밭둑으로 세분되며, 밭둑의 조사범위는 산지와 인접한 경사면하부 30 ㎝에서부터 밭가장자리 30 ㎝범위 그리고 폭이 좁은 밭둑 전체와 밭둑과 인접한 밭가장자리 30 ㎝범위이다. Division B type은 폭이 좁은 밭둑과 폭이 넓은 밭둑(너비 2 m 초과)으로 경계지어진 필지유형으로 서식처유형은 A type과 같이 밭내부와 밭둑으로 세분되며, 밭둑의 조사범위는 A type에서 조사된 밭둑전체와 밭둑과 인접한 밭가장자리 30 ㎝범위 그리고 폭이 넓은 밭둑과 인접한 밭가장자리 30 ㎝범위에서부터 폭은 넓은 밭둑상부 30 ㎝까지이다.

[Fig. 1.] The diagram of survey range by division types.

Division C type(이하 C type)은 폭이 넓은 밭둑과 수로 형태의 경사면으로 경계지어진 필지유형으로 서식처유형은 밭내부와 밭둑, 밭경사면으로 구분되며, 밭둑의 조사범위는 폭이 넓은 밭둑의 상부 30 ㎝에서 밭둑과 인접한 밭가장자리30 ㎝범위와 밭경사면과 인접한 밭가장자리 30 ㎝범위에서 밭경사면상부 30 ㎝범위이다. 수로형태의 밭경사면의 조사범위는 상부 30 ㎝아래에서 경사면 하부까지이다. Division D type은 수로형태의 경사면과 단차에 의해 발생된 경사면으로 경계지어진 필지유형으로 서식처유형은 밭내부, 밭둑, 밭경사면으로 세분되며, 밭둑의 조사범위는 경사면상부 30 ㎝에서 경사면과 인접한 밭가장자리 30 ㎝범위이며, 수로형태의 밭경사면은 C type과 같고 단차에 의해 발생한 밭경사면은 상부 30 ㎝아래에서 하부 30 ㎝ 윗부분까지이다. 마지막으로 단차에 의해 발생한 밭경사면과 인접한 Division E type의 서식처유형은 밭내부와 밭둑으로 세분되며, 밭둑은 경사면과 인접한 경사면하부 30 ㎝에서부터 밭가장자리 30 ㎝범위이다. 한편, 밭둑의 조사범위 30 ㎝는 현장조사시 경작 및 관리를 목적으로 주기적인 통행이 이루어져 답압에 의해 밭내부 식생과는 뚜렷히 구분되는 곳의 최소범위이며, 인위적인 간섭이 빈번한 곳에서는 경우에 따라 30 ㎝이상이 될 수도 있다.

식물조사는 2013년 5월-9월까지 2차례에 걸쳐 수행하였으며, 출현종은 도보로 이동하면서 육안으로 확인하였다. 조사지역에서 미동정된 식물은 채집하여 실험실에서 식물도감(Lee, 1996a; Lee, 2003; Park, 2009)을 이용하여 동정하였다. 식물명은 국가표준식물목록(Korea National Arboretum and The Plant Taxonomic Society of Korea, 2007)을 기준으로 하였으며 식물상 목록은 과(family)이하의 계급으로 배열 하여 가나다순으로 정리하였으며, 학명은 알파벳순으로 나열하였다. 각 서식처유형에 출현한 식물종의 기여도는 전체 조사지점 가운데 특정식물이 출현한 조사지점수로 표현되는 상재도(constancy degree; CD(%) = (ni/N) × 100, ni: 특정 서식처에서 i종이 출현한 조사지점수, N: 특정 서식처의 전체 조사지점 수)를 분석하였으며 이는 각 서식처유형에 출현한 식물종의 질적 기여도를 나타낸다.

조사지역에 생육하는 식물종의 생태적 특성을 파악하기 위하여 라운키에르 생활형(Raunkiaer life-form; Raunkiaer, 1934), 번식전략(invasion strategy) 그리고 귀화식물을 활용한 귀화율(Numata, 1975), 도시화지수(Yim and Jeon, 1980)를 분석하였다. 도시화지수 산정시 국내 귀화식물의 종수는 321종(Lee et al., 2011)으로 하였다. 번식전략은 침투(infiltration), 인해전술(phalanx), 게릴라전략(guerrilla)으로 구분 할 수 있으며(Wilson and Lee, 1989; Kim and Lee, 2006), Lee(1996b)가 기재한 식물의 지하부 형태에 따라 R₂와 R₃는 인해전술형, R₁과 R₄는 게릴라형, R₅는 침투형으로 구분하였다. 생활형에서 1년생식물(Th: therophyte)의 구성비와 번식전략에서 인해전술형과 게릴라형 식물의 구성비 그리고 귀화율, 도시화지수는 서식처에 대한 인간간섭의 정도와 강도를 간접적으로 파악할 수 있는 척도가 된다. 한편, 식재종은 생태학적 의의와 중요성이 낮기 때문에 분석에서 제외하였다.

각 서식처 유형별로 식물에 대한 인위적인 간섭정도를 파악하기 위하여 조사지의 제초방법에 따라 경운, 제초제 사용, 예취, 손제초, 멀칭, 밭태우기 유형으로 구분하고 시행여부를 기재하였다. 서식처유형별 인간간섭도를 수치화하기 위해 각 서식처 유형에서 이루어진 6종류의 제초방법 시행율[performance rate; PR(%) = (ni/N)×100, ni : 특정 서식처유형에서 i 제초방법의 시행조사지점 수, N : 특정 서식처유형의 전체 조사 지점 수]을 6단계[해당없음(0점), 1-20%미만(1점), 20-40%미만(2점), 40%-60%미만(3점), 60-80%미만(4점), 80-100%(5 점)]로 구분하고 점수를 부여하여 6종류의 제초방법 시행율에 따른 점수 전체를 합산하였다.

조사지역의 서식처유형은 밭내부, 밭둑, 경사면으로 구분 되었고 밭내부 63개 지점(132,496 ㎡), 밭둑 63개 지점(8,439 ㎡), 경사면 34개 지점(3,075 ㎡)에서 68과 203속 244종 43변종 9품종을 포함한 296분류군이 조사되었다. 이중 밭내부에서 40과 174분류군이, 밭둑에서 63과 249분류군이, 경사면에서 56과 196종이 조사되었다(Table 2).

[Table 2.] The number of vascular plants by the taxonomic category in study area

The number of vascular plants by the taxonomic category in study area

식재종을 제외하면, 밭내부에서 34과 136분류군, 밭둑에서 53과 210분류군, 경사면에서 50과 173분류군이 관찰되었고 총 56과 241분류군이 확인되었다. 밭둑은 좁은 면적이지만 다양한 식물종이 생육하는 것으로 확인되었고 경사면에 재배식물이 가장 적은 것으로 나타났다(Fig. 2).

[Fig. 2.] The number of cultivated plant and wild plant in different habitat types.

296분류군 가운데 벼과(Gramineae)가 16.2%(48분류군)로 가장 높은 빈도를 차지하였고 다음으로 국화과(Compositae)가 14.2%(42분류군), 콩과(Leguminosae)가 9.1%(27분류군), 마디풀과(Polygonaceae)가 5.4%(16분류군), 십자화과(Cruciferae)가 4.1%(12분류군) 등의 순으로 확인되었다. 서식처 유형별로도 큰 차이 없이 이들 5개 과에 포함된 식물종이 다수 출현하고 있었다(Fig. 3). 약 10년 전(Park et al., 2003)과 20년 전(Chang et al., 1990)의 국내 밭잡초 연구에서도 국화과, 벼과, 마디풀과 식물의 출현이 많았던 것으로 보고되어 있어, 이들 3개 과가 국내 밭경작지 식물을 대표하는 것으로 판단 되었다. 벼과를 대표하는 식물은 바랭이, 돌피, 뚝새풀, 속털개밀, 강아지풀, 새포아풀 등으로 나타났고 국화과는 쑥, 망초, 한련초, 개망초, 뽀리뱅이, 중대가리풀 등으로 확인되었으며, 마디풀과는 주로 여뀌류(개여뀌, 명아자여뀌, 봄여뀌, 흰여뀌)로 조사되었다. 그리고 본 연구에서 선행연구와 달리 콩과의 출현빈도가 높았던 것은 선행연구에서 제외되었던 땅콩, 작두콩, 콩, 팥, 녹두, 동부 등과 같은 재배종이 다수 포함되었기 때문인 것으로 사료된다.

[Fig. 3.] Comparison of occurrence ratio of main families in different habitat types.

밭경작지에서 출현한 식물 296분류군 가운데 바랭이의 상재도가 가장 높았으며, 다음으로 깨풀, 쇠비름, 쑥, 명아주, 개여뀌, 돌피, 닭의장풀, 망초 등의 순이었다. Chang 등(1990)의 연구에서도 전라남도, 전라북도의 하작물지(夏作物地)에서 우점하는 잡초로 바랭이, 쇠비름, 깨풀, 방동사니 등을 보고하고 있어 본 연구와 유사한 경향을 나타내었다. 바랭이, 쇠비름, 명아주, 돌피, 닭의장풀 등은 대표적인 C₄식물로 (Kim et al., 2011) 토양수분의 이용효율이 높고 강한 빛조건과 건조조건에서 잘 생육하는 특성이 있어 밭에서의 출현빈도가 높았던 것으로 사료된다. 서식처 유형별로, 밭내부에는 쇠비름, 명아주, 깨풀, 한련초, 속속이풀, 중대가리풀, 콩, 개여뀌, 별꽃 등의 쌍자엽식물의 출현빈도가 높았고, 밭둑은 바랭이, 깨풀, 쑥, 쇠비름, 개여뀌, 닭의장풀, 망초, 명아주, 돌피등의 C₄식물의 출현빈도가 높았으며 경사면에서는 쑥, 뽀리뱅이, 망초, 개망초, 왕고들빼기와 같이 국화과 식물의 출현빈도가 높게 나타났다.

식재종을 제외한 241분류군을 대상으로 생활형을 분석한 결과(Table 3), 인위적인 간섭과 관리가 집약적으로 이루어지고 있는 밭경작지에는 대체로 1년생식물(Th)이 다수 생육하고 있었고 특히, 지속적으로 경작행위가 이루어지고 있는 밭내부(67.6%)에서 출현율이 가장 높게 나타났다. 다음으로 경사면(54.3%)과 밭둑(51.9%) 순으로 분석되었다. 다년생초본 식물(Ch, G, H)과 목본성식물(M, MM, N)의 출현율은 밭둑이 각각 30.0%와 12.9%로 가장 높았고 다음으로 경사면(29.5%, 12.7%), 밭내부(22.1%, 2.9%) 순으로 분석되었으나 밭둑과 경사면의 차이는 크지 않는 것으로 나타났다. 일반적으로 1년생초본식물은 불안정한 서식처에서 그 출현율이 증가하고 다년생초본식물과 목본성식물은 안정한 서식처에서 그 출현율이 증가하는 경향이 있다. 따라서 밭내부의 서식처가 가장 불안정하며 경사면보다는 밭둑의 서식처가 좀 더 안정적인 것으로 평가할 수 있었다.

[Table 3.] Comparison of life-form of Raunkiaer in three different habitat types

Comparison of life-form of Raunkiaer in three different habitat types

한편, 번식전략을 분석한 결과에서는 밭경작지에는 침투형의 식물이 가장 많았고 다음으로 인해전술형, 게릴라형 순이 었으며, 인해전술형과 게릴라형 두가지 특성을 나타내는 복합형도 포함되어 있었다(Table 4). 앞서 서술한 바와 같이, 불안정한 서식처에서는 인해전술형과 게릴라형의 번식전략을 가지고 있는 식물종이 증가하는 것으로 보고되어 있는데, 본 조사에서는 경사면(30.1%)이 가장 높았고 다음으로 밭둑(27.6%), 밭내부(20.7%) 순으로 분석되었다. 이 결과는 앞선 생활형 분석과는 상이한 결과였다. 이러한 차이가 나타나는 원인은 밭경작지에서 인해전술형과 게릴라형의 번식전략을 가진 초본식물 대부분이 다년생식물로, 이들 식물종이 정착하기 위해서는 일정한 기간이 필요하다. 그러나, 밭내부는 정기적인 경운과 주기적인 제초제살포, 손제초 그리고 비닐멀칭에 의한 토양피복 등의 강력한 제초활동이 이루어져 다년생초본식물이 정착할 수 있는 생육환경이 조성되지 않는다. 그로인해, 인해전술형과 게릴라형의 번식전략을 가진 식물의 출현빈도가 낮았던 것으로 생각된다. 그러므로 다년생초본의 정착이 어려울 정도로 매우 불안정한 서식처에서 번식전략을 통한 인위적인 간섭정도를 평가하는 것은 평가결과의 오류를 가져올 수 있으므로 주의해야 할 것으로 생각되었다.

[Table 4.] Comparison of invasion strategy in three different habitat types

Comparison of invasion strategy in three different habitat types

전라도 밭경작지 내에 출현한 귀화식물은 18과 57분류군으로 확인되었고 국화과의 비율(31.6%; 18분류군)이 높게 나타났으며(Appendix 1), 귀화율은 23.7%로 분석되었다. 이는 일본 동경의 밭 귀화율(32.1%; Numata, 1975) 보다 낮은 수치였다. 주요 출현 귀화식물은 망초, 개망초, 유럽점나도나물, 소리쟁이, 선개불알풀, 실망초, 큰방가지똥, 좀명아주, 갓, 서양민들레 등으로 조사되었다. 서식처유형별로는 밭내부 42분류군, 밭둑 48분류군, 경사면 36분류군으로 조사되었고 밭 내부에는 좀명아주, 미국가막사리, 큰방가지똥 등이, 밭둑과 경사면에는 망초, 개망초, 유럽점나도나물 등이 높은 빈도로 출현하였다. 귀화율은 밭내부 30.9%, 밭둑 22.9%, 경사면 20.8%로 분석되었고, 도시화지수는 밭내부 13.1%, 밭둑 15.0%, 경사면 11.2%로 나타났다.

결과적으로 생태식물상을 통한 밭경작지 서식처의 안정성을 평가한 결과, 생활형에서는 밭내부<경사면<밭둑 순으로 서식처의 안정성이 높게 평가되었고 귀화율에서는 밭내부<밭둑<경사면 순으로 서식처의 안정성이 높게 평가되었으며, 도 시화지수는 밭둑<밭내부<경사면 순으로 평가되었다. 생활형, 귀화율, 도시화지수는 서식처의 안정성을 평가하는데 있어 다양한 논문에서 빈번하게 사용되는 평가값이기는 하나, 한 가지 생태적 요소만으로 서식처의 인위적인 간섭정도를 평가하기에는 어려움이 있었다. 따라서 본 연구에서는 각각의 생태적 특성을 모두 고려하여 분석값을 산술평균하였다. 그 식은(1년생식물의 비율 + 인해전술형과 게릴라형 번식전략 식물의 비율 + 귀화율 + 도시화지수)/4로 산출값이 낮을수록 서식처의 안정성이 높다는 것을 의미한다. 그 결과 밭내부(33.1)<밭둑(29.4)<경사면(29.1)의 순으로 서식처의 안정성이 높게 평가되었다. 이는 인위적인 간섭정도를 평가한 값과 같 은 경향으로 토지이용의 강도와 인위적인 간섭에 따른 서식처의 안정성을 평가함에 있어 식물의 생태적 특성을 다양하게 고려하여 평가가 이루어져야 할 것으로 사료되었다.

한편, 제초법의 종류별 시행율을 활용한 서식처유형별 인위적인 간섭정도를 평가한 결과(Table 5), 밭내부 15점, 밭둑9점, 경사면 6점으로 밭내부의 인간간섭도가 높게 나타났다. 밭내부에서 가장 큰 영향을 준 제초방법은 경운과 비닐, 부직포 등을 이용한 멀칭이었으며, 제초제 사용과 손제초가 그 뒤를 따랐다. 그리고 밭둑과 경사면에서 고빈도로 행해지고 있는 제초방법은 제초제의 사용과 예취로 확인되었다.

[Table 5.] Comparison of human impact by the weeding method types in three different habitat types

Comparison of human impact by the weeding method types in three different habitat types