도서(島嶼)지역은 지리적으로 육지(main land)와 격리되어 독립적인 생태경관을 형성하므로 다윈(C. Darwin) 이래 많은 진화학자 및 생태학자들에게 야외 실험실로써 가치 높은 공간이었다. 또한 도서지역은 ‘고립(孤立, isolation)’된 공간적 특성 때문에 특정종의 유입, 정착, 소멸이 육지에 비해 가변성이 큰 생물지리학적 지역성을 갖는다. MacArthur and Wilson (1967)의 ‘도서생물지리학설(Theory of island biogeography)’에 따르면 도서지역 생물상은 외부(육지)로부터의 유입과 도서 내 멸종을 반복하며 결정되고, 다양성은 섬의 크기와 유전자원의 원천(gene pool)인 육지로부터의 거리에 영향을 받아 평형을 이룬다(Losos et al., 2010)(Fig. 1). 일반적으로 도서지역 생물다양성은 육지에 가까울수록, 섬의 크기가 클수록 현존하는 종의 수는 많다(Kong, 2006, 2007).

Fig. 1. 
Effects of distance and size of islands on species diversity (MacArthur and Wilson, 1967).

최근 도서생물지리에 대한 연구는 식물상을 비롯하여 해양무척추동물, 새, 거미 등 다양한 생물상을 그 대상으로 하며, 방법론 측면에서 분자분류학 등 보다 다양한 관점의 응용연구도 수행되고 있다(Ricklefs et al., 2007; Gillespie, 2004; Lovette et al., 1999). 주로 생물상의 시공간적인 분포 특성에 대해 연구되고 있는데, 전통적인 도서지역과 생물상의 관계에 대한 관심은 크게 바뀌지 않았다. 주된 연구 방향은 서식하는 종과 섬의 물리적 환경 특성을 고려하여 도서 지역 생물 다양성의 관계를 규명하였다(Otto et al., 2016; Kougioumoutzis et al., 2014; Gray et al., 2014; Vela et al., 2012). 특히 과거 기후학적 자료를 이용한 고고지리학적 연구(Pillon, 2012)는 우리나라 서남해안 도서지역의 해수면 변동과 관련하여 적용할 수 있으므로 주목할 만하다.

현재 우리나라에는 약 4,000개의 유ㆍ무인도서가 서해와 남해를 중심으로 흩어져 있다(KOSIS, 2015). 섬은 다수의 국민들이 거주하는 생활공간으로 중요할 뿐만 아니라, 생물지리학적, 생태학적인 측면에서 연구 가치가 높은 공간임에도 불구하고 국내 관련 연구는 부진하다. 특히 우리나라 주변 도서에 대한 정보를 통합 관리하는 데이터베이스(data-base)가 부족하고, 서식하는 생물과 산림의 다양성, 분포 패턴 및 구조, 형성과정, 환경과의 기작 등에 대한 연구도 적다. 따라서 우리나라 섬에 분포하는 산림생물상의 도서생물지리학적 가치와 의미를 종합적으로 분석할 필요성이 있다.

최근 발표된 서남해안 도서지역 식물상 연구들에 따르면 유인도서는 약 500종에서 1,000종 사이, 무인도서는 그보다 적은 종의 식물이 분포한다(Kim et al., 2014; Hwang et al., 2014; Lee, 2012; Kim, 2011; Kim et al., 2010). Kim et al.(2010)에 의하면 남해안 다도해 지역이 난대 해양기후지역의 식생형으로 부분적으로 상록활엽수림의 군락을 이루지만, 전체적으로는 곰솔군락이 널리 분포한다. 하지만 요즘과 같이 지구온난화가 지속되면 도서 내 상록침엽수와 낙엽활엽수의 분포역이 축소되고, 상록활엽수의 분포역이 현재보다 넓어질 것으로 본다(Kim et al., 1997; Oh et al., 1993). 특히 섬이라는 공간적 제약 때문에 일부 식물종은 도서 내에서 절멸할 수도 있을 것으로 예상된다.

본 연구는 기후변화와 생태환경의 급격한 변화에 따라 고유한 자연생태계가 교란되고 훼손될 위기에 있는 전라남도 남해안 도서지역의 식물과 산림 분포 특성을 분석하여 도서 생물다양성을 유지 보전하기 위한 방안을 수립하기 위한 것이다. 이를 위해 기존에 보고된 식물상 자료와 현지조사를 바탕으로 전라남도 진도 동쪽에 위치한 남해안 주요 도서지역의 식물 분포 특성을 도서생물지리학적 관점에서 분석하였다. 구체적인 연구목적은 다음과 같다. 첫째, 도서지역 내 분포하는 식물상에 대한 기초자료를 확보하고 분석하여 식물상의 도서생물지리적 분포 특성을 밝히고자 한다. 둘째, 특정식물(멸종위기종, 위기종, 특산종, 귀화종, 구계학적 특정종, 멸종위기야생종, 법정생태계 교란종) 분포를 도서지역 관점에서 해석하여 도서지역별 식물지리학적 지역성을 분석한다. 셋째, 육지로부터의 거리, 섬의 크기, 해발고도의 환경요소와 도서지역 식물상 관계에 대해 도서생물지리학적 관점에서 살펴보았다.

본 연구는 식물상 자료에 기초하여 전라남도 남해안 일부 도서지역(75곳)의 도서생물지리학적 특성을 분석하였다. 연구지역에서 상대출현빈도수가 가장 높은 종은 상록침엽수인 곰솔(Pinus thunbergii), 상록활엽수인 사스레피나무(Eurya japonica), 양치식물인 고사리(Pteridium aquilinum var. latiusculum)로 조사되었다. 다양한 외관형을 갖는 식물종이 출현한 것은 이들 도서들이 중위도의 한반도에 가까운 연안도서이며, 온난다습한 남해 도서지역의 기후적 특수성을 반영한 것으로 판단된다. 특히 주목되는 것은 일부 도서에 설앵초(Primula modesta var. fauriae)(소록도), 눈향나무(Juniperus chinensis var. sargentii)(거금도, 거문도, 하조도)와 같은 추운 기후에 서식하는 종이 분포하는 점이다. 이들은 지구온난화가 가속화 될 경우 분포역이 급속하게 줄어들 것으로 예상된다. 한편, 거문도에 분포하는 난대성 식물인 문주란(Crinum asiaticum var. japonicum)은 지구온난화에 따라 분포역이 확장될 수 있는 종이다. 따라서 기후변화 지표종인 이들의 분포 및 생태에 대한 개체군 수준에서의 선별적 추가 연구가 필요하다.

전체 출현종의 약 69%는 7곳 이하의 도서지역에 제한적으로 분포하며, 단 1곳의 섬에서만 서식 기록이 확인된 종도 전체의 25%를 차지한다. 이들 도서지역은 현재보다 해수면이 약 100 m 정도 낮았던 신생대 제4기 플라이스토세(Pleistocene) 최후빙기(Last Glacial Maximum) 중에는 한반도에 연륙된 지역이었으나, 1만 년 전 본격화된 홀로세(Holocene)에 해수면이 상승하면서 섬으로 고립되었다. 이후 섬들이 지리적으로 격리되면서 일부 종들이 특정 도서에만 잔존하여 제한적으로 분포하는 식물지리학적 지역성이 뚜렷해졌다.

연구지역에서 가장 주목해야 할 도서는 여수시 손죽도와 소거문도이다. 이들 두 섬은 서로 거리가 1.4 km로 매우 가깝고, 면적은 각각 2.9 km², 0.14 km²로 작은 유인도이다. 하지만 면적 대비 멸종위기종, 위기종, 식물구계학적 특정식물종, 멸종위기 야생종의 분포가 다른 도서들에 비해 현저하게 많아, 생물지리적으로 보존 가치가 큰 섬이다. 손죽열도는 손죽도를 비롯하여 소거문도, 광도, 평도 등의 유인도와 반초섬, 나무여, 갈키섬, 검둥여 등의 많은 무인도가 모여 있어 서식 공간이 다양하다. 또한 지질학적으로 손죽도 일대는 중생대 백악기 화성암인 중성화산암류, 화강암이 심층 풍화되어 형성된 새프롤라이트(saprolite)와 화강암 차별침식으로 형성된 암괴원(block field)이 발달하며, 고온다습한 기후환경에서 형성된 적색토가 넓게 분포한다. 지형적으로 손죽도는 남쪽과 서쪽으로 급경사를 이루고, 북쪽에는 사빈해안(沙濱海岸)이 발달해 있다. 이와 같은 지질 및 지형적 다양성이 식물들에게 보다 많은 서식 공간을 제공하여 종다양성을 높인 것으로 본다. 그러나 이들 도서는 면적이 작아 기후변화에 따라 생태계가 교란되거나, 외래종 및 생태계 교란종이 유입될 경우 기존 종이 외부로부터 유입된 종으로 대체될 가능성이 크다. 따라서 손죽도와 소거문도 그리고 주변 도서들에 대한 식물지리학적 정밀 조사 및 관리 대책 수립이 시급하다.

또, 하나 주목할 도서는 여수시 금오도이다. 금오도는 손죽도, 소거문도와는 다르게 육지에서 가깝고, 면적이 상대적으로 크다. 특히 금오도는 비슷한 크기의 다른 도서들에 비해 다양한 식물들이 서식하는데, 이는 섬의 지리적, 자연사적, 지형ㆍ지질 및 기후 그리고 역사적 배경 등이 복합적으로 작용한 결과로 보인다. 첫째, 금오열도의 중심도서인 금오도는 여수시 화양면으로부터 백야도, 제도, 개도를 거쳐 이어지고, 여수시 돌산도에서는 송도, 화태도, 월호도, 대횡간도, 대두라도, 소횡간도 등의 섬과 징검다리와 같이 연결된다. 또한 금오도를 중심으로 주변에 안도, 연도, 수항도 등의 유인도와 대부도, 소부도, 검둥섬, 알마도 등의 크고 작은 무인도가 많아 도서간 식물 유전자를 교류할 기회가 많았고, 서식 공간 또한 다양하다. 둘째, 자연사적 측면에서 금오도는 신생대 제4기 플라이스토세 최후빙기 극성기인 22,000∼18,000년 전 해수면이 오늘날에 비해 약 100 m 낮아지면서 인근 도서들과 서로 연륙교(land bridge)를 통해 연결되었다. 이를 통해 육지로부터 유입된 다양한 식물들이 섬의 국지적인 자연조건에 적응하여 특산종으로 발달한 것으로 본다. 셋째, 금오도 서쪽의 대부산(382 m), 동쪽의 옥녀봉(261 m), 남쪽의 망산(344 m) 등 산줄기와 서남쪽의 높은 해식애(海蝕崖)는 접근성이 낮아 인위적 간섭이 적어 다양한 식물이 서식하고 보전될 수 있었다. 또한 소규모의 만과 곶이 많은 복잡한 해안선도 식물에게 서식 공간을 제공하였다. 이와 같은 다양한 지형적 특성은 다양한 미기후 환경을 형성하게 되고, 이를 반영한 식물 분포가 이루어졌을 것으로 판단된다. 넷째, 역사적인 측면에서 금오도는 1448년 궁궐을 짓거나 보수하고, 임금의 관(棺)을 짜고, 판옥선 등 전선(戰船)을 만드는 재료인 소나무를 기르고 가꾸던 황장봉산(黃腸封山)으로 지정되어 오랫동안 민간인의 출입이 통제되었다. 조선 고종 때에는 사슴이 많고, 숲이 우거져 사슴목장으로 지정하고 출입과 벌채를 금하였다. 아울러 1981년 다도해해상국립공원으로 지정되어 자연생태계가 관리되면서 상대적으로 식물들이 보전되었다. 이러한 역사적 배경도 금오도에 다양한 식물이 분포하게 된 주된 원인으로 보인다.

하지만 금오도는 귀화식물, 생태계 교란종도 다른 도서에 비해 많이 분포한다. 이는 내륙과의 잦은 교류, 섬 내의 취락과 도로망 그리고 작물 재배에 따른 인간의 간섭과 교란에 따른 영향으로 본다. 우리나라에서 21번째로 큰 섬인 금오도는 약 1,600여명의 주민이 거주하며, 육지와의 해상 교통 여건이 좋아 잦은 왕래를 통해 귀화종과 교란종이 많이 유입되었을 것으로 보인다. 또한 도로망이 잘 갖추어져 유입된 종들의 도서 내 산포도 좋은 조건이며, 작물 재배과정을 통해서도 확산이 활발했을 것으로 판단된다.

이 연구에서 육지로부터의 거리, 섬의 크기에 따라 생물다양성이 결정되는 도서생물지리학 이론을 지지하는 결과는 본 연구에서 도출되지 않았는데, 그 이유는 여러 요인이 복합적으로 작용한 결과로 볼 수 있다. 첫째, 연구지역 도서들은 북위 33° 58′(여서도)에서 북위 34° 34′(대옥대도) 사이에 위치하며, 남북 간 직선거리는 약 70 km로 동일한 기후대에 속하여 기후 요소 특히 식물 생장에 중요한 기온과 강수량의 차이가 크지 않다. 둘째, 연구지역 섬들이 도서생물지리학적 이론이 검토된 화산섬과는 다르게 지형적 격변 없이 홀로세 해수면 상승 이후 육지로부터 분리되어 고립되었다는 점에서 섬들 간 자연사(自然史)적 변천 과정에 큰 차이도 없다. 셋째, 육지와의 거리도 변수로 작용하지 않았다. 이는 일반적인 도서생물지리 평형 이론이 대양의 도서를 대상으로 한 것과는 달리, 이번 연구지역 대부분이 연근해 도서들로 거리에 따른 차이가 발생하지 않은 것으로 판단된다. 넷째, 도서 크기 또한 출현종수와 관련성이 크지 않았다. 앞서 언급한 손죽도, 소거문도, 백야도, 여서도 등 일부 작은 도서들은 면적 대비 출현종이 상대적으로 많아, 섬의 크기가 클수록 출현 종수가 많을 것이라는 일반적인 가설에 일치하지 않았다.

전라남도 남해안 도서지역의 경우, 도서생물지리적 생물종 다양성은 육지로부터의 거리, 섬의 면적 외에도 해발고도, 지질적 및 지형적 특징 등 지역적인 요소와 그에 따른 미기후의 차이, 자연사와 역사적 배경 그리고 인위적 영향 등을 복합적으로 고려하여 분석하는 것이 바람직할 것이다. 앞으로 육지에서 멀리 떨어진 전라남도 서해의 가거도, 흑산도, 홍도의 data가 포함되었을 때 어떤 결과가 나올지 추가적인 분석이 필요하다. 추후 보완 연구가 지속적으로 수행된다면 우리나라 도서 생물상이 전통적 도서생물지리 평형 이론에 따르는지를 규명할 수 있을 것이라 판단된다.

본 연구는 도서지역(전남 남해안) 식물상 자료를 확보하고, 이를 Data-base화하여 다양한 범주에서 도서식물지리학적 의미를 밝히고자 하였다. 본 연구 결과 도서지역 내 식물상이 넓지 않은 조사 지역과 지리적 환경 조건이 유사함에도 불구하고, 그 다양성이 높고, 도서별 특이성이 뚜렷하게 나타남을 확인하였다. 특히 손죽도와 소거문도는 좁은 면적에도 불구하고, 멸종위기종 등 식물학적 가치가 큰 종들이 분포하고 있어 지속적인 관심과 조사가 수행되어야 할 것으로 판단된다. 또한 교과서적인 도서생물지리학 이론에 일치하는 결과가 이번 연구에서는 도출되지 않았지만, 후속 연구를 통해 지리적 공간 범위가 확대되었을 때의 결과를 찾는 것도 생물지리학적으로도 흥미로운 주제이다.

도서지역은 면적이 협소하고 고립되어 급변하는 환경변화에 노출될 경우, 기존 식물상이 빠르게 새로운 종으로 대체될 가능성이 다른 어떤 곳보다 높다. 또한 기후변화, 가축의 방목, 인간의 간섭 등 외적 환경 변화 이후 천이 과정에서 군집의 변화가 예측하지 못한 형태로 진행될 수도 있다. 현재 연구지역내 귀화식물의 76.6%는 아직 10곳 미만의 일부 도서지역에 국한되어 분포한다. 때문에 추후 인간에 의한 관심과 관리에 따라 그 분포역이 결정되고, 궁극적으로 도서지역 식물다양성을 결정지을 중요한 변수로 생각된다.

도서지역 식물상에 대한 현황을 파악하고, 이를 분석하여 보전 및 관리 도서를 설정하는 것이 현존 식물상을 보호하는데 있어 중요하다. 이를 위해 해수면 변동과 같은 자연사적 의미와 기후 및 지형학적 특성 등 자연지리적 요소와 함께 인간의 접근과 간섭의 정도, 경작 현황 등 인문지리적 요소가 함께 고려되어야 한다. 특히 지속적이고 장기적인 관점에서 도서 지역 환경 변화를 모니터링하는 과정이 뒤따라야 한다. 이러한 관점에서 본 연구의 기초 자료 및 결과는 도서지역 보전과 개발 그리고 관리에 있어 의미 있는 자료로 활용될 수 있을 것으로 생각한다.