식물과 수분매개자의 상호작용은 육상 생태계에서 매우 중요한 생물 간 상호작용이며, 전 세계 피자식물의 상당수가 동물매개 수분에 의존한다(Ollerton et al., 2011). 이러한 수분매개 기능은 야생식물의 번식뿐 아니라 작물 생산과 인간 식량자원 유지에도 중요한 생태계 서비스를 제공한다(Klein et al., 2007). 그러나 최근 서식지 감소, 농약 사용, 병원체, 외래종, 기후변화 등 다양한 요인에 의해 수분매개자의 감소와 상호작용 교란 가능성이 제기되고 있으며, 이는 야생식물 다양성, 생태계 안정성, 작물 생산에 부정적인 영향을 줄 수 있다(Potts et al., 2010).

수분매개자의 다양성은 생태계 기능에 중요한 역할을 하며, 이들은 벌류에 한정되지 않고 다양한 곤충류를 포함하고 있다(Ollerton, 2017). 일반적으로 곤충은 짧은 생활사, 높은 개체군 증가율, 서식지 변화에 대한 민감한 반응성으로 인하여 환경 변화를 신속하게 반영할 수 있는 특성을 가지고 있다(Spiller et al., 2018;Ramola et al., 2024). 이에 따른 식물과 수분매개자의 상호작용 관계 또한 짧은 주기 내에서도 빠르게 변화하며 지속적으로 종 조성이 재편될 수 있는 유동적인 구조를 가지고 있으며, 이러한 변화는 식물과 수분매개자의 생물계절성, 종 출현 시기 및 상대적 풍부도와 밀접하게 관련되는 것으로 보고되었다(CaraDonna et al., 2017). 실제 Burkle et al. (2013)의 연구에 따르면, 기후변화로 인한 계절적 변화의 결과로 식물과 수분매개자 사이의 새로운 상호작용이 많이 형성되었으며, 다양한 수분매개자와 상호작용하는 일반화 식물(generalist plants)과 수분매개자 간의 상호작용 유연성을 통해 환경 변화에 따른 상호작용 단절의 영향을 완화할 수 있는 것으로 나타났다. 이와 같은 관점에서 볼 때, 특정 식물종에 방문하는 곤충 군집 역시 고정된 집합이 아니라, 시간의 변동성 및 환경조건과 서식지 특성에 따라 그 조성이 달라질 수 있음을 시사한다.

방화성 곤충 관련 연구는 특정 식물에 방문하는 곤충 목록을 제시하는 수준에서 나아가, 식물-곤충 상호작용, 식재 환경 및 환경요인에 대한 반응 등 다양한 요소들과 함께 분석하는 방향으로 확장되고 있다. 이와 관련된 국외 연구들을 살펴보면, 도시, 농경지, 자연보호구역 등 서로 다른 경관에서 다양한 방화성 곤충 군집이 형성될 수 있다고 보고되었으며(Baldock et al., 2015), 정원과 같은 식재 공간에서는 식물의 원산지, 개화기간, 꽃자원 구성에 따라 방화성 곤충의 유입 양상이 달라질 수 있다고 언급되었다(Salisbury et al., 2015). 또한 관상식물과 인위적으로 조성된 식재지는 단순한 미적 공간을 넘어, 다양한 방화성 곤충에게 꽃자원을 제공하는 생태적 공간으로서의 가능성도 제시되었다(Erickson et al., 2021).

국내에서도 화분매개곤충 또는 방화성 곤충에 대한 연구는 농작물, 야생식물, 밀원식물, 특산식물 등을 대상으로 지속적으로 수행되어 왔다. Choi and Jung (2015)은 국내 농작물 및 야생식물에서 보고된 화분매개곤충 다양성을 정리하였으며, Kim et al. (2012, 2013)은 국내 식물군의 화기 특성과 방화성 곤충의 관계를 분석하였다. 또한 특산식물인 모데미풀의 개화기 동안 온도 변화에 따른 수분매개자 군집의 활동 변화를 분석한 연구가 수행되었고(Lee and Kang, 2018), 밀원식물의 꽃 특성과 화분매개곤충 상호작용을 분석한 연구도 보고되었다(Son et al., 2023). 이러한 선행연구들은 국내에서도 식물과 방화성 곤충의 관계를 다양한 관점에서 이해하기 위한 연구가 축적되고 있음을 보여준다. 그러나 수목원, 식물원 내 식재된 식물자원을 대상으로 방화성 곤충을 분석한 국내 연구는 매우 제한적이며, 최근 국립수목원에서 울릉산마늘을 대상으로 방화성 곤충과 온도·조도의 관계를 분석한 연구가 수행되었으며(Lee et al., 2025), 국립세종수목원에서는 관상식물 및 자생식물 식재가 수분매개자 다양성 증진에 기여할 수 있는지를 평가한 연구가 보고되었다(Park et al., 2026).

본 연구의 조사 식물인 두메부추(Allium dumebuchum H.J. Choi)는 백합과(Liliaceae) 부추속(Allium)에 속한다. 부추속 식물은 양파, 마늘, 파 등 주요 작물을 포함하는 경제적으로 중요한 식물군으로, 채소와 향신료뿐 아니라 약용 및 원예 자원으로도 널리 이용된다(Kamenetsky and Rabinowitch, 2006;Yang et al., 2024). 대표적 재배 식물인 양파의 경우 수술이 암술보다 먼저 성숙하는 웅예선숙(protandry) 특성으로 타가수분이 요구되며(Saeed et al., 2008), 종자 생산 과정에서 곤충수분의 중요성이 보고되었다(Walker et al., 2011). 또한 부추속 식물 3종을 대상으로 수분 처리 방법을 비교한 연구에서는 개방수분 처리구가 수분을 제한한 처리구보다 종자 결실률과 발아율이 높게 나타나, 곤충 방문이 부추속 식물의 종자 생산과 관련될 수 있음을 제시하였다(Kumar et al., 1985). 부추속 식물의 방문 곤충에 관한 연구에서도 양파의 주요 수분매개자로 벌류와 파리류가 보고되었으며(Saeed et al., 2008;Howlett et al., 2009), 꿀벌, 꽃등에류, 꼬마꽃벌류 등을 포함한 다양한 방문 곤충이 확인된 바 있다(Bohart et al., 1970). 또한 우리나라 특산 부추속 식물인 울릉산마늘에서도 벌류와 파리류를 중심으로 한 다양한 방화성 곤충이 보고되었다(Lee et al., 2025). 이러한 선행연구들은 같은 속 식물인 두메부추에서도 방화성 곤충이 번식생태와 관련될 가능성이 있으며, 두메부추가 개화기 동안 다양한 방화성 곤충이 이용할 수 있는 자원식물로 기능할 수 있음을 시사한다.

또한, 두메부추는 제한된 분포범위와 자생지 훼손 위험 등을 근거로 국가적색목록 평가에서 IUCN Red List 범주 및 기준 적용 시 위급(CR, critically endangered) 등급으로 평가된 바 있다(Korea National Arboretum, 2021). 과거 A. senescens로 인지되면서 국내에 울릉도와 강원도 일부 지역에 자생하는 것으로 알려졌으나, 최근 분류학적 연구에 의하면 울릉도에 분포하는 개체들은 두메부추(A. dumebuchum)라는 독립된 분류군이고, 강원도 지역에 분포하는 개체들은 참두메부추(A. spirale)인 것으로 보고되었다(Jang et al., 2021). 우리나라 특산식물인 두메부추는 울릉도의 해발 23-171m의 해안가를 따라 생육한다고 알려져 있으나(Korea National Arboretum, 2021), 최근 해안도로 건설 및 보수, 정비 등으로 자생지의 면적과 질이 지속적으로 쇠퇴하고 있으며(Jang et al., 2021), 이에 따른 자생지 보호 및 현지 외 보존 등에 대한 연구가 필요한 실정이다.

두메부추에 대한 최근 연구는 분류학적 실체 규명에서 나아가 원예적 활용과 보전기술 개발로 확장되고 있다. 두메부추는 관상적 가치가 높은 자생식물로서 절화 소재로의 활용 가능성이 검토되었고(Park et al., 2021), 보전 및 원예적 이용을 위한 조직배양 연구도 수행되었다(Kim et al., 2026). 이처럼 두메부추에 대한 연구는 분류학적 실체 규명, 원예적 활용 및 보전기술 개발을 중심으로 점차 축적되고 있으나, 개화기에 유입되는 방화성 곤충 군집을 분석한 연구는 아직 부족한 실정이다. 특히 전시원에 식재된 두메부추는 자생지 외 보전 및 전시 기능을 수행하는 동시에, 개화기 동안 다양한 방화성 곤충에게 먹이자원을 제공할 가능성이 있다. 따라서 두메부추에 방문하는 방화성 곤충 군집을 파악하는 것은 이 식물의 전시·보전 가치뿐만 아니라 수목원 내 식재지의 생태적 기능을 평가하는데 필요한 기초자료가 될 수 있다.

본 연구에서는 경기도 포천시에 위치한 국립수목원 내 식물진화속을걷는정원과 부추속전문전시원에 식재된 두메부추를 대상으로 방화성 곤충 군집을 조사하였다. 구체적으로는 첫째, 두메부추에 방문하는 방화성 곤충의 군집 및 종 조성을 파악하고, 둘째, 연도 및 전시원에 따른 군집 조성의 차이를 분석하며, 셋째, 온도와 조도가 방화성 곤충 군집 및 주요 종의 유입 반응과 갖는 관련성을 검토하고자 하였다. 이를 통해 전시원 내 식재된 두메부추에 유입되는 방화성 곤충 군집의 변동 특성을 구명하고, 전시원의 곤충 다양성 증진을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.

재료 및 방법

연구대상지

본 연구의 조사지인 국립수목원은 광릉숲의 한가운데 동향으로 자리 잡고 있으며, 식물의 용도, 분류학적 특징 또는 생육 특성에 따라 25개의 전문전시원이 조성되어 있고, 총 102 ha의 면적에 3,873종류의 식물을 식재하여 방문객, 전공 학생, 전문가들에게 현장학습 장소로 활용되고 있다(Korea National Arboretum, 2026a). 수목원은 제한된 공간 내에 다양한 식물이 보전·전시되는 공간으로, 식물과 곤충의 상호작용을 관찰하고 분석하기에 유용한 환경을 제공할 수 있다(Nordt et al., 2021;Vilella-Arnizaut et al., 2022). 특히 국립수목원은 광릉숲을 기반으로 한 보전·연구기관으로서 생물다양성 및 생태학적 가치가 높은 지역으로 평가되어 왔으며, 관련 생물상 연구가 지속적으로 수행되어 왔다(Kwon et al., 2012). 따라서 본 연구는 국립수목원에서 두메부추가 식재된 전시원인 식물진화속을걷는정원과 부추속전문전시원을 조사구로 선정하였다(Fig. 1). 두 전시원의 식생을 살펴보면, 식물진화속을걷는정원은 교목층에 은행나무, 초본층은 뻐꾹나리, 원추리류, 야산고비 등이 있었으며, 부추속전문전시원은 교목층에 느티나무, 복자기, 관목층은 섬향나무, 소나무, 회양목, 무궁화, 초본층은 야산고비, 돌나물, 토끼풀 등으로 이루어져 있었다.

조사 방법

조사 시기는 두메부추의 방화성 곤충을 파악하기 위하여 꽃이 만개한 시기를 기준으로 하였으며, 두 전시원 내 두메부추 군락에서 2 × 2 m 크기의 방형구를 설정하였고, 개화 정도가 유사한 지점을 선정하여 2년간 동일한 위치에서 반복 조사하였다. 2023년 9월 19일부터 28일까지와 2024년 9월 23일부터 27일까지 실시하였으며, 비교적 날씨가 맑은 날을 선정하여 연도별 5일씩 총 10일간 수행하였다. 조사 횟수는 두 전시원(식물진화속을걷는정원, 부추속전문전시원)을 오전과 오후로 구분하여 순차적으로 하루 4회 실시하였으며, 회당 1시간씩 연도별 20회, 2년간 총 40회의 데이터를 수집하였다. 조사 순서에 따른 편향과 시간대별 출현 차이를 줄이기 위하여 전시원별 조사 순서는 조사일마다 교대로 배치하였다. 방화성 곤충은 두메부추 꽃의 화밀 또는 화분 등을 섭식할 목적으로 방문한 개체로 정의하였으며, 2인 1조로 구성하여 포충망(PCM-002, China)을 이용한 채어잡기법(brandishing)으로 채집하였다. 채집된 곤충은 실체현미경(Nikon SMZ800N, Nikon, Tokyo, Japan)을 이용하여 형태적 특징을 기반으로과, 속, 종 등 가능한 수준까지 동정하였으며, 종 수준까지 동정이 불가능한 경우 형태 종(morpho species) 수준으로 구분하여 종별 번호를 부여하였고, 국가표준곤충목록(Korea National Arboretum, 2026b)의 분류체계를 따라서 정리하였다. 또한 두메부추가 식재된 전시원의 조사 당시 비생물적 환경 요인을 파악하기 위하여 조사 1회 당 온도와 조도를 각각 12번 측정하여 평균값을 기록하였으며, 온도는 디지털 온도계(J-303, BLUETEC, Korea), 조도는 디지털 조도계(TES-1334A, TES, Taipei, Taiwan)를 사용하였다.

자료 분석

두메부추의 방화성 곤충 군집 및 비생물적 환경 요인에 대한 모든 분석은 R 프로그램(ver. 4.5.3, R Development Core Team)에서 수행하였다. 곤충 군집의 특성을 비교하기 위하여 종다양도지수(shannon diversity index, H')와 풍부도지수(margalef’s richness index, R)를 산출하였다. 이후 연도(2023년, 2024년)와 전시원(식물진화속을걷는정원, 부추속전문전시원) 조합에 따라 4개의 그룹으로 구분하고, 이원배치 분산분석(two-way ANOVA)을 이용하여 군집 간 차이를 분석하였으며, 유의한 차이가 확인된 경우 Tukey HSD 사후검정을 수행하였다. 또한 두메부추가 식재된 전시원의 비생물적 환경 요인 차이를 확인하기 위하여 조사 기간 동안 측정된 온도와 조도의 차이를 분석하였다. 온도와 조도 역시 이원배치 분산분석을 이용하였으며, 사후비교는 Tukey HSD 검정으로 수행하였다. 이원배치 분산분석 전 각 변수의 정규성과 등분산성은 각각 Shapiro-Wilk 검정과 Levene 검정으로 확인하였으며, 조도는 등분산성을 만족하지 못하여 로그변환(log₁₀(x + 1))한 값을 이용하여 통계분석을 수행하였다.

연도에 따른 전시원별 곤충 군집 간의 유사성 및 상이성을 확인하기 위하여 종별 개체수 데이터를 기반으로 bray-curtis 거리 지수를 산출하였으며, vegan 패키지의 metaMDS 함수를 이용한 비계량적 다차원척도법(non-metric multi-dimensional scaling, NMDS)을 통해 곤충 군집을 시각화하였다. 이후 곤충 군집 간 통계적 차이를 검증하기 위하여 adonis2 함수를 이용하여 순열 다변량분산분석(permutational multivariate analysis of variance, PERMANOVA)을 실시하였으며, 유의성 검정은 999회 permutation을 통해 진행하였다. 추가적으로 PERMANOVA에서 유의한 차이가 확인된 경우, 군집 간 사후비교를 위하여 pairwise PERMANOVA 분석을 수행하였다. 그리고 군집 분석 결과 분리된 곤충 군집의 조성에 영향을 미치는 종을 분석하고 기여율을 파악하기 위하여 유사도 백분율(similarity percentage, SIMPER) 분석을 실시하였다. 또한 조사 기간 동안 측정한 온도와 조도가 곤충 군집 구조와 갖는 관련성을 확인하기 위하여 환경요인 적합(environmental fitting, envfit) 분석을 수행하였으며, 환경변수는 NMDS ordination 상에 벡터로 표시하였고, 유의성은 999회 permutation을 통해 평가하였다.

비생물적 환경 요인의 변화에 따른 주요 종의 반응을 확인하기 위하여 SIMPER 분석에서 군집 차이에 1% 이상 기여한 종을 대상으로 일반화선형모형(generalized linear model, GLM) 분석을 수행하였다. 분석은 2023년과 2024년 자료를 분리하여 실시하였으며, 각 종의 개체수를 반응변수로 하고 조사 시기에 측정한 온도와 조도를 설명변수로 설정하였다. 반응변수의 특성(계수형 자료)을 고려하여 Poisson GLM을 우선 적용하였으며, 분산이 평균보다 큰(과산포, overdispersion) 경우 quasi-Poisson GLM으로 보정하였다. 조도는 회귀계수의 해석을 용이하게 하기 위하여 1,000 lux 단위로 환산하여 분석하였다.

결 과

두메부추의 방화성 곤충

두메부추에 방문한 곤충은 총 6목 31과 157종 1,966개체로 나타났다. 곤충의 구성으로는 꽃등에과(Syrphidae)가 37%(726개체)로 가장 많았으며, 그 다음으로 개미과(Formicidae) 13% (265개체), 초록파리과(Rhiniidae) 8%(166개체), 네발나비과(Nymphalidae) 7%(145개체), 꼬마꽃벌과(Halictidae) 6%(114개체), 검정파리과(Calliphoridae) 5%(95개체), 꿀벌과(Apidae) 5%(90개체), 집파리과(Muscidae) 3%(69개체), 팔랑나비과(Hesperiidae) 3%(57개체), 흰나비과(Pieridae) 3%(51개체) 순이었다(Fig. 2).

각 주요 과별 우점종을 살펴보면, 가장 많은 비율을 차지했던 꽃등에과에서는 호리꽃등에(Episyrphus balteatus, 331개체), 쟈바꽃등에(Allograpta (Allograpta) javana, 135개체), 꼬마꽃등에(Sphaerophoria menthastri, 81개체)가 대부분을 차지하였으며, 개미과에서는 곰개미(Formica japonica, 171개체), 고동털개미(Lasius niger, 65개체), 초록파리과에서는 점박이초록파리(Stomorhina obsoleta, 163개체), 네발나비과에서는 네발나비(Polygonia c-aureum, 97개체) 등이 우점종으로 나타났다(Appendix 1).

연도 및 전시원별 특성 비교

연도별(2023년, 2024년), 전시원별(식물진화속을걷는정원, 부추속전문전시원)로 구분하여 곤충 군집을 살펴보면, 식물진화속을걷는정원(2023년: 5목 23과 91종 580개체, 2024년: 3목 21과 85종 713개체)에서 부추속전문전시원(2023년: 4목 21과 75종 365개체, 2024년: 4목 21과 64종 308개체)에 비하여 지속적으로 다양하고 많은 곤충이 출현하는 경향을 보였다. 종 수준으로 확인한 결과, 조사 기간 동안 일관되게 하나의 전시원에서 특이적으로 많이 출현한 종들이 있었는데, 식물진화속을걷는정원에서는 점박이초록파리, 꼬마꽃등에, 재래꿀벌(Apis cerana), 곰개미, 고동털개미 등이 있었으며, 부추속전문전시원에서는 호리꽃등에, 줄꼬마꽃벌속 sp.1(Lasioglossum sp.1) 등이 있었다. 또한 쟈바꽃등에는 2023년에 부추속전문전시원에서 많이 채집되었으며, 집파리과 sp.3, 광채꽃벌속 sp.1(Ceratina sp.1), 꼬마꽃벌과 sp.8, 줄점팔랑나비(Parnara guttata)는 2024년에 식물진화속을걷는정원에서 많이 채집되며 출현 양상에서 차이를 보였다(Appendix 1).

곤충 군집의 특성 비교를 위하여 종다양도지수(H')와 풍부도지수(R)를 산출하고, two-way ANOVA분석으로 연도와 전시원에 따른 차이를 분석한 결과, 종다양도지수는 전시원(Garden: F=11.652, P=0.0016)에 따른 차이는 유의하였으나, 연도(Year: F=0.309, P=0.5816)와 연도×전시원 간 상호작용(Year × Garden: F=0.187, P=0.6680)에 따른 차이는 유의하지 않았다. Tukey 사후검정 결과, 2024년 식물진화속을걷는정원의 종다양도지수는 2023년 부추속전문전시원(P=0.0384) 및 2024년 부추속전문전시원(P=0.0471)보다 유의하게 높았으나, 2023년 식물진화속을걷는정원은 다른 그룹들과 유의한 차이를 보이지 않았다. 풍부도지수 역시 전시원(Garden: F=10.018, P=0.0032)에 따른 차이는 유의하였으나, 연도(Year: F=0.263, P=0.6114)와 연도×전시원 간 상호작용(Year × Garden: F=0.409, P=0.5264)에 따른 차이는 유의하지 않았다. 그러나 4개 그룹 간 Tukey 사후검정에서는 유의한 차이를 보이는 그룹이 확인되지 않았다(Table 1).

또한, 조사 기간 동안 측정된 온도와 조도를 two-way ANOVA 분석으로 연도 및 전시원에 따라 비교한 결과, 온도는 연도, 전시원 및 연도×전시원 상호작용 모두에서 유의한 차이를 보이지 않았다(Year: F=0.576, P=0.453; Garden: F=0.064, P=0.802; Year × Garden: F=0.007, P=0.933). Tukey 사후검정에서도 4개 그룹 간 유의한 차이는 확인되지 않았다(Fig. 3A). 반면 조도는 연도(Year: F=4.721, P=0.0365)와 연도×전시원 상호작용(Year × Garden: F=5.124, P=0.0297)이 유의한 차이가 나타났으며, 전시원(Garden: F=1.132, P=0.2944)은 유의한 차이가 확인되지 않았다. Tukey 사후검정 결과, 2024년 부추속전문전시원의 조도는 2023년 부추속전문전시원보다 유의 하게 높았으며(P=0.0171), 그 외 그룹 간 비교에서는 유의한 차이가 확인되지 않았다(Fig. 3B).

곤충 군집 분석

연도 및 전시원별로 구분된 두메부추의 방화성 곤충 군집 간 차이를 확인하기 위하여 군집의 종조성을 NMDS로 시각화한 결과, 2023년에는 두 전시원 간 방문 곤충 군집이 비교적 구분되었으며, 부추속전문전시원 군집이 식물진화속을걷는정원 군집보다 우측에 더 밀집되는 경향을 보였다. 2024년에는 두 전시원 군집 모두 2023년에 비해 분산 범위가 넓어졌으며, 특히 부추속전문전시원 군집의 분산이 크게 나타났다(Fig. 4; Stress=0.206).

곤충 군집 간 차이에 대한 검증을 위하여 PERMANOVA 분석을 진행한 결과, 군집 조성은 연도(Year: R²=0.0771, F=3.7591, P=0.001), 전시원(Garden: R²=0.1446, F=7.0484, P=0.001), 연도×전시원 상호작용(Year × Garden: R²=0.0397, F=1.9328, P=0.025)에 의해 모두 유의한 차이를 나타냈다(Table 2).

PERMANOVA 분석에서 연도, 전시원 및 이들의 상호작용이 모두 유의하게 나타남에 따라, 사후비교를 위해 pairwise PERMANOVA 분석을 추가적으로 수행한 결과, 2023년에는 식물진화속을걷는정원과 부추속전문전시원 간 군집 차이가 유의하였고(R²=0.2306, F=5.3942, P=0.001), 2024년에도 두 전시원 간 군집 차이가 유의하였다(R²=0.1711, F=3.7155, P=0.001). 또한 식물진화속을걷는정원에서는 2023년과 2024년 간 군집 차이가 유의하였으며(R²=0.1320, F=2.7369, P=0.002), 부추속전문전시원에서도 연도 간 군집 차이가 유의하게 나타났다(R²=0.1413, F=2.9615, P=0.002). 이와 함께 서로 다른 연도와 전시원 조합 간 비교에서도 모두 유의한 차이가 확인되었다(Table 3).

연도별 전시원 간 군집 차이가 확인되었으며, 이러한 차이에 크게 기여한 주요 곤충 종을 SIMPER 분석을 통해 파악한 결과, 157종의 곤충 중 전시원 간 군집 차이에 1% 이상 기여하는 곤충은 2023년 14종, 2024년 15종이었다. 2023년에는 호리꽃등에(7.39%), 네발나비(6.76%), 곰개미(5.74%), 쟈바꽃등에(5.59%)가 주요 기여종으로 확인되었으며, 2024년에는 곰개미(8.45%), 점박이초록파리(6.43%), 호리꽃등에(6.16%), 줄점팔랑나비(4. 06%)의 기여도가 높게 나타났고, 연도에 따라 전시원 간 군집 차이에 기여하는 주요 종 조성이 달라지는 경향을 보였다(Table 4).

또한, 두메부추가 식재된 두 전시원에서 조사 시기에 측정한 온도와 조도가 방화성 곤충 군집의 조성과 갖는 관련성을 확인하기 위하여 envfit 분석을 수행한 결과, 온도는 군집 조성과 유의한 관련성을 나타냈으나(R²=0.2084, P=0.017), 조도는 유의하지 않았다(R²=0.0593, P=0.320)(Fig. 4).

환경 변화에 따른 주요 종의 유입 반응

연도 및 전시원 간 군집 차이와 비생물적 환경요인의 연관성이 확인되었으며, 군집 간 차이에 기여한 곤충이 선별되었다. 이에 따라 전시원의 온도와 조도의 변화에 따른 주요 종(SIMPER 분석 1% 이상 기여)의 유입 반응을 확인하기 위하여 GLM 분석을 수행한 결과, 2023년에는 3종, 2024년에는 5종에서 유의한 반응이 나타났다. 2023년에는 네발나비가 조도와 유의한 양의 관련성을 보였으며(β=0.0440, P=0.0126), 고동털개미는 온도와 유의한 음의 관련성을 나타냈고(β=-0.5984, P=0.0352), 줄꼬마꽃벌속 sp.1은 온도와 유의한 양의 관련성을 보였다(β=0.4090, P=0.0491). 2024년에는 점박이초록파리(β=0.2514, P=0.0149), 꼬마꽃벌과 sp.8(β=0.4696, P=0.0111), 집파리과 sp.3(β=0.4314, P=0.0088), 남방부전나비(Pseudozizeeria maha, β=0.3695, P=0.0424), 광채꽃벌속 sp.1(β=0.6529, P < 0.001)이 온도와 유의한 양의 관련성을 나타냈다. 또한 집파리과 sp.3(β=-0.0663, P=0.0232)과 광채꽃벌속 sp.1(β=-0.0364, P=0.0292)은 조도와 유의한 음의 관련성을 보여, 온도와 조도 모두에 반응하는 것으로 나타났다(Table 5).

고 찰

두메부추 방화성 곤충 군집의 구성 특성

본 연구에서 국립수목원 내 전시원에 식재된 두메부추에는 꽃등에류, 벌류, 나비류 및 파리류를 포함한 다양한 분류군의 곤충이 방문하였으며, 이 중 꽃등에과가 가장 높은 비율을 차지하였다(Fig. 2). 이는 두메부추가 특정 분류군에 한정되지 않고 다양한 방화성 곤충이 이용할 수 있는 자원식물임을 시사한다. 특히 호리꽃등에, 쟈바꽃등에와 같은 꽃등에류의 높은 출현은 두메부추의 산형화서가 다수의 작은 꽃으로 구성되어 착지와 섭식이 용이하고, 비교적 접근 가능한 화밀과 화분을 제공하기 때문일 가능성이 있다. 실제로 여러 부추속 식물의 화서에서 벌류와 파리류를 중심으로 한 다양한 방문 곤충이 확인된 바 있으며(Zito et al., 2019), 꽃등에류인 Rhingia campestris의 성충은 생존과 생식에 필요한 에너지원으로 화밀을, 번식을 위한 단백질원으로는 화분을 이용한다고 알려져 있고(Haslett, 1989), 꽃의 형태와 화밀 접근성은 꽃등에류의 꽃 선택 및 출현량을 결정하는 주요 요인으로 보고되었다(van Rijn and Wäckers, 2016). 따라서 본 연구에서 확인된 방화성 곤충은 두메부추의 화서 구조와 먹이자원 특성이 꽃등에류를 포함한 다양한 곤충의 이용에 적합했을 가능성을 보여준다.

전시원 환경에 따른 방화성 곤충 군집 차이

전시원 간 군집차이를 살펴보면, 식물진화속을걷는정원은 부추속전문전시원보다 조사 기간 동안 더 많은 개체수가 확인되었으며, 출현 곤충 또한 다양하였다(Appendix 1). 전시원 간 차이는 곤충 조성뿐 아니라 생물다양성 지표(biodiversity indices)에서도 확인되었다(Table 1). 종다양도지수와 풍부도지수 모두 연도와 연도×전시원 상호작용에 따른 차이는 유의하지 않았으나, 전시원에 따른 차이는 유의하게 나타났다. 특히 종다양도지수의 경우 2024년 식물진화속을걷는정원이 2023년 및 2024년 부추속전문전시원보다 유의하게 높게 나타나, 식물진화속을걷는정원이 두메부추 방화성 곤충의 다양성을 상대적으로 높게 유지할 수 있는 식재 환경이었음을 시사한다. 또한 PERMANOVA 결과에서도 전시원 요인(R²=14.5%)의 설명력이 연도 요인(R²=7.7%)보다 크게 나타나(Table 2), 본 연구 범위에서 두메부추 방화성 곤충 군집의 차이는 연도 간 변동보다 전시원 간 공간적 환경 차이를 더 크게 반영했을 가능성이 있다. 동일한 전시원 환경에서 수행된 Lee et al. (2025)의 연구에서도 같은 부추속 식물인 울릉산마늘(A. ulleungense)의 방화성 곤충 군집이 전시원 간 차이를 보이며, 주변 환경과 곤충 군집의 관련성을 보고한 바 있다. 또한 Adedoja and Mallinger (2025)는 pollinator garden에서 식물 다양성 증진에 따른 수분매개자의 방문 양상이 주변 경관 맥락에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 수분매개자의 군집 구성과 식물–수분매개자 상호작용이 변화할 수 있음을 제시하였다. 이러한 점에서 본 연구에서 확인된 전시원 간 군집 차이는 전시원별 식재 구조, 주변 식생, 개화 자원 등 식재지의 공간적 맥락이 함께 반영된 결과로 해석된다.

연도별 군집 변동과 주요 기여종의 변화

두메부추의 방화성 곤충 군집은 연도에 따라서도 유의한 차이를 나타냈으며(Table 2), 동일 전시원 내에서도 2023년과 2024년 사이의 군집 차이가 확인되었다(Table 3). NMDS 결과에서도 2023년에 비하여 2024년에는 두 전시원 군집 모두 분산 범위가 넓어졌으며, 특히 부추속전문전시원에서 이러한 경향이 두드러졌다(Fig. 4). 이러한 결과는 두메부추의 방화성 곤충 군집이 고정된 조성을 보이기보다는 조사 시기에 따라 유동적으로 변화하는 것으로 추정할 수 있다. SIMPER 분석에서 전시원 간 차이에 기여한 주요 종 조성이 연도별로 달랐던 점도 이러한 해석을 뒷받침한다(Table 4). 실제로 Alarcón et al. (2008)은 식물과 수분매개자 상호작용에서 종 간 연결 관계와 핵심 구성종이 연도에 따라 달라질 수 있음을 보고하였으며, Petanidou et al. (2008) 역시 장기 조사에서 연도별 종 조성과 상호작용이 시간적 변동성을 보인다고하였다. 따라서 본 연구에서 확인된 2023년과 2024년의 군집 차이는 두메부추의 방화성 곤충 군집이 전시원 환경을 포함한 연도별 계절 및 자원 조건의 변화에 민감하게 반응할 수 있음을 시사한다. 이는 방화성 곤충 군집의 특성을 해석하기 위해서는 단기 조사 결과를 넘어, 연속적인 장기 모니터링을 통한 시간적 변동성 평가가 필요함을 보여준다.

비생물적 환경 요인과 군집 및 주요 종의 반응

조사 기간 동안 측정한 비생물적 환경 요인을 비교한 결과, 온도는 연도, 전시원 및 연도×전시원 상호작용에 따른 유의한 차이를 보이지 않았다(Fig. 3A). 반면 조도는 연도와 연도×전시원 상호작용에서 유의한 차이를 보였으며, 특히 2024년 부추속전문전시원의 조도는 2023년 부추속전문전시원보다 유의하게 높았다(Fig. 3B). 이는 실제 조사 시기에 부추속전문전시원의 교목층인 느티나무가 2023년에는 잎이 떨어지지 않았으나, 2024년에는 조기 낙엽으로 인하여 연도간 조도 차이에 유의미한 변화를 보인 것으로 판단된다. 그러나 비생물적 환경 요인과 방화성 곤충 군집 조성의 관련성을 envfit 분석으로 확인한 결과, 온도는 군집 조성과 유의한 관련성을 나타낸 반면, 조도는 유의하지 않았다(Fig. 4). 이는 연도 및 전시원 그룹 간 평균 온도 차이가 크지 않더라도, 조사 시점별 온도 변동이 방화성 곤충의 활동성과 종 조성 변화에 영향을 미쳤을 가능성을 시사한다. 주요 종을 대상으로 한 GLM 분석에서도 유의한 반응을 보인 종은 총 8 종이었으며, 이 중 온도와 관련된 종이 7종, 조도와 관련된 종이 3종으로 나타나 온도에 유의하게 반응한 종이 더 많았다(Table 5). 따라서 본 연구 범위에서는 온도가 두메부추 방화성 곤충 군집의 조성과 주요 종의 출현 양상을 설명하는 데 상대적으로 중요한 환경요인으로 작용했을 가능성을 보여준다. 곤충은 외온성 동물(ectotherm)로서 주변 온도에 따라 비행 및 섭식 활동이 달라질 수 있으며, 사회성 벌류에서도 종마다 꽃 방문 활동이 가능한 미세기상 범위가 존재하는 것으로 보고된 바 있다(Corbet et al., 1993). 또한 사과 과수원에서 수행된 연구에서도 꿀벌 및 뿔가위벌류의 방화활동은 기온, 일사량 등 기상요인의 영향을 받는 것으로 나타났다(Vicens and Bosch, 2000). Lee and Kang (2018)은 소백산 고산지대에 자생하는 모데미풀의 개화기간 동안 수분매개자 군집과 방문 활동을 조사한 결과, 개화 진행에 따라 주요 방문 곤충이 파리류에서 벌류로 변화하였고, 이들의 방문 빈도가 평균 기온과 강한 양의 상관관계를 보였다고 보고하였다. 이러한 선행연구와 본 연구의 결과를 함께 고려하면, 개화기 온도 조건은 두메부추의 방화성 곤충 군집 형성에 영향을 줄 수 있는 주요 요인 중 하나로 판단된다.

한편, 조도는 envfit 분석에서 군집 조성과 유의한 관련성을 보이지 않았으나(Fig. 4), 조도의 생태적 영향을 완전히 배제하기는 어렵다. 본 연구에서 부추속전문전시원은 2023년보다 2024년에 조도가 유의하게 높았으며(Fig. 3B), 부추속전문전시원 내에서 두 연도 간 방화성 곤충 군집 조성이 유의하게 달랐다(Table 3). 또한 GLM 분석에서 일부 주요 종의 출현은 조도와 관련되어 있었다(Table 5). 이러한 결과는 조도가 두메부추 방화성 곤충 군집 전체를 설명하는 주요 요인으로 나타나지는 않았지만, 특정 전시원 조건이나 일부 종의 유입 양상에는 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. Kilkenny and Galloway (2008)의 연구에서도 햇빛에 노출된 식물에서 그늘에 위치한 식물보다 수분매개자의 방문 빈도가 높아질 수 있음을 보고한 바 있으며, 전시원의 광환경은 방화성 곤충의 방문 활동과 관련될 수 있는 미세환경 요인으로 고려될 필요가 있다.

비생물적 환경 요인에 대한 반응을 종 수준에서 살펴보면, 본 연구에서는 주요 곤충의 유입 양상이 온도와 조도에 대해 종별로 상이하게 나타났다(Table 5). 이러한 종별 반응은 동일한 국립수목원 전시원에서 같은 부추속 식물인 울릉산마늘의 방화성 곤충을 조사한 Lee et al. (2025)의 연구와 비교할 수 있다. 두 연구에서 공통적으로 출현한 꼬마꽃벌과, 광채꽃벌속, 고동털개미를 분류군 별로 살펴보면, 꼬마꽃벌과의 경우 울릉산마늘에서는 꼬마꽃벌과 spp.가 온도와 양의 상관관계를 보였으며, 본 연구에서도 꼬마꽃벌과에 속하는 줄꼬마꽃벌속 sp.1과 꼬마꽃벌과 sp.8이 온도와 유의한 양의 관련성을 나타냈다. 광채꽃벌속의 경우 울릉산마늘에서 광채꽃벌속 spp.가 온도와 양의 상관관계를 보였고, 본 연구에서도 광채꽃벌속 sp.1은 온도와 유의한 양의 관련성을 나타냈다. 그러나 본 연구에서는 광채꽃벌속 sp.1이 조도와 음의 관련성을 함께 보였다는 점에서 차이가 있었다. 고동털개미의 경우 두 식물 간 반응 양상이 더욱 뚜렷하게 달랐으며, 울릉산마늘에서는 고동털개미가 조도와 음의 상관관계를 보인 반면, 본 연구에서는 온도와 음의 관련성을 나타냈다. 이처럼 두 연구 모두 온도와 조도 같은 비생물적 환경 요인이 방화성 곤충의 유입 양상과 관련될 수 있음을 보여주었으며, 동일 전시원 내 같은 속 식물이라고 하더라도 종에 따라 주요 곤충의 환경 반응이 달라질 수 있음을 시사한다.

활용방안 및 향후 과제

본 연구에서 두메부추는 다양한 방화성 곤충을 유인하는 것으로 확인되었으며, 전시원 및 연도에 따라 군집 조성에 차이가 나타났다. 이는 두메부추가 단순한 관상·전시식물에 그치지 않고, 개화기 동안 다양한 방화성 곤충이 이용할 수 있는 자생식물 소재로 기능할 수 있음을 시사한다. 특히 수목원은 식물 보전과 전시 기능을 수행하는 동시에, 해당 지역의 방화성 곤충 군집에 서식처와 먹이 이용 공간을 제공할 수 있으므로(Vilella-Arnizaut et al., 2022), 전시원 식재 계획과 관리 과정에서 식물의 관상적 가치뿐 아니라 생태적 기능도 함께 고려할 필요가 있다.

전시원의 생물 다양성 증진 측면에서는 두메부추와 같은 자생식물을 단독으로 평가하기보다, 전시원 전체의 개화식물 구성과 계절적 연속성을 함께 고려할 필요가 있다. 도시 및 정원 식재지 연구에서는 개화식물의 풍부도와 식물 다양성이 방화성 곤충의 방문 빈도와 상호작용 다양성을 높일 수 있으며, 다양한 화색, 화서 형태 및 개화기간을 가진 식물을 조합하는 것이 여러 기능군의 곤충 유입에 도움이 될 수 있다고 보고되었다(Salisbury et al., 2015;Baldock et al., 2019;Adedoja and Mallinger, 2025). 또한 국내 수목원 식재지 연구에서도 자생식물과 재배 관상식물이 모두 수분매개자 군집을 지원할 수 있으며, 개화기간의 보완성이 지속적인 화밀 및 화분 공급에 중요하다고 보고되었다(Park et al., 2026). 따라서 두메부추는 가을철에 개화하는 자생식물로서 전시원 내 계절적 개화 공백을 보완하고, 방화성 곤충 다양성 증진에 기여할 수 있는 식물소재로 활용될 가능성이 있다.

다만 본 연구는 두메부추의 만개 시기에 한정하여 수행되었고, 곤충의 방문 여부를 기준으로 방화성 곤충 군집을 평가하였다는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서 확인된 꽃에 대한 곤충의 방문은 실질적인 수분 기여도로 해석하기보다는, 두메부추를 이용하는 잠재적 방화성 곤충 군집으로 이해하는 것이 적절하다. 향후 연구에서는 방화성 곤충의 방문 빈도뿐 아니라 체류시간, 꽃 접촉 행동, 방문 곤충의 화분 운반량, 결실률 및 종자 생산성과의 관계를 함께 분석하여 주요 수분매개자의 기능적 기여도를 평가할 필요가 있다. 또한 본 연구에서 온도와 조도가 방화성 곤충 군집 및 주요 종의 출현과 관련된 것으로 확인된만큼, 향후에는 습도, 풍속, 강수량 등 다양한 비생물적 환경 요인을 함께 조사할 필요가 있다.

종합하면, 두메부추는 만개 시기 동안 다양한 방화성 곤충이 이용하는 자생식물로 확인되었으며, 그 군집 조성은 연도 및 전시원에 따라 차이를 보였고, 온도와 조도는 방화성 곤충 군집 조성 및 일부 주요 종의 출현과 관련이 있었다. 이는 두메부추가 보전 및 전시 가치뿐 아니라, 전시원 내 방화성 곤충을 유입시키기 위한 식물소재로 활용될 수 있음을 시사한다. 또한 두메부추와 같은 자생식물을 전시원의 계절적 개화식물 연속성 확보, 개화식물 구성 다양화와 연계하여 활용할 수 있다. 따라서, 본 연구는 전시원에 식재된 두메부추의 방화성 곤충 군집 특성을 이해하고, 전시원의 곤충 다양성 증진을 위한 기초자료를 제공한다.