본 연구에서는 한반도의 다른 지역에서는 거의 볼 수 없는 고산 툰드라대의 식물상을 나타내고 있는 백두산의 수목한계선(해발 2,000m) 이상 지역에 분포하고 있는 고산식물 38종의 자생지를 조사·분석하고, 이 중 5종인 개감채, 구름국화, 돌꽃, 자주꽃방망이, 바위구절초를 대상으로 증식을 위한 실험을 하였다.
자생지조사는 2회에 걸쳐 진행하였는데, 1차 조사는 2011년 7월 7일(서백두지역), 7월 8일(북백두지역)에, 2차조사는 8월 25일(서백두지역), 8월 27일(북백두지역)에 수행하였으며, 조사대상 식물은 총 38종이었다. 조사는 1m×1m의 방형구를 설정하고, 방형구 내에 분포하고 있는 모든 식물을 조사, 분석하였다. 단, 사초과식물은 동정 않고, 출현 유무만을 표기하였다. 조사항목은 위도, 경도, 고도, 방위, 미세지형, 경사도, 부엽층, 토양수분, 토양유기물, 방형구내 출현종, 방형구 내 식물분포도, 주변식물, 위협요인, 방형구사진, 조사식물 근접사진이다. 자생지의 정확한 위치와 환경조건 측정을 위해 Global Position System(GPSV, Garmin)을 이용한 좌표, 방위와 경사계(NEC-6TM/360PC)를 이용한 경사 등을 측정하여 각 방형구마다 기록하고 비교·분석하였다.
조사 된 식물은 과별로는 진달래과가 7종으로 가장 많았고, 국화과가 5종, 미나리아재비과 3종, 마디풀과 3종, 돌나물과 3종, 석죽과 2종, 장미과2종, 콩과 2종, 현삼과 2종, 백합과 2종, 버드나무과 1종, 양귀비과 1종, 십자화과 1종, 범의귀과 1종, 산형과 1종, 용담과 1종, 초롱꽃과 1종 순이었다. 총 72개의 방형구 내 출현한 주변식물은 목본 11종, 초본54종으로, 총 65종이었으며, 이 중, 목본은 담자리꽃나무·노랑만병초·가솔송·콩버들·산들쭉나무가, 초본은 두메분취·씨범꼬리·산용담·가지돌꽃·고본·두메자운·바위구절초·숙은꽃장포·사초류·긴오이풀·하늘매발톱·등대시호·돌꽃·나도개미자리·두메양귀비·비로용담·껄껄이풀·큰오이풀이 전반적으로 넓은 지역에 걸쳐 분포하며 군락을 형성하고 있었다.
조사지의 토양은 화산토였으며, 천지로 내려가는 사면은 부석으로 이루어져있었고, 온도는 낮고, 토양수분은 매우 건조하였으나, 구름과 안개가 수시로 지남으로 인해 공중습도는 충분히 유지되는 것으로 사료되었다. 바람과 햇빛은 매우 강하였으며, 부엽층은 거의 없어 매우 척박하였다. 본 조사에서 나타난 자생지 위협요인으로는 등산로를 이용하는 관광객들의 답압과 식물 채취에 의한 훼손이며, 식물 종간 경합에 의한 분포지의 감소도 주된 요인으로 사료되었다. 이상의 결과로 볼 때, 학술적인 연구목적 등을 제외한 등산로의 일반인 출입을 제한하고, 꾸준한 모니터링을 통해 식생구조의 변화를 관찰하는 것이 필요하다.
조사된 65종 가운데 관상 가치 등을 감안하여 선발한 5종의 증식을 위한 실험을 경기도 가평군 소재 아침고요수목원의 육묘하우스에서 진행하였다. 차광정도, 플러그크기, 용토 종류에 따른 발아 및 생장특성을 조사하기 위하여 2011년 3월 25일에 파종하여, 발아율조사는 1개월 간격으로 총 2회 실시하였으며, 생육조사(초장, 초폭, 엽장, 엽폭, 엽수, 엽록소 함량)는 3개월째인 6월 25일에 실시하였다.
개감채의 차광별 생육비교에서는 차광률이 높을수록 초장이 신장하였고, 발아율은 35% 차광에서 가장 높았으며, 플러그 크기에 따른 생육비교에서 32구와 72구는 큰 차이가 없었고, 128구에서는 초장이 크게 줄었다. 이를 볼 때 72구가 경제적이며 적당하다고 사료된다.
구름국화의 차광정도에 따른 생육비교에서는 차광률이 높을수록 초장과 엽장이 신장하였고, 초폭과 엽수와 엽록소 함량은 다소 감소하였다. 플러그 크기에 따른 생육비교에서는 용토와 무관하게 32구와 72구에서는 큰 차이가 없었으나, 128구에서는 전체적으로 감소하였다. 이를 볼 때, 72구 플러그가 경제적이며 적당하다고 사료된다.
돌꽃의 차광에 따른 생육비교에서는 35%차광에서 다소 초장이 신장하였으나, 70%차광에서는 초장이 감소하였다. 플러그크기와 용토의 종류에 따른 생육비교에서는 32구 플러그의 피트모스:펄러이트=1:1에서 가장 높게 나타났다. 엽록소함량은 무차광하에서 높은 것으로 나타났다. 이를 볼 때 차광처리 없이 충분한 광조건 하에서 32구 플러그에 피트모스:펄러이트=1:1로 재배하는 것이 적합할 것으로 사료된다.
자주꽃방망이는 차광률이 높을수록, 플러그크기가 클수록, 초장과 엽장이 신장되었다. 반면에, 엽수와 엽록소 수치는 소폭 감소하였다. 파종용토별로는 피트모스:펄라이트=1:1에서 가장 컸으며, 플러그크기에서는 32구, 72구, 128구플러그 순으로 초장이 길었다.
바위구절초의 차광에 따른 초장의 변화는 35% 차광에서 약간 신장하다가 70%에서 다시 감소하였다. 엽수와 엽록소 함량은 차광률이 높을수록 감소하였으며, 용토별 발아율은 전반적으로 모래에서 가장 높았다. 이를 통해 바위구절초는 충분한 광 조건과 모래에서 재배하는 것이 적합할 것으로 사료된다. 용토별 생육비교에서는 모든 용토에서 잘 자랐지만, 피트모스:펄라이트=1:1에서 초장의 신장이 가장 컸다. 플러그 크기별 생육비교에서는 큰 차이는 없었으나, 32구 플러그에서 초장과 엽장, 엽수가 가장 고르게 나타났다. 이를 토대로 바위구절초는 32구 플러그에서 35%차광조건이 가장 적합하리라 사료된다.