| 초록 |
전 지구적으로 온도 증가와 가뭄, 홍수 등 강수의 변화가 예측되고, 이러한 기후변화는 산림 생태계의 구조 및 기능에 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다. 특히 국내 주요 수종인 소나무는 기후변화에 따라 그 면적이 점차 감소할 것으로 예측되고 있다. 본 연구는 온난화와 강수 증가 및 감소가 소나무 묘목과 토양에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 2013년 4월에 2년생 소나무 묘목을 식재한 후 적외선등을 이용하여 온난화 처리(+3℃)를 하였고, 투명한 강수 차단 덮개를 이용한 강수 감소 처리(-30%)와 펌프 및 점적 관수를 통한 강수 증가 처리(+30%)를 실행하였다. 이후 대기 온도, 토양 온도, 토양 수분 등을 모니터링하고, 식물계절, 순광합성률과 엽록소 함량, 생장과 생물량, 그리고 토양 미생물 생물량과 군집의 변화를 측정하였다. 온난화 처리에 의해 대기온도는 약 2.7℃, 토양 온도는 약 1.7℃ 증가하였다. 토양 수분 함량은 온난화 대조구에 비하여 온난화 처리구에서, 강수 증가구에 비하여 강수 감소구에서 낮은 것으로 나타났다. 한편 온난화 처리에 의해 신초 생장이 빨라지고 낙엽량이 감소하는 등 식물계절적인 변화가 나타났다. 이와 같은 변화는 생장기간과 광합성 시기 및 효율 등에 영향을 주어 결과적으로 식물이 획득하는 탄소량을 증가시킬 것으로 예상하였다. 그러나 실제로는 예상과 다르게 온난화 처리에 의해 순광합성률이 감소하는 경향을 보였으며, 묘고 및 근원경 생장에서도 뚜렷한 경향이 나타나지 않았다. 이러한 결과들을 정리하면, 광합성률은 온도 스트레스로 인해 감소하지만 전체 생장기간이 증가하여 묘목의 총 탄소 흡수량이 증가하고, 증가한 탄소는 길이 생장보다는 생물량이나 잎의 수명을 늘리는데 배분되었을 것으로 사료된다. 강수 조절 처리에 따른 신초 생장 반응은 뚜렷한 경향성을 보이지 않았고, 낙엽량과 순광합성률은 강수 감소구에서 낮게 나타났다. 반면 총 엽록소 함량은 온난화 및 강수 감소구에서 높게 나타났으며, 이는 잎의 수명이 증가한 것과 관련이 있는 것으로 판단된다. 즉, 강수 감소로 발생한 수분스트레스로 인하여 순광합성률이 감소하고, 증가한 잎의 수명 영향으로 총 엽록소 함량이 높게 나타나는 것으로 사료된다. 한편, 온난화 처리 효과가 강수 조절 처리 효과보다 더 다양한 측정 항목에서 나타났다. 이러한 결과는 내 건성이 강한 소나무의 특성에서 기인한 것으로 보이며, 더불어 2014년과 2015년의 적은 강수량으로 인해 강수 조절 처리에 의한 강수 증감 효과가 미미한 것과 관련이 있는 것으로 판단된다. 그리고 2014년과 2015년의 연평균 순광합성률은 모든 처리구에서 2013년에 비하여 감소한 것으로 나타났다. 이는 2014년과 2015년에 발생한 가뭄 때문에 모든 처리구의 묘목이 수분 스트레스를 받은 결과인 것으로 사료된다. 본 연구를 통하여 국내 최초로 온도와 강수를 동시에 조절하는 실외 실험적 기후변화 연구 시스템을 구현하여 관련 연구 기술을 주요 선진국들의 연구 수준으로 향상시켰다. 또한 본 연구 결과는 기후변화에 의한 산림 생태계 반응 예측 모형에 활용할 수 있는 기본 자료를 제공하며, 향후 기후변화에 대응할 수 있는 산림생태계의 효과적인 관리와 경영에 기여할 것이다. 더불어 국내 기후변화 관련 국제 협약 대응 정책을 수립하기 위한 기본 자료로도 활용이 가능할 것으로 기대된다. 본 연구 결과, 국내 학술지에 3편, 국외 학술지에 1편의 논문을 게재하였고, 국외 학술지에 1편의 논문이 게재 확정되어 있으며, 국내 학술대회 4건, 국외 학술대회 8건의 발표를 수행하는 등 우수한 실적을 보였다. 그리고 본 연구를 통해 개발된 기후변화 실외 실험적 온난화 및 강수 조절 시스템 특허를 출원하여 2014년 10월에 등록하였다. 또한 8명의 석사와 2명의 박사를 배출하여 국내 기후변화 대응에 관련한 연구 인력 양성에도 기여하였다. (출처 : 연구결과 요약문 4p) |
