묘목 단계는 온도 상승에 의한 변화가 민감하게 나타나는 시기로서, 수목의 생장과 생존에 특히 중요하다. 특히 온도는 종자 발아 후 묘목의 초기 생존에 영향을 미치며, 기후변화로 인한 대기온도의 상승은 묘목의 생리적 특성과 생장에 영향을 줄 수 있다. 본 연구는 실외 실험적 온난화 시스템 내에서 적외선등을 이용하여 우리나라 주요 조림수종의 온난화 처리에 대한 반응을 조사하고자 수행되었다. 발아 당년의 물푸레나무, 느티나무, 거제수나무, 굴참나무 등 활엽수 4개 수종과 낙엽송 및 편백 등 침엽수 2개 수종을 대상으로 묘목의 생리 및 생장 반응을 조사하였다. 적외선등은 2015년 4월부터 가동되었으며, 온난화 처리구 내의 묘목은 대조구에 비해 3°C 높은 대기온도 조건에서 생육되었다. 온도 증가에 대한 기공전도도, 증산속도, 엽록소 함량, 순광합성률 등의 생리적 반응과 근원경, 묘고, 생물량 등의 생장 반응은 수종과 측정 시기에 따라 각기 다른 결과를 나타냈다. 기공전도도(mmol m-2 s-1)는 물푸레나무(대조구:158.97±42.76; 온난화 처리구:42.07±8.24), 느티나무(대조구:170.53±27.22; 온난화 처리구:101.17±42.27), 거제수나무(대조구:249.93±47.39; 온난화 처리구:150.73±26.52)에서 온난화 처리에 의해 감소하였다. 증산속도(mmol m-2 s-1) 역시 물푸레나무(대조구:4.08±0.62; 온난화 처리구:1.74±0.39), 느티나무(대조구:4.32±0.44; 온난화 처리구:3.24±1.14), 거제수나무(대조구:6.21±0.38; 온난화 처리구:4.66±0.28)에서는 대조구에 비해 온난화 처리구에서 낮은 값을 나타냈다. 굴참나무, 낙엽송, 편백은 온난화 처리에 의해 기공전도도와 증산속도가 수치적으로 증가하였으나 그 차이가 미미하였다. 엽록소 함량은 대부분의 수종에서 온난화 처리에 의해 증가하였으나, 순광합성률은 모든 수종에서 처리 간의 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 한편 근원경, 묘고 및 생물량 등의 생장 반응 역시 처리 간의 차이가 대체로 통계적으로 유의하지 않거나 일정한 경향을 보이지 않았다. 이는 온난화 처리에 따른 생리적 반응의 경향이 일관되지 않았을 뿐 아니라, 생장 반응은 생리적 반응의 최종적인 결과로 나타나므로, 온도 상승이 묘목의 생장에 미치는 영향을 파악하기에 온난화 처리 기간이 길지 않았기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 기후변화에 따른 온도 상승에 대한 묘목의 반응을 정확히 예측하기 위해서는 보다 장기적인 관찰이 필요할 것으로 보인다.
Seedling stage is particularly important for tree growth and survival, and is easily influenced by warming. Temperature could impact on the early growth of seedlings after germination. Therefore, air temperature being increased due to climate change may affect physiological traits and growth of seedlings. This study was conducted to investigate the physiological and growth responses of newly-germinated seedlings of Fraxinus rhynchophylla Hance, Zelkova serrata (Thunb.) Makino, Betula costata Trautv., Quercus variabilis Blume, Larix kaempferi Carriere and Chamaecyparis obtusa (Siebold & Zucc.) Endl. to open-field experimental warming. The seedlings in the warmed plots were warmed to maintain the air temperature to be 3°C higher than that of the control plots with infrared heaters since April, 2015. Physiological responses (stomatal conductance, transpiration rate, chlorophyll content and net photosynthetic rate) and growth responses (root collar diameter (RCD), seedling height and biomass) to experimental warming varied with the species and the time of the measurement. Stomatal conductance (mmol m-2 s-1) tended to decrease for F. rhynchophylla (Control: 158.97±42.76; Warmed: 42.07±8.24), Z. serrata (Control: 170.53±27.22; Warmed: 101.17±42.27) and B. costata (Control: 249.93±47.39; Warmed: 150.73±26.52) after warming. Transpiration rate (mmol m-2 s-1) also decreased for F. rhynchophylla (Control: 4.08±0.62; Warmed: 1.74±0.39), Z. serrata (Control: 4.32±0.44; Warmed: 3.24±1.14) and B. costata (Control: 6.21±0.38; Warmed: 4.66±0.28) by warming treatment. However, warming exhibited only minimal effects on stomatal conductance and transpiration rate of Q. variabilis, L. kaempferi and C. obtusa seedlings. Chlorophyll content increased by the warming treatment, while net photosynthetic rate did not show significant differences. Moreover, growth responses such as RCD, seedling height and biomass also did not show significant differences between the treatments. It seems that the growth responses were not affected as much as physiological responses, since the physiological responses were not consistent, nor the warming period was enough to have significant influences. Therefore, longer-term research would be needed to examine the impacts of climate change.
1. 서론 12. 재료 및 방법 42.1. 실외 실험적 온난화 시스템 42.2. 묘목의 생리 반응 조사 72.3. 묘목의 생장 반응 조사 72.4. 통계 분석 83. 결과 및 고찰 93.1. 묘목의 생리 반응 93.2. 묘목의 생장 반응 173.3. 온난화 처리에 따른 수종별 영향 비교 234. 결론 275. 인용 문헌 28