Effects of Light Intensity on Photosynthetic Activity of Shade Tolerant and Intolerant Tree Species

광도(光度)가 내음성(耐陰性)이 서로 다른 3수종(樹種)의 광합성(光合成) 생리(生理)에 미치는 영향(影響)

In this study, three tree species (Populus euramericana, Kalopanax pictus and Quercus serrata) exhibiting different levels of shade tolerance were employed to investigate photosynthetic responses to the lower light condition on forest floors. Chlorophyll contents, spectral properties and photosynthetic characteristics were examined by using the tree species grown under high light intensity (PPFD $920{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$) or low light intensity (PPFD $80{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$). Plants grown under the low light intensity tended to have reduced leaf area, chlorophyll content per unit leaf area, light absorption and respiration in the shade intolerant tree species of P. euramericana. However, the shade tolerant species K. pictus and Q. serrata showed increased leaf area, chlorophyll content and net apparent quantum yield. Therefore, light absorption and light utilization efficiency were improved under the low light intensity. Also shade tolerant species maintained activities of photosystems and $CO_2$ fixation systems with little changes in low light intensity condition.

본 연구는 내음수(耐陰樹)가 임상(林床)의 낮은 광도조건에 적응하는 기작을 구명하기 위해서, 양수(陽樹)와 내음수(耐陰樹)의 생육 광도 저하에 대한 광합성계(光合成系)의 적응반응을 서로 비교하였다. 이태리포플러, 음나무, 졸참나무 1년생 묘목을 대상으로 PPFD $920{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$과 PPFD $80{\mu}mol\;m^{-2}s^{-1}$의 광도조건에서 5개월간 생장한 개체의 엽록소함량, 잎의 분광특성, 광합성특성 등을 조사하였다. 그 결과 양수인 이태리포플러는 생육 광도의 저하로 엽면적, 단위 엽면적 당의 엽록소함량, 빛의 흡수율 및 광합성에 대한 이용효율 등이 감소하고, 광합성의 광화학계 및 탄소고정계의 활성 저하로 낮은 광합성능력을 나타냈다. 그러나 내음성이 이태리포플러보다 강한 음나무와 졸참나무는 엽면적, 엽록소함량, 순양자수율을 증가시켜 빛의 흡수량과 광합성에 대한 이용효율을 높이는 적응반응을 나타냈다. 그리고 이들 수종은 낮은 광도에서도 광합성의 광화학계 및 탄소고정계의 활성이 정상적으로 유지되고 있음을 알 수 있었다.