Effects of Experimental Warming on Physiological Responses of Four Deciduous Tree Species Seedlings

실외 실험적 온난화 처리에 따른 활엽수 4개 수종 묘목의생리적 반응

This study was conducted to investigate the physiological responses of newly-germinated seedlings of Fraxinus rhynchophylla Hance, Zelkova serrata (Thunb.) Makino, Betula costata Trautv. and Quercus variabilis Blume to open-field experimental warming. The seedlings in the warmed plots were warmed with $2.7^{\circ}C$ higher air temperature than those in the control plots using infrared heaters since April, 2015. Physiological responses (stomatal conductance, transpiration rate, chlorophyll content and net photosynthetic rate) to experimental warming varied with the species and the time of the measurement. Stomatal conductance ($mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) tended to decrease for F. rhynchophylla (Control: $158.97{\pm}42.76$; Warmed: $42.07{\pm}8.24$), Z. serrata (Control: $170.53{\pm}27.22$; Warmed: $101.17{\pm}42.27$) and B. costata (Control: $249.93{\pm}47.39$; Warmed: $150.73{\pm}26.52$). Transpiration rate ($mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$) also decreased for F. rhynchophylla (Control: $4.08{\pm}0.62$; Warmed: $1.74{\pm}0.39$), Z. serrata (Control: $4.32{\pm}0.44$; Warmed: $3.24{\pm}1.14$) and B. costata (Control: $6.21{\pm}0.38$; Warmed: $4.66{\pm}0.28$). However, warming exhibited only minimal effects on stomatal conductance and transpiration rate of Q. variabilis seedlings. Chlorophyll content increased by the warming treatment while the effect of warming was not significant on net photosynthetic rate, since the warming treatment had a weak influence for changing net photosynthetic rate.

본 연구는 실외 실험적 온난화 시스템 내에서 적외선등을 이용하여 온난화 처리를 한 다음 발아 당년의 활엽수 4개 수종(물푸레나무, 느티나무, 거제수나무, 굴참나무) 묘목의 생리적 반응을 알아보고자 수행되었다. 적외선등은 2015년 4월부터 가동되었으며, 온난화 처리구 내의 묘목들은 대조구에 비해 $2.7^{\circ}C$ 높은 대기온도 하에서 생육되었다. 기공전도도, 증산속도 및 순광합성률은 동년 7월과 9월에, 엽록소 함량은 7월과 10월에 각각 측정하였다. 온도 증가에 대한 묘목의 생리적 반응은 수종과 측정 시기에 따라 다른 결과를 나타내었다. 즉 기공전도도($mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)는 물푸레나무(대조구:$158.97{\pm}42.76$; 온난화 처리구:$42.07{\pm}8.24$), 느티나무(대조구:$170.53{\pm}27.22$; 온난화 처리구: $101.17{\pm}42.27$), 거제수나무(대조구:$249.93{\pm}47.39$; 온난화 처리구:$150.73{\pm}26.52$)에서 온난화 처리에 의해 감소하였다. 그리고 증산속도($mmol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$)도 물푸레나무(대조구:$4.08{\pm}0.62$; 온난화 처리구:$1.74{\pm}0.39$), 느티나무(대조구:$4.32{\pm}0.44$; 온난화 처리구:$3.24{\pm}1.14$), 거제수나무(대조구:$6.21{\pm}0.38$; 온난화 처리구:$4.66{\pm}0.28$)에서 대조구에 비해 온난화 처리구에서 낮은 값을 나타내었다. 한편, 굴참나무의 경우 기공전도도와 증산속도의 처리 간 차이가 유의하지 않았다. 엽록소 함량은 대부분의 수종에서 온난화 처리에 의해 증가하였으나, 순광합성률은 모든 수종에서 처리 간의 차이가 통계적으로 유의하지 않았다. 이는 온난화 처리의 영향이 미미하여 순광합성률의 변화에까지 영향을 미치지 못하였기 때문인 것으로 판단된다.