• 한국산림과학회지
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• 제105권4호
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• pp.510-516
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• 2016

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.

• 한국습지학회지
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• 제15권2호
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• pp.171-177
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• 2013

한반도의 참나무 중 하천변 잠재자연식생인 졸참나무와 갈참나무를 대상으로 지구온난화의 핵심 요소인 $CO_2$농도와 온도를 상승시킬 때 잎의 형태학적 반응이 어떻게 일어나는지 알아보고자 유리온실 내에서 대기 중의 $CO_2$농도를 그대로 반영한 대조구와 이보다 $CO_2$농도는 약 1.6배와 온도는 $2.2^{\circ}C$상승시킨 온난화처리구에서 실험하여 관찰하였다. 그 결과, 졸참나무와 갈참나무는 $CO_2$농도와 온도의 상승으로 인하여 잎폭 길이, 잎몸 무게 그리고 엽면적이 증가하고 잎 수와 비엽면적은 감소하는 경향을 나타냈다. 졸참나무는 잎폭 길이, 잎몸 길이, 잎몸 무게, 잎 수, 엽면적 그리고 비엽면적 모두 대조구와 온난화처리구 간에 차이가 없었다. 그러나 갈참나무는 잎폭 길이와 잎몸 무게의 증가, 비엽면적의 감소가 뚜렷하였다. 이상의 잎의 형태학적 반응으로 볼 때, 갈참나무는 $CO_2$농도와 온도에 대하여 졸참나무 보다 민감하게 반응한다는 것을 알 수 있다. 주성분분석 결과, 두 종은 요인 1과 2에 의해 대조구와 온난화처리구에서 배열에 차이가 있었고, 온난화처리에 대한 변화는 졸참나무보다 갈참나무에서 명확히 구별되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권2호
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• pp.203-210
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• 2014

본 연구는 지구 온난화와 관련한 대응 대책 마련을 위해서 대기 온도 상승에 따른 주요 침엽수의 종자 발아 및 발아 후 유묘의 생존율 변화를 알아보고자 수행하였다. 소나무와 전나무를 대상으로 적외선등을 이용하여 대조구 보다 온난화 처리구의 대기 온도를 $3^{\circ}C$ 높게 유지하는 실외 실험적 온난화 처리를 실시하였다. 온난화 처리에 따른 대기 온도 상승으로 두 수종 모두 발아율이 높아지는 경향을 보였지만, 전나무에서만 유의적 차이가 나타났다. 소나무와 전나무 두 수종 모두 온난화 처리구가 대조구보다 평균발아일수는 유의적으로 감소하였으며, 온난화 처리구에서 높은 발아속도와 발아세를 보였다. 온도 상승과 토양 수분 감소에 따라 전나무 유묘의 고사율은 증가하였지만, 소나무는 온난화 처리에 따른 차이를 보이지 않았다. 향후, 지구 온난화에 따른 대기와 토양 온도 상승 및 토양 수분감소로 양묘과정에서 종자 발아 및 유묘 생존율의 변화가 예상되기 때문에 지구 온난화에 대응할 수 있는 양묘기술 개선이 필요할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제46권3호
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• pp.429-439
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• 2013

한반도의 참나무 중 수분과 유기물이 많은 입지에 분포하는 상수리나무와 수분이나 양분이 적은 척박한 건조지에 분포하는 굴참나무를 대상으로 대기 중의 $CO_2$ 농도와 기온이 상승하고 환경요소인 광, 토양수분, 영양소가 변화할 때 두 종의 생태 지위폭과 생태 지위 중복역에 가장 많은 영향을 미치는 요소가 어떤 것인지 알아보고자 하였다. 유리온실 내에서 대기 중의 $CO_2$ 농도를 그대로 반영한 대조구와 이보다 $CO_2$ 농도는 약 1.6배와 온도는 $2.2^{\circ}C$ 상승시킨 온난화처리구에서 유식물에 주요 환경요인 중 광, 토양수분과 영양소를 각각 4구배로 처리하여 두 종의 생태 지위폭과 생태 지위 중복역을 계산하였다. 그 결과, 상수리나무의 생태 지위폭은 대조구와 온난화처리구간에 통계적인 차이는 없었고, 굴참나무의 생태지위폭은 대조구에 비해 온난화처리구의 영양소 처리구에서 감소하였다. 상수리나무와 굴참나무의 생태 지위 중 복역은 대조구에 비해 온난화처리구의 토양수분과 영양소 처리구에서 감소하였다. 이러한 결과는 유식물을 대상으로 실험한 결과로 성측목에 적용하는 것은 한계가 있으나, 지구온난화가 진행됨에 따라 상수리나무와 굴참나무는 토양수분과 영양소 환경에 의한 경쟁이 약해질 것으로 유추할 수 있다. Cluster 분석과 PCA 분석 결과, 두 종은 $CO_2$ 농도 및 온도 증가에 의한 반응보다 광 환경에 따라 민감하게 반응하는 것으로 나타났다.

• 환경생물
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• 제32권2호
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• pp.95-101
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• 2014

한반도의 낙엽성 참나무인 졸참나무(Quercus serrata)의 생태적 지위폭이 $CO_2$ 농도와 온도가 상승하였을 때 광, 수분 그리고 영양소 구배에서 어떻게 변화하는지 알아보고자 유리온실에서 대조구와 온난화처리구로 구분하여 재배한 후, 유식물의 20가지 형질을 측정하고 생태적 지위폭을 계산하였다. 그 결과, 생태적 지위폭은 광구배에서 대조구보다 온난화처리구가 넓어졌고, 수분과 영양소 구배에서는 대조구보다 온난화처리구가 좁아졌다. 이것은 지구온난화 진행 시 졸참나무는 광 환경에 대한 내성이 증가되고, 수분과 영양소 환경에 대한 내성이 감소될 것으로 예측할 수 있다. 주성분분석(PCA) 결과, 각 환경 구배에서 요인 1과 요인 2에 의해 대조구와 온난화처리구가 구분되었다. 생태학적 반응은 다양한 형질이 종합적으로 관여하며, 그 중에서 식물의 생산량을 나타내는 형질이 많은 부분 관여하는 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제107권1호
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• pp.43-49
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• 2018

본 연구에서 33개월생 소나무 묘목을 대상으로 인위적 온난화 처리와 강수 조절에 의한 계절별 세근 생산량과 세근 고사율의 변화를 2년에 걸쳐 분석하였다. 온난화 처리는 적외선등을 이용하여 대조구 대비 대기온도가 $3.0^{\circ}C$ 높게 유지되도록 설정하였고, 강수 조절은 투명 판넬과 펌프를 이용하여 대조구(PC) 대비 30% 감소(PD) 또는 30% 증가(PI) 되도록 설정하였다. 온난화 처리는 세근 생산량 및 고사율에 통계적으로 유의한 영향을 주지 못하였고, 강수 조절은 세근 생산량($mm\;mm-2\;day^{-1}$)에만 유의한 영향을 주었다(PC: 3.57, PD: 4.59, PI: 3.02). 한편 온난화 처리 및 강수 조절과 계절간의 상호작용은 세근 생산량 및 고사율에 영향을 주지 못하였다. 그러나 온난화 처리 여부에 따라 토양 온도와 토양 수분이 각각 세근 생산량과 세근 고사율에 미치는 영향이 다르게 나타났다. 온난화 처리구는 세근 생산량의 계절적 변화가 주로 토양 온도에 영향(양의 상관관계)을 받았고, 세근 고사율은 주로 토양 수분의 영향(음의 상관관계)을 받았다. 반면에 온도 대조구에서는 세근 생산량은 주로 토양 수분의 영향(양의 상관관계)을 받았고, 세근 고사율은 토양 온도 및 수분과 유의한 관계가 나타나지 않았다. 이는 온난화가 진행됨에 따라 세근 생산량과 세근 고사율에 영향을 주는 기후인자가 달라질 수 있음을 시사한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제28권6호
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• pp.634-641
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• 2014

본 연구에서는 지구온난화 조건에서 한국의 주요 작물인 백태와 서목태의 식물계절, 잎 수, 원줄기의 마디 수, 가지 수, 식물개체당 총 종자 수와 총 꼬투리 수, 식물개체당 총 종자 무게, 꼬투리당 종자 수 그리고 종자 하나의 무게에 대한 반응을 알아보았다. 이를 위해 $CO_2$농도가 일반 대기조건과 같은 대조구와, $CO_2$농도와 온도를 상승시킨 처리구에서 두 종의 콩을 생육시켜 관찰하였다. $CO_2$농도는 540 ppm으로, 온도는 처리구가 대조구보다 $2.2^{\circ}C$ 상승하도록 설계하였다. 그 결과 백태의 최초 개엽시기, 서목태의 최초 개화시기와 열매성숙시기는 대조구보다 처리구에서 늦어졌다. 백태와 서목태의 잎, 가지 그리고 원줄기의 마디의 수는 대조구와 처리구간에 차이가 없었으나 서목태의 가지 수는 처리구에서 6월에만 적었다. 백태의 종자 하나당 무게와 꼬투리당 종자 수는 대조구와 처리구 간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 꼬투리 수와 식물개체당 총 종자 수는 대조구보다 처리구에서 적었다. 그러나 식물개체당 총 종자무게는 대조구와 처리구 간에 차이가 없었다. 서목태의 종자 하나당 무게와 꼬투리당 종자 수는 대조구와 처리구 간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 꼬투리 수는 대조구보다 처리구에서 적었다. 또, 식물개체당 총 종자 수는 대조구와 처리구간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 종자 무게는 대조구보다 처리구에서 더 가벼웠다. 이상으로 볼 때, 지구온난화로 백태는 종자 수가 감소하고 서목태는 최초 개엽, 개화, 성숙시기, 그리고 가지 형성시기가 늦어지며, 그 결과 꼬투리 수와 종자 무게가 감소되어 생산량이 줄어들 것이다. 이러한 개체군의 생장을 연구하는 것은 지구온난화에 대한 육상식물의 생태적 반응 연구에 중요한 자료로 활용될 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권4호
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• pp.522-529
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• 2013

기후변화는 수목의 생장과 생리적 특성에 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다. 본 연구는 인위적 온난화에 의한 소나무 묘목의 생장과 생리적 반응을 알아보기 위한 목적으로 수행되었다. 이를 위하여 2010년 4월 고려대학교 구내 묘포장에 1년생 소나무 묘목을 식재하고 당해 11월부터 적외선등을 이용하여 $3^{\circ}C$ 온도를 증가시키는 온난화 처리를 하였으며, 2011년부터 3월부터 2013년 3월까지 묘고 및 근원경, 지상부 및 지하부 생물량, 잎의 엽록소함량 및 질소 농도 등을 측정하였다. 묘고와 근원경의 경우 2012년 6월에 측정한 근원경을 제외하고 온난화 처리구와 대조구간 유의한 차이를 보이지 않았다. 그러나 2013년 묘목 개체당 잎의 생물량은 온난화 처리구($23.94{\pm}2.10g$)에서 대조구($26.08{\pm}1.72g$)보다 낮게 나타났으며, 줄기와 뿌리의 생물량 비율(S/R율)은 2013년에 온난화 처리구($1.09{\pm}0.07$)에서 대조구($1.31{\pm}0.10$)보다 낮게 나타났다. 한편 잎의 엽록소 함량 및 질소 농도는 2011년 잎의 질소 농도를 제외하고 온난화 처리와 대조구간 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았다. 그리고 잎의 C/N율은 2012년에 온난화 처리구에서 대조구보다 높게 나타났다. 온난화 처리에 따른 소나무 묘목의 일부 생장 및 S/R율 감소는 온도 및 수분 스트레스와 관련이 있을 것으로 추정된다. 본 연구결과 향후 온난화가 지속되면 국내 소나무는 온도 및 수분스트레스로 인해 지하부로의 탄소 분배를 확대시킬 가능성이 있는 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권2호
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• pp.159-164
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• 2014

소나무 묘목을 대상으로 한반도 기후변화 시나리오에 근거한 50년 후 온도 $3^{\circ}C$ 증가와 강수량 30% 변화의 영향을 모의하고자 실외에서 온난화 처리와 강수 조절을 수행할 수 있는 시스템을 설계하였다. 이를 위하여 2013년 4월에 묘포장을 조성하고 2년생 소나무 묘목을 식재한 다음 5월부터 적외선등을 이용하여 온난화 처리구(W)의 대기온도를 대조구(C)에 비하여 $3.0^{\circ}C$ 높게 설정하여 가열하였으며, 강수 대조구($P^0$)와 강수 차단 덮개를 이용한 강수 감소(대조구 대비 -30%; $P^-$) 조절, 그리고 펌프와 점적관수를 통한 강수 증가(대조구 대비 +30%; $P^+$) 조절을 실행하였다. 온난화 처리구의 대기 온도는 초기에 대조구에 비하여 평균 $2.2^{\circ}C$ 높았으나 이후 점차 목표치에 근접한 $3.0^{\circ}C$로 유지되었다. 또한 온난화 처리에 따른 평균 토양 온도는 온난화 처리구에서 대조구보다 평균 $3.1^{\circ}C$ 높게 나타났다. 강수 증가 및 감소 조절에 따른 평균 토양 수분 함량은 온난화 처리구에서 $P^0W$에 비하여 $P^+W$는 13.9% 증가하고, $P^-W$는 10.0% 감소하였으며, 온난화 대조구 중에서 $P^+C$는 23.7% 증가하고, $P^-C$는 7.6% 감소하였다. 환경요인의 모니터링을 통하여 실외 실험적 온난화와 강수 조절 시스템이 적정하게 설계되고 가동됨을 확인할 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권1호
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• pp.156-160
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• 2013

전 지구적 온난화는 광합성과 생장을 포함한 육상생태계의 생산성에 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다. 실외 실험적 온난화가 굴참나무(Quercus variabilis Blume) 3년생 묘목의 엽록소 함량 및 순광합성률에 미치는 영향을 알아보고자 1년생 묘목을 2010년 4월에 식재하고 2010년 11월부터 적외선등을 이용하여 온난화 처리구의 기온을 대조구보다 $3^{\circ}C$ 증가시켰다. 2012년 5월부터 10월까지 굴참나무 묘목의 총 엽록소 함량과 순광합성률을 측정한 결과 총 엽록소 함량은 5월, 7월, 8월, 9월, 10월에 온난화 처리구에서 대조구보다 높았으나, 이들 간의 차이는 10월에만 통계적으로 유의하였다. 또한 순광합성률은 5월, 9월, 10월에 온난화 처리구에서 대조구보다 각각 57.0%, 21.4%, 89.6% 높았으나, 5월과 10월에 이들 간의 차이가 통계적으로 유의하게 나타났다. 온난화 처리에 따른 굴참나무 묘목의 봄과 가을철 엽록소 함량 및 순광합성률 증가 경향은 생장을 일찍 시작하고 늦게까지 지속함으로써 생장기간이 늘어나는 것과 관련이 있을 것으로 추정된다.