• 제목/요약/키워드: litter decomposition

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안동 사문암지대의 중금속 함유 낙엽의 분해 (Decomposition of Leaf Litter Containing Heavy Metals in the Andong Serpentine Area, Korea)

  • 류새한;김정명;차상섭;심재국
    • 한국환경생태학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.426-435
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    • 2010
  • 본 연구는 사문암 토양의 화학적 성질과 토양미생물량 및 토양효소 등 토양의 생물학적 활성을 대조구의 비사문암 토양과 비교하고, 사문암과 비사문암에서 공통으로 서식하는 새(Arundinella hirta)와 억새(Miscanthus sinensis var. purpurascens)의 낙엽이 입지가 다른 사문암지역과 비사문암 지역에서 분해될 때 분해율의 차이가 어떻게 유발되는지 9개월 동안 야외에서 교차 실험하였다. 사문암 토양은 비사문암 토양에 비하여 높은 pH, 낮은 dehydrogenase 와 urease활성을 나타내었으며 alkaliphosphatase의 활성은 높았다. 두 토양에서 microbial biomass-C와 N의 차이는 유의하지 않았으나 사문암 토양에서 microbial biomass-N함량이 더 높게 나타나 비사문암 토양에서 보다 낮은 토양의 C/N을 나타내는 원인이 되었다. 사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암지역에서 획득한 새와 억새 낙엽이 각각 39.8%, 38.5%의 중량감소를 보였으며, 비사문암 토양에서 획득한 낙엽은 각각 41.1%, 41.7%의 중량감소를 나타내었다. 비사문암지역에서의 낙엽분해실험에서는 사문암낙엽이 46.8%, 42.2% 그리고 비사문암낙엽은 44.8%, 37.4%의 중량감소를 각각 보였다. 이러한 결과는 중금속을 포함하는 토양의 영향보다는 낙엽의 질적 차이가 분해율에 더 큰 영향을 미쳤음을 나타내준다. 일반적으로 낮은 C/N을 갖는 낙엽이 더 빨리 분해된다는 결과와는 달리 낮은 C/N을 갖는 사문암낙엽의 분해가 느린 것은 낙엽에 포함된 중금속의 저해가 낙엽의 C/N이나 lignin/N과 같은 낙엽의 질적 차이에서 유발되는 낙엽분해의 저해보다 큰 영양을 미친다는 결과를 보여주었다. 또한 낙엽분해가 진행되는 동안 낙엽내의 Cr, Ni과 Mg, Fe의 농도는 점차 증가하였으며 이러한 경향은 사문암지역에서 현저하였다.

대형 수생식물의 초기 분해에 관한 연구 (Early Stage Decomposition of Emergent Macrophytes)

  • 신진호;최상규;연명훈;김정명;심재국
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제29권6호
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    • pp.565-572
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    • 2006
  • 팔당호에서 분포 면적과 빈도가 가장 큰 대형 수생 식물인 줄(Zizania latifolia), 갈대(Phragmites communis), 애기부들(Typha angustata) 3종의 잎과 줄기의 분해 실험을 낙엽 주머니 법(litter bag method)을 이용하여 2005년 7월에서 12월까지 실험하였다. 97일간의 실험 기간 동안 줄의 잎과 줄기는 각각 초기 건중량의 78.8%와 77.4%, 갈대의 잎과 줄기는 각각 67.5%와 43.6%, 애기부들의 잎과 줄기는 각각 55.3%와 61.9% 분해되었다. 식물체의 분해로 인한 중량 감소는 높은 질소(N) 함량과, 낮은 C/N을 보인 종과 식물체 부위에서 빠른 분해율을 나타내는 뚜렷한 상관이 있었다. 반면에 리그닌(lignin)의 함량이 높거나, lignin/N, cellulose/N이 높은 식물 종과 부위에서는 그 분해율이 늦은 것으로 나타났다. 수온과 수중 인(P)의 함량 변화와 낙엽 분해율 사이에는 양의 상관을 보였으나, $NO_3^-$-N 함량과는 음의 상관을 보였다. 더욱이 낙엽주머니의 망목의 크기를 달리한 각 낙엽주머니에서의 분해율은 차이를 나타내지 않아 이들 식물체의 분해는 대부분 갉아먹는 수생미소절지동물에 의하여 진행되는 것이 아니라 세균이나 곰팡이 등과 같은 미생물의 작용에 의하여 분해되고 있는 것으로 보이며, 특히 수중의 질소와 인(P)의 함량은 수온의 변화와 함께 이들 미생물의 소장에 영향을 주는 주요 환경요소로서 수중 식물체의 분해에 영향을 미치는 것으로 여겨진다.

Soil CO2 Efflux and Leaf-Litter Decomposition of Quercus variabilis and Pinus densiflora Stands in the Southern Region of Korean Peninsular

  • Kim, Sung Bin;Jung, Nam Chul;Lee, Kye-Han
    • 한국산림과학회지
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    • 제98권2호
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    • pp.183-188
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    • 2009
  • It is necessary to determine the amount of carbon dioxide ($CO_2$) absorbed by plants and released from forest floor into atmosphere, to gain a better understanding how forests participate in the global carbon cycle. Soil $CO_2$ efflux, litter production, and decomposition were investigated in Q. variabilis and P. densiflora stands in the vicinity of Gwangju, Chonnam province. Soil $CO_2$ efflux was measured using Infrared Gas Analyzer (IRGA) at midday of the 10th day at every month over 12-month period, to quantify seasonal and annual budgets of soil $CO_2$ efflux. Soil temperature and soil moisture were measured at the same time. Seasonal soil $CO_2$ efflux in Q. variabilis and P. densiflora were the highest in summer season. In August, maximum soil $CO_2$ efflux in Q. variabilis and P. densiflora was 7.49, $4.61CO_2{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$, respectively. Annual $CO_2$ efflux in each stand was 1.77, $1.67CO_2kg{\cdot}m^{-2}$ respectively. Soil $CO_2$ efflux increased exponentially with soil temperature and related strongly in Q. variabilis ($r^2$=0.96), and in P. densiflora ($r^2$=0.91). Litter production continued throughout the year, but showed a peak on November and December. Annual litter production in the Q. variabilis and P. densiflora stands were $613.7gdw{\cdot}m^{-2}{\cdot}yr^{-1}$ and $550.5gdw{\cdot}m^{-2}{\cdot}yr^{-1}$.$yr^{-1}$, respectively. After 1 year, % remaining mass of Q. variabilis and P. densiflora litter was 48.2, 57.1%, respectively. The soil $CO_2$ efflux rates in this study showed clear seasonal variations. In addition, the temporal variation in the $CO_2$ efflux rates was closely related to the soil temperature fluctuation rather than to variations in the soil moisture content. The range of fluctuation of soil $CO_2$ efflux and litter decomposition rate showed similar seasonal changes. The range of fluctuation of soil $CO_2$ efflux and litter decomposition rate was higher during summer and autumn than spring and winter.

Mass Loss Rates and Nutrient Dynamics of Oak and Mixed-Hardwood Leaf Litters in a Gyebangsan (Mt,) Forest Ecosystem

  • Kim, Choonsig
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제26권6호
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    • pp.335-340
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    • 2003
  • Patterns of mass loss and nutrient release from decomposing oak (Quercus mongolica) and mixed litters (Q. mongolica, Betula schmidtii, Acer pseudo-sieboldianum, Kalopanx pictus and Tilia amurensis) in a natural hardwood forest in Gyebangsan (Mt.) were examined using litterbags placed on the forest floor for 869 days. Mass loss rates from decomposing litter were consistently higher in mixed litter (59%) than in oak litter types (52%) during the study period. Nutrient concentrations such as nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), and magnesium (Mg) from decomposing litter were also higher in mixed litter than in oak litter types. Nutrient concentrations (N, P, Ca, and Mg) increased compared with initial concentration of litter, while K concentrations dropped rapidly at the first 5 months and then stabilized. The results suggest that mas loss and nutrient release obtained from decomposing litter of single species in mixed hardwood forest ecosystem should be applied with caution because of the potential differences of mass loss and nutrient release between single litter and mixed litter types.

관악산에 식재된 리기다소나무림에서의 낙엽의 생산과 분해 (Litter Production and Decomposition in the Pinus rigida Plantation in Mt. Kwan-ak)

  • Kim, Jae-Geun;Chang, Nam-Kee
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제12권1호
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    • pp.9-20
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    • 1989
  • Annual production and decomposition of litter were studied in piuns rigida platation in Mt. Kwan-ak. The peak time of litter production was October-November. The litterfalll at that time was 54% of annual litter production. But the peak time of litterfall of reproductive parts was Junejuly. The peak times of litter production in Alnus hirsuta plantation were June-July, and November. It is thought that difference of seasonal distribution of letterfall between two forest types were assigned to litter falling factors such as temperature and insects. Total amount of letter loss increased according to time. Particulary, the peak time of loss rate was July-August. It was shown that the protein and phosphorus were accumulated in the letter for an experimental period. The amount of crude protein increased to 150% of initial amount. The amount of potassium was increased by August and then decreased rapidly. The contents of crude fat, holocellulose, lignin, and Na were decreased slowly. The loss of holocellulose was the largiest among them. Calcium was in steady state. It was thought that this variation pattern was assigned to leaching of soluble parts by high temperature, rainfall and growth rate of microorganisms.

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人間干涉하의 首都圈 그린벨트내 植物群集의 動態 - 森林群落에 있어서 落葉의 生産과 分解의 平衡 (Dynamics of Plant Communities under Human Impact in the Green Belt nearby Seoul - The Balance of Litter Production and Decomposition in the Forests)

  • Chang, Nam-Kee;Byeong-Kiu Kim;Duck-Key Lee
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제14권2호
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    • pp.171-179
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    • 1991
  • In this study, the balnce of the litter production and decompsition on the forest floors in the green belt nearby seoul, which had been established in 1972, and turnover cycles of minerral nutrients were inverstigated. litter production and decomposition in the forests of quercus accutissima, q, serrata, q. mongolica, salix koreensis and alnus hirsuta were reached at the equilibium stated from 1972 to 1988 but this balance in the pine forest of pinus densiflore and p. rigida was not. Under the forests in the blance of the litter production and decomposition, the maximum amounts of n, p, k, ca and na retured to soil annually were 4.9g/㎡ in the alnus hirsuta forest, 0.35g/㎡ in the salix koreensis forest, 2.70g/㎡ in the quercus accutissima forest, 8.85g/㎡ in the s. koreensis forest and 3.93g/㎡ in the s. koreensis forest, respectively, and the minimum were 2.8g/㎡ in the s. koreensis forest, 0.108g/㎡ in the q. mongolica forest, 0.06g/㎡ in the s. koreensis forest, 2.12g/㎡ q. mongolica forest and 0.15g/㎡ in the q.accutissima forest.

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토양 내 질소 증가가 미생물 활성 및 식물체의 분해에 미치는 영향 (Effects of Soil Nitrogen Addition on Microbial Activities and Litter Decomposition)

  • 채희명;이상훈;차상섭;심재국
    • 생태와환경
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    • 제46권2호
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    • pp.276-288
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    • 2013
  • 본 연구는 질소 시비에 의해 증가된 토양 질소가 식물의 성장 및 식물체의 화학적 조성에 미치는 영향과 이로 인한 분해에서의 변화를 확인하고자 야외성장실험과 분해실험을 진행하였다. 온실에서 질소 시비구와 비시구 토양에 각각 벼를 재배하였으며 식물이 성숙한 뒤 수확하여 C, N, lignin, cellulose 함량을 측정하였다. 대조구와 질소 처리구 토양에서 재배된 식물의 개체 당 평균 건중량은 각각 0.70 g, 1.32 g로 질소 시비에 의해 1.9배 증가하였다. 식물체의 N 및 C 함량은 질소 시비에 의해 증가하였고 lignin, C/N, lignin/N, cellulose/N은 감소하였다. 이후, 수확된 식물의 지상부는 microcosm 분해실험에 이용되었으며, 분해 식물체에서 건중량의 변화, microbial biomass C와 microbial biomass N, 그리고 dehydrogenase와 urease 활성을 측정하고, 분해과정 중 발생하는 $CO_2$의 양을 정량하였다. 대조구 토양에서 분해시킨 대조구 식물체와 질소 처리구 식물체, 그리고 질소를 처리한 토양에서 분해시킨 질소 처리구 식물체의 잔존량은 각각 초기 건중량의 53.0%, 47.1%, 53.6%를 나타내었다. 질소 시비는 식물체에서 N 함량을 높이고 C/N 및 lignin/N을 낮추어 식물체의 분해를 촉진하였으나, 분해 과정에서의 토양 질소처리는 분해를 억제하였다. 질소 시비에 의해 토양에서 microbial biomass C와 dehydrogenase 활성은 감소하였고, 반면에 microbial biomass N과 urease 활성은 증가하였다. 분해 중 발생한 $CO_2$의 양은 30일 이후부터 질소 시비에 의해 감소하였다. 분해 식물체에서 측정된 microbial biomass C는 질소 처리에 의해 초기에 증가하였으나 이후 저해되는 양상을 나타냈으며 microbial biomass N은 유의한 차이를 보이지 않았다. 질소 시비에 의해 분해 식물체에서 dehydrogenase 활성은 저해되었으며 urease는 분해 초기에 가장 높은 활성을 보였으나 분해 후기에 현저한 감소를 나타냈다. 본 실험에서 질소 시비는 식물의 성장을 증가시키고 식물체의 N 함량을 높여 화학적 조성의 변화를 일으키며 분해율을 증가시키나 분해 단계에서 질소의 시비는 미생물의 활성을 억제시켜 분해를 저해하는 결과를 나타내었다.

石灰巖地域 소나무림과 측백나무림의 落葉生産, 分解 및 窒素와 燐의 動態 (Litterfall, decomposition, and nutrient dynamics of litter in red pine (pinus densiflora) and chinese thuja (thuja orientalis) stands in the limestone area)

  • Mun, Hyeong-Tae;Kim, Joon-Ho
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제15권2호
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    • pp.147-155
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    • 1992
  • Litterfall, decomposition, and dynamics of n and p in decomposing litter were investigated for 2 years in red pine ( pinus densiflora) and chinese thuja( thuja orientalis)stands in the limestone area. Average litterfall in red pine and chinese thuja stands were 4, 535kgDM ha-1 yr-1 and 5, 010 kgDM ha-1 yr-1, respectively. Seasonal litterfall in red pine and chinese thuja stands showed peaks in November. concentrations of N and P in the needle litter were lowest in the winter when the greast litterfall occurred, and highest in the summer when the least litterfall occurred. However, those in chinese thuja scale leaf litter showed litter seasonal variation.amount of N and P returned to the forest floor through litterfall were 29.02kgN ha-1 yr-1 , 2.81 kg P ha-1 yr-1 for red pine stand, and 31.06 kg N ha-1 yr-1 , 2.86kgP ha-1 yr-1 for chinese thuja stand, respectively. After 21 mounts elapsed, needle and chinese thuja scale leaf litterbags lost 34.8% and 32.5% of the initial weight, respectively. N concentrations in the docomposing needle and chines thuja scale leaf litter decreased by 19% and 30%, respectively, after 1 month elapsed, and then gradually increased to exceed the initial concentration after 9 months elapsed and then gradually increased to exceed the initial concentration after 9 months elapsed in both of them, P in needle and chines thuja scale leaf litter decreased by 54% and 57% of the initial concentration, respectively, after 1 month elapsed. unlike N, P concentration in the decomposing litter did not exceed that of initial ones. Neyt immobilization period of N and P in decomposing litter did not occur over the study period.

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광릉 천연활엽수림의 낙엽낙지와 낙엽분해에 따른 양분동태 (Nutrient Dynamics in Litterfall and Decomposing Leaf Litter at the Kwangneung Deciduous Broad-Leaved Natural Forest)

  • Choonsig Kim;Jong-Hwan Lim;Joon Hwan Shin
    • 한국농림기상학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.87-93
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    • 2003
  • 산림생태계에서 낙엽낙지의 유입과 유입된 낙엽낙지의 분해는 산림의 주요한 탄소 및 양분의 공급원이다. 본 연구는 온대중부지역에 속하는 경기도 광릉의 천연 활엽수림에 위치한 DK-site를 대상으로 2년 동안 연 낙엽낙지 유입량과 낙엽분해율을 측정하였다. 낙엽낙지량은 원형의 낙엽수집기(수집면적 0.25$m^2$)를 낙엽분해 율은 10${\times}$30 cm 크기의 낙엽분해주머니(메쉬 1.5 mm)를 이용하였다. 광릉 장기생태연구조사구의 연 낙엽낙지량은 5,627 kg/ha/yr로 이중 순수한 엽량은 총 낙엽낙지량의 61%를 차지하였다. 수종별 유입량은 본 조사구의 우점종인 졸참나무 잎이 가장 많은 양을 보였으며 서어나무, 까치박달 순이었다. 낙엽분해율은 서어나무, 까치박달 낙엽이 졸참나무 낙엽에 비해 분해속도가 빨라 2년의 조사기간 동안 까치박달 낙엽 84%, 서어나무 낙엽 77%, 졸참나무 낙엽 48%가 분해되었다. 졸참나무 낙엽의 분해가 느리게 진행된 것은 타수종의 낙엽에 비해 졸참나무 낙엽내 낮은 양분함량 같은 기질의 차가 원인인 것으로 나타났다. 칼륨을 제외한 양분(N, P, Mg)함량은 분해 초기함량에 비해 낙엽분해과정동안 증가하였다. 또한 낙엽분해과정동안 양분(N, P, K, Ca, Mg)의 방출량은 까치박달과 서어나무낙엽이 졸참나무낙엽에 비해 신속한 것으로 나타났다. 본 연구결과에 따르면 광릉장기생태연구 조사구내 우점종의 낙엽분해와 양분의 동태는 동일한 입지에 있어서도 수종간에 상당한 차이를 나타내었다.

Variation of Soil Mycoflora in Decomposition of Rice Stubble from Rice-wheat Cropping System

  • Vibha, Vibha;Sinha, Asha
    • Mycobiology
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    • 제35권4호
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    • pp.191-195
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    • 2007
  • The colonization pattern and extent of decay produced in paddy stubble by soil inhabiting mycoflora were done by using nylon net bag technique. Among the three methods used for isolation of fungi, dilution plate technique recorded the highest number of fungi followed by damp chamber and direct observation method. Nutrient availability and climatic conditions (temperature, humidity and rainfall) influenced the occurrence and colonization pattern of fungi. Maximum fungal population was recorded in October ($48.99{\times}10^4/g$ dry litter) and minimum in May ($11.41{\times}10^4/g$ dry litter). Distribution of Deuteromycetous fungi was more in comparison to Zygomycetes, oomycetes and ascomycetes. In the early stage of decomposition Mucor racemosus, Rhizopus nigricans, Chaetomium globosum and Gliocladium species were found primarly whereas at later stages of decomposition preponderance of Aspergillus candidus, Torula graminis, Cladosporiun cladosporioides and Aspergillus luchuensis was recorded.