덕유산국립공원 구상나무와 주목의 형성층 활동 개시와 적산온도와의 관계 Monitoring the Biginning of Cambial Activities of Abies Koreana and Taxus Cuspidata in Mt. Deogyu and Their Relationships with Degree-days
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산업혁명 이후 화석연료의 사용 증가는 전 지구의 온도를 상승시켰다. 지난 100년간 전 세계에서 측정된 자료에 따르면 전 지구의 평균온도는 0.89℃ 상승하였으며, 같은 기간 우리나 전체 평균온도는 약 1.70℃가 상승하였다. 전 세계의 상승 온도보다 2배정도 빠른 것으로 관측되는 국내의 빠른 온난화는 국내 아고산대에서 자생하는 주요 침엽수의 생육을 위협하고 있다. 그 중 구상나무는 국제 자연보전연맹(IUCN)으로부터 2011년 멸종위기종(EN)으로 평가되었다. 분포면적이 10Km2이하로 줄어들 시 극심멸종위기종 (CR)으로 될 것으로 예상하고 있다. 이와 같이 기후변화로 인해 생육에 위협을 받는 수종들의 보전을 위해서는 기후요소와 수목생장과의 관계를 이해하는 것이 매우 중요하다.
수목의 생장은 연륜폭(ring width)으로 대표되고 있으며 이는 생육기간 중에 형성층에서 지속적으로 발생하는 분열, 확대, 비후 과정을 거치면서 결정된다. 형성층 활동 시기는 수종, 생육조건, 환경조건 등에 따라 다르므로 수목이 자라기에 척박한 환경인 아고산대 침엽수들의 형성층 활동기간에 대한 기초자료 확보는 기후와의 연관성을 연구하는데 중요하다.
수종별 형성층 활동 시기를 비교하고자 덕유산 국립공원 아고산대에서 구상나무(Abies koreana), 잣나무(Pinus Koraiensis), 가문비나무(Picea jezoensis), 주목(Taxus cuspidata)을 5본씩을 선발하여 2017년도에 형성층 활동을 조사하였다. 금년에는 흉고직경별 형성층 활동 시기를 비교하기 위하여 구상나무와 주목을 흉고직경별로 나누어 조사를 실시하였다. 구상나무의 경우 흉고직경을 30cm이상(AKL), 20~25cm(AKM), 10~15cm(AKS)로 구분하여 수목을 선정 하였으며, 각 흉고직경 등급에서 5본씩을 선발하였다. 주목의 경우는 흉고직경을 50cm이상(TCL)과 20~40cm(TCS)로 구분하여 수목을 선정하였으며, 각 흉고직경 등급에서 5본씩을 선발하였다. 형성층 시료 채취 시 상해조직(callus) 발생을 고려하여 2.5cm간격을 두고 시료를 채취하였다. 현미경 관찰을 위한 박편 제작을 위해 모든 시료를 PEG(Polyethylene glycol)2000으로 임베딩 하였으며, 활주식 마이크로톰(sliding microtome)을 이용하여 7-12㎛ 두께의 박편으로 제작하였다. 형성층 활동 개시는 형성층대(cambial zone)에서 새로운 목부세포(xylem cell)가 관찰되었을때로 정의하였다. 적 산온도는 Sarvas(1972)모델을 이용하여 계산하였다. 이는 율리우스일(Julian day)을 기준으로 일일 평균온도가 처음으로 +5℃이상이 5일 이상 지속된 날부터 일일 평균온도를 합한 값이다.
2017년 형성층 활동 개시를 유도한 평균 적산온도는 구상 나무 78.4(±14.3), 잣나무 105.8(±25.9), 주목과 가문비나무는 127.6(±34.7)이었다. 2018년의 경우, AKL은 99.3(±14.1), AKM은 87.6(±5.2), AKS는 71.3(±34.4)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었으며, TCL은 161.5(±29.0), TCS는 135.5(±35.6)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었다. 수종별로 비교했을 경우 2017년, 2018년 모두 구상나무가 주목보다 낮은 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었다. 연도별로 비교해 보면, 구상나무의 경우 2017년 78.4(±14.3), 2018년 86.1(±23.3)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었고, 주목의 경우 2017년 127.6(±34.7), 2018년 148.5(±33.5)의 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었다. 전체적으로 2017년 보다 2018년에 모든 수목이 상대적으로 높은 적산온도에서 형성층 활동이 개시되었었다. 2018년에 실시한 흉고 직경별 형성층 활동 개시와 적산온도와의 관계를 보면, 흉고 직경이 클수록 높은 적산온도에서 형성층활동이 개시되는 것으로 확인되었다.