본 연구는 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응 분석과 생태적 지위폭을 측정하였다. 환경요인은 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량이고 각각 4구배로 처리하였다. 광량이 많을수록 잎 무게, 지상부 무게, 지하부 무게 그리고 식물체 무게가 증가하였다. 수분함량처리구와 토성처리구에서 생육 반응은 차이가 없었다. 유기물 함량이 많을수록 지상부 무게가 증가하였지만, 나머지 형질의 생육 반응의 차이는 없었다. 생태적 지위폭은 광요인에서 0.865, 수분요인에서 0.995, 토성요인에서 0.994 그리고 유기물 함량 요인에서 0.988이었다. 생태학적 지위폭은 수분함량 처리구에서 가장 넓었고 광처리구에서 가장 좁았다. 이는 떡갈나무의 생육 반응이 광량의 양이 많을수록 생육이 좋고, 광에 민감함을 의미한다. 따라서 생육 반응과 생태적 지위폭을 결정짓는 것은 광 요인이다.

한국에 주로 분포하는 참나무류와 소나무류의 초기정착에 미치는 환경적인 요인과 초기정착 시 유리한 수종을 확인하고자 하였다. 첫 번째 실험은 2017년 2월 말에 한국의 대표적인 참나무류 3종(신갈나무, 굴참나무, 상수리나무)과 소나무류 3종(소나무, 잣나무, 전나무)을 대상으로 수행하였다. 낙엽깊이에 따른 발아율의 차이를 확인하기 위하여 낙엽이 없는 곳과 낙엽이 5cm인 구배로 나누었다. 낙엽깊이 5cm에서는 종자를 낙엽층 위와 아래로 구분하여 파종하였고, 이를 통해 종자의 위치에 따른 발아율의 차이를 확인하였다. 그 후 건조스트레스에 대한 반응을 확인하기 위하여 우기 후에 인위적인 수분공급을 중단하였고 이에 따른 사망률을 확인하였다. 그 결과, 낙엽이 없는 곳에서 발아율은 소나무(38%)> 상수리나무(30%)> 잣나무(14%)>신갈나무 (7%)>굴참나무(4%) 순으로 높았고 전나무는 발아하지 않았다. 낙엽층 위에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 소나무 (100%)>상수리나무(1%) 순으로 높았고 나머지 종들은 발아하지 않았다. 낙엽층 아래에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 상수리나무(53.6%)>잣나무(38.9%)>굴참나무(37.3%)> 신갈나무(28.4%)>소나무(25.6%) 순으로 높았고 전나무는 발아하지 않았다. 수분공급을 중단한 후의 사망률은 굴참나무(90%)>신갈나무(78%)>소나무(75%)>잣나무(57%)>상수리나무(49%) 순으로 높았다. 종합해보면 참나무류에서는 상수리나무가 소나무류에서는 소나무가 낙엽 깊이에 따른 발아율이 가장 높았다. 또한 건조스트레스를 주었을 때에 소나무보다 상수리나무가 지상부 길이가 더 길었다. 즉, 건조에 대한 내성이 강하였다. 두 번째 실험은 2018년 2월 말에 낙엽깊이에 따른 참나무류 2종(굴참나무, 상수리나무)과 소나무류 3종(소나무, 곰솔, 잣나무)을 대상으로 수행하였다. 낙엽깊이에 따른 발아율의 차이를 확인하기 위하여 낙엽이 거의 없는 곳(1~2cm)과 낙엽의 깊이가 10cm인 구배로 나누었다. 낙엽깊이 10cm에서는 종자를 낙엽층 위와 아래로 구분하여 파종하였고, 이를 통해 종자의 위치에 따른 발아율의 차이를 확인하였다. 그 결과, 낙엽이 거의 없는 곳에서 발아율은 상수리나무(43.4%)가 가장 높았고 잣나무(1.6%)가 가장 낮았다. 낙엽층 위에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 곰솔+소나무(13%)가 가장 높았으며 잣나무와 굴참나무는 발아하지 않았다. 낙엽층 아래에 종자를 처리한 곳에서 발아율은 상수리나무(54.1%)가 가장 높았으며 굴참나무(3.4%)가 가장 낮았다. 발아율이 가장 양호하였던 낙엽층 아래에 종자를 처리한 곳에서 지상부 길이는 상수리나무(21.8cm)가 가장 길었으며 잣나무(2.9cm)가 가장 짧았다. 또한 2017년과 2018년 실험결과, 낙엽층의 깊이가 10cm 일때 보다 5cm일 때 발아가 더 양호하였다. 결론적으로 참나무류와 소나무류에 초기 정착에 미치는 환경적인 요인은 낙엽의 유무, 종자의 위치, 낙엽의 깊이이며 상수리나무가 초기정착에 유리할 것으로 판단된다.

국내에서 서식처 파괴로 인해 개체 수가 감소되어 층층둥굴레는 준위협종(Near Threatened)으로 지정되었다. 본 연구는 경기도 파주시 갈곡천 하천변에 위치한 층층둥굴레 서식지를 포함한 주변 일대의 토양과 광 특성, 층층둥굴레의 개체군 특성 및 분포 현황 그리고 생활사를 밝혀보고자 한다. 또한 기후변화조건에서 광 구배에 따른 1년생 층층둥굴레 유식물의 생장반응을 알아보기 위해 온실에서 재배 실험을 하였다. 연구 결과, 층층둥굴레의 서식지의 제외지는 밭과 도로이며 제내지는 낚시 등으로 인해 인위적인 간섭이 잦은 곳이었다. 서식지의 표고는 6m, 하천까지 거리는 약 8m로서 우기 때 하천의 범람의 영향을 받았고 토양의 pH 6.8, 깊이별 토양전도도는 10cm가 0.1(±0.05) ds/m, 20cm가 0.2(±0.05) ds/m이고 수분함량은 10.4%, 유기물 함량은 6.3%으로 나타났다. 층층둥굴레군락지내에서 목본식물이 출현하지 않았지만 키가 2m 이상인 침입외래식물 단풍잎돼지풀이 층층둥굴레의 상관을 덮는 것으로 확인되었다. 층층둥굴레의 상관의 광량은 516.1umol, 단풍잎돼지풀이 혼생하는 곳에서 층층둥굴레 상관의 광량은 90.0umol이었다.. 층층둥굴레군락지내에 1m2의 영구 방형구 30개를 설치하여 개체군의 특징을 살펴본 결과, 층층둥굴레의 개체수는 2017년에 약 1,212개체이고 2018년은 약 1,169개체로 약 -3.5% 감소하는 경향이 나타났다. 층층둥굴레의 꽃과 열매는 평균 6층부터 20층까지 형성하고 열매를 맺었고. 한 개체의 평균 꽃수는 2017년에 17.2(±9.5)개, 2018년에 27.0(±16.4)개로 올해에 꽃수가 더 많았다. 하지만 한 개체의 평균 열매수는 2017년에 17.3(±14.0)개, 2018년에 9.2(±8.7)개로 올해에 열매수가 적었다. 영구방형구내에서 층층둥굴레는 가는잎쐐기풀, 단풍잎돼지풀, 애기똥풀 등과 분포하며 층층둥굴레가 가장 높은 피도(41.4%)와 중요치(42.1)를 가졌다. 하지만 조사지역(1521.2m2)에서 층층둥굴레군락의 면적은 작년(30.52m2)에 비하여 올해는 26.1m2로서 감소하는 경향을 보였고 단풍잎돼지풀이 가장 큰 면적(724.2m2)으로 분포하는 것으로 나타났다. 층층둥굴레의 생활사는 4월 초에 지상부 출현과 개엽이 동시에 이루어졌고, 5월 초에 꽃봉오리가 생성하고 말에 개화가 시작되었다. 6월 중부터 열매가 형성하면서 층층둥굴레 아래층부터 잎 갈변이 시작되었고 7월 말부터 열매가 성숙되면서 9월 말에 낙엽과 동시에 생활사가 끝남을 확인하였다. 또한 온실에서 기후변화처리(CO2상승구, CO2상승구+온도상승구, 온실) 조건에서 광 구배(차광막1겹, 차광막 없음)를 통한 유식물의 생장반응 알아본 결과, 지상부 길이는 야외에서 가장 길었고, 차광막이 있는 곳보다 차광막이 없는 곳에서 길었다. 잎 수는 야외에서 가장 적었고 광의 영향은 받지 않았다. 하지만 생존율은 CO2상승구+온도상승구와 차광막이 있는 곳에서 가장 높았다. 연구 결과를 통해, 본 연구지역의 층층둥굴레의 개체군은 인위적인 간섭에 의해 개체 수와 면적이 줄어들고 있는 것으로 평가되며 또한 기후변화가 진행되면 층층둥굴레의 생존율이 높았다. 또한 지속적인 모니터링을 통해 국내의 층층둥굴레 개체군 유지를 위해서는 효과적인 개체 보전 방안을 마련해야된다고 판단된다.

한국의 도시산림을 대표하는 남산에 대표군락인 소나무 군락의 물질생산과 탄소분포의 특성을 밝히고자 2009년부 터 2017년까지 현존량, 순생산량, 식물체 유기탄소 분포량, 낙엽생산량, 낙엽의 유기탄소량, 임상낙엽량, 임상낙엽의 유기탄소량 그리고 토양의 깊이별 유기탄소 축적량을 조사 하였다. 교목층의 현존량은 측정한 흉고직경을 상대생장식 에 대입하여 매년 산출하였다. 2009년부터 2017년까지 교 목층의 현존량은 각각 153.96, 160.05, 160.55, 166.46, 170.21, 167.68, 174.25, 180.71 그리고 184.65 ton/ha 이었 다. 순생산량은 2009년부터 2016년까지 각각 7.01, 4.17, 2.88, 5.52, 4.68, 3.53, 2.62 그리고 6.74 ton/ha이었다. 식물 체의 유기탄소 분포량은 2009년부터 2017년까지 각각 69.28 72.02, 72.25, 74.91, 76.6, 75.45, 78.41, 81.32 그리 고 83.1ton/ha이었다. 낙엽생산량은 2009넌부터 2017년까 지 각각 7.23, 5.95, 2.58, 5.84, 6.26, 1.93, 1.43, 5.17그리고 4.89 ton/ha이었다. 낙엽생산을 통해 임상으로 유입되는 낙 엽의 유기탄소량은 2009년부터 2017년까지 각각 0.26, 0.21, 0.09, 0.21 0.23, 0.07, 0.05, 0.19 그리고 0.18 ton C/ha 이었다. 임상낙엽량은 2010년부터 2013년, 2016년 그리고 2017년에 각각 9.21, 8.84, 10.01, 9.34, 6.72 그리고 9.78 ton/ha이었다. 임상낙엽의 유기탄소량은 2010년부터 2013 년, 2016년 그리고 2017년에 각각 4.14, 3.98, 4.5, 4.2, 3.02 그리고 4.4 ton C/ha이었다. 토양의 깊이별 유기탄소 축적 량은 2009년부터 2012년, 2014년, 2016년 그리고 2017년 에 10cm, 20cm, 30cm, 40cm 그리고 50cm 깊이에서 각각 평균 37.60, 37.29, 36.42, 31.42 그리고 31.12 ton C/ha이었 다. 2014년 식물체의 탄소분포량이 가장 낮았는데, 이는 교목층 줄기의 현존량 증가율이 가장 적었기 때문이다. 또한, 2015년 순일차생산량이 다른 해보다 낮았는데, 이는 생육 기인 봄철(3~5월) 강수량이 평년보다 약 100mm 적었기 때문으로 해석된다.

제52호 울릉 나리동 울릉국화와 섬백리향군락은 울릉도 특산식물로 그 희귀성이 인정되어 천연기념물로 지정되었다. 최근 계속적인 인위적 간섭 등으로 인하여 울릉국화와 섬백리향은 생육환경 악화, 개체수 감소 그리고 분포 면적 감소 등으로 자생지가 심각한 위협을 받고 있는 실정이다. 우리나라에서는 울릉국화와 섬백리향 군락에 관한 토양 및 생육환경 그리고 식물상 등의 기초연구는 이루어졌지만 보존관리현황, 관리방안제시 등의 마련은 미비한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 생육지 분포현황을 밝히고 이에 따라 보존 및 관리 방안을 제시하고자 한다. 울릉국화와 섬백리향의 생육지 분포는 ArcGIS를 이용하여 분포도를 작 성하였고 유식물 분포와 경쟁종은 방형구를 설치하여 조사 하였다. 그리고 자생지의 환경요인을 분석하기 위해 토양 환경을 분석하였다. 연구결과, 울릉국화와 섬백리향의 식피율과 밀도는 각각 울릉국화(37.6%), 섬백리향(27.2%)과 51~100개체/1m2였다. 이 지역의 식생은 초본이 우점하며 그 주변은 너도밤나무-고로쇠군락(63,495m2)이 가장 넓게 분포하고 있었다. 울릉국화와 섬백리향의 유식물은 보호지역 밖에서 관찰되어 향후 지속가능한 군락으로 생각된다. 보호지역 내 애기수영, 달맞이꽃 등의 외래종이 넓은 피도 를 차지하고 있어 희귀식물에 잠재적인 위협요인으로 파악 되었다. 토양의 pH, 수분함량, 유기물함량은 우리나라 평균 산림의 것과 비슷한 결과를 보였다. 이 식물군락을 보전하 기 위해서는 1) 보호지역 일대의 교목은 그늘을 형성하거나 높은 활력도를 유지하는 외래식물은 희귀식물의 생육에 저 해를 줄 수 있으므로 주변 수목과 보호지역 내 외래식물의 관리가 필요하고, 2) 군락지 내 중앙부의 배수로는 수분을 높게 유지하여 희귀식물의 생육을 방해하므로 수로를 더 깊고 넓혀서 물이 잘 빠지게 하고, 3) 보호지역 밖 인접에 있는 희귀식물까지 보호할 수 있도록 울타리 범위를 넓히 고, 4) 지역주민 및 관광객들에게 이를 알리는 문화재 인식, 교육 및 홍보가 강화되어야 한다.

묵논을 생활형이 다른 멸종위기식물의 서식지로 재현할 수 있는지 가능성을 확인하기 위해서, 생활형이 다른 13종 을 수분구배가 다른 묵논에 도입하였다. 이때, 근생수생식 물 5종, 반지중식물 4종 그리고 지중식물 4종을 도입하였다. 또한 도입에 효과적인 생육단계를 알아보기 위해 각 종별로 생육 단계가 다른 형태로 도입을 하였다. 묵논을 수심 이 깊은 곳(Site A), 얕은 곳(Site B)과 건조한 곳(Site C)으 로 나누었다. 묵논의 생태학적 변화를 알아보기 위해 식생과 식물상을 조사하였고, 토양은 장마 전과 후로 채집하여 분석하였다. 수분구배에 따른 종에 대한 발아율, 생존률, 식 물계절학, 생육, 번식 그리고 형광 반응을 조사하였다. 묵논은 물달개비, 밭뚝외풀, 사마귀풀 그리고 여뀌가 출현하는 천이 초기단계로 확인되었다. 토양은 일반적인 국내 논경작지의 특성과 유사하였다. 묵논을 서식지로 재현이 가능한 종은 도입한 13종중에서 근생수생식물 5종, 반지중식물 2 종 그리고 지중식물 1종으로 총 8종이었다. 즉, 생활형이 다른 멸종위기식물은 도입이 가능하였다. 8종을 묵논을 활 용하여 복원하기 위한 도입방법 및 관리방안은 다음과 같 다. 가시연꽃의 생육은 수심이 깊은 곳에서 얕은 곳보다 양호하였다. 그리고 가시연꽃을 유성 생식한 어린개체로 도입 하는 것이 가장 효과적이었다. 삼백초의 생육은 반침수되는 곳에서 건조한 곳보다 양호하였다. 그리고 묵논에 삼백초를 무성 생식한 땅속줄기로 도입하는 것이 가장 효과적이었다. 순채의 생육은 수심이 깊은 곳에서 양호하였고, 이때 순채를 땅속줄기로 도입하는 것이 효과적이었다. 전주물꼬리풀의 생육은 수심이 깊은 곳에서 얕은 곳보다 양호하였다. 그리고 전주물꼬리풀을 땅속줄기로 도입하는 것이 효과적이었다. 조름나물은 수심이 깊은 곳에서 얕은 곳보다 생육이 양호하였다. 그리고 조름나물을 땅속줄기로 도입하는 것이 효과적이었다. 독미나리의 생육은 수심이 깊은 곳에서 초본과 경쟁으로 저해되었다. 그리고 독미나리를 어린개체 또는 땅속줄기로 도입하는 것이 효과적이었다. 섬시호의 생육은 건조한 곳에서 수심이 얕은 곳보다 양호하였다. 그리고 섬 시호를 어린개체로 도입하는 것이 효과적이었다. 큰바늘꽃의 생육은 반침수되는 곳에서 생육이 양호하였고, 이때 큰 바늘꽃을 어린개체 또는 기는줄기로 도입하는 것이 효과적이다. 묵논에 멸종위기식물을 도입할 때 위협요인은 키큰초 본류, 섭식자 그리고 둑 붕괴였다. 가시연꽃, 순채, 독미나리 그리고 섬시호의 생육은 묵논에 출현하는 초본에 의해서 저해될 수 있기 때문에 묵논에 이식할 때는 키가 큰 초본을 생육중기인 여름철에 제거하는 관리가 필요하다. 가시연꽃 과 순채는 묵논에서 높은 유기물을 함유한 두꺼운 저토층의 확보가 어렵기 때문에, 그곳에 유기질 비료를 처리해야 한 다. 전주물꼬리풀, 조름나물 그리고 큰바늘꽃의 곤충섭식자는 관리가 필요하다. 묵논의 관리방안으로 둑이 무너지는 것을 방지하기 매트를 형성하지 않는 초본류가 우점하고 있는 둑은 목본식물 또는 매트를 형성하는 벼과 및 사초과 식물을 식재하는 등의 관리가 필요하다.

충남 공주시 묵논에서 생육하고 있는 식물을 대상으로 식물의 기능적인 특징을 알아보기 위해 Grime의 CSR (Competitive, Stress tolerant, Ruderal) 전략 계획에 따라 분류 및 평가하였다. 식물의 생활사 유형을 분류하기 위해 각 분류군마다 성체 단계의 3개체를 선정하여 수관높이 (canopy height), 건물함량(dry matter content), 잎의 건물 량(leaf dry matter), 엽면적(specific leaf area), 개화기간 (flowering period), 개화시기(flowering start) 그리고 측아 확장(lateral spread)의 데이터에 관한 자료를 수집하였다. 그 결과, 멸종위기식물인 독미나리(Cicuta virosa)와 전주물꼬리풀(Dysophylla yatabeana)는 각각 CR, C/CR이었 고, 외래식물인 미국가막사리(Bidens frondosa)는 C/CR 이였다. 물달개비(Monochoria vaginalis), 벼(Oryza sativa) 그리고 피(Echinochloa utilis)는 각각 CR, C/CR 그리고 C/CR이었다. 묵논에서 생육하고 있는 6종의 식물들은 CR과 C/CR 두 가지의 유형이 나타나는 것으로 보아 모두 경쟁과 교란에 내성이 강한 식물임을 의미한다. 이러한 결과는 묵논에서 생육하고 있는 6종의 식물들은 모두 경쟁과 교란에 내성이 강한 경쟁자 식물(C/CR)과 경쟁형 마을식물(CR)로 묵논은 자원이 풍부하고, 교란이 심한 환경 특성을 갖는다는 것을 의미한다.

금강의 하천관리의 실질적인 자료를 얻고자 본류와 미호천의 30지소에서 수변식생지수를 이용하여 건강성평가와 다변량식생분석을 하였다. 그 결과 금강본류와 미호천에서 출현한 식물군락은 54개이었고, 식물상은 75과 185속 243종 2아종 21변종 2품종 268분류군이었다. 수변식생지수는 평균 38.3(3.3;G-D1 ~ 66.7;G-U2, G-U4, G-M3)으로 이 지역의 하천의 건강성은 보통(C등급)으로 평가되었다. 하천의 건강성은 금강본류의 상류가 가장 높았고, 금강본류의 하류에서 가장 낮았다. 수변식생지수와 수질의 클로로필-a의 함량과의 관계는 관련성이 낮게 나타났다. 집락분석결과, 식생은 바랭이군락 그룹, 갯버들군락 그룹, 개망초군락 그룹, 환삼덩굴, 버드나무, 물억새 그리고 달뿌리풀 군락이 우점하는 그룹, 망초와 물피 군락이 우점하는 그룹 등의 5개 집단으로 나누어졌고, 지소들은 비슷한 건강상태를 갖는 것들끼리 가까이 나타났다. CCA분석결과, 식생의 분포에 영향을 주는 환경요인은 식생면적, 인공구조물 면적, 수로면적, 지점폭, 수로폭, 제방높이 등의 물리적인 조건과 생물학적 요인의 출현종수였다. 이상과 같이 하천의 건강성이 높은 지역은 모니터링을 통하여 하천 식생의 지속적인 유지관리가 필요하고 건강성이 낮은 지역은 생태복원과 같은 적극적인 시행이 필요하다고 판단된다.

기후변화에 대비한 멸종위기식물인 죽절초에 대한 정책 마련과 증식 및 복원을 위한 기초자료를 제공하고자 CO2농도와 온도가 상승하였을 때 수분과 유기물 처리에 따른 죽절초의 생육반응을 알아보고 생태적 지위폭의 변화를 확인하였다. 대조구와 처리구(CO2농도 상승+온도 상승)로 나누었고 그 내에서 각각 수분 구배와 유기물 구배를 두어 실험을 진행하였다. 그 결과, 대조구에서 수분 구배와 유기물 구배에서 생태적 지위폭이 각각 0.899, 0.844이였고, 지구온난화가 진행되었을 때, 수분 구배와 유기물 구배에서 각각 6.60%(0.988), 2.09%(0.858)로 더 넓어졌다. 이러한 결과로 보아, 지구온난화가 진행된다면 죽절초의 생육에 수분과 유기물은 제한요인이 되지 않을 것이다. 하지만, 생육반응에 대한 연구결과에서 죽절초는 유기물이 함량이 낮은 조건(0~5%)보다는 약간 높은 조건(10%)을 선호하기 때문에, 외부환경에 영향을 받지 않는 온실에서 증식을 시킬 때는 유기물의 함량을 약 10%로 조성해주는 것이 죽절초의 개체 복원을 위해서 좋을 것으로 생각된다. 또한 상대적으로 유기물함량이 높은 죽절초의 자생지 상록활엽수림을 보호해야할 필요가 있다.

천마(Gastrodia elata Blume)는 난초과 다년생 기생식물로 곰팡이균과 공생하는 독특한 생활방식을 가진다. 천마의 지하근은 고혈압, 뇌졸중, 백혈병, 두통 특히 신경쇠약치료 등에 쓰이는 약용식물이다. 본 연구는 지구온난화가 천마의 생태적 반응에 미치는 영향을 알아보기 위해 보통의 야외 대기환경과 같은 대조구, 대조구보다 온도를 약 2℃ 상승시킨 온도상승구, 온도와 함께 대조구보다 CO2 농도를 약 2배 증가시킨 CO2+온도상승구에서 참나무 원목, 뽕나무버섯균, 종마를 함께 파종하고, 재배하여 생식기관과 지하근의 생물량을 비교 관찰하였다. 그 결과, 꽃대 수는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 적었다. 꽃대 길이는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 짧았다. 화서 길이는 대조구> 온도상승구> CO2+온도상승구 순으로 짧았다. 생식기관의 무게는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상 승구 순으로 가벼웠다. 지상부의 생물량은 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 낮았다. 생산된 근경의 수는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 적었다. 근경의 생물량은 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으 로 낮았다. 이러한 결과는 온도만 올라간 환경조건에서는 천마의 생육은 활발하여 생산량이 증가하지만, 지구온난화조 건인 온도와 CO2 농도가 동시에 상승하는 조건에서는 천마의 생육이 불량하게 됨을 의미하는 것이다. 따라서, 천마의 성마와 종마 생산량을 높이기 위해서는 재배지의 적정지온 20~25℃를 유지하고, 높은 CO2 농도에 노출되지 않도록 하여야 할 것이다.

기후변화 연구의 일환으로 지리산의 주요 식물군락인 신 갈나무군락과 구상나무군락에서 물질생산을 파악하기 위 해 2016년 11월부터 2017년 8월까지 지상부와 지하부의 현존량과 순생산량을 조사하였다. 신갈나무군락의 현존량은 123.76 ton ha-1yr-1이었으며 기관별로는 잎과 생식기관이 3.30(2.7%), 가지가 17.46 (14.1%), 줄기가 78.25(63.2%), 뿌리가 24.75(20.0%) ton ha-1yr-1를 이루었다. 순생산량은 6.80 ton ha-1yr-1이었으 며 기관별로는 잎과 생식기관이 3.66(53.8%), 가지가 0.50 (7.4%), 줄기가 2.15(31.6%), 뿌리가 0.49(7.2%) ton ha-1yr-1 를 이루었다. 구상나무군락의 현존량은 2017년 1월부터 2017 년 8월까지 평균은 97.30 ton ha-1yr-1이었으며 기관별로는 잎과 생식기관이 2.71(2.8%), 가지가 6.91(7.1%), 줄기가 68.22(70.1%), 뿌리가 19.46(20.0%) ton ha-1yr-1를 이루었 다. 순생산량은 5.35 ton ha-1yr-1이었으며 기관별로는 잎과 생식기관이 3.08(57.6%), 가지가 0.17(3.2%), 줄기가 1.79 (33.5%), 뿌리가 0.31(5.8%) ton ha-1yr-1를 이루었다

쌀값 폭락과 쌀 소비량 감소에 따라 많아지고 있는 묵논을 활용한 멸종위기식물의 서식지 재현가능성을 확인하기 위해 충남 공주시에 위치한 묵논에서 2017년 3월부터 실험을 진행 하였다. 실험대상종은 가시연꽃, 노랑무늬붓꽃, 단양쑥부쟁 이, 대청부채, 독미나리, 미선나무, 분홍장구채, 삼백초, 선제 비꽃, 섬시호, 섬현삼, 순채, 전주물꼬리풀, 조름나물, 층층둥 굴레 그리고 큰바늘꽃으로 총 16종이다. 각 종의 자생지 토양수분환경을 고려하여 묵논을 3개의 구배로 나누었다; 둑을 높게 쌓고 더 깊게 파서 수심이 깊은 곳(Site A), 수심이 일반적인 논과 유사하며 도랑이 있는 곳(Site B) 그리고 건조 한 둑(Site C). 도입단계에 따른 생육반응을 비교하기 위해 16종 중 9종(가시연꽃, 단양쑥부쟁이, 독미나리, 분홍장구채, 삼백초, 섬시호, 섬현삼, 층층둥굴레, 큰바늘꽃)은 종자와 유식물로, 개체 확보가 어려운 1종(대청부채)은 종자만, 종자 확보가 어려운 6종(노랑무늬붓꽃, 미선나무, 선제비꽃, 순채, 전주물꼬리풀, 조름나물)은 유식물만 도입하였다. 한편, 온실 에서 각 종의 발아율을 확인하기 위해 종자확보가 가능한 9종을 대상으로 발아실험을 진행하였다. Site A에는 가시연 꽃, 독미나리, 순채, 전주물꼬리풀 그리고 조름나믈의 개체를 이식하였다. 또한 가시연꽃과 독미나리의 종자를 파종하였 다. 전주물꼬리풀을 2차로 이식했을 때(P2)는 흙을 높여서 이식을 하였다. Site B에는 가시연꽃, 독미나리, 삼백초, 섬시 호, 전주물꼬리풀, 조름나물, 층층둥굴레 그리고 큰바늘꽃을 이식하였다. 큰바늘꽃은 Site B내에 2지점에 이식하였다(P1, P2). 또한 단양쑥부쟁이와 큰바늘꽃의 종자를 파종하였다. 삼백초, 섬시호, 큰바늘꽃 그리고 층층둥굴레의 경우 흙을 높여 수분함량을 높게 하였다. Site C에는 노랑무늬붓꽃, 단양쑥부쟁이, 대청부채, 분홍장구채, 미선나무, 삼백초, 선 제비꽃, 섬시호 그리고 섬현삼을 이식하였다. 또한 대청부채, 분홍장구채, 섬시호, 섬현삼, 삼백초 그리고 층층둥굴레의 종자를 파종하였다. 생육반응을 확인하기 위하여 생존률과 종별 특성을 고려하여 측정항목을 선정하여 조사하였다; 지상부 높이, 잎 길이와 잎 폭, 꽃 길이, 개체 당 꽃 수와 잎 수 등. 그 결과, 종자로 도입하였을 때 발아율은 대청부채 (4.65%)>가시연꽃(4.31%)>분홍장구채(1.11%)>섬시호 (0.83%)순으로 높았으며 나머지 10종은 발아하지 않았 다. 온실 내 9종의 발아율은 가시연꽃(37.89%)>독미나리 (17.33%)>분홍장구채(10.56%)>섬시호(15.83%)>삼백초 (8.33%)>큰바늘꽃(4%)>단양쑥부쟁이(1.17%)>섬현삼 (0.17%)순으로 높았으며 1종은 발아하지 않았다. Site A에 도입한 개체생존률은 전주물꼬리풀(P2)(87.7%)>조름나물 (63.6%)>가시연꽃(9.8%)>독미나리(9.2%)>전주물꼬리풀 (P1)(9.1%) 순으로 높았다. 순채는 물달개비의 피압으로 개체 가 식별되지 않아 고사한 것으로 간주하였다. 종자로 도입한 가시연꽃의 생존률은 18.2% 이었다. Site B에 도입한 개체생 존률은 전주물꼬리풀(58.5%)>큰바늘꽃(P2)(54.2%)>삼백 초(41.7%)>독미나리(35.6%)>가시연꽃(33.3%) 순으로 높 았다. 섬시호와 층층둥굴레는 전부 고사하였으며 분홍장구채 와 큰바늘꽃(P1)의 개체는 이식한 지점의 둑이 무너져 전부 고사한 것으로 간주하였다. Site C에 도입한 개체생존률은 선제비꽃(93.3%)>섬시호(35.8%)>삼백초(31.6%)순으로 높았다. 단양쑥부쟁이, 분홍장구채 그리고 섬현삼은 모두 고사하였다. 종자로 도입한 분홍장구채의 생존률은 100% 대청부채가 25% 이었다. 섬시호는 발아는 하였으나 모두 고사하였다. 가시연꽃의 개체당 꽃 수는 Site A에서 12±9.6 개, Site B에서 1개(단일개체)로 확인되었다. 개체상태로 이 식한 가시연꽃의 잎길이와 잎폭은 Site A에서 평균 37.6± 15.6cm, 45.4±15.9cm 이며, Site B에서 평균 7.25±3.1cm, 6.25±3.9cm 이었다. 종자 파종하여 자란 가시연꽃의 잎길이 와 잎폭은 Site A에서 평균 9.5±0.7cm, 9.5±2.1cm 이었다. 독미나리의 지상부길이는 Site A에서 61.1±10.5cm 이었으 며, Site B에서 44±4.32cm 이었다. 종자를 파종하여 자란 분홍장구채의 지상부길이는 Site C에서 평균 3.2±1.3cm 이었 으며, 잎길이와 잎폭은 평균 2.57±0.9cm, 2.2±0.5cm 이었다. 섬시호의 지상부 길이는 Site C에서 평균 3.1±1.3cm 이었으 며, 잎길이와 잎폭은 평균 2.1±0.6cm, 1.8±0.6cm 이었다. 삼백초의 지상부 길이는 Site B에서 평균 31.4±9.1cm, Site C에서 평균 16.7±8.4cm 이었다. 잎길이와 잎폭은 Site B에서 평균 7.5±2cm, 3.94±0.7cm 이었으며, Site C에서 평균 7.9±2.8cm, 4.1±1.1cm이 었다. Site A에서 1차로 이식한 전주물꼬리풀(P1)의 지상부 길이는 평균 75.4±8.2cm 이었으 며, 2차로 이식한 전주물꼬리풀(P2)은 평균 79.4±9.6cm 이었 다. Site B에서는 평균 34.4±5.1cm 이었다. 전주물꼬리풀의 꽃 길이는 Site A에서 평균 5±3.3cm, 6.5±1.7cm 이었으며, Site B에서는 평균 5.7±1.8cm 이었다. 조름나물의 지상부길 이는 Site A에서 평균 48.3±8.6cm 이었고 Site B에서 평균 23.6±9.4cm 이었다. 조름나물의 개체당 잎 수는 Site A에서 평균 3±0.6개 이었으며, Site B에서 평균 2.5±0.7개 이었다. 2차로 이식한 큰바늘꽃(P2)의 지상부길이는 Site B에서 평균 18±5.4cm 이었다. 개체당 잎수는 평균 20±2.8개 이었다. 선제비꽃의 지상부길이는 Site C에서 평균 8.02±3.9cm 이었 으며, 잎길이와 잎폭은 평균 2.1±0.7cm, 0.5±0.1cm 이었다. 노랑무늬붓꽃, 대청부채 그리고 미선나무의 생육은 측정 중 에 있다. 이 연구결과는 묵논을 활용하여 멸종위기종의 서식 지를 재현할 수 있는 가능성을 보여준다.

제주 월령리 선인장 군락은 선인장의 자생생태를 잘 보여 주고 있는 국내 유일의 야생군락지이다. 선인장 군락의 유 지 보호 및 맞춤형 보존관리 방안 마련과 이를 통한 지역 발전 방안 모색을 위하여 2016년 3월-9월까지 계절별로 수 행되었다. 제주 월령리 선인장군락 일대는 해안가 저지대 지형이며, 토양의 산도는 pH 6.1로 산성을 띄고 있으며 토양 수분함량은 21.2%였다. 제주 월령리 선인장 군락 내에서 출연한 식물상 은 44과 85속 90종 1아종 14변종 1품종 106분류군이었고, 소산식물의 생활형은 Th(w)(동형1년초)의 비가 27.36%로 높게 나타났고, 지중식물(G), 반지중식물(H), 1년생식물 (Th), 미소지상식물(N), 소형지상식물(M), 지표식물(Ch), 대 형지상식물(MM)이 각각 16.98%, 16.98%, 10.38%, 9.43%, 7.55%, 5.66%, 3.77% 나타났으며 착생식물과 수생식물은 전혀 출현하지 않았다. 식물구계학적특정종은 총 13과 17분류군이 나타났다. 식 생구조는 내염성이 강한 해안식물과 선인장이 우점하는 초 본층구조로 선인장 군락의 높이는 평균 약 0.8m 정도이며, 식피율은 약 85%다. 주요 우점종은 선인장, 개머루, 멍석딸 기, 왕모시풀, 익모초, 돌가시나무 등이 우점하고 있고, 선인 장군락 내에는 염분 내성이 강한 왕모시풀, 갯까치수영, 번 행초, 도깨비쇠고비, 예덕나무, 멍석딸기, 순비기나무, 으름 덩굴 등이 경쟁종으로써 피해를 주고 있다. 또한, 연구 대상 지내 매토종자를 분석한 결과, 강아지풀, 갯강아지풀, 닭의 장풀, 명아주, 땅빈대, 갯까치수영, 범부채, 달맞이꽃, 괭이 밥 등 총 12종이 출현하였다. 선인장이 분포하는 지역의 기반암은 현무암으로 암석 틈 이나 함몰된 지형, 토양이 발달된 암반 위 등에 군생하고 있고, 어린 개체에서부터 수령이 오래된 개체군까지 고른 분포를 보이며, 문화재구역 내에 선인장이 분포하는 비율은 33.8%로 분석되었으며, 문화재구역 밖에서도 다수가 확인 되었다. 월령리 선인장 군락은 제주도 관광객의 여행코스로 이용 되기 때문에 방문객의 수가 많고, 방문객들이 사진 촬영을 위해 무단출입과 채취가 발생하며, 지역 주민들에 의한 폐 건축자재 및 어구 방치, 방문객의 쓰레기 투기 등에 의한 훼손이 심각한 수준이다. 보존방안으로 선인장군락 내에 자라고 있는 피압식물들 을 생장기 전에 제거하고, 방문객의 인식 강화를 위해 훼손, 채취, 투기 등에 관한 금지 푯말을 추가 설치하고, 선인장 생육 공간을 확장할 필요가 있으며, 대상지 내 간이판매대 및 안내판 설치와 홍보가 필요하다.

이 연구는 완전 기생성 침입종인 미국실새삼(Cuscuta pentagona)의 기주선호도와 기생부위를 야외현장과 기생유도 실험 통하여 확인하여 이들 식물의 기주다양성을 알아보고 잠재적인 위해성을 제시하고자 시도하였다. 미국실새삼의 기생은 구상나무와 신갈나무와 같은 목본성 식물종(12.1%)의 목질화가 되지 않은 소지나 잎에서도 관찰되었다. 미국실 새삼의 기주식물종은 국화과에 속하는 종이 가장 많았고, 과내 차지하는 기주식물종의 비율은 사초과, 마디풀과 그리고 콩과 등의 것에서 높았다. 기생 유도 실험을 통해 미국실새삼은 1종을 제외한 모든 식물에 기생할 수 있음이 확인됨으로 써 이 침입식물의 분포의 제한 요인은 분산과정이라는 것을 알 수 있었다. 기주식물의 감염된 부위는 줄기와 잎 두 곳에서 대부분 나타났고, 드물게 잎이나 줄기에만 나타나기도 하였다. 이 연구로 12개 과의 기숙식물 45종(12개 과의 초본식물 33종과 목본식물 12종)을 새롭게 추가하였다. 그 중에는 조와 같은 농작물뿐만 아니라 멸종위기야생식물 6종에도 기생하였고, 특히 후자의 경우에는 미국실새삼의 기생으로 식물체가 고사까지 당하는 경우도 있었다. 이는 미국실새삼이 잠재적으로 야생식물에게도 확산될 가능성이 높다는 것을 의미한다.

CO2농도와 온도의 상승으로 인한 지구온난화가 진행되었을 때 광, 수분 그리고 유기물 구배에 따른 멸종위기식물인 황근의 생육과 생태적 지위폭의 변화를 알아보았다. 대조구(야외)와 처리구(CO2 + 온도 상승구)로 나누어 각각 광, 수분 그리고 유기물구배를 두어 재배하였다. 그 연구결과, 황근은 낮은 광량보다 높은 광량을 선호하나, 광량이 787±77.76μmol m-2s-1을 넘어가면 높은 광량이라 하더라도 생육이 어려웠다. 또한 유기물이 없거나(0%) 너무 많은 토양(20%)에서는 생육이 어려웠다. 그러나 수분 구배에 따른 경향이 보이지 않았다. 황근의 고사율은 대조구보다 처리구에서 광량이 높은 조건을 제외한 모든 구배에서 높았다. 이는 CO2와 온도가 상승하면 광에 대한 내성범위가 좁아진다는 것을 의미한다. 대조구와 처리구를 비교하였을 때, 수분구배에 따른 경향은 보이지 않았다. 유기물구배에서 는 대조구보다 처리구에서 모두 고사율이 낮았는데, 이는 유기물에 대한 내성의 범위가 넓어진 것을 의미한다. 황근의 생태적 지위폭은 처리구가 대조구보다 광 구배에서 30.1% 좁아졌으며, 수분 구배에서 8.6% 그리고 유기물 구배에서 30% 넓어졌다. 따라서 CO2농도와 온도의 증가로 인한 지구온난화가 진행되면, 황근의 생육은 광량에 의해서 제한될 것으로 판단된다.

최근 인간의 무분별한 개발로 인해 CO₂농도와 온도가 상승되고 있으며, 이러한 기후변화는 생물들에게 영향을 미칠 것이다. 높아진 CO₂농도와 온도에 적응하는 생물은 계속해서 생존하겠지만 그렇지 못한 생물은 서서히 멸종이 될 것이다. 황근(Hibiscus hamabo)은 낙엽반관목으로서 환경부 지정 멸종위기야생생물 2급으로 지정되어있다. 겨울철의 내한성은 매우 약하여 중부 이북 지방에서 노지월동이 불가능하다. 제주도 5개 장소와 전남 완도에 분포했으나 완도 자생 개체는 모두 사라졌고 복원된 개체만 남아있다. 또한, 최근에는 해안도로 건설로 인하여 자생지 파괴에 직면해 있다. 멸종위기식물은 다른 식물들에 비해 생태적 지위폭이 좁기 때문에 환경변화에 더 취약하다. 따라서, 본 연구에서는 CO₂농도와 온도의 상승으로 인하여 기후변화가 진행되었을 때 광, 수분 그리고 유기물 구배에 따른 황근의 생태적 지위폭의 변화를 알아보고자하였다. 온실에서 대조구(야외)와 처리구(CO₂ 농도+ 온도 상승구)로 나누어 각각 광(L10, L30, L70, L100), 수분(M100, M300, M500, M700) 그리고 유기물(N0, N5, N10, N20)구배를 두어 재배를 한 후 영양생장기관인 지상부 길이와 잎 수를 측정하였다. 황근의 지상부 길이는 대조구에서 광량이 낮은 조건(L1)에서 약간 높은 조건(L3)까지 증가하다가 높은 조건(L4)에서 감소하는 경향이 있었으나 통계적인 차이는 없었다. 처리구에서는 광량이 낮은 조건(L1)과 약간 낮은 조건(L2)에서 고사하였으며, 약간 높은 조건(L3)보다 높은 조건(L4)에서 지상부 길이가 짧아지는 경향이 있었으나 통계적인 차이는 없었다. 대조구에서 지상부 길이는 수분함량이 낮은 조건(M1)에서 약간 낮은 조건(M2)까지 증가하다가 약간 높은 조건(M3)에서 다른 구배들 보다 더 많이 감소하고 높은 조건에서 다시 증가하는 경향을 보였으나 통계적인 차이는 없었다. 그리고 처리구에서는 수분함량에 따른 증감의 폭은 대조구에 비해 다소 작았지만 유사한 경향을 보였다. 대조구에서 황근은 유기물함량이 낮은 조건(N1)과 높은 조건(N4)에서 고사하였고, 약간 낮은 조건(N2)보다 약간 높은 조건(N3)에서 지상부의 길이가 약간 증가하였으나 통계적인 차이는 없었다. 처리구에서 지상부 길이는 유기물의 함량이 높아질수록 길었다. 수분함량이 낮은 조건(M1)과 높은 조건(M4)내에서 대조구 황근의 지상부 길이는 처리구보다 길었다. 광량이 낮은 조건(L1)과 약간 낮은 조건(L2)에서 처리구의 황근은 대조구와 다르게 모두 고사하였다. 수분함량이 낮은 조건(M1)과 높은 조건(M4)내에서 대조구 황근의 지상부 길이는 처리구보다 길었다. 그리고, 유기물함량이 낮은 조건(N1)과 높은 조건(N4)내에서 대조구의 황근은 처리구와 다르게 모두 고사하였다. 황근의 잎 수는 대조구에서 광량이 낮은 조건(L1)에서 약간 낮은 조건(L2)까지 증가하다가 약간 높은 조건(L3)부터는 적어지는 경향을 보였으나 통계적 차이는 없었다. 처리구에서 황근은 광량이 낮은 조건(L1)과 약간 낮은 조건(L2)에서 고사하였으며, 약간 높은 조건(L3)은 높은 조건(L4)간에는 차이가 없었다. 대조구에서 잎 수는 수분함량이 낮은 조건(M1)에서 약간 낮은 조건(M2)까지는 증가하다가 약간 높은 조건(M3)에서 급격히 감소하였다가 높은 조건(M4)에서 증가하였다. 처리구에서 잎 수는 수분함량이 낮은 조건(M1)에서 약간 낮은 조건(M2)까지는 증가하다가 약간 높은 조건(M3)부터 감소하였으나 통계적인 차이는 없었다. 대조구에서 황근은 유기물의 함량이 낮은 조건(N1)과 높은 조건(N4)에서 고사하였고, 약간 낮은 조건(N2)에서 약간 높은 조건(N3)으로 갈수록 잎 수는 감소하는 경향은 있었으나 통계적인 차이는 없었다. 처리구에서 잎 수는 유기물 함량이 약간 높은 조건(N3)까지 증가하다가 높은 조건(N4)에는 감소하는 경향을 보였으나 통계적인 차이는 없었다. 황근의 생태적 지위폭은 대조구에서 광(0.913)>수분(0.786)>유기물(0.479), 처리구에서 수분(0.935)>유기물(0.870)>광(0.482) 순으로 나타났다. 처리구내에서 황근의 생태적 지위폭은 광 구배에서 30.1% 좁아졌으며, 수분 구배에서 8.6% 그리고 유기물 구배에서 30% 넓어졌다. 따라서 기후변화가 진행되면 황근의 분포는 광량에 의해서 제한될 것이다.

본 연구는 식물공장에서 특용작물인 인삼을 대상으로 LED광원, Duty ratio에 따른 인삼의 생리·생태학적 반응을 알아보고자 하였다. LED광원의 종류는 단색의 적색광(R), 청색광(B), 황색광(Y), 백색광(W), 원적색광(fR)과 적색+ 청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광(R+B+W), 적 색+원적색 혼합광(R+fR)을 이용하였으며, 모두 180Hz로 처리하여 총 8개의 구배를 하였다. 인삼은 1년생 묘삼을 한 화분(지름24cm×높이23cm)에 3개체씩 이식하여 각 구 배 당 5개의 화분을 배치하였다. 그리고 이 실험을 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번 진행하였다. 실험 결과, 인삼의 광합성률은 RB 혼합광의 Duty비 30%와 50%, RBW와 R+fR 혼합광의 Duty비 70%에서 높았다. 증산률은 RB 혼 합광과 Y광의 Duty비 30%, RBW 혼합광의 Duty비 50%, fR광의 Duty비 70%에서 높았다. 기공전도도는 LED광원 과 Duty비에 따른 통계적 유의성은 보이지 않았다. 이와 같은 결과를 종합해 볼 때 RB 혼합광의 Duty비 30%에서 가장 최적의 생리·생태학적 반응이 나타났으며 또한 에너지 절감을 할 수 있음을 의미한다. 이러한 연구는 추후 진행될 식물공장 내 최적 광질을 통한 인삼의 재배 연구에 기초자 료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 식물공장에서 특용작물인 인삼을 대상으로 LED광원, Duty비와 Hertz에 따른 생리ž생태학적 반응을 알아보고자 하였다. 광원의 종류는 단색의 적색광(R), 청색 광(B), 황색광(Y), 백색광(W), 원적색광(fR)과 적색+청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광(R+B+W), 적색+원 적색 혼합광(R+fR)을 이용하였으며, RB광원의 Hz는 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 RBW광원의 Hz는 각각 60, 180, 540, 1620Hz로, 이를 제외한 나머지는 모두 180Hz로 처리하여 총 16개 구배를 하였다. 인삼은 1년생 묘삼을 한 화분(지름24cm×높이23cm)에 3개체씩 이식하여 각 구배 당 5개의 화분을 배치하였다. 그리고 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번 진행하였다. 실험 결과, 광원에 따른 엽록소형광은 원적색광(fR), Duty비 30%가 높았으며, Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 540Hz, Duty비 30%에서 높았다. 광원에 따른 엽록소함량은 황색광(Y)이 가장 높았다. Hz에 따른 RB혼합광에서는 4860Hz, Duty비 30%가 높았고, RBW혼합광에서는 180Hz, Duty비 50%에 서 높았다. 이러한 연구는 추후 진행될 식물공장 내 최적 광질을 통한 인삼의 재배