This study aimed to examine the effects of different degrees of defoliation during harvest season on hydroponically cultured ‘Seolhyang’ strawberry's fruit characteristics, plant growth, and changes in nonstructural carbohydrates, and find an effective defoliation method. On November 29, 2013, some of the ‘Seolhyang’ leaves were nondefoliated and the others were defoliated remaining 9 and 5 leaves. The number of fruits and fruit weight were not significantly different in the first flower cluster but in the second, third, and fourth flower clusters decreased as the level of defoliation increased. The soluble solids content and acidity of fruits decreased in all the clusters as the level of defoliation increased. The leaf area and leaf dry weight of strawberry plant in all the treatment groups decreased from January to March and root dry weight sharply decreased during February. Thereafter, during April, the growth of plant increased. As defoliation increased, the dry weight of fruits, flower clusters, crowns, and roots decreased, and during late growing period, difference in dry weight according to the degree of defoliation was considerable. The content of carbohydrate was greater in the leaves than the fruits excepting January 30 and February 28, 2014 and in the case of strawberry plant that continuously produce fruits, the content of carbohydrate decreased in the leaves and roots. As defoliation increased, the content of carbohydrate in fruits, flower clusters, crowns, and roots decreased. Defoliation for strawberry plants is carefully done during harvest season. Twelve leaves during December and 14 leaves from January to March should be maintained, and in April when the number of leaves increases, old leaves should be defoliated.

The study aimed to determine effects of light emitting diode (LED) and the ultraviolet radiation (UVA) light of plant factory on plant growth and ascorbic acid content of spinach (Spinacia oleracea cv. Shusiro). Plants were grown in a NFT (Nutrient Film Technique) system for 28 days after transplanting with fluorescent light (FL, control), LEDs and UVA (Blue+UVA (BUV), Red and Blue (R:B(2:1)) + UVA (RBUV), Red+UVA (RUV), White LED (W), Red and Blue (R:B(2:1)), Blue (B), Red (R)) under the same light intensity (130 μmol·m-2·s-1) and photoperiod (16/8h = day/night). All the light sources containing the R (R, RB, RUV, and RBUV) showed leaf epinasty symptom at 21 days after transplanting (DAT). Under the RUV treatment, the lengths of leaf and leaf petiole were significantly reduced and the leaf width was increased, lowering the leaf shape index, compared to the R treatment. Under the BUV, however, the lengths of leaf and leaf petiole were increased significantly, and the leaf number was increased compared to B. Under the RBUV treatment, the leaf length was significantly shorter than other treatments, while no significant difference between the RBUV and RB for the fresh and dry weights and leaf area. Dry weights at 28 days after transplanting were significantly higher in the R, RUV and BUV treatments than those in the W and FL. The leaf area was significantly higher under the BUV treatment. The ascorbic acid content of the 28 day-old spinach under the B was significantly higher, followed by the BUV, and significantly lower in FL and R. All the integrated data suggest that the BUV light seems to be the most suitable for growth and quality of hydroponically grown spinach in a plant factory.

본 연구에서 최근 한국 제주 지역에서 큰 관심을 보이고 있는 맞춤형화장품 소재 개발 일환으로서 제주도에서 자생하는 육상식물 50종과 해상식물 10종에 대해 주름개선 검증을 위한 콜라겐 생성 효과와 히알루론산 생성 효과를 조사하였다. 콜라겐과 히알루론산은 피부 노화에 영향을 주는 주요 요인으로 인식되고 있다. 실험 결과, 육상식물 50종 추출물 중에서 점나도나물추출물(100 μg/mL)은 190% 이상 콜라겐을 생성하였으며, 살갈퀴추출물(100 μg/mL)은 160% 이상, 팔손이추출물(10 μg/mL), 금사철추출물 (100 μg/mL), 기수초추출물(100 μg/mL), 보리수나무추출물(100 μg/mL), 땅채송화추출물(100 μg/mL), 나비나물추출물(100 μg/mL), 갓추출물 (100 μg/mL)은 140% 이상 콜라겐 생성 효과를 보였다. 해상식물 10종 추출물 중에서는 큰열매모자반추출물(50 μg/mL)이 190% 이상 콜라겐을 생성하였으며, 붉은뼈까막살추출물(100 μg/mL), 누운청각추출물(100 μg/mL), 우단청각추출물(100 μg/mL)의 경우는 140% 이상 콜라겐 생성 효과를 보였다. 제주 육상식물 50종 추출물 중에서 기수초추출물(100 μg/mL)이 140% 이상 히알루론산 생성 효과를 보였으며, 팔손이추출물(20 μg/mL), 등나무추출물(100 μg/mL)은 130% 이상의 히알루론산 생성 효과를 나타냈다. 해상식물 10종 추출물 중에서는 자루바다표고추출물(100 μg/mL)이 가장 효과가 좋았으며, 이 외에도 붉은뼈까막살추출물(100 μg/mL), 누운청각추출물(100 μg/mL), 우단청각추출물(100 μg/mL)에서 120% 이상 히알루론산 생성 효과를 보였다. 이들 콜라겐과 히알루론산 생성 효과가 양호한 제주 자원들은 향후 맞춤형화장품의 피부 고민을 해결하는 데 적용될 수 있는 가능성을 보여 주었다.

황사가 식물플랑크톤에 미치는 영향을 파악하기 위해, 황사가 발생한 2006년 4월 22 ~ 26일까지 태안반도 인근해역에서 현장조사 및 생리실험을 수행하였다. 황사발생동안 식물플랑크톤 군집은 26 ~ 290 × 103 cells·L-1의 범위로 다소 낮은 현존량과 주요 분류군인 돌말류의 증가, 특히 혼합해역의 대표종인 Paralia sulcata와 같은 저서성 돌말류의 증가가 뚜렷하였다. 또한 황사발생 후의 Chl-a 농도는 황사발생 전의 조석에 따른 Chl-a 농도변화범위를 초과하였다. 황사투여실험에서는 황사투여 농도가 증가함에 따라 일차생산력은 점차 감소하였고, 최대 탄소 동화계수 역시 같은 경향을 보였다. 48시간 배양실험에서는 황사투여 초기(T0)에 실험구(test)가 대조구(control)에 비해 낮은 일차생산력을 보였으나, 48시간 후(T48)에는 실험구가 대조구보다 높은 일차생산력을 보였다. 특히 실험구는 초기보다 48시간 후의 일차생산력이 약 321%로 크게 증가하였다. 따라서 중국과 인접한 조사해역의 식물플랑크톤은 황사와 함께 수반되는 강한 물리적 환경이 발생초기에 식물플랑크톤의 성장을 일시적으로 저해시킬 수 있으나, 이후 안정적인 수괴가 지속될 경우 식물플랑크톤의 성장을 촉진시키는 잠재적인 요인으로도 파악되었다.

본 연구에서는 2016년 6월부터 12월까지 통영 한산도 및 거제 동부 굴 양식장 밀집해역의 환경요인의 변동에 따른 식물플랑크톤 군집변화의 계절특성을 파악하고자 하였다. 조사기간 동안 수온은 14~28.8°C로, 염분은 29.4~34.2 psu의 범위로 변화하였다. 질산염+아질산염의 농도는 6~7월 동안 표층에서 3.0 μM 전후로, 8월과 9월초까지 제한농도 이하로, 그 후 9월말부터 점차적으로 증가하는 양상을 보였다. 암모니아는 전반적으로 낮게 나타나 계절적 특성이 뚜렷하지 않았다. 인산염은 표층에서 0.01~0.7 μM의 범위로 보였고, 질산염+아질산염과 유사한 계절적 변화를 보였다. 규산염 평균농도는 표층에서 10.7 μM과 저층에서 15.7 μM로, 전 계절에 있어 식물플랑크톤의 성장에 제한인자로 작용하지 않았다. 식물플랑크톤 군집조성은 규조류, 와편모조류, 은편모조류의 비율은 각각 61.2%, 22.5%, 13.6%로 관찰되었다. 6월 말, 외측해역 (T1정점)을 중심으로 와편모조류 Prorocentrum donghaiense가 우점하였고, 이후 7월 Cryptomonas spp.와 규조류 Chaetoceros spp.가 상대적으로 높게 점유하였다. 태풍 이후 성층이 붕괴된 9월말에서 10월까지 규조류 Pseudonitzschia spp.와 Chaetoceros spp.가 전 정점에서 우점하였으며, 12월에는 와편모조류 A. sanguinea가 최대 1.7×105 cells L-1로 적조주의보 수준으로 높게 관찰되었다. 결과적으로 거제도 한산도주변해역에서는 계절적 성층의 형성과 소멸에 따른 식물플랑크톤 군집조성의 차이가 나타났고, 환경요인의 변화는 일차생산자인 식물플랑크톤 생물량 (biomass) 변동에도 영향을 미칠 수 있으며, 이는 양식굴산업의 생산에도 직결될 것으로 판단된다.

2010년 4월부터 2015년 12월까지 영산강 본류에 위치해 있는 죽산보의 상, 하류의 수질 및 식물플랑크톤 변화 양상을 파악하기 위해 연구를 수행하였다. 동일한 기간 동안에 두지점 모두 평균 수온은 17.3°C로 기록되었으며, 2011년부터 2014년까지는 약 16.3°C를 유지하다가 2015년에 17°C로 약 0.7°C 상승되었다. 조사기간 동안 식물플랑크톤의 종 조성은 총 288 분류군으로 남조류 17 분류군, 규조류 74 분류군, 녹조류 154 분류군 및 기타조류 15 분류군으로 조사되었다. 두 지점의 개체군 밀도는 500~29,950 cells·mL-1으로 조사되었으며, Y1지점은 850~29,725 cells·mL-1, Y2지점은 500~29,950 cells·mL-1으로 조사되었다. 두 지점의 평균 개체군 밀도는 Y1지점이 8,180 cells·mL-1, Y2지점이 7,530 cells·mL-1으로 상류지점의 평균 밀도가 더 높게 조사되었다. 우점종은 규조류인 Stephanodiscus속, Aulacoseira속이 높게 나타났으며, Stephanodiscus의 우점 빈도는 59%였고, Aulaocseira속의 우점빈도는 22%였다. 남조류의 전체속의 우점빈도는 17%였고, Y1지점이 19%로 Y2지점보다 2% 높게 나타났다. 그 중에 Microcystis속의 우점 빈도가 6%였고, Y1지점이 7%로 하류인 Y2지점보다 2% 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. Y1지점의 현존량 비율은 규조류가 전체의 52%, 녹조류가 24%, 남조류가 21%였고, Y2지점은 규조류 65%, 녹조류 18%, 남조류 13%로 상류 지점인 Y1지점의 남조류 현존량 비율이 더 높게 나타난 것을 볼 수 있었다. 본 연구는 식물플랑크톤의 천이 현상 및 수질요인들과의 변화에 따른 원인을 파악하고 영산강 죽산보의 특성에 대해 신뢰성 있는 데이터를 제공하기 위해 수행되었으며, 이후 수생태계 변화를 평가하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

국내 최대 규모의 마르형 분화구 내에 형성된 하논은 제주도에서 유일하게 벼농사가 약 500년 동안 유지되고 있는 논 생태계이다. 이러한 하논의 식물상 특성과 복원 방안을 파악하고자 2015년부터 2018년 사이 총 8회에 걸쳐 식물상을 조사하였다. 그 결과, 관속식물은 55과 151속 194종 1아종 26변종 4품종으로 총 225분류군으로 조사되었다. 과별 분포현황은 벼과가 가장 많은 36분류군을 차지하였고, 다음으로 국화과 29분류군, 사초과 20분류군, 콩과 13분류군, 마디풀과 11분류군으로 나타났다. 하논에 출현한 식물의 생활형 조성은 일년생식물-단립식물-중력산포형-총생형 (Th-R5-D4-t)으로 나타났다. 희귀식물로는 물질경이 (Ottelia alismoides (L.) Pers.), 창포 (Acorus calamus L.), 물잔디 (Pseudoraphis ukishiba Ohwi) 3종이 확인되었다. 멸종위기야생식물은 멸종위기야생생물 II급인 삼백초 (Saururus chinensis (Lour.) Baill.) 1종이 확인되었다. 귀화식물은 15과 34속 41종 2변종으로 총 43분류군이 확인되었고, 도시화지수는 13.3%, 귀화율은 16.9%를 나타냈다. 현재 제주도 하논은 멸종위기야생식물, 희귀식물을 포함하여 높은 식물 다양성을 가지고 있을 뿐만 아니라, 제주도 유일의 벼농사 지역으로서 지속적으로 보전해야할 충분한 경관생태적, 사회문화적 가치를 지니고 있다고 판단된다.

산림 생태계에서 초식 곤충은 생물 다양성의 구조와 기능에서 주요한 역할을 담당하는데 알려져 있는 곤충 종 수의 25%를 차지할 정도로 중요한 부분이다. 초식 곤충 종 풍부도와 다양성은 식물 종 다양성과 밀접한 연관을 지니고 있다. 이 연구에서는 우리나라 온대림에 서식하는 초식 곤충 활동량을 나타내는 식흔량이 먹이식물 다양성, 균등도, 나뭇잎 수, 먹이식물 밀도와 관련된 기저단면적 (basal area), 흉고직경 (DBH)과 어떠한 관련이 있는가를 알고자 하였다. 지리산국립공원 온대낙엽수림에 0.1 ha의 방형구를 두 군데 설치하여 잎을 씹어먹는 초식 곤충 (chewer)에 의한 식흔량을 측정하였다. 연구결과 평균 11.2% (±1.76%)의 식흔 발생량을 확인하였고, 조사 지역 중 식물 다양성이 높은 곳보다 낮은 곳에서 식흔량이 더 많았다. 또한 한국 남부 온대림에서 초식 곤충 활동에는 밀도 요인인 기저단면적이 긍정적으로 작용하는 것을 알 수 있었다. 추후 온대 낙엽활엽수림의 영양 단계 (trophic level)에서 초식 곤충의 여러 길드가 어떤 작용으로 영향을 받는가에 대한 연구가 필요하다고 생각한다.

온도상승에 대한 낙엽성 목본식물종의 식물계절반응을 알아보기 위하여 동일지역에서 채종된 종자를 기반으로 야외 (대조구)와 온도가 최저생육온도 (약 4.8℃) 이상으로 유지되는 온실 (처리구)에서 우리나라 주요 낙엽수 39종을 재배하며, 잎의 식물계절변화를 1년 동안 관찰하고. 이를 식물의 현재 분포범위와 관련지어 설명하였다. 잎이 돋는 개엽기는 평균적으로 야외에서 5월 1∼3일이었고, 온실처리구에서는 12월 13일∼1월 7일이었으며, 잎이 지는 낙엽기는 평균적으로 야외에서 10월 11∼26일이었고, 온실에서는 10월 30일∼11월 13일이었다. 이처럼 온도상승으로 개엽기는 119∼140일 빨라졌으며, 낙엽기는 3∼32일 늦춰졌다. 그리고 잎의 생육기간은 야외대조구보다 온실에서 평균 148일 증가하였다. 온도상승조건인 온실에서 재배된 신갈나무와 졸참나무는 1년 동안 낙엽기가 없이 생육기만 지속되는 상록성으로 변하였으며, 또한 팥배나무의 개엽기는 야외보다 빨라졌으나 그 폭은 가장 적었고, 낙엽기는 오히려 앞당겨져 생육기간의 증가폭이 가장 적었다. 그러나 온도상승에 대한 낙엽수 잎의 식물계절학적 반응은 식물의 현재 분포범위와는 연관성이 없었다. 이는 낙엽수 잎의 표현형이 과거의 환경보다 현재의 생육조건에 더 민감하게 반응한 것으로 사료된다.

주암호의 복교지점에서 2000년의 여름성층은 태풍 Prapiroon에 의해 파괴되었다. 성층의 파괴는 수체의 물리, 화학적 성질을 바꾸고 생물상의 변화를 유발시켰다. 투명도는 태풍 전에는 195 cm였는데 태풍 후 84 cm로 줄었는데, 이는 강한 바람에 의한 수체의 수직혼합으로 저층의 퇴적물이 부유되면서 투명도를 감소시킨 때문으로 추측된다. 식물플랑크톤 개체수의 수직분포에서는 태풍 전에는 수심 2 m에서 최대의 개체수가 조사되었었지만 태풍 직후에는 특정 수심의 peak가 없이 전 수층에 고른 분포를 하다가 재성층이 이루어진 후 다시 표수층>수온약층>심수층의 분포를 보여주었고 최고의 개체수는 수심 1 m에서 관찰되었다. 식물플랑크톤의 탄소생물량도 수심 2 m 부근에서 가장 많다가 태풍 직후에는 전 수층에 고루 분포하였고, 재성층 후 다시 표층에 가장 높은 생물량을 보여주었다. 클로로필 a의 농도는 태풍 전후에 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 태풍에 의한 성층과 재성층은 식물플랑크톤의 분류군 조성도 변경시켰는데, 태풍 전의 주요 우점 식물플랑크톤은 Aulacoseira granulata를 비롯한 규조류였으나 태풍이 지나간 후 녹조류가 세포수와 생물량에서 규조류를 압도하였고, 이후 강우와 수온의 하강으로 성층이 교란되면서 Microcystis aeruginosa에 의한 남조류의 절대 우점으로 천이 되었다.

본 연구는 환경부 멸종위기야생식물Ⅱ급이자 한반도 고유종인 한라송이풀의 자생지 환경특성과 식물상 을 조사하여 자생지 보전을 위한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 가야산 자생지는 해발 1,400m의 남 서사면, 한라산 자생지는 해발 1,500m의 남동사면에서 출현하였으며, 두 자생지 모두 상층식생이 전무한 초지대에서 생육하는 것으로 조사되었다. 토양의 이화학성 분석결과 토양 pH는 4.93-6.48, 토양유기물함 량은 4.4-8.1%로 나타났다. 조사구 내 출현식물은 총 27과 40속 43종 8변종 4품종 등 총 55분류군으로 조사되었고 가야산은 25분류군, 한라산은 37분류군이 확인되었다. 한라송이풀은 한반도 내 아고산지역에 잔존하는 북방계성 식물로 현재의 자생지는 주변식물의 피압에 의해 경쟁에서 지속적으로 밀려나 개체수가 급격하게 감소하고 있다. 따라서 자생지 보전 및 복원을 위하여 광도, 온도, 집단의 유전적 평가 등 다양한 인자를 포함한 종합적인 보전생물학적 연구가 요구된다.