The most important thing to successfully restore an oak forest is finding suitable climatic conditions and topographic factors for the oak species to be introduced. In this study, in order to find suitable environmental conditions for the five dominant oak trees on the Korean Peninsula, we carried out analysing the information on the location of forest vegetation on the Korean Peninsula. The range of annual mean temperature of the five oak trees was narrow in the order of Q. mongolica (7.7~14.3°C), Q. variabilis (9.2~13.8°C), Q. acutissima (10.5~14.3°C), Q. serrata (11.4~13.7°C), Q. aliena (11.0~12.9°C). The range of annual precipitation of oaks was narrow in order of Q. mongolica (1072.7~1780.9 mm), Q. variablis (1066.6~1554.9 mm), Q. acustissima (1036.5~1504.8 mm), Q. serrata (1062.6~1504.7 mm). The range of altitude was in order of Q. mongolica (147~1388 m), Q. serrata (93~950 m), Q. variabilis (90~913 m), Q. acustissima (60~516 m), Q. aliena (55~465 m). The range of slope was in the order of Q. mongolica (8~56°), Q. variabilis (5~52°), Q. serrata (11~45°), Q. aliena (15~38°), Q. acustissima (16~37°). These results are considered to be very useful in the case of ecological restoration using deciduous oak trees on the Korean Peninsula.

Smart farm is a high-tech type of plant factory that artificially makes environmental conditions suitable for the growth of plants and manages them to automatically produce the desired plants regardless of seasons or space. This study was conducted by identifying the effects of Hertz and Duty ratio on the photosynthetic rate of ginseng, a medicinal crop, to find the optimal conditions for photosynthetic responses in smart farms. The light sources consisted of a total of 10 chambers using LED system, with 4 R+B (red+blue) mixed lights and 6 R+B+W (red+blue+white) mixed lights. In addition, the Hertz of the R+B mixed light was treated at 20, 60, 180, 540, 1620 and 4860 hz respectively. The R+B+W mixed light was treated with 60, 180, 540, and 1620 hz. Afterwards, experiments were conducted with the duty ratio of 30, 50, and 70%. As a result, the photosynthetic rate of ginseng according to duty ratio and Hertz was the highest at 60 hz when duty ratio was set to 50%. On the other hand, that was the lowest when the duty ratio was 30% at the same 60 hz. In addition, the photosynthetic rates were highest in the R+B mixed light and R+B+W mixed light at 60 hz. Therefore, the condition with the highest photosynthetic rate of ginseng in smart farms is 60 hz when the duty ratio in R+B mixed light is 50%.

We investigated the growth response and population regeneration of four halophyte species: Suaeda japonica, Salicornia europaea, Suaeda maritima and Suaeda glauca, when climate change proceeds caused by increased CO2 concentration and temperature. The plants collected from habitat in 2018 were transplanted into Wagner pots, and cultivated for two years in greenhouse divided into a control (ambient condition) and a treatment (elevated CO2+elevated temperature). The shoot length of halophytes was measured in July of each year, and the population regeneration rate was measured in October 2019. The shoot lengths of S. japonica and S. glauca had no difference between control and treatment for two years. Those of S. europaea were longer in control than treatment for two years. Those of S. maritima had no difference between control and treatment in 2018 but were longer in control than treatment in 2019. In control, the shoot lengths of S. japonica, S. europaea and S. glauca had no difference between years while those of S. maritima were longer in 2018 than in 2019. In treatment, those of S. japonica, S. europaea and S. maritima were shorter in 2019 than 2018 but S. glauca had no difference between years. The regeneration rates of S. japonica, S. europaea and S. glauca were lower treatment than control, and there was no difference in the regeneration rate of S. maritima. In conclusion, if climate change progresses caused by the increase of CO2 concentration and temperature, the shoot lengths of S. japonica, S. europaea and S. maritima will be shortened, and the regeneration rate of population will be increased only in the S. maritima.

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.

This study was carried out to investigate the vegetation of wetland and terrestrial lands in Jangdo wetland conserved area in Korea and to analyze the characteristics of the vegetation changes in the recent years. From the plant community, there were evergreen broad-leaved forests of the Machilus thunbergii, Castanopsis cuspidata, and Machilus thunbergii-Castanopsis cuspidata communities. Moreover, there were deciduous broad-leaved forests of the Salix koreensis, Mallotus japonicus, Mallotus japonicus-Pueraria thunbergiana and Celtis sinensis communities. Additionally, there were shrub forests of the Rosa multiflora-Rubus hirsutus, grassland of Molinia japonica-Miscanthus sacchariflorus and Miscanthus sacchariflorus-Imperata cylindrica communities, and plantation forest of the Pseudosasa japonica community. The area of the wetland vegetation (15%) was much narrower than that of the terrestrial land vegetation (85%). Comparing these results with those of the past 10 years, the wetland plant communities decreased by one-third and the proportion of neutral or dry plant communities increased. In order to mitigate landization succession of the wetland and maintain native wetland vegetation in this area, the expansion of the Salix koreensis community must be controlled to a suitable scale. In addition, it is urgently required to remove the invasive non-wetland plants, such as Pseudosasa japonica and Pueraria thunbergiana.

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.

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.

본 연구는 생태계교란식물인 단풍잎돼지풀의 성공적인 생물학적 방제를 위하여 단풍잎돼지풀을 섭식하는 돼지풀잎벌레의 섭식식물조사를 통해 기주특이성과 돼지풀잎벌레의 섭식에 따른 단풍잎돼지풀의 생태학적 반응의 차이를 확인하였다. 2017년 9월 초에 돼지풀잎벌레 처리에 따른 단풍잎돼지풀의 생리 및 번식 반응에 미치는 영향을 알아보기 위해 돼지풀잎벌레가 없는 곳(대조구)과 있는 곳(처리구)에서 엽록소함량(umolg-1s-1), 최소엽록소형광(Fo), 최대엽록소형광(Fm), 광계 Ⅱ의 광화학적 효율(Fv/Fm)을 측정하였다. 또한, 2018년 6월 말에 돼지풀잎벌레에 따른 단풍잎돼지풀의 활력도에 미치는 영향을 알아보기 위해 돼지풀잎벌레가 있는 단풍잎돼지풀군락에서 단풍잎돼지풀 식피율(10%(방형구 A), 50%(방형구 B), 90%(방형구 C))에 따라 방형구(1m2)를 설치하였다. 각 방형구 내 모든 개체의 지상부 길이(cm), 줄기직경(cm), 잎 수(ea), 잎 피해율(%), 잎 폭과 잎몸 길이(cm)를 측정하였고, 잎 피해율은 1등급(~20%), 2등급(21%-40%), 3등급(41%-60%), 4등급(61%-80%), 5등급(81%~)으로 나누어 조사하였다. 각 방형구 내 단풍잎돼지풀의 고사율(%)은 6월말과 7월 중순 그리고 9월 중순에 3회 측정하였다. 2018년 7월 말에 돼지풀잎벌레의 기주특이성을 알아보기 위해 공주대학교 온실과 온실주변 그리고 묵논에 총 6곳을 선정하여 각각 돼지풀잎벌레 10마리를 방사하여 섭식식물조사를 조사하였다. 엽록소함량, Fo, Fm, Fv/Fm 그리고 개체당 꽃 수는 모두 대조구가 처리구보다 높았다. 6월 말과 7월 초에 2주 동안 방형구 A에서 고사율은 58.2%에서 72.5%로 14.3% 증가하였고, 방형구 B에서 고사율은 48.5%에서 61.8%로 13.2% 증가하였다. 방형구 C에서 고사율은 각각 0%로 변화가 없었다. 7월 초와 9월 중순 2달 동안 방형구 A에서 고사율은 72.5%에서 97.8%로 25.3% 증가하였고, 방형구 B에서 고사율은 61.8%에서 91.2%로 29.4% 증가하였다. 방형구 C에서 고사율은 각각 0%로 변화가 없었다. 9월 중순 전체 방형구의 살아있는 개체 수는 총 38개체이며, 잎 피해율 등급별 개체수의 경우 1등급은 3개체, 2등급은 5개체, 3등급은 9개체, 4등급은 4개체 그리고 5등급은 2개체였다. 잎의 피해율이 증가할수록 지상부 길이, 줄기 직경, 잎 수, 잎 폭 길이 그리고 잎몸 길이는 짧아졌고, 5등급에서 가장 활력도가 낮은 개체의 지상부 길이는 52.5cm 이였고, 줄기 직경은 0.3cm, 잎 수는 8개였다. 온실과 온실주변 그리고 묵논에서 출현한 식물상(74과 152속 207분류군)에서 멸종위기식물은 9과 10속 10분류군, 생태계교란식물은 3과 5속 6분류군 그리고 식용식물은 36과 54속 71분류군 이였다. 돼지풀잎벌레가 섭식한 식물은 국화과에 속하는 단풍잎돼지풀, 돼지풀 그리고 뚱딴지였다. 멸종위기식물은 모두 섭식하지 않았고, 생태계교란식물은 단풍잎돼지풀과 돼지풀을 제외하고는 섭식하지 않았다. 또한, 식용식물은 뚱딴지를 제외하고는 섭식하지 않았다. 이를 통하여 단풍잎돼지풀은 돼지풀잎벌레가 섭식함으로써 활력도가 낮아지고, 고사율이 증가하는 것으로 보아 돼지풀잎벌레는 단풍잎돼지풀의 생육초기단계인 지상부 길이가 50cm 미만일 때 도입해야하며, 고유식물, 멸종위기식물 그리고 식용식물을 대상으로 추가적인 돼지풀잎벌레의 섭식식물조사를 통해 기주특이성에 대한 자료를 확보해야 한다.

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.

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.