본 연구는 수변식생을 이용하여 정해진 조사지점에서 생 물학적 질의 평가, 생물학적 질의 시간적, 공간적 변동파악 및 환경적 교란으로부터 발생되는 영향평가를 통한 하천 수생태계 건강성 평가를 목적으로 실험하였다. 조사 시기는 정확한 식물종 동정을 위해 대부분의 하천식생이 나타나는 식생번성기인 6∼9월에 수행하였다. 그 결과, 금강 대권역 에서 출현한 수변식물은 총 97과 289속 103종 2아종 34변 종 3품종 442분류군이 출현하였다. 수계별 총 출현 종수는 금강 수계에서 349종으로 가장 많았으며, 만경강 수계에서 192종으로 가장 적었다. 금강 대권역에서 출현한 식물군락 은 총 118개였다. 수계별 출현 식물군락 수는 금강 수계에 서 86개로 가장 많았으며, 동진강 수계에서 27개로 가장 적었다. 수변식생지수(RVI)는 각 조사지졈별 일년생초본 우점면적 비율(HAA), 외래종 우점면적 비율(EA), 습지식 물 균등도(WTD), 버드나무속 및 물푸레나무속 우점면적 비율(SalFraA), 내성종 출현종수 비율(ToSC) 그리고 식생 단면 안정성(BTI) 총 6개의 평가요소의 평가값을 “0”, “1”, “3”, “5”로 구분하여 평가한 후 각 평가 점수의 총합에 10/3 을 곱하여 100점 만점으로 계산하였다. 수변식생 평가등급 은 4단계로 구분였는데 수변식생지수(RVI)가 65<RVI≦ 100일 경우 ‘최상(A등급)’, 40<RVI≦65은 ‘양호(B등급)’, 15<RVI≦40은 ‘보통(C등급)’ 그리고 0≦RVI≦15일 경우 ‘불량(D등급)’으로 평가하였다. 금강 대권역의 수변식생지 수(RVI)는 40.3이었으며 수계별 수변식생지수는 삽교천 수 계가 42.1로 가장 높았고, 만경강 수계가 평균 33.9로 가장 낮게 평가되었다. 금강 대권역 170개 조사구간 중 ‘최상(A 등급)’이 10개 구간(5.9%), ‘양호(B등급)’ 68개 구간 (40.0%), ‘보통(C등급)’ 86개 구간(50.6%), ‘불량(D등급)’ 6개 구간으로 평가되었다. 그 중, 충청남도 예산군 대흥면 지곡리(G136) 구간에서 80.0‘최상(A등급)’으로 가장 높게 평가되었다. 이는 내성종과 외래종 우점면적 비율이 낮게 나타난 반면 버드나무속 및 물푸레나무속 우점면적 비율이 높게 나타났기 때문으로 판단된다. 반면, 충청북도 옥천군 동이면 우산리(G027), 충청북도 청주시 송정동(G069) 그리 고 충청남도 공주시 탄천면 분강리(G081)에서는 3.3‘불량 (D등급)’으로 가장 낮게 나타났다. 이는 하천 정비공사로 인해 제내지의 인위적 간섭이 높아 수변식생에 식물군락이 없으며, 일년생 초본 및 외래종 우점면적 비율이 높게 나타 났기 때문으로 판단된다.

기후변화로 인하여 온난화가 진행되면, 한반도 남부지방 에서 재배되고 있는 벼의 생육과 생산량이 어떻게 변화되는 지를 알아보기 위하여, 일미벼의 유식물을 대조구, 온도 상 승구 그리고 CO2 + 온도 상승구에 재배하여 그 결과를 비교 하였다. 온난화 처리실험은 광이 그대로 입사되는 유리 온 실 안에서 진행하였다. 유리 온실은 챔버 와는 달리 공간적 으로 제약을 받지 않으며 자연광과 광주기 그리고 토양환경 을 그대로 활용하여 자연에서 실제로 식물이 살아가는 환경 을 조성해 CO2 농도와 온도 증가에 대한 식물의 실제적 반응을 알 수 있다는 장점을 가지고 있다(Kim 2010). 환경 처리구는 온도조건만을 대조구보다 1.5℃ 높게 처리한 온 도 상승구 (ambient CO2 concentration + elevated temperature; AC-ET), CO2를 대기보다 2배정도 높인 740-750ppm 으로 유지한 CO2 + 온도 상승구 (elevated CO2 concentration + elevated temperature; EC-ET)이다. 대조구 (ambient CO2 concentration + ambient temperature; AC-AT)는 야외 대기 조건과 같이 대기의 온도와 CO2 농도 (평균 360-400ppm)로 유지하였다. 일미벼의 지상부, 지하 부 그리고 총 생물량과 개체당 이삭무게는 CO2 + 온도 상승 구에서 가장 무거웠다. 이삭당 낟알수와 하나의 낟알무게는 온도 상승구와 CO2 + 온도 상승구에서 가장 무거웠다. 분얼 수는 대조구와 온도 상승구에서 가장 많았고, 개체당 이삭 수와 숙성된 낟알비율은 모든 구배에서 차이가 없었다. 현 재 남부지방에서 재배하고 있는 일미벼는 지구온난화의 영 향으로 온도와 CO2 농도가 동시에 더 높아진다면, 그 곡물 수확량은 현재보다 더 증가될 것으로 예상된다. 이러한 예 상은 현재 지역에 따라 선택되어 재배되고 있는 다양한 벼 품종에도 적용될 수 있는 것이므로, 앞으로 벼 재배적지의 선정은 지구온난화조건을 고려하여 결정되어야 할 것으로 보인다.

열대와 아열대 지역에서는 모기로 인한 질병이 상습적으 로 전파되고 있다. 하지만 최근 기후변화로 인해 말라리아, 뎅구열, 황열병 등의 분포 지역이 열대와 아열대를 넘어 확 산되고 있는데, 이 질병들은 모기를 통해 인간에게 전파된 다. 오랫동안 이러한 질병 및 가려움을 유발하는 모기의 수를 줄이기 위해 퇴치기구, 식물의 추출물, 자생어류, 파장, 살충 제 등에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다. 본 실험에서 는 모기 유충인 장구벌레를 생태학적으로 제어하기 위해 자연 상태와 유사한 인공수조 34개에서 식물의 피도와 높이 를 다양하게 조합하여 모기 유충의 수를 관찰하였다. 각 수 조에서 뜰채로 1회 3번씩 채집된 장구벌레의 수를 기록하였 으며 3회 반복하였다. 장구벌레의 수는 식물의 피도가 41~60%인 지점에서 평균 2.26마리로 가장 많았고, 식물체 높이가 0~9cm인 곳에서 0.85마리로 가장 많았다. 본 연구 결과 식물의 피도가 60%이상이거나 높이가 10cm 이상인 곳에서는 장구벌레가 발견되지 않았다.

최근에 지구는 CO2 농도가 급격히 증가하고 기온을 빠르 게 상승시키고 있으며, 근년에 들어 상승이 가속화되고 있 다. 인위적으로 발생하는 CO2 농도의 증가는 지구온난화의 가장 큰 원인이다. 대기 중 CO2 농도는 산업화 이전에 약 280ppm 이었으나, 2009년에는 약 385ppm으로 산업화 이 전에 비해 38% 증가하였다. IPCC에서 예측한 SRES 시나 리오 중 B1 시나리오에 따르면 2100년에는 대기 중 CO2 농도가 약 550ppm, 지구의 평균 표면온도가 약 2℃ 증가한 다고 예측하고 있다. 식물 생육에서 중요하게 생각되는 환 경요인은 광, 수분 및 영양소이며, 기후변화도 식물의 생육 및 생태적 지위에 영향을 미친다. 또한, 식물마다 종 특이성 을 갖고 있기 때문에 CO2 농도와 온도에 따른 식물의 생장 특성의 영향은 다양하며 복합적으로 이루어진다. 지구온난화에 따른 식물의 생육반응 연구와 생태적 지위 에 관한 연구는 국내․외를 포함하여 소수에 불과하며, 특히 지구 온난화 조건에서 식물의 여러 가지 형질을 이용한 생 육반응 분석과 생태적 지위에 관한 연구는 찾아보기 힘든 실정이다. 따라서, 본 연구는 상승된 CO2 농도와 온도가 낙엽성 주요 우점종 중 상수리나무, 굴참나무 및 졸참나무 의 생육 및 생태적 지위에 어떠한 영향을 미치는지 알아보 기 위해 기후변화(지구온난화) 조건을 유지시켜 생육시킨 후 그 결과를 상호 비교하였다. 대조구는 대기 중의 CO2 농도를 그대로 반영하였고, 온난화처리구는 대조구보다 CO2 농도는 약 1.6배, 온도는 2.2℃ 상승시켜 기후변화 예 측 시나리오 중 B1 시나리오와 유사하게 처리하였다. 참나무 3종의 생육반응 결과, 상수리나무와 굴참나무는 온난화처리구에서 수분이나 영양소 환경보다 광 환경에서생육반응의 차이가 컸고, 낮은 광 환경에서 더욱 크게 반응 하였다. 졸참나무는 광, 수분 및 영양소 환경에서 생육반응 의 차이가 크지 않았다. 생태적 지위폭 결과, 상수리나무는 대조구보다 온난화처리구의 광 구배에서 넓어졌고, 수분 및 영양소 구배에서는 좁아졌다. 굴참나무는 대조구보다 온난화처리구의 광, 수분 및 영양소 구배에서 좁아졌다. 졸참나무는 대조구보다 온난화처리구의 광 구배에서 넓어 졌고 수분과 영양소 구배에서는 좁아졌다. 생태적 지위 중 복역 계산결과, 상수리나무와 굴참나무는 대조구보다 온난 화처리구의 광 구배에서 넓어졌고, 수분과 영양소 구배에 서는 좁아졌다. 이러한 결과로 두 종은 광 환경에 대한 경쟁 이 심해지고, 수분과 영양소 환경에 대한 경쟁이 약해질 것으로 판단된다. 상수리나무와 졸참나무는 대조구보다 온 난화처리의 광, 수분 및 영양소 구배에서 좁아졌다. 이러한 결과로 두 종은 광, 수분 및 영양소 환경에 대한 경쟁이 약해질 것으로 판단된다. 굴참나무와 졸참나무는 대조구보 다 온난화처리구의 광과 수분 구배에서 좁아졌고, 영양소 구배에서 넓어졌다. 이러한 결과로 두 종은 광과 수분 환경 에 대한 경쟁이 약해지고, 영양소 환경에 대한 경쟁이 심해 질 것으로 판단된다. PCA 분석에 의하면, 대조구와 비교하 여 온난화처리구에서 상수리나무와 굴참나무가 더욱 가까 이 배열하였고, 졸참나무는 상수리나무와 굴참나무로부터 멀리 배열하였다. 이상의 결과로 볼 때 지구온난화가 진행되면 상수리나무와 굴참나무는 유사한 생태적 지위를 가지고 있어 경쟁이 더욱 심해질 것이며, 졸참나무는 지구온난화가 진행되어도 상수리나무 및 굴참나무와는 경쟁이 심하지 않을 것으로 예상된다.

식물생장조절제의 종류와 농도를 모색하여 할미꽃의 발근 최적 조건을 조사하여 정상적인 재분화체를 획득하고자 하였다. 지금까지의 선행연구를 토대로 최적조건에서 shoot를 유도시킨 후 발근 유도 생장조절제에 바로 옮기면 shoot가 너무 작아 재분화체가 성장하지 못하고 고사되었다. 1/2 MS에서 키운 shoot를 3.0 mg/L NAA를 첨가한 배지에서 3일간 생장시킨 후, 1/3 MS로 옮겨 치상 한 경우, 약 10일 전후에 뿌리의 유도가 관찰되었다. 이렇게 뿌리가 유도된 재분화체는 염의 농도와 설탕의 농도를 동시에 순차적으로 낮추어 순화처리되었다.

구기자나무로부터 캘러스의 형성과 shoot의 형성에 미치는 생장조절제의 영향을 연구한 결과 캘러스의 형성은 2,4-D를 포함하는 배지에서 효과적이었으나 shoot의 형성에는 억제효과를 보였다. Shoot의 형성은 0.1mg/L IAA + 0.1mg/L BA의 배지에서 형성률과 절편당 형성 개체수가 가장 높은 분화율을 보였다. 절편체의 부위에 극성에 다른 캘러스의 형성과 shoot의 재분화에 있어서는 자엽의 기부와 말단부를 20% 절제한 절편의 기부의 절단면에서는 shoot의 형성이, 하부의 절단면에서는 캘러스의 형성이 높았으며 시간이 경과함에 따라 하부에서도 shoot의 형성이 보였다. 재분화식물은 1/3 MS 배지에서 뿌리가 양호하게 발달하였으며 토양 순화과정에서도 90% 이상의 생존율을 보여 개화가 이루어졌다.