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.

자연형 하천으로의 생태복원을 위한 기초자료로 사용하 고자 인간의 간섭에 의한 훼손이 거의 없거나 적은 10개의 자연하천을 군집생태학적 방법으로 조사하여 통계적으로 분석하였다. 그 결과 신갈나무군락과 소나무군락, 사시나무 군락, 굴참나무군락, 산벚나무군락 등 총 29개의 식물군락 으로 확인되었고, 하천식생은 계곡‧계반림과 하변림으로 나 누어졌다. 계곡‧계반림은 경사가 급하고 물에 의한 영향이 적어 경목 림이 우점하였고, 하변 연목림은 버드나무류로 나타났다. 하 천 선택시 자연성이 기준이 되어 인간의 간섭이 많은 하류보 다 중‧상류에 위치한 조사지가 많았고, 그에 따라 출현군락의 92%(44 plot)는 경목림이었고, 8%(4 plot)는 연목림이었다. 전층을 이용한 PCA 분석에서는 신갈나무군락 그룹과 산벚나무군락 그룹, 소나무군락 그룹, 산벚나무군락과 소나무군락 혼합 그룹, 기타군락 그룹으로 크게 5개의 그룹으로 나누어졌다. 교목층을 이용한 PCA 분석은 신 갈나무군락 그룹, 산벚나무군락 그룹, 기타군락 그룹으 로 크게 3개의 그룹으로 나누어졌다. 하천변에 출현한 식물군락은 경목림과 연목림으로 나 누어졌으며, 이를 통해 하천제방권 및 고수위권은 신갈 나무, 소나무, 사시나무, 굴참나무와 산벚나무 등의 종을 식재하는 것이 적합하고, 고수부지권 및 저수위권은 버 드나무속 식물을 식재될 목본에 따른 초본의 선택은 통 계분석에서 높은 빈도로

본 연구는 특용작물인 인삼을 대상으로 식물공장에서의 LED 광원, Hertz와 Duty비에 따른 생리·생태학적 반응을 알아보고자 하였다. 본 실험에서는 LED 시스템을 이용하 여 광원의 종류를 단색의 적색광, 청생광, 백색광, 황색광, 원적색광 그리고 적색+청색 혼합광, 적색+청색+백색 혼합 광, 적색+원적색 혼합광으로 총 16개의 구배로 구성하였다. 적색+청색 혼합광은 Hertz를 각각 20, 60, 180, 540, 1620, 4860Hz로 처리하였고 적색+청색+백색 혼합광은 Hertz를 각각 60, 180, 540, 1620Hz로 처리하여, 이 실험을 각각 Duty비 30%, 50%, 70%로 총 3번의 실험을 진행하였다. 실험 결과, 인삼의 광합성률은 Duty비 30%일 때 적색+ 청색 혼합광의 20Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 적색+청색 혼합광의 60Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 적색+청색 혼합광과 적색+청색+백색 혼합광의 60Hz에서 높았다. 인삼의 증산률은 Duty비 30%일 때 적색 +청색 혼합광의 20Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 백색광의 180Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 청 색광과 백생광의 180Hz가 높았고 적색+청색 혼합광의 20Hz와 540Hz, 적색+청색+청색 혼합광의 60Hz가 높았다. 인삼의 수분이용효율은 Duty비 30%일 때 적색+청색 혼합 광의 180Hz에서 가장 높았고, Duty비 50%일 때 적색+청색 혼합광의 60Hz에서 가장 높았으며, Duty비 70%일 때 황색 광의 180Hz가 높았고 적색+청색 혼합광과 적색+청색+백 색 혼합광의 1620Hz에서 가장 높았다. 위의 결과를 종합적으로 보았을 때 인삼을 식물공장의 LED광 조건으로 재배할 경우 Duty비 50%에서 가장 경제 적인 생산에 최적으로 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.

본 연구에서는 지구온난화 조건에서 한국의 주요 작물인 백태와 서목태의 식물계절, 잎 수, 원줄기의 마디 수, 가지 수, 식물개체당 총 종자 수와 총 꼬투리 수, 식물개체당 총 종자 무게, 꼬투리당 종자 수 그리고 종자 하나의 무게에 대한 반응을 알아보았다. 이를 위해 CO2농도가 일반 대기조건과 같은 대조구와, CO2농도와 온도를 상승시킨 처리구에서 두 종의 콩을 생육시켜 관찰하였다. CO2농도는 540 ppm으로, 온도는 처리구가 대조구보다 2.2℃ 상승하도록 설계하였다. 그 결과 백태의 최초 개엽시기, 서목태의 최초 개화시기와 열매성숙시기는 대조구보다 처리구에서 늦어졌다. 백태와 서목태의 잎, 가지 그리고 원줄기의 마디의 수는 대조구와 처리구간에 차이가 없었으나 서목태의 가지 수는 처리구에서 6월에만 적었다. 백태의 종자 하나당 무게와 꼬투리당 종자 수는 대조구와 처리구 간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 꼬투리 수와 식물개체당 총 종자 수는 대조구보다 처리구에서 적었다. 그러나 식물개체당 총 종자무게는 대조구와 처리구 간에 차이가 없었다. 서목태의 종자 하나당 무게와 꼬투리당 종자 수는 대조구와 처리구 간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 꼬투리 수는 대조구보다 처리구에서 적었다. 또, 식물개체당 총 종자 수는 대조구와 처리구간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 종자 무게는 대조구보다 처리구에서 더 가벼웠다. 이상으로 볼 때, 지구온난화로 백태는 종자 수가 감소하고 서목태는 최초 개엽, 개화, 성숙시기, 그리고 가지 형성시기가 늦어지며, 그 결과 꼬투리 수와 종자 무게가 감소되어 생산량이 줄어들 것이다. 이러한 개체군의 생장을 연구하는 것은 지구온난화에 대한 육상식물의 생태적 반응 연구에 중요한 자료로 활용될 것이다.

국가장기생태사업(LTER)의 일환으로 한라산 아고산대 구상나무림의 물질생산과 탄소분포의 특성을 밝히고자 2009년부터 2013년까지 현존량, 유기탄소분포, 낙엽생산, 임상낙엽량과 토양 유기탄소 축척량을 조사하였다. 식물현존량은 상대생장법에 의해 보고된 물질생산 식을 이용하여 측정하고 이를 이산화탄소의 고정량으로 환산하였다. 2009, 2010, 2011, 2012 와 2013년의 현존량은 각각 98.88, 106.42, 107.67, 108.31 와 91.48ton ha-1였다. 이 기간 동안의 유기탄소는 지상부 생물량에 35.95, 38.69, 38.96, 39.46, 33.2ton C ha-1, 지하부 생물량에 8.54, 9.2, 9.49, 9.28, 7.97ton C ha-1이 각각 분포하였다. 5년 동안 낙엽 생산을 통해 1.09, 1.80, 1.32, 2.46 와 1.20ton C ha-1의 유기탄소가 생태계로 유입되었다. 2010, 2011, 2012와 2013년의 임상낙엽층의 유기탄소량은 2.74, 2.43, 2.00 와 1.16ton C ha-1였고, 토양 20cm깊이까지의 유기탄소 축적량은 55.77, 54.90, 50.69, 44.42 와 41.87ton C ha-120cm-1였다. 이와같이 현존량과 유기탄소량이 2009~2012년까지 매년 증가하였지만 태풍이 있었던 2013년에는 감소하였다. 이러한 현상은 자연적 교란이 한국의 아고산대 생태계에 크게 영향을 미친다는 것을 의미한다.

현대농업에서 부각되는 식물공장의 문제점은 해충 문제 이다. 본 연구는 식물공장에서 가장 문제가 되는 진딧물의 피해를 줄이는데 효과적인 광원을 찾는데 목적이 있다. 구 배는 적색+청색 혼합광(R+B), 적색+청색+백색 혼합광 (R+B+W), 적색+적외선 혼합광(R+fR), 적색(R), 청색(B), 적외선(fR), 황색(Y), 백색(W)으로 구성하였다. 처리한 duty 비는 R+B에서 100%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, R+B+W에서 100%, 85%, 70%로, 나머지 광원은 100%이 었다. R+B은 75%에서 R+B+W은 100%에서 진딧물 발생 량이 가장 적었다. 광원에 따른 결과, fR일 때 진딧물 발생 량이 가장 적었다. Hz는 R+B에서 20, 60, 180, 540, 1620, 4860으로 R+B+W에서 60, 180, 540, 1620으로, 나머지 광 원은 180이었다. R+B에서 Hz가 540일 때 진딧물 발생량이 가장 많았다. R+B+W의 경우 Hz가 540일 때 가장 적었다. Hz가 180으로 동일할 때 진딧물 발생량은 R+B, R+B+W, fR일 때 가장 낮았다. 진딧물이 가장 적은 광원은 fR이었다. 따라서 진딧물의 피해를 줄이기 위해서는 fR에서 재배하는 것이 가장 효율적이다.

모기의 유충인 장구벌레를 식물의 피도와 식물높이를 이 용하여 효율적으로 줄일 수 있는 방법을 알아보았다. 자연 상태와 유사한 인공수조 34개에서 식생 피도와 높이에 따른 장구벌레 개체수를 측정하였다. 피도가 30% 이하인 수조 13개에서 평균 2.21마리로 매우 많았고, 피도가 30~60%인 수조 10개에서는 평균 0.6마리로 적게 관찰되었다. 70%이 상인 수조 11개에서는 관찰되지 않았다. 피도가 0일 때 평 균 15.67마리로 가장 높은 개체수를 보였다. 식물 높이에 따른 장구벌레는 식물이 없거나 수면만 덮는 0.1㎝에서 평 균1.43마리를 관찰했고, 식물 높이가 1㎝ 이상인 수조는 평 균 0.61마리로 장구벌레의 개체수가 매우 적었다.

본 연구는 우리나라 한라산 아고산대에서 구상나무림의 물질생산, 탄소분포와 탄소수지에 대하여 알아보기 위해 수 행되었다. 구상나무림의 현존량은 2009, 2010, 2011, 2012 와 2013에 각각 98.88, 106.42, 107.67, 108.31와 91.48ton/ha 유기탄소량은 44.5, 47.89, 48.45, 48.74와 41.17 ton C/ha 이었다. 순생산량은 2009, 2010, 2011, 2012 년에 각각 11.40, 7.41, 0.05 와 -9.46 ton ha-1yr-1 이었고, 유기탄소 순생산량은 5.13, 3.33, 0.02와 -4.25 ton C ha-1yr-1 이었다. 2009~2013년 연간 낙엽생산량은 각각 2.42, 4.02, 2.94, 5.47, 2.67 ton ha-1yr-1이었고, 낙엽생산량의 유기탄 소량은 1.09, 1.80, 1.32, 2.46, 1.20 ton C ha-1yr-1. 연간 임상낙엽량 6.09, 5.40, 4.45, 2.57 ton/ha 임상냑엽량의 유 기탄소량은 2.74, 2.43, 2.00, 1.16 ton C/ha. 토양 20cm까지 의 유기탄소축척량은 각각 55.77, 54.90, 50.69, 44.42, 41.87 ton C ha-120cm-1. 2012년 토양호흡을 통해 배출된 유기탄소량은 2011, 2012년에 각각 4.42, 4.14 ton C ha-1yr-1 이었다. 한라산 구상나무림에서는 2011년에 총 0.01 ton C ha-1yr-1의 유기탄소를 대기로 방출하였고 2012 년에 -8.39 ton C ha-1yr-1의 유기탄소를 대기로 배출하였다.

지구온난화 조건에 따른 단양쑥부쟁이(Aster altaicus var. uchiyamae)의 생태적 반응을 알아보기 위해 2012년 5월부터 2012년 11월까지 실험하였다. 유리온실 안을 두 구획으로 나눠 대조구(온도 약 2℃상승, CO₂농도 약 340ppm) 와 온난화 처리구(온도 약 3.5℃상승, CO₂농도 약 470ppm)로 나누었다. 그리고 각각 유기물(0%, 1%, 5%, 10%)과 수분(100ml, 300ml, 500ml, 700ml)을 4구배씩 처 리하여 양묘하였다. 그 후 2년생 단양쑥부쟁이를 수확하여 지상부 길이, 줄기 두께, 줄기 무게, 잎 수, 잎 무게, 지하부 길이, 지하부 무게, 종자 수와 종자 무게를 측정하였다. 유기 물에 대한 생태적 지위폭은 대조구에서 0.943, 온난화 처리 구에서 0.924였다. 수분에 대한 생태적 지위폭은 대조구에 서 0.954, 온난화처리구에서 0.929였다. 유기물과 수분에 대한 생태적 지위폭 모두 대조구가 온난화 처리구보다 더 넓게 나타났다. 이러한 결과는 지구온난화가 되면 단양쑥부 쟁이는 생태적 지위가 감소함을 의미한다. 2년생으로 알려 져 있는 단양쑥부쟁이가 대조구와 처리구에서 2년째 생식 생장을 하지 않고, 이듬해인 3년째 계속해서 영양생장을 하 고 있는 개체들이 관찰되었다. 3년생 단양쑥부쟁이 비율은 온난화처리구(58.5%)에서 대조구(38.0%)보다 높았다. 3년 생 단양쑥부쟁이의 비율은 대조구에서 유기물이 많을수록 높게 나타났다. 그러나 온난화처리구에서는 대조구의 결과 와는 다르게 유기물 함량이 많을 때 그 비율은 가장 낮았다. 수분 구배 처리에서는 유기물 구배 처리의 결과와는 다르게 수분이 가장 많은 조건에서 비율이 가장 높거나(69%,온난 화처리구), 가장 낮았다(30.8%,대조구).

The light treatments were composed of red, blue, white, far-red, red+far-red, red+blue, red+blue+white LEDs and duty ratio(%) of mixed light red+blue (100, 95, 90, 85, 80, 75), red+blue+white (100, 85, 70). The following results were obtained in different LED light sources treatment: Red leaf lettuce’s leaf number were the most under white LED. Leaf size was the highest under red+blue LEDs and shoot length was the longest under red+far-red LEDs. Shoot were the heaviest under red LED. Blue leaf lettuce’s leaf number and shoot length were high under all light treatment except far-red LED. Each vertical and width length of leaves were the longest under red+blue LEDs, white LED. Leaf number of red leaf lettuce were more in 85%-100% duty ratio than in 75, 80% duty ratio and leaf size was highest in 100% duty ratio under the mixed light red+blue LEDs. Shoot length was the highest in 90% duty ratio. Blue leaf lettuce’s leaf number and shoot length showed no difference in LED light treatment. Leaf size was the highest in each 100, 95%. Shoot and root biomass were highest in 95%. Shoot length of red leaf lettuce was the highest in 70% duty ratio nunder the mixed light of red+blue+white. The others showed no difference in duty ratio. Blue leaf lettuce’s leaf number, shoot length and biomass were the highest in 85% duty ratio. Thus, we can cultivate stably without reference to external factors, if we use appropriate light sources and light quality in closed-type plant factory.

온난화가 진행되면, 우리나라에서 재배되고 있는 주요 벼 의 자람과 생산량이 어떻게 변화되는지를 알아보기 위해, 북부지방과 남부지방에 각각 가장 많이 재배되는 오대벼와 새추청벼의 유식물을 각각 대조구, 온도 상승구, CO2+온도 상승구에서 재배하여 그 결과를 비교하였다. 새추청벼의 지 상부생물량, 지하부생물량, 총 생물량, 개체당 이삭무게 그 리고 숙성된 낟알 비율은 온도 상승구에서, 오대벼는 CO2+ 온도 상승구에서 가장 높았다. 새추청벼와 오대벼의 개체당 이삭수는 환경구배 간 차이가 없었다. 새추청벼의 이삭당 낟알수는 환경구배 간 차이가 없었고, 오대벼의 것은 CO2+ 온도 상승구에서 가장 많았다. 새추청벼의 낟알 한 개의 무 게는 CO2+온도 상승구, 오대벼의 것은 온도 상승구와 CO2+온도 상승구에서 가장 무거웠다. 새추청벼의 분얼수 는 대조구와 온도 상승구, 오대벼의 것은 대조구에서 가장 많았다. 본 연구를 종합적으로 정리해보면 새추청벼는 대조 구보다 온도만 상승했을 때 잘 자랐고 곡물 생산량이 증가 했지만 CO2농도와 온도가 같이 상승했을 때는 차이가 없었 다. 그리고 오대벼는 대조구보다 CO2농도와 온도가 같이 상승했을 때 잘 자랐고 생산량이 증가했다. 앞으로 지구온 난화의 영향으로 CO2농도와 온도가 높아진다면, 새추청벼 는 현재와 곡물수확량의 차이는 없겠지만 그에 반해 오대벼 는 곡물수확량은 높아질 것이다. 따라서 지구온난화로 인한 기후변화가 지속된다면 곡물수확량을 고려한 종에 따른 벼 재배적지의 선정이 신중히 결정되어야 할 것으로 판단된다.

본 연구는 습지의 식생을 평가하기 위해, 국립습지센터에 서 금강 수계의 기 발굴된 일반습지 총 37개 대상으로 2013 년 5월부터 10월까지 습지의 식생을 조사하였다. 본 연구 결과를 살펴보면, 금강 상류에는 달뿌리풀이 우점하고, 중 류에는 버드나무 그리고 하류에는 갈대가 가장 우점하였으 며, 멸종위기야생식물은 분포하지 않았고, 식물구계학적 Ⅲ 등급의 왜개연과 Ⅰ등급의 왕버들과 물쑥이 군락을 이루어 분포하고 있었다. 전체 습지에서 가장 우점하는 식생은 버 드나무군락이 17.2%, 달뿌리풀군락이 10.6%, 갈대군락이 10%, 물억새군락이 9.4%, 고마리군락이 3.3%, 갯버들·망 초·여뀌군락이 2.8%, 능수버들과 도루박이 군락이 2.2% 이 였으며, 나머지 군락들은 2% 아래로 크게 우점하지는 않았 다. 식생평가는 전국내륙습지 모니터링 지침에 준하였으며, 식생평가등급으로 1등급은 없었고, 2등급이 8개, 3등급은 27개 그리고 4등급은 2개였다. 본 금강 수계는 식생이 회복 중이라 판단되며, 신규습지의 경우 육상식생자원 및 외래식 물들의 분포가 높아 보전 및 복원의 대책이 필요할 것이라 사료된다.

본 연구는 기후변화(상승된 CO2 농도와 온도)가 낙엽성 주요 우점종 중 상수리나무, 굴참나무 및 졸참나무의 생육 및 생태적 지위에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해 지구온난화처리구 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℃ 상승시켰다. 참나무 3종의 생육반응 결과, 상수리나무와 굴참나무는 온난화처리구에서 수분이 나 영양소 환경보다 광 환경에서 생육반응의 차이가 컸고, 낮은 광 환경에서 더욱 크게 반응하였다. 졸참나무는 광, 수분 및 영양소 환경에서 생육반응의 차이가 크지 않았다. 생태적 지위폭 결과, 상수리나무는 대조구보다 온난화처리 구의 광 구배에서 넓어졌고, 수분 및 영양소 구배에서는 좁 아졌다. 굴참나무는 대조구보다 온난화처리구의 광, 수분 및 영양소 구배에서 좁아졌다. 졸참나무는 대조구보다 온난 화처리구의 광 구배에서 넓어졌고 수분과 영양소 구배에서 는 좁아졌다. 생태적 지위 중복역 계산결과, 상수리나무와 굴참나무는 대조구보다 온난화처리구의 광 구배에서 넓어 졌고, 수분과 영양소 구배에서는 좁아졌다. 이러한 결과로 두 종은 광 환경에 대한 경쟁이 심해지고, 수분과 영양소 환경에 대한 경쟁이 약해질 것으로 판단된다. 상수리나무와 졸참나무는 대조구보다 온난화처리의 광, 수분 및 영양소 구배에서 좁아졌다. 이러한 결과로 두 종은 광, 수분 및 영양 소 환경에 대한 경쟁이 약해질 것으로 판단된다. 굴참나무 와 졸참나무는 대조구보다 온난화처리구의 광과 수분 구배 에서 좁아졌고, 영양소 구배에서 넓어졌다. 이러한 결과로 두 종은 광과 수분 환경에 대한 경쟁이 약해지고, 영양소 환경에 대한 경쟁이 심해질 것으로 판단된다. PCA 분석에 의하면, 대조구와 비교하여 온난화처리구에서 상수리나무 와 굴참나무가 더욱 가까이 배열하였고, 졸참나무는 상수리 나무와 굴참나무로부터 멀리 배열하였다. 이상의 결과로 볼 때 지구온난화가 진행되면 상수리나무와 굴참나무는 유사 한 생태적 지위를 가지고 있어 경쟁이 더욱 심해질 것이며, 졸참나무는 지구온난화가 진행되어도 상수리나무 및 굴참 나무와는 경쟁이 심하지 않을 것으로 판단된다.

본 연구는 지구온난화와 광, 토양수분 및 영양소가 종지 나물의 생육과 생식기관에 어떤 영향을 미치는 지 알아보기 위해 지구 온난화 조건 하에서 생육시킨 후, 그 결과를 비교 하였다. 대조구는 대기 중 CO2 농도를 그대로 반영하였으 며 지구온난화처리구는 대조구보다 CO2 농도와 온도를 더 높게 상승시켰다. 그리고 대조구와 지구온난화 처리구 내에 서 각각 토양수분(100, 90, 70, 50, 30%), 토양유기물(20, 15, 10, 5, 0%) 그리고 광(100, 70, 30%)구배를 처리하여 잎 수와 꽃 수의 변화를 알아보았다. 그 결과 대조구에서 종지나물의 잎은 수분100%에서 가장 많았다. 유기물과 광 조건에서는 각각 10%와 70%에서 초기에 가장 많았으나 시간이 지날수록 영향을 받지 않았다. 꽃은 광70%에서 가 장 많이 피었으며 수분과 유기물의 영향은 받지 않았다. 지 구온난화처리구에서 잎은 수분50%와 70%, 광 70%에서 가 장 많았으며, 유기물의 영향은 받지 않았다. 꽃 수는 광, 수분, 유기물의 영향을 받지 않았다. 이를 종합해 보면 현재 대기의 CO2 농도 하에서 종지나물은 토양 내 수분이 충분 히 있는 지역에서 생육이 잘 되고, 빛이 강한 곳 보다는 약간 그늘진 곳에서 번식이 잘 이루어지는 것으로 판단된 다. 또한 지구온난화가 더 심화되면, 토양 내 수분함량이 현재보다 적은 지역과 약간 그늘진 곳에서 생육이 잘 되었 지만, 번식은 모든 환경에서 현재보다 잘 이루어지지 않을 것으로 판단된다.

식물 종자의 크기가 다르면 발아와 생육반응이 어떻게 다르게 나타나는지를 알아보기 위해 우리나라 산림군락의 주요 우점종인 굴참나무 종자와 일반적인 단풍나무와 다르 게 5월에 결실하는 은단풍의 종자를 3등급의 크기(대, 중, 소)로 구분하였다. 굴참나무에 대해서는 추가적으로 광을 3구배(100%, 70%, 30%)로 처리하여 온실에서 유식물의 초기 생육을 관찰하고 분석하였다. 그 결과 굴참나무는 지 상부 길이(shoot length)와 줄기높이(stem height)가 광이 70%이상인 환경에서는 종자가 클수록 길었고 줄기직경 (stem diameter)은 광이 100% 환경에서 종자가 클수록 두 꺼웠다. 큰 종자의 지상부 무게(shoot weight)는 광에 대해 영향을 받지 않았으나 중간종자와 작은 종자에서는 광이 높을수록 무거웠다. 줄기무게(stem weight)는 큰 종자와 작 은 종자에서 광에 영향을 받지 않았으나 중간종자는 광이 가장 센 100%에서 무거웠다. 잎 수(Number of leaves)는 종자가 클수록 많았으나 광량이 적을 때(30%)는 큰 종자가 가장 적었다. 잎 밀도(Leaf density)는 종자크기 별, 광구배 별 영향을 받지 않았다. 결론적으로 굴참나무의 생육반응은 광이 높거나 중간정도인 환경에서 큰 종자일수록 유리한 반면 광이 낮은 환경에서는 종자크기에 따라서 영향을 받지 않는 것으로 판단된다. 은단풍은 종자가 클수록 발아율 (Germination rate)이 높았다(대(64%)> 중(58%)>소(42%)).

식물공장은 외부 환경요인에 관계없이 효율적인 공간 활용을 통해 작물의 생산성 및 경제성을 극대화시켜 생산할 수 있는 획기적인 기술이다. 본 연구은 엽채류 중 만추대 열풍적치마상추, 만추대 청치마상추, 그린 로메인상추, 그린골 양상추, 개량사또 쑥갓과 영진 청경채를 대상으로 식물공장에서 실험하였다. LED 시스템을 이용하여 광원의 종류를 적색, 청색, 적색+청색, 적색+청색+백색, 적색+적외선 혼합광으로 구성하였다. 적색+청색 혼합광에서 적색과 청색의 조사기간 비율은 1 : 1, 2 : 1, 5 : 1, 10 : 1로 구성하였고, duty 비는 100%, 99%, 97%로 구성하였다. 광원의 종류에 따른 결과 로메인상추에서 지상부 건중량과 S/R 비는 R+B 혼합광에서 가장 높았고, 양상추의 지하부 건중량과 쑥갓의 S/R 비는 R+B+W 혼합광에서 높았지만, 나머지 종에서는 차이가 없었다. 적색과 청색의 조사기간 비율에 따른 결과 청치마상추, 양상추와 청경체는 지상부 건중량, 총 건중량, S/R비가 비교적 적색의 비율이 높은 조건 (5 : 1)에서 가장 높았다. duty 비에 따른 결과 R+B 혼합광에서 쑥갓은 100%와 99%, 로메인은 100%와 97%일 때 지상부와 지하부, 총 건중량이 높았다. S/R 비는 엽채류 6종 모두 duty 비가 낮은 97%에서 높게 나와 낮은 duty 비에서도 양호한 생육을 보였다. R+B+W 혼합광에서 청치마상추와 로메인상추 그리고 청경채는 duty 비는 낮은 97%에서도 비교적 높은 지상부 건중량 및 총 건중량을 보였다. 또한, 로메인 상추와 양상추의 S/R 비는 duty 비가 97%인 조건에서 가장 높았다. 따라서 LED 시스템을 이용한 식물공장에서 각 엽채류 별로 적절한 광원과 광질을 이용하면 외부 환경인에 관계없이 안정적인 재배를 할 수 있을 것이다.

국립생태원에 조성된 한반도숲은 기후에 따라 우리나라 에 자생하는 대표적인 식물군락을 그대로 옮겨 복원한 생태 식재림이다. 본 연구는 2013년 4월부터 8월까지 12개 군락 으로 구성된 한반도숲에서 발생하는 외래식물들을 조사하 여 그 현황과 귀화율 및 도시화지수를 분석하였고, 지속적 인 모니터링을 통하여 외래식물을 관리하기 위한 기초 자료 로 활용하고자 수행되었다. 한반도숲의 외래식물은 총 72종 류로 26과 57속 62종 10변종이 확인되었으며 그 중 귀화식 물은 18종으로 확인되었다. 외래식물은 큰비짜루국화와 망 초 등 국화과에서 15종으로 가장 많았고 벼과 12종, 콩과 9종 등의 순으로 많았다. 귀화율은 28.1%로 신갈나무군락 (냉온대낙엽활엽수림)에서 가장 높았고 전나무군락(22.0%, 아한대침엽수림), 소나무군락(15.2%, 난온대낙엽활엽수 림), 붉가시나무-동백나무군락(15.1%, 난온대상록활엽수 림), 잣나무군락(12.5%, 냉온대낙엽활엽수림), 졸참나무군 락(11.6%, 난온대낙엽활엽수림), 구상나무군락(11.1%, 아 한대침엽수림), 신갈나무군락(10.0%, 온대낙엽활엽수림) 과 개서어나무군락(10.0%, 난온대낙엽활엽수림), 서어나무 군락(9.8%, 온대낙엽활엽수림)과 소나무군락(9.8%, 온대 낙엽활엽수림), 굴참나무군락(9.6%, 온대낙엽활엽수림) 순 이었다. 한반도숲 전체의 귀화율은 6.7%였다. 도시화지수 는 3.1%로 신갈나무군락(냉온대낙엽활엽수림)에서 가장 높았고 구상나무군락(2.8%, 아한대침엽수림)과 붉가시나 무-동백나무군락(2.8%, 난온대상록활엽수림), 소나무군락 (2.4%, 난온대낙엽활엽수림), 소나무군락(1.7%, 온대낙엽 활엽수림)와 굴참나무군락(1.7%, 온대낙엽활엽수림) 그리 고 졸참나무군락(1.7%, 난온대낙엽활엽수림), 잣나무군락 (1.4%, 냉온대낙엽활엽수림)와 서어나무군락(1.4%, 온대 낙엽활엽수림) 그리고 개서어나무군락(1.4%, 난온대낙엽 활엽수림), 신갈나무군락(1.1%, 온대낙엽활엽수림) 순이었 다. 한반도숲 전체의 도시화지수는 6.3%였다. 외래식물의 귀화율과 도시화지수는 군락의 유형에 따라 경향이 없는 것으로 판단되었고 활엽수와 침엽수에 따른 경향도 없는 것으로 판단되었다. 그러나 온대낙엽활수림대의 신갈나무 군락, 서어나무군락, 소나무군락, 굴참나무군락의 귀화율과 도시화지수는 다른 군락들과 비교하여 상대적으로 낮은 것 으로 나타났는데, 이는 온대낙엽활엽수림대의 식물군락들 이 직선상인 한반도숲의 중심에 위치하고 있어 외부로부터 의 식물 유입에 영향을 덜 받기 때문인 것으로 판단된다. 한반도숲의 식물군락은 생태식재 후 약 1년이 되어 완전히 활착되지 않은 상태이며 가지와 잎이 적어 임상으로의 빛의 투과가 많은 상황이다. 장기적으로 한반도숲의 지속적인 관 리로써 식물군락이 활착하여 수관이 더 풍성해지면 빛에 민감한 외래식물의 발생이 점차 제한될 것으로 사료된다.