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.

말라리아는 말라리아원충에 감염된 Anopheles속 모기에 의해 매개되는 질병이다. 한국의 Anopheles속 Hyrcanus group 모기 가운데 특히 Anopheles kleini, Anopheles lesteri, Anopheles pullus는 말라리아 주요 매개충으로 알려져 있다. 한국의 말라리아는 휴전선 인접지역을 중심으로 환자 발생이 지속되고 있으며 이와 더불어 한국의 기후는 점차 아열대 기후로 변화하고 있다. 이러한 기후변화가 한국의 말라리아 전파력에 미치는 영향을 예측하기 위하여 말라리아 위험지역 가운데 경기 서북부 지역인 파주, 김포, 강화 세 지역의 소 축사에서 2014년과 2015년 6월부터 9월까지 채집된 모기의 월별 종 분포를 분석하였으며, 이러한 종 분포와 기후조건과의 관계를 통계분석 하였다. 기후조건으로는 채집일 기준 14일 전까지의 평균기온, 풍속, 강수량, 습도를 이용하였으며 Hyrcanus group 모기 6종(Anopheles belenrae, An. kleini, An. lesteri, An. pullus, Anopheles sinensis, Anopheles sineroides)의 분포를 로지스틱 회귀분석을 통하여 분석하였고, 상관관계를 확인하기 위하여 정준상관분석(Canonical correlation analysis)을 실시하였다. 분석결과, 강수량과의 연관성은 찾지 못하였으나, An. kleini, An. lesteri, An. pullus는 기온이 상승했을 때 Hyrcanus group 내에서의 분포가 증가할 가능성이 있는 것으로 나타났다. 또한 An. sinensis는 풍속과 습도가 높을 경우 증가할 것으로 나타났으며 이를 제외한 나머지 종들은 풍속과 습도가 낮을 경우 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 현재 한반도의 기온이 점점 상승하는 환경은 말라리아 주요 매개충이 서식하기 좋은 환경으로, 기존의 북한과 인접한 DMZ 부근에서 발생하던 말라리아가 한반도 내 다른 지역으로 분포 지역이 확대될 가능성이 있음을 시사한다.

최근 지구온난화로 인한 기후변화는 육상 및 해양 생태계에 다양한 영향을 미치고 있다. 농업생태계 역시 이들 생태계에 의존하고 있는 생물 및 인간에게 생물학적, 경제학적, 사회학적으로 다양한 영향을 주고 있다. 기후변화를 쉽게 감지할 수 있는 지표종은 기후변화에 비교적 민감하게 반응을 나타내기 때문에 농업생태계와 같은 경제 사회적 영향을 많이 받는 곳에서 다양하게 활용될 수 있다. 2017년 농업과학원에서는 농업생태계에서 기후변화에 따른 영향을 잘 나타낼 수 있는 식물과 무척처동물 30종을 지표종으로 선정하였다. 30종 중 나비목에 속하는 종으로는 배추흰나비(Pieris rapae), 남방노랑나비(Eurema mandarina), 노랑나비(Colias erate), 호랑나비(Papilio xuthus) 4종이다. 이 연구는 나비 지표종 중 농업생태계에서 가장 풍부하고 확인이 쉬운 배추흰나비를 대상으로 전남, 충북, 경기, 강원지역에서 4월부터 월 1-2회 모니터링을 실시하여 생물계절의 차이를 알아보았다. 조사는 각 지역에서 논과 밭, 산림 등을 포함하는 경로를 선정하여 30분간 이동하면서 좌우 5m내외 출현하는 나비를 조사하는 선 조사법을 실시하였다. 4월 이후부터 조사한 결과 전남에서는 4월초인 14째 주에 이미 많은 수가 관찰된 반면 충북, 경기 등지에선 15째 주 이후 관찰되기 시작하였다. 강원도에서는 6월 중순인 24째부터 관찰되어 위도별 출현 양상의 차이를 나타내었다. 9월말까지 관찰된 생활사 수는 전남에서는 5회, 경기도에서는 4-5회, 충북에서는 4회, 강원에서는 2회로 지역별 차이를 나타내었다. 이러한 결과는 농업생태계에서 흔히 볼 수 있는 배추흰나비가 위도별로 출현시기와 출현횟수를 달리하면서 나타나는 것을 통해 기후변화를 나타낼 수 있는 지표종으로 적절하다고 여겨지며 앞으로도 전국적으로 지속적인 모니터링을 통해 정밀한 출현양상과 미래 분포 변화 모델링 작업에 효과적으로 이용될 수 있는 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 여겨진다.

Red imported fire ant (Solenopsis invicta) is a notorious pest which has caused damage of human life. Recent expansion of its habitat due to climate change has threatened where it cannot live before. South Korea has been exposed to its invasion, alerting early assessment of potential distribution of Solenopsis invicta. The objective is, hence, to predict potential distribution of Solenopsis invicta in South Korea based on climatic suitability. CLIMEX software was used for predicting Solenopsis invicta distribution in 2020 under RCP 8.5 climatic change scenario. Result showed that climates in coastal areas, Daegu, and Jeju island would be suitable for inhabitation of Solenopsis invicta. This results suggested that the risk of Solenopsis invicta invasion might be increased with the current climate change.

기후변화는 곤충의 성장, 발육, 생존, 생식력, 분포범위 등 생활사의 변수들에 영향을 준다. 특히 외래곤충의 경우 생태계 정착 및 확산이 빨라 지고 있으며, 생태계 교란, 토착종 감소 등 생물다양성을 감소시키는 직접적인 원인 중 하나이다. 알팔파바구미는 1990년대 제주도에서 처음 발견 후 남부지방에 대량 발생하여 농업해충으로 인식되었다. 최근 하면처로 이동하는 개체에 의한 밭작물의 피해와 여러 시군에서 서식이 확인되며 확산의 우려되고 있다. 본 연구에서는 기후변화가 알팔파바구미에 미치는 영향에 대해 파악하였다. 미래의 기후 시나리오 RCP 4.5와 RCP 8.5에서 알팔파바구미의 잠재적 분포를 추정하기 위해 MaxEnt 모델을 적용하였다. 모형의 변수는 2015~2017년까지 알팔파바구미의 서식이 확인된 66개 지점과 종의 생태특성 및 예측변수간 상관성을 고려한 6개(bio3, bio6, bio10, bio12, bio14, bio16)의 생물기후를 사용하였다. 예측된 모형의 적합 도는 평균 0.765로 잠재력이 의미 있는 값이며, 최고 따뜻한 분기의 평균기온(bio10)이 60~70%로 높은 기여도를 나타냈다. 2050년과 2070년의 시나리오(RCP 4.5, RCP 8.5)에 대한 모형의 결과는 한반도 전역에서 알팔파바구미의 분포 변화를 보여 주었으며, 기온상승에 따른 전국적 확산이 예측되었다.

Environmental stresses caused by climate change, such as high temperature, drought and salinity severely impact plant growth and productivity. Among these factors, high temperature stress will become more severe during summer. In this study, we examined physiological and molecular responses of maize plants to high temperature stress during summer. Highest level of H2O2 was observed in maize leaves collected July 26 compared with June 25 and July 12. Results indicated that high temperature stress triggers production of reactive oxygen species (ROS) in maize leaves. In addition, photosynthetic efficiency (Fv/Fm) sharply decreased in leaves with increasing air temperatures during the day in the field. RT-PCR analysis of maize plants exposed to high temperatures of during the day in field revealed increased accumulation of mitochondrial and chloroplastic small heat shock protein (HSP) transcripts. Results demonstrate that Fv/Fm values and organelle-localized small HSP gene could be used as physiological and molecular indicators of plants impacted by environmental stresses.

곤충은 넓은 범위의 온도영역에 사는 것으로 알려져 있으나, 40℃가 넘는 고온이나 빙결온도 이하의 저온에서는 생존이 어렵다. 본 연구는 사육온도 조건이 다른 환경에서 대사중심 조직인 지방체의 유전자 발현을 분석하기 위해, 온도조건을 달리하여 담배나방을 저온 사육충 (3~10℃), 고온 사육충 (35℃)로 나누고 상온 사육충 (25℃)을 대조구로 사용하여 전사체 분석을 수행하였다. 저온에서 특이적으로 높은 발현을 보인 유전자는 표피단백질, △9 불포화효소, 글리세롤 3-인산 탈수소효소이며, 저온에서 발현이 낮아진 유전자는 키틴 합성효소, catalase, UDP-당전이 효소이다. 고온에서 특이적으로 높은 발현을 보인 유전자는 과산화물제거효소, metallothionein 2, phosphenolpyruvate carboxykinase, 트레할로스 운반단백질이었다. 고온에서 높고 저온에서 낮은 대조적 발현을 보인 유전자는 열충격단백질, glutathione peroxidase이었다. 이들 온도 특이적이거나 대조적 발현을 보이는 유전자는 기후변화에 관련한 특이마커로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

Two climate change scenarios, the RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5 and the RCP 8.5 in the fifth Assessment Report (AR5) by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), were applied in the Yocheon basin area using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model to estimate changes in flow rates and pollutant loadings in the future. Field stream flow rate data in Songdong station and water quality data in Yocheon-1 station between 2013~2015 were used for model calibration. While R2 value of flow rate calibration was 0.85 and R2 value of water qualities were in the 0.12~0.43 range. The total study period was divided into 4 sub periods as 2030s (2016~2040), 2050s (2041~2070) and 2080s (2071~2100). The predicted results of flow rates and water quality concentrations were compared with results in calibrated periods, 2015s (2013~2015). In both RCP scenarios, flow rate and TSS (Total Suspended Solid) loadings were estimated to be in increasing trend while TN (Total Nitrogen) and TP (Total Phosphorus) loadings showed decreasing patterns. Also, flow rates and pollutant loadings showed larger differences between the maximum and the minimum values in RCP 4.5 than RCP 8.5 scenarios indicating more severe effect of drought and flood, respectively. Dependent on simulation period and rainfall periods in a year, flow rate, TSS, TN and TP showed different trends in each scenario. This emphasizes importance of considerations on time and space when analyzing climate change impacts of each variable under various scenarios.

본 연구는 다국적 기업의 친환경 연구개발 (R&D)의 결정요인과 이 결정요인들이 이해관계자들이 행사하는 압력에 의해 어떻게 조절되는지에 관한 연구이다. ASSET4 데이터베이스를 활용해 2004년부터 2012년까지 1,674개의 글로벌 다국적 기업들에 속하는 15,025개의 관측치들을 대상으로 연구한 결과, 기업의 환경 관련 평판이 낮을수록, 그리고 보상체계가 장기적 성향을 띨수록 친환경 R&D의 성과가 높은 것으로 나타났다. 또한 온실가스 배출량이 많은 산업에서 활동하는 기업들의 경우 배출권 거래제에 참여하게 되면 친환경 R&D의 성과가 더욱 높은 것으로 나타났다. 반면, 지리적 다각화의 정도가 높은 다국적 기업의 경우 배출권 거래제에 참여할 경우 친환경 R&D의 성과가 낮은 것으로 나타났으며, 이는 현재 시행되고 있는 배출권 거래제도의 유효성에 한계가 있음을 시사한다고 할 수 있다.

본 연구는 생물계절학적 측면에서 기후변화에 의해 참매미 번식울음이 영향을 받는지 규명하는데 목적이 있다. 연구대상지는 기상청의 생물계절 관측이 이루어지는 도시 중 한반도 중부지방인 서울시를 선정했다. 장기간 생물계절 분석은 기상청 자료를 활용하였다. 연구 결과, 첫째, 매미의 생물계절 모니터링은 기후변화에 의한 생태계 변화를 감지할 수 있는 효과적인 지표임을 확인하였다. 본 연구를 통해서 기후변화에 의한 생태계 변화 연구를 위해서는 향후 장기적인 매미과 생물계절 조사가 필요할 것으로 판단되었다. 둘째, 참매미의 생물계절 변화 분석 결과, 초성일은 점점 빨라지는 경향을 나타내었다. 참매미 생물계절 데이터와 평균기온 간의 상관분석 결과에서는 6월의 평균기온과 매미의 초성시기가 유의미한 음의 상관관계를 가지고 있음을 확인하였다. 또한 10월의 강우량과 참매미의 번식울음 종료 시기 및 총 울음기간이 유의미한 음의 상관관계를 보였다. 셋째, 서울 참매미 번식울음 시작 시기와 기상요인 간 회귀분석 결과, 6월을 포함한 봄철(3~6월) 평균 기온이 증가할수록 참매미의 시작일이 빨라지는 것으로 나타났고, 시작일 증가율은 약 3.0~4.5일/1℃이었다. 넷째, 서울 참매미의 번식울음 종료 시기와 총 울음기간과 기상요인 간 회귀분석 결과, 10월 평균 강우량이 증가하면 참매미 종료일이 빨라지고 총 울음기간이 줄어드는 결과가 나타났다. 종성일 감소율은 –0.78일/1mm이었으며 울음기간 감소율은 –0.8일/1mm이었다. 본 연구는 참매미를 대상으로 기후변화 에 의한 생물계절 변화를 밝힌 초기 연구로 의의가 있다.

농작물 해충 발생 실태조사란 조사지역에서 특정 해충의 발생시기, 발생량, 주요 기주직물의 종류 등에 관해 작물 생육기를 중심으로 주기적으로 조사하는 것을 말한다. 기후변화에 따라 새로이 발생하거나 피해도가 증가하는 병해충의 카테고리는 비래병해충, 돌발병해충, 남방계 병해충 등이 있다. 병해충 발생 ‘영향평가’라 함은 기후ꞏ기상 인자가 안정화된 현재의 농업생산시스템(적지, 생산성, 병해충, 생물다양 성 등)에 변화를 일으키는 영향값을 산출하는 것이다. 즉, 현재 상태를 기준으로 하여 기후변화에 따른 영향값 차이를 평가하는 것을 말한다. 병해충 발생 ‘취약성’ 이란 기후변동과 극한현상을 포함한 기후변화의 부정적 영향에 대해 특정 경작지나 그 경작지 내의 농작물이 민감하게 반응하거나 대처할 수 없는 정도를 말한다. 이번 연구는 영향평가 지표를 선정 및 이 기준으로 실시한 실태조사 결과를 가지고 특정 지역의 특정 해충에 대한 취약성 평가를 하는 방법에 관해 논한다.

꽃매미(Lycorma delicatula)는 중국 남부와 동남아시아 지역에서 비롯된 국내 침입해충으로 식물을 흡즙하고 배설물 을 배출하여 식물의 광합성을 저해하거나, 그을음병 등을 유발시켜 주로 농작물에 피해를 주는 해충이다. 본 연구에서 는 종분포모델 중 MaxEnt를 이용하여 꽃매미의 분포에 영향을 미치는 요소 분석하고, 잠재적서식지와 향후 꽃매미의 확산을 예측하였으며, 환경변수 데이터는 WorldClim 에서 PCP85의 Bioclim과 Socioeconomic data and applications center 에서 인구의 밀도와 이동범위 자료를 활용하였다. 결과로 잠재서식지 예측에는 기온의 계절적 변동과 인구밀도가 가장 기여도가 높았다. 예측된 잠재서식지는 주로 경기도, 충청도, 전라도, 경상북도와 동해안 인근지역이며 전반적으로 대한민국 전체에 넓게 분포되어 있는 것으로 예측되었다. 현재와 2050년도의 잠재서식지 확산을 비교했을 때 전 지역에서 확산되는 것으로 보이고, 특히 경상북도 지역의 확산이 넓을 것으로 예측되었다.

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.

지구온난화와 기후변화는 많은 환경문제를 야기하였고 특히 아고산식물의 생존을 위협하고 있다. 아 고산식물종의 생활사 파악과 온·습도의 자료 구축은 아고산식물종의 보전전략 수립에 매우 유용할 것 이다. 본 연구의 목적은 가야산국립공원의 아고산지대에 자생하는 솔나리, 설앵초, 기생꽃, 개회향 및 금강애기나리 등 5종을 대상으로 2012년부터 2016년까지 5년간 개화, 낙화시기 모니터링 조사와 및 온·습도변화는 개화, 낙화시작시기를 기준으로 각각 20일간 조사하여 개화와 온·습도 간 상관관계를 분석하였다. 이를 통해 아고산지역의 생물기후학적 연구를 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 변수들에 대한 신뢰도 검정결과, Cronbach Alpha 값은 0.741로 신뢰성이 높았다. 각 식물종의 개화시기 분석결 과 솔나리 평균 7월 23일(SD=6.5), 설앵초 평균 5월 8일(SD=8.7), 기생꽃 평균 6월 1일(SD=2.8), 개 회향 평균 8월 16일(SD=4.3) 및 금강애기나리 평균 5월 22일(SD=5.1)로 나타났다. 개화기간은 기상요 소 간의 상관관계에서 모두 정(+)의 관계를 보였으며, 일최고온도와 일평균온도의 상관계수가 각각 0.711, 0.613로 상대적으로 높게 나타났다. 한편, 식물종의 생활사를 파악하기에 기상자료만으로 분석 하였으나 해발고도에 따른 상관성을 비롯하여, 사면, 향 및 미기후 등 다양한 환경요인을 종합적으로 분석하지 못한 한계점을 지니고 있어 향후 아고산지역 식물종을 모니터링 할 때 기초자료를 더욱 축적 해 나갈 필요성이 있다.

이 연구는 제주연안 해역에서 갯녹음의 확산동향과 기후변화로 인한 동계 수온변화(수온상승)가 갯녹음 확산에 미치는 영향을 알아보고 갯녹음 원인생물인 무절석회조류의 번식과 생장을 파악하기 위해 연구되었다. 제주연안의 갯녹음 발생면적은 1998년에는 2,931ha였으나, 2003년에는 4,541ha로 증가하였다. 발생해역도 1998년은 제주도 남부 해역에서 주로 발생했으나, 2003년에는 조천읍, 구좌읍을 제외한 제주도 전역으로 확산되었다. 1992년부터 2004년까지 관측된 2월 평균수온은 갯녹음 해역 15.1℃, 해중림 해역 13.9℃로 갯녹음 해역이 1.2℃가 높게 나타나 두 해역 간 뚜렷한 차이를 보였으나, 8월 수온은 두 해역 간 차이가 없었다. 수온의 장기변동(37년)에서도 갯녹음 해역이 평균 15.3℃인데 비하여 해중림 해역은 평균 14.1℃로 갯녹음 해역이 해중림 해역보다 1.2℃가 높게 나타났다. 연간 수온 증가 값은 갯녹음 해역이 매년 0.038℃씩 증가하고 있는 반면, 해중림 해역은 0.024℃씩 증가하여 장기 수온변동은 갯녹음 해역이 해중림 해역보다 높았다. 이와 같이 기후변화로 인한 지속적인 동계 수온상승은 제주도 갯녹음을 확대시 키고 있음을 시사하고 있다.

Climate change may result in increases in air temperature and shifts in precipitation patterns as the result of increases in atmospheric CO2. Outdoor, naturally sunlit, plant growth chambers referred to as SPAR (Soil Plant Atmosphere Research) chambers are one of the important research facilities under controlled conditions. SPAR provide precise control of the major environmental variables influencing crop growth including temperature, humidity and atmospheric CO2 concentration. Especially the SPAR system is considered as the most realistic approach for studying crop canopy gas exchange including photosynthesis, respiration, transpiration. Indeed, many reports have confirmed that gas exchange values in SPAR is highly associated with dry matter and yield. So SPAR data can be used to develop quantitative relationships and functions, which are then tested against field data. In ARS, the SPAR system is widely used for research on: (1)Response and adaptation of crops and weeds to elevated CO2 and global warming, (2)Developing analytical and management strategies to improve crop utilization and to reduce losses due to the environment, (3)Mechanistic process-level crop simulation models for assessment of agricultural systems.