Mangroves are distributed in intertidal zones of coastal environments or estuarine margins, playing a critical role in the global carbon cycle. However, understanding of the carbon cycle role of mangrove associates in the Republic of Korea is still limited. This research measured soil respiration and leaf gas exchange in three habitats of Hibiscus hamabo (Gimnyeong, Seongsan, and Wimi) and analyzed the impacts on sites and months. Soil respiration was measured once a month from June to October 2022 and leaf gas exchange was measured monthly from June to September 2022. Soil respiration in August (5.7±0.8 μmol CO2 m-2 s-1) was significantly higher than that in other months (p<0.001) and soil respiration increased as air temperature increased (p<0.001). In Seongsan, net photosynthesis in July (9.0±0.9 μmol m-2 s-1) was significantly higher than that in other months (p<0.001). Net photosynthesis increased as stomatal conductance and transpiration rate increased during the entire period (p<0.001). Furthermore, a weak positive linear relationship was observed between soil respiration and net photosynthesis (r2=0.12; p<0.01). The results indicated that soil respiration was influenced not only by air temperature and season but also by net photosynthesis. This study is expected to provide basic information on the carbon dynamics of mangrove associates.

CO2농도와 온도의 상승으로 인한 지구온난화가 진행되었을 때 광, 수분 그리고 유기물 구배에 따른 멸종위기식물인 황근의 생육과 생태적 지위폭의 변화를 알아보았다. 대조구(야외)와 처리구(CO2 + 온도 상승구)로 나누어 각각 광, 수분 그리고 유기물구배를 두어 재배하였다. 그 연구결과, 황근은 낮은 광량보다 높은 광량을 선호하나, 광량이 787±77.76μmol m-2s-1을 넘어가면 높은 광량이라 하더라도 생육이 어려웠다. 또한 유기물이 없거나(0%) 너무 많은 토양(20%)에서는 생육이 어려웠다. 그러나 수분 구배에 따른 경향이 보이지 않았다. 황근의 고사율은 대조구보다 처리구에서 광량이 높은 조건을 제외한 모든 구배에서 높았다. 이는 CO2와 온도가 상승하면 광에 대한 내성범위가 좁아진다는 것을 의미한다. 대조구와 처리구를 비교하였을 때, 수분구배에 따른 경향은 보이지 않았다. 유기물구배에서 는 대조구보다 처리구에서 모두 고사율이 낮았는데, 이는 유기물에 대한 내성의 범위가 넓어진 것을 의미한다. 황근의 생태적 지위폭은 처리구가 대조구보다 광 구배에서 30.1% 좁아졌으며, 수분 구배에서 8.6% 그리고 유기물 구배에서 30% 넓어졌다. 따라서 CO2농도와 온도의 증가로 인한 지구온난화가 진행되면, 황근의 생육은 광량에 의해서 제한될 것으로 판단된다.

최근 인간의 무분별한 개발로 인해 CO₂농도와 온도가 상승되고 있으며, 이러한 기후변화는 생물들에게 영향을 미칠 것이다. 높아진 CO₂농도와 온도에 적응하는 생물은 계속해서 생존하겠지만 그렇지 못한 생물은 서서히 멸종이 될 것이다. 황근(Hibiscus hamabo)은 낙엽반관목으로서 환경부 지정 멸종위기야생생물 2급으로 지정되어있다. 겨울철의 내한성은 매우 약하여 중부 이북 지방에서 노지월동이 불가능하다. 제주도 5개 장소와 전남 완도에 분포했으나 완도 자생 개체는 모두 사라졌고 복원된 개체만 남아있다. 또한, 최근에는 해안도로 건설로 인하여 자생지 파괴에 직면해 있다. 멸종위기식물은 다른 식물들에 비해 생태적 지위폭이 좁기 때문에 환경변화에 더 취약하다. 따라서, 본 연구에서는 CO₂농도와 온도의 상승으로 인하여 기후변화가 진행되었을 때 광, 수분 그리고 유기물 구배에 따른 황근의 생태적 지위폭의 변화를 알아보고자하였다. 온실에서 대조구(야외)와 처리구(CO₂ 농도+ 온도 상승구)로 나누어 각각 광(L10, L30, L70, L100), 수분(M100, M300, M500, M700) 그리고 유기물(N0, N5, N10, N20)구배를 두어 재배를 한 후 영양생장기관인 지상부 길이와 잎 수를 측정하였다. 황근의 지상부 길이는 대조구에서 광량이 낮은 조건(L1)에서 약간 높은 조건(L3)까지 증가하다가 높은 조건(L4)에서 감소하는 경향이 있었으나 통계적인 차이는 없었다. 처리구에서는 광량이 낮은 조건(L1)과 약간 낮은 조건(L2)에서 고사하였으며, 약간 높은 조건(L3)보다 높은 조건(L4)에서 지상부 길이가 짧아지는 경향이 있었으나 통계적인 차이는 없었다. 대조구에서 지상부 길이는 수분함량이 낮은 조건(M1)에서 약간 낮은 조건(M2)까지 증가하다가 약간 높은 조건(M3)에서 다른 구배들 보다 더 많이 감소하고 높은 조건에서 다시 증가하는 경향을 보였으나 통계적인 차이는 없었다. 그리고 처리구에서는 수분함량에 따른 증감의 폭은 대조구에 비해 다소 작았지만 유사한 경향을 보였다. 대조구에서 황근은 유기물함량이 낮은 조건(N1)과 높은 조건(N4)에서 고사하였고, 약간 낮은 조건(N2)보다 약간 높은 조건(N3)에서 지상부의 길이가 약간 증가하였으나 통계적인 차이는 없었다. 처리구에서 지상부 길이는 유기물의 함량이 높아질수록 길었다. 수분함량이 낮은 조건(M1)과 높은 조건(M4)내에서 대조구 황근의 지상부 길이는 처리구보다 길었다. 광량이 낮은 조건(L1)과 약간 낮은 조건(L2)에서 처리구의 황근은 대조구와 다르게 모두 고사하였다. 수분함량이 낮은 조건(M1)과 높은 조건(M4)내에서 대조구 황근의 지상부 길이는 처리구보다 길었다. 그리고, 유기물함량이 낮은 조건(N1)과 높은 조건(N4)내에서 대조구의 황근은 처리구와 다르게 모두 고사하였다. 황근의 잎 수는 대조구에서 광량이 낮은 조건(L1)에서 약간 낮은 조건(L2)까지 증가하다가 약간 높은 조건(L3)부터는 적어지는 경향을 보였으나 통계적 차이는 없었다. 처리구에서 황근은 광량이 낮은 조건(L1)과 약간 낮은 조건(L2)에서 고사하였으며, 약간 높은 조건(L3)은 높은 조건(L4)간에는 차이가 없었다. 대조구에서 잎 수는 수분함량이 낮은 조건(M1)에서 약간 낮은 조건(M2)까지는 증가하다가 약간 높은 조건(M3)에서 급격히 감소하였다가 높은 조건(M4)에서 증가하였다. 처리구에서 잎 수는 수분함량이 낮은 조건(M1)에서 약간 낮은 조건(M2)까지는 증가하다가 약간 높은 조건(M3)부터 감소하였으나 통계적인 차이는 없었다. 대조구에서 황근은 유기물의 함량이 낮은 조건(N1)과 높은 조건(N4)에서 고사하였고, 약간 낮은 조건(N2)에서 약간 높은 조건(N3)으로 갈수록 잎 수는 감소하는 경향은 있었으나 통계적인 차이는 없었다. 처리구에서 잎 수는 유기물 함량이 약간 높은 조건(N3)까지 증가하다가 높은 조건(N4)에는 감소하는 경향을 보였으나 통계적인 차이는 없었다. 황근의 생태적 지위폭은 대조구에서 광(0.913)>수분(0.786)>유기물(0.479), 처리구에서 수분(0.935)>유기물(0.870)>광(0.482) 순으로 나타났다. 처리구내에서 황근의 생태적 지위폭은 광 구배에서 30.1% 좁아졌으며, 수분 구배에서 8.6% 그리고 유기물 구배에서 30% 넓어졌다. 따라서 기후변화가 진행되면 황근의 분포는 광량에 의해서 제한될 것이다.

경실 목본으로 발아가 잘 안 되는 황근 종자를 농황산으로 경피파상처리를 한 후 표준발아시험을 실시하여 발아의 최적온도를 규명하고자 하였다. 종자의 불투수성 해소를 위한 황산처리시간은 20~30분 처리가 가장 적합한 것으로 나타났고 20분이나 30분 처리 모두 29℃에서 가장 높은 발아율을 나타내었다. 그러나 30분 처리의 경우 부패묘가 많고 발아속도지수 또한 낮아 20분 처리가 적정한 것으로 나타났다. 농황산에 20분간 처리한 후 수세하여 29℃에서 발아시켰을 때 경실종자수와 부패종자수가 적으며, 치상 8일 째에 72%의 높은 발아율을 보였다. 발아율과 발아속도를 동시에 나타내는 발아속도지수도 29℃에서 가장 높게 나타났다. 이로서 29℃는 다른 온도에서 보다 가장 빠른 시간 내에 가장 높은 발아율을 보이므로 황근 종자의 발아최적온도라고 할 수 있겠다.

황근 종자가 발아가 잘 안되는 이유를 알아보고자 종자의 활력여부를 확인하기 위해 TZ활력검사를 실시한바, 조직의 활력은 있음이 판명되었다. 활력이 있는 종자가 발아 안되는 이유를 알기 위하여 종피의 수분 흡수 장해를 검토하였고 그 결과 종피가 딱딱하여 종자내부로의 물 흡수가 어려운 것을 확인하였다. 물흡수를 원활하게 하기 위해 어떤 조처가 필요한가를 알기 위해 종피약화 및 발아촉진처리를 몇 가지 실시한 바 층적처리, 열탕처리, 종피파상처리 및 저온습윤처리 등의 방법은 효과가 크게 없었으며 황산처리가 가장 효과적이었다. 황산처리의 최적시간을 규명하고자 황산처리 시간을 달리하여 먼저 실내에서 발아시험을 실시한 결과 20분 처리가 치상 30일째 발아율 80% (무처리 12%), 발아속도 13 (무처리 1), 발아속도지수가 1,969 (무처리 183)로 나타나 발아에 가장 좋았다. 폿트시험에서도 실내시험과 같은 경향을 얻을 수 있었다. 황산20분 처리에서 어떤 이유로 발아가 잘 되는가를 확인하기 위해서 주사전자현미경(사진)으로 종자조직의 변화를 관찰하였다. 황산20분 처리는 종피약화도 시킬 수 없고 배꼽을 통한 수분흡수도 불가능 하지만(사진), 황근종자의 배꼽과 주공을 동시에 덮고 있는 hilum cap을 떨어져 나가게 하여 주공을 열수 있기 때문인 것으로 확신하였다. hilum cap이 떨어져 나가 주공이 열림으로써 수분흡수가 용이한지를 확인하기 위하여 수분흡수속도를 무처리와 비교하여 시간대별로 조사하였다. 황산20분 처리에서 빠른 속도로 수분흡수가 이루어짐을 확인할 수 있었다. 그래서 경실의 황근 종자는 황산20분 침지처리로 배꼽과 주공을 동시에 덮고 있는 hilum cap를 떨어져 나가게 해서 주공을 열리게 하고 이를 통한 수분흡수가 용이하기 때문에 발아가 잘 되는 것으로 결론지었다.

Variations in antioxidant capacity of leaves and characteristics of seed germination among five Hibiscus hamabo populations in Korea were evaluated. While the leaves of H. hamabo from Shincheon contained highest Na concentration, those from Hado and Ohzo does lowest. MDA content and SOD activity didn't show significant difference among populations, but total protein and anthocyanin content were significantly different among five populations. The filled seed rates of five populations were ranged from 92.0 to 98.7%, and the moisture contents of seeds from Shinyang and Soando were lower than that of R. syriacus (5.18%). The fresh weights of H. hamabo from Hado and Ohzo were the highest and those of seeds from Shinyang and Soando were the lowest. Significant variations among H. hamabo populations were detected for all seed germination characters: percentage of germination, average germination time and germination rate and uniformity. SOD activities of seeds from Onpyoung and Soando were the highest of five populations, and total protein concentrations of seeds in Ohzo and Shinyang populations were higher than those of other populations. H. hamabo is considered exposed to salt stress and all characteristics of seed germinations were inferior to other species.

Hibiscus hamabo, called "Hwang-geun", growing about 3m in height is a deciduous shrub or subtree of Malvaceae. Because the number of these species is very limited in the world, the Ministry of Environment has designated H. hamabo as a preserved plant. The Korea Forest Service also protects it strictly by law since H. hamabo is an out-of-the-way plant and possibly may be exterminated soon in Korea. Investigation for distribution and ecological characteristics of the habitat for H. hamabo was carried out on Soan Island. Two wild H. hamabo were found at the forest edge (34。11‘35.4“N, 126。38'55.9"E) along the sea coast located in the southern part of Soan Island and this was the first report in the Korean academic world. These two wild H. hamabos were growing in a naturally inhibited area. The diameters at the base were 12cm and 15cm. The Tree heights were 150cm and 210cm and the number of branches of each wild H. hamabo was 4 and 7. However, the present condition of these plants was not good. Environmental conditions of the naturally inhibited area of H. hamabo were very mild because it is located at the edge of the forest and is always sunny during the daytime since the slope of the inhibited area is facing South. The ground drained very well since the soil was made of gravels and sand. Because the percent of vegetation of the subtree layer where H. hamabo was growing was 40%, the cover degree and sociability of Ilex crenata trees and Eurya japonica were found to be high. In the naturally inhibited area of H. hamabo, a dominant value of Rubus parvifolius in the lower part of the herb layer was very high and many plants in Compositae, such as Artemisia princeps var. orientalis and Erigeron annuus, were also present. A dominant value of liana, such as Vitis thunbergii var. sinuata, Rosa multiflora, Clematis terniflora and Hedera rhombea, and Gramineae plants that rhizomes were well developed and aggressively propagated, such as Miscanthus sinensis var. purpurascens, Phragmites communis, Spodiopogon cotulifer and Oplismenus undulatifolius which were surveyed as high, too. These results imply that H. hamabo might be exterminated soon through a natural selection if the proper management of the naturally inhibited area of H. hamabo is not conducted continually.