산림훼손지 모사 인공강우 사면을 이용한 식생기반 처리방법이 소나무의 가뭄스트레스 감수성에 미치는 영향

송영근1*, 구남인2, 김경준3, 김형주3, 김민수2, 이경철3

(1전북대학교 임학과, 2국립산림과학원 산림생태연구과, 3한국농수산대학교 작물산림학부)

Effect of Planting Ground Treatments using Artificial Rainfall Slope Simulating Degraded Forestland on Drought Stress Susceptibility of Pinus densiflora

Yeonggeun Song1*, Namin Koo2, Kyungjun Kim3, Hyungjoo Kim3, Minsu Kim2, Kyeong Cheol Lee3

(1Department of Forestry, Jeonbuk National University,

2Division of Forest Ecology, National Institute of Forest Science,

3Department of Crops and Forestry, Korea National University of Agriculture and Fisheries)

요약: 산림훼손지에 위치한 수목은 불리한 환경조건에 의한 수분스트레스에 노출되며 생존 위협을 받는다. 본 연구는 인공강우 사면을 구축하여 훼손된 산림 지역의 환경조건을 모사하고, 대조구(Control), 멀칭(Mulching), 워터백(Waterbag) 처리에 따른 소나무(Pinus densiflora)의 생리적 반응을 관찰하였다. P. densiflora는 토양 내 수분함량 감소에 대응하기 위해 기공전도도를 조절함으로써 순광합성속도와 기공증산속도를 감소시키는 등의 등수성 식물의 특징을 보였으며, 이는 대조구와 워터백 처리에서 주로 나타났다. 또한, 과도한 에너지를 열로 소산시켜 광합성 기구의 손상을 최소화하기 위해 Y(NPQ)와 같은 광화학적 소광을 증가시켰다. 그러나 이러한 적응 기작은 시간적 한계가 있기에 적절한 조치가 필요하다. 극심한 가뭄 스트레스(DS45) 하에서 멀칭 처리는 대조구에 비해 PIabs와 SFIabs가 각각 4.5배, 2.2배 높았다. 회복 기간(R30) 후 워터백과 멀칭 처리는 유사한 수준을 보였으나, 대조군의 PIabs와 SFIabs는 각각 멀칭과 워터백 처리의 45% 및 75% 수준에 불과했다. 특히, 멀칭은 생존을 지원하는 생리기작을 일주일 이상 연장시켜 훼손된 산림 지역에서 식재지 개선을 위한 가장 효과적인 방법임을 입증하였다. 비록 워터백 처리가 멀칭 처리만큼 효과적이지는 않았지만, 대조구에 비해 더 나은 성장 조건을 형성하는 데 상당히 기여하였다.

Abstract: Trees in degraded forest areas are generally exposed to water stress due to harsh environmental conditions, threatening their survival. This study simulated the environmental conditions of a degraded forest area by constructing an artificial rainfall slope and observed the physiological responses of Pinus densiflora to Control, Mulching and Waterbag treatments. P. densiflora exhibited distinct isohydric plant characteristics of reducing net photosynthetic rate and stomatal transpiration rate through regulating stomatal conductance in response to decreased soil moisture, particularly in the Control and Waterbag treatments. And also, increasing photochemical quenching such as Y(NPQ) to dissipate excess energy as heat and thereby minimizing damage to the photosynthetic apparatus. However, these adaptive mechanisms have temporal limitations, necessitating appropriate measures. Under extreme drought stress (DS45), Mulching treatment showed 4.5 times and 2.2 times higher in PIabs and SFIabs than in the Control, and after recovery period (R30), Waterbag and Mulching treatment showed similar levels, while PIabs and SFIabs in the Control were only 45% and 75% of those in the Mulching and Waterbag treatment, respectively. Specifically, mulching extended the physiological mechanisms supporting survival by more than a week, making it the most effective method for enhancing the planting ground in degraded forest areas. Although the Waterbag treatment was less effective than Mulching treatment, it still significantly contributed to forming better growth conditions compared to the Control.

사사: 본 연구는 국립산림과학원의 연구과제(관리번호: 22-00-51)의 지원에 의해 이루어진 것임.