고농도 이산화탄소에 대한 잣나무(Pinus koraiensis Siebold & Zucc.)와 편백(Chamaecyparis obtusa (Siebold & Zucc.) Endl.)의 광합성 반응

김이레1*, 곽명자1, 김주영1, 황현묵1, 강다원1, 이예지1, 우수영1

(1서울시립대학교 환경원예학과 도시환경연구실)

Photosynthetic responses of elevated atmospheric CO2 on Pinus koraiensis Siebold & Zucc. and Chamaecyparis obtusa (Siebold & Zucc.) Endl.

Iereh Kim1*, Myeongja Kwak1, Juyeong Kim1, Hyeonmook Hwang1, Dawon Kang1, Yeji Lee1, Suyoung Woo1

(1Department of Environmental Horticulture, University of Seoul)

요약: 잣나무와 편백은 산림청에서 지정한 경제림 조성용 중점 수종으로, 각각 온대와 난대 지역의 대표적인 침엽수종에 속한다. 식물은 대기 중 CO2를 흡수하여 탄소흡수원의 역할을 하는 한편, CO2의 영향을 받아 기체 교환 및 생장과 발달 등에 직접적인 영향을 받는다. 여러 연구 시나리오에 따르면, 대기 중 CO2 농도는 지속적으로 증가할 것으로 예측되는 가운데, 본 연구는 고농도 CO2에 대한 식물의 생리적 반응을 확인하고자 수행되었다. 실험은 자연광형 식물생장조절챔버를 활용하여 대조구의 경우 대기 중 CO2를 유지하였고, 처리구는 550ppm의 CO2에 노출한 후 이어서 900ppm CO2 처리를 진행하였다. 실험 기간에 걸쳐 광합성을 측정한 결과, 실험 전 편백과 잣나무의 순광합성률은 대조구와 처리구에서 유사한 값을 나타냈으나, 550ppm 처리 후 편백은 대조구 대비 72.06% 증가하였고, 잣나무는 19.87% 증가하였다. 또한, 900ppm 처리 후 순광합성률은 편백이 대조구 대비 9.68%, 잣나무는 30.25%로 증가된 것으로 나타났다. 고농도 CO2에 대한 우리나라 주요 수종의 생리적 반응을 알아보기 위해 추가적인 연구와 분석 및 반복 연구를 진행할 계획이며, 본 연구의 결과는 앞으로의 조림 계획 및 수종 선발에 기초 자료로 활용되는 등 산림 관리에 기여할 것이라고 판단된다.

Abstract: Korean pine and Japanese false cypress have been designated by the Korea Forest Service as priority tree species for economic forestry. These trees are representative coniferous species in the Republic of Korea, acting as carbon sinks. Additionally, they are directly influenced by atmospheric CO2, impacting their gas exchange, growth, and development. In several research scenarios, atmospheric CO2 concentrations are predicted to continue rising. Therefore, this study aims to verify the physiological responses of tree species to elevated CO2 levels. The experiments were carried out in a phytotron. The control plants were exposed to ambient CO2, while the treatment plants were exposed to 550 ppm CO2, then 900 ppm. Initial net photosynthetic rates(Anet) of Japanese false cypress and Korean pine trees were comparable in both the control and treatment. After the 550 ppm treatment, the difference compared to the control increased to 72.06% in Japanese false cypress and 19.87%, in Korean pine. Follwing the 900 ppm treatment, Anet increased by 9.68% in Japanese false cypress and by 30.25% in Korean pine compared to the control. Ongoing research is needed on the impact of high CO2 concentrations on the physiological responses of major tree species in Korea. Additionally, the results of this study will contribute to forest management by serving as foundational data for future afforestation planning.

사사: 본 연구는 산림청 (한국임업진흥원) 산림과학기술연구개발사업 (RS-2024-00400603)의 지원에 의하여 수행됨