여름철 극한 온도 및 가뭄 처리에 따른 상수리나무 묘목의 단기 생리 반응

이세희1*, 장지원1, 한승현2, 조희재3, 김광중3,4, 손요환3, 노남진5

(1강원대학교 산림환경시스템학과, 2국립산림과학원 산림기술경영연구소, 3고려대학교 환경생태공학과, 4스웨덴농업과학대학 산림생태경영학과, 5강원대학교 산림과학부)

Short-term Physiological Responses of Quercus acutissima Seedlings to Summer Extreme Warming and Drought Manipulation

Se Hee Lee1*, Ji Won Jang1, Seung Hyun Han2, Heejae Jo3, Gwang Jung Kim3,4, Yowhan Son3, Nam Jin Noh5

(1Departement of Forestry and Environmental Systems, Kangwon National University,

2Forest Technology and Management Research Center, National Institue of Forest Science, 3Department of Environmental Science and Ecological Engineering, Korea University,

4Department of Forest Ecology and Management, Swedish University of Agricultural Sciences, 5Division of Forest Science, Kangwon National University)

요약: 본 연구는 주요 활엽수 조림 수종인 상수리나무 묘목을 대상으로 극한 온도와 가뭄이 생리적 특성에 미치는 영향을 분석하고자 수행되었다. 2024년 7월 실외 극한 기상 모의실험이 진행되었으며, 온도(대조구: TC, 3°C 증가: T3, 5°C 증가: T5)와 가뭄(대조구: PC, 가뭄: DR)의 교차 처리에서 순광합성속도, 증산속도, 기공전도도, 엽록소 함량, 엽록소 형광반응(Fv/Fm)을 측정하였다. 수관 표면 온도는 T3와 T5가 TC에 비해 각각 3.06±0.00°C, 4.64±0.01°C 증가하였으며, 토양 함수율(%)은 PC (14.01±0.67)에 비해 DR (10.18±0.37)에서 유의적으로 낮게 나타났다(P<0.001). 순광합성속도(µmol m-2 s-1)는 TCDR (4.64±0.70)에 비해 T3PC (7.63±0.76)에서 유의적으로 높게 나타났다(P<0.05). 기공전도도(mmol m-2 s-1)는 TCDR (53.39±7.64)에 비해 T3PC (147.02±27.36)와 T5PC (145.36±23.58)에서 유의적으로 높게 나타났다(P<0.01). 반면, 엽록소 함량과 Fv/Fm은 온도 및 가뭄 교차 처리 간의 유의적인 차이가 나타나지 않았다. 이는 극한 기상 처리가 단기간에 걸쳐 수행되어 가뭄과 고온 처리에 대한 묘목의 스트레스가 뚜렷하게 나타나지 않은 것으로 판단된다. 향후, 장기적인 극한 온도 및 가뭄 처리에 따른 묘목의 생장 및 생리적 반응을 지속적으로 모니터링하여 극한 기상 조건에서 상수리나무 묘목의 탄소 흡수 기능을 정량적으로 평가할 예정이다.

Abstract: This study aimed to analyze the effect of extreme climate on physiological characteristics of Quercus acutissima, a major broad-leaf plantation species. The open-field extreme climate manipulation experiment was conducted in July 2024, with a combined treatment, temperature (control: TC, +3°C: T3, +5°C: T5) and drought (control: PC, drought: DR). Net photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance, chlorophyll content, and maximal photochemical efficiency of photosystem Ⅱ (Fv/Fm) were analyzed in the treatment. Canopy surface temperature increased by 3.06±0.00°C in the T3 and 4.64±0.01°C in the T5 compared to the TC. Soil water content (%) decreased in the DR (10.18±0.37) compared to the PC (14.01±0.67) (P<0.001). The net photosynthetic rate (µmol m-2 s-1) was significantly higher in T3PC (7.63±0.76) compared to TCDR (4.64±0.70) (P<0.05). The stomatal conductance (mmol m-2 s-1) was significantly higher in T3PC (147.02±27.36) and T5PC (145.36±23.58) compared to TCDR (53.39±7.64) (P<0.01). However, chlorophyll content and Fv/Fm did not show significant differences under treatments. The short-term extreme climate treatments did not clearly indicate stress on the seedlings under drought and high temperature conditions. We will continue the monitoring of the growth and physiological responses of seedlings with long-term extreme temperature and drought treatments to quantitatively assess the carbon uptake capacity of Q. acutissima seedlings under extreme climate conditions.

Keyword: extreme climate, gas exchange, open-field, photosynthesis, sawtooth oak

사사: 본 연구는 한국임업진흥원(RS-2024-00403486)의 지원으로 수행되었음.