기후변화 하에서 광량에 따른 한국 주요 낙엽수 4종의 광합성 전략

이승준1*, 박재훈1, 박지원1, 김세희1, 조경미1, 유영한1

(1국립공주대학교 생명과학과)

Photosynthesis Strategies of Four Major Deciduous Tree Species in Korea under Varying Light Intensities and Climate Change

Seung-Jun Lee1*, Jae-Hoon Park1, Ji-Won Park1, Se-Hee Kim,1, Kyung-Mi Cho1, Young-Han You1

(1Department of Biological Sciences, Kongju University)

요약: 기후변화 하에서 광량에 따른 한국 주요 낙엽수 4종(서어나무, 까치박달, 신갈나무 그리고 졸참나무)의 생태생리적 반응을 연구하였다. 이를 위해, CO2 농도를 400 ppm(현재수준)과 800 ppm(기후변화수준)으로 처리하고, 광량이 0 μmolm-2s-1일때의 호흡률과 30, 60, 90, 100, 200, 400, 800, 1000, 1200, 1400 μmolm-2s-1일 때의 순광합성률을 측정하였다. 그 결과, 광량에 따른 최대 순광합성률(μmolm-2s-1)은 현재수준에서 서어나무(2.18), 까치박달(3.19), 신갈나무(7.15) 그리고 졸참나무(14.17) 순으로, 기후변화수준에서 서어나무(2.70), 까치박달(5.26), 신갈나무(12.45) 그리고 졸참나무(18.87) 순으로 증가했다. 이와 마찬가지로 호흡률(μmolm-2s-1)은 현재수준에서 서어나무(0.34), 까치박달(0.48), 신갈나무(0.54) 그리고 졸참나무(1.38) 순으로, 기후변화수준에서 서어나무(0.04), 까치박달(0.27), 신갈나무(0.29) 그리고 졸참나무(1.20) 순으로 증가했다. 이러한 결과를 종합하면, 참나무속에 속하는 신갈나무와 졸참나무는 서어나무속에 속하는 서어나무와 까치박달에 비해 상대적으로 광합성률과 호흡률이 더 높았다. 현재수준에 비해 기후변화수준에서 4종 모두 광합성률은 증가했으나 호흡률은 감소했다. 그러므로, 기후변화로 인해 CO2 농도가 현재보다 2배 상승한다면, 한국의 주요 낙엽수 4종의 광합성 반응은 광량과 관계없이 향상될 것이다.

Abstract: Under climate change conditions, the ecological and physiological responses of four major deciduous tree species in Korea (Carpinus laxiflora, Carpinus cordata, Quercus mongolica, and Quercus serrata) were studied. CO2 levels were set at 400 ppm (current) and 800 ppm (climate change), with net photosynthesis rates measured at various light intensities. Results showed that at current CO2 levels, the maximum net photosynthesis rates (μmolm-2s-1) were Carpinus laxiflora (2.18), Carpinus cordata (3.19), Quercus mongolica (7.15), and Quercus serrata (14.17). At elevated CO2 levels, these rates increased to Carpinus laxiflora (2.70), Carpinus cordata (5.26), Quercus mongolica (12.45), and Quercus serrata (18.87). Respiration rates at current levels were Carpinus laxiflora (0.34), Carpinus cordata (0.48), Quercus mongolica (0.54), and Quercus serrata (1.38), and at elevated levels were Carpinus laxiflora (0.04), Carpinus cordata (0.27), Quercus mongolica (0.29), and Quercus serrata (1.20). In summary, Quercus species have higher photosynthesis and respiration rates than Carpinus species. Under climate change, all four species show increased photosynthesis rates and decreased respiration rates. Thus, doubling CO2 levels will improve the photosynthetic responses of these species regardless of light intensity.

사사: 본 학술발표는 국립산림과학원 연구과제『목재수확 및 산림생태계서비스를 고려한 지속가능한 산림경영모델 정립 연구』(과제번호 : 2024-0497-01)의 지원으로 작성되었음.