가뭄과 온난화 처리에 따른 구상나무 세근의 생장과 수명 변화

박윤희1*, 허우진2, 백지원3, 김서현3, 박상희3, 윤아름1, 김주현3, 유혜영3, 박성민3, 김현석1,3,4

(1서울대학교협동과정농림기상학 전공 2School of Integrative Plant Science, Cornell University,

3서울대학교 농림생물자원학부 산림환경학 전공 4서울대학교농업생명과학연구원)

Fine Root Growth and Longevity of Abies koreana in Response to Drought and Warming Treatments

Yunhee Park1*, WoojinHuh2, JiwonBaek3, SeohyunKim3, SangheePark3, Ahreum Yun1, Juhyun Kim3, Hyeyoung Yoo3, Seongmin Park3, Hyun Seok Kim1,3,4

(1Interdisciplinary Program in Agricultural and Forest Meteorology, Seoul National University,  2School of Integrative Plant Science, Cornell University, Ithaca, NY. USA,

3Department of Agriculture, Forestry and Bioresources, Seoul National University,

4Research Institute for Agriculture and Life Sciences, Seoul National University)

요약: 최근 기후변화로 인해 구상나무(Abies koreana)와 같은 아고산 수종의 대규모 고사가 발생하고 있으며, 기후변화가 이에 미치는 영향을 분석하는 연구의 필요성이 증대되고 있다. 세근(직경 <2mm)은 전체 바이오매스의 약 5%를 차지하지만, 연간 뿌리 탄소 생산량의 약 1/3에 기여하며 생장과 영양 흡수에 중요한 역할을 한다. 그러나 식물의 지하부 연구는 지상부에 비하여 상대적으로 부족한 실정이다. 본 연구는 서울대학교 평창캠퍼스에 가뭄과 온난화를 모사한 실험구를 설치하고 구상나무 묘목을 식재하여 비파괴적 관찰 기법인 미니라이조트론을 이용해 뿌리 생장량과 수명을 비교 분석하였다. 가뭄 처리를 위하여 부분적으로 강우 차단된 지붕(대조구: 100% 강우, 약가뭄구: 66% 강우, 강가뭄구: 33% 강우)을 사용하였으며, 온난화 처리를 위하여 원적외선 온열기를 사용하였다. 처리구별 구상나무의 고사율은 강가뭄구와 강가뭄온난화구에서 높게 나타났다(p < 0.001). 지하부 분석 결과 모든 처리구에서 연간 2번 생장량이 증가하는 양봉형 분포를 보였으며, 직경이 0.5mm 이하인 뿌리의 분포가 가장 많았다. 세근의 수명은 대조구에 비하여 약가뭄구와 약가뭄온난화구에서 감소하였다(p < 0.001).

Abstract: Climate change is leading to large-scale mortality of subalpine tree species such as Abies koreana, and research to study the effects of climate change is becoming increasingly important. Although fine roots (<2 mm in diameter) account for about 5% of total biomass, they contribute about one third of annual root carbon production and play an important role in growth and nutrient uptake. However, the research on underground root dynamics is far less comprehensive than aboveground. In this study, an outdoor experimental site simulating future drought and warming was set up on the Pyeongchang campus of Seoul National University, and seedlings of subalpine tree species Abies koreanawere planted. Moreover, a roof partially blocking rainfall was used for the drought treatment. For the drought treatment, a partial rainfall-covered roof was used (control: 100% rainfall, mild drought: 66% rainfall, and severe drought: 33% rainfall), and for the warming treatment, a far-infrared space heater was used. Mortality of plants per treatment site increased in the severe drought and severe warming plots(p < 0.001). Underground analysis showed a polarization in all treatments, with the largest proportion of roots 0.5mm or less in diameter.

사사: 본 연구는 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단(No. 2021R1A4A1025553)과 산림청의 ‘산림의 가치증진을 위한 임업기술 첨단화 및 스마트조림 현당 맞춤형 전문인력 양성’[RS-2024-00404133]의 지원에 의해 수행되었음.