엽온과 수액류속을 활용한 고로쇠나무와 헛개나무 유묘의

수분스트레스 반응 분석

신한두1*, 박서영1, 백지원1, 윤아름1, 이태규1, 이민수1, 김근효1, 홍정현1, 김현석1,2,3

(1서울대학교 농림생물자원학부, 2서울대학교 농업생명과학연구원, 3서울대학교 협동과정 농림기상학)

Analysis of Drought Stress Responses in Seedlings of Acer pictum subsp. mono and Hovenia dulcis Using Leaf Temperature and Sap Flux

Han Doo Shin1*, Seoyoung Park1, Jiwon Baek1, Areum Yoon1, Taegyu Lee1, Minsu Lee1,

Kunhyo Kim1, Jeonghyun Hong1, Hyun Seok Kim1,2,3

(1Department of Agriculture, Forestry and Bioresources, Seoul National University,

2Research Institute for Agriculture and Life Sciences, Seoul National University,

3Interdisciplinary Program in Agricultural and Forest Meteorology, Seoul National University)

요약: 기후변화로 인한 고온 및 가뭄의 증가는 식물의 수분 이용과 지표 에너지 교환을 변화시키며, 단기 반응을 정량화할 수 있는 지표의 필요성을 높이고 있다. 본 연구는 엽 형태와 경계층 특성이 상이한 고로쇠나무(Acer pictum subsp. mono)와 헛개나무(Hovenia dulcis) 유묘를 대상으로, 엽 형태가 열·수리 조절을 어떻게 제약하는지 평가하였다. 유묘는 충분관수, 대조, 심한 가뭄 처리 조건에서 재배하였으며, 엽온과 수액류속을 연속 측정하여 엽온 변동성(ΔT)과 광(PAR) 및 증산과의 단기 결합 관계를 분석하였다. 두 수종 모두 ΔT는 PAR 변화에 가장 민감하게 반응하였다. 고로쇠나무에서는 심한 가뭄 처리에서 ΔT 동조 반응을 유도하는 PAR 증가 임계값이 감소한 반면, 헛개나무에서는 처리 효과가 나타나지 않았다. 동일한 PAR 감소 조건에서 수액류속이 높을수록 엽온 하강폭이 증가하여 증산에 의한 단기 냉각 효과가 강화되었다. 고온 조건(30–35 °C)에서 고로쇠나무는 강한 냉각 반응을 유지하였으나, 헛개나무는 심한 가뭄 처리에서 수액–ΔT 결합이 약화되고 ΔT 진폭이 증가하였다. 이는 단기 엽온 조절이 복사 강제력과 증산의 상호작용으로 형성되며, 그 양상이 수종별 엽 형태와 수리적 제약에 의해 달라짐을 시사한다.

Abstract: Increasing heat and drought under climate change are reshaping plant water use and surface energy exchange, highlighting the need for short-term quantitative indicators. This study tested how leaf morphology constrains thermal and hydraulic regulation in seedlings of Acer pictum subsp. mono and Hovenia dulcis. Seedlings were exposed to well-watered, control, and severe-drought treatments, and leaf temperature and sap flux were continuously monitored to quantify short-term leaf temperature variability (ΔT) and its coupling with photosynthetically active radiation (PAR) and transpiration. In both species, ΔT was most responsive to PAR. In A.mono, the PAR increase threshold for synchronized ΔT responses declined under severe drought, whereas H.dulcis showed no treatment dependence. Under equivalent PAR reductions, higher sap velocity amplified leaf cooling, indicating transpiration-driven regulation. At high temperatures (30–35 °C), A.mono maintained strong cooling, while H.dulcis exhibited weakened sap–ΔT coupling and increased ΔT amplitude under severe drought. Results show that short-term leaf temperature regulation arises from radiation–transpiration interactions, with species-specific constraints imposed by leaf morphology and hydraulic limitation.

Keywords: Leaf temperature, Sap flux, Thermal image, Drought, Seedling management

사사: 본 연구는 산림청의 ‘산림의 가치증진을 위한 임업기술 첨단화 및 스마트조림 현당 맞춤형 전문인력 양성’[RS-2024-00404133] 및 한국연구재단[RS-2024-00465373]의 지원에 의해 이루어진 것임.