낙엽의 분해는 낙엽의 물리/화학적 특성과 분해 환경과의 상호작용을 포함하는 생태계의 복합적인 과정으로, 육상 생태계에서 식물과 토양 미생물에게 양분을 제공하는 중요한 물질순환의 한 과정이다. 본 연구는 우리나라에 분포하는 상록침엽수 중 대표적인 소나무(P. densiflora), 해송(P. thunbergii), 잣나무(P. koraiensis), 리기다소나무(P. rigida) 4종의 낙엽의 물리화학적 특성을 밝히고, 낙엽의 물리화학적 특성이 낙엽의 분해에 작용하는 미생물 및 그 활성에 미치는 영향과 낙엽분해에 미치는 영향을 알아보고자 microcosm에서 280일간 분해실험을 실시하였다. 한편 분해 중 낙엽의 중량이 감소에 따른 탄소, 질소, ...
낙엽의 분해는 낙엽의 물리/화학적 특성과 분해 환경과의 상호작용을 포함하는 생태계의 복합적인 과정으로, 육상 생태계에서 식물과 토양 미생물에게 양분을 제공하는 중요한 물질순환의 한 과정이다. 본 연구는 우리나라에 분포하는 상록침엽수 중 대표적인 소나무(P. densiflora), 해송(P. thunbergii), 잣나무(P. koraiensis), 리기다소나무(P. rigida) 4종의 낙엽의 물리화학적 특성을 밝히고, 낙엽의 물리화학적 특성이 낙엽의 분해에 작용하는 미생물 및 그 활성에 미치는 영향과 낙엽분해에 미치는 영향을 알아보고자 microcosm에서 280일간 분해실험을 실시하였다. 한편 분해 중 낙엽의 중량이 감소에 따른 탄소, 질소, cellulose, lignin 함량의 변화와 미생물호흡량과 microbial biomass-C의 변화를 추적하여 수종별 낙엽 분해의 차이를 설명하였다. 실험 기간 동안 가장 높은 분해율을 보인 것은 소나무의 낙엽이었으며, 30.5%의 분해율을 보였다. 이에 비해 해송의 낙엽은 23.6%, 리기다소나무 낙엽은 26.5%, 잣나무의 낙엽은 27.8%의 분해율을 보여 소나무 낙엽에 비해 상대적으로 느린 분해율을 보였다. 이들 수종의 분해 상수(k)는 각각 0.474 yr, 0.352 yr, 0.401 yr, 0.425 yr 를 나타내었다. 낙엽 분해기간 중 칼슘, 인, 마그네슘의 총량은 거의 변하지 않아 낙엽이 분해되면서 칼슘과 인의 낙엽 내 함량(㎍/g)은 증가하는 모습을 보였다. 한편, 칼륨과 나트륨의 낙엽 내 총량은 감소하는 모습을 나타냈다. 각 수종의 낙엽들이 분해되면서 탄소의 함량과 cellulose의 함량은 중량감소와 함께 감소하였으나, 질소의 함량과 lignin의 함량은 낙엽의 분해에 따라 증가하였으며, C/N은 모든 낙엽에서 분해가 진행됨에 따라 감소하였으나, lignin/N은 증가하는 경향을 보였다. Microbial biomass-C는 분해실험 동안 잣나무, 해송, 리기다소나무의 낙엽에서 점차 감소하는 경향을 보였으나, 소나무의 낙엽에서의 microbial biomass-C는 거의 일정하게 많은 양을 유지하였다. 소나무, 잣나무, 리기다소나무의 낙엽은 분해 시작 135일에 가장 큰 fungal/bacterial ratio를 보였으며, 해송의 낙엽은 210일에 가장 큰 값을 나타내었다. 이후 fungal biomass-C는 점차 감소하고 bacterial biomass-C는 점차 증가하는 양상을 보였다. 한편 분해 중인 낙엽에서의 미생물 호흡량은 미생물들의 활성과 함께 점차 감소하는 경향을 보였으나 소나무 낙엽에서 그 감소 정도가 가장 작았다. 이들 각 수종의 낙엽의 분해의 차이는 일반적인 낙엽 분해의 지표인 질소함량과 C/N과 유의한 상관관계를 나타내지 않았으며, 침엽의 수용성 물질과 acetone 용해성 물질의 함량보다 alcohol 용해성 물질 함량과 높은 양의 상관을 보였다(r2=0.8696). 침엽의 단위 중량당 표면적의 비인 SLA가 큰 낙엽에서 빠른 분해율을 보였으며(r2=0.8582), 밀도에 따라서는 음의 상관(r2=0.4958)을 나타내었다. 낙엽의 화학적 조성 중 cellulose의 함량 (r2=0.9458)과 lignin/N (r2=0.4221)과 음의 상관관계를 보였다. 한편 낙엽의 분해는 분해미생물의 양과 높은 상관을 보이나 이보다는 이들 분해미생물의 활성인 미생물호흡량과 더 큰 상관관계(r2=0.9213)를 보였다.
낙엽의 분해는 낙엽의 물리/화학적 특성과 분해 환경과의 상호작용을 포함하는 생태계의 복합적인 과정으로, 육상 생태계에서 식물과 토양 미생물에게 양분을 제공하는 중요한 물질순환의 한 과정이다. 본 연구는 우리나라에 분포하는 상록침엽수 중 대표적인 소나무(P. densiflora), 해송(P. thunbergii), 잣나무(P. koraiensis), 리기다소나무(P. rigida) 4종의 낙엽의 물리화학적 특성을 밝히고, 낙엽의 물리화학적 특성이 낙엽의 분해에 작용하는 미생물 및 그 활성에 미치는 영향과 낙엽분해에 미치는 영향을 알아보고자 microcosm에서 280일간 분해실험을 실시하였다. 한편 분해 중 낙엽의 중량이 감소에 따른 탄소, 질소, cellulose, lignin 함량의 변화와 미생물호흡량과 microbial biomass-C의 변화를 추적하여 수종별 낙엽 분해의 차이를 설명하였다. 실험 기간 동안 가장 높은 분해율을 보인 것은 소나무의 낙엽이었으며, 30.5%의 분해율을 보였다. 이에 비해 해송의 낙엽은 23.6%, 리기다소나무 낙엽은 26.5%, 잣나무의 낙엽은 27.8%의 분해율을 보여 소나무 낙엽에 비해 상대적으로 느린 분해율을 보였다. 이들 수종의 분해 상수(k)는 각각 0.474 yr, 0.352 yr, 0.401 yr, 0.425 yr 를 나타내었다. 낙엽 분해기간 중 칼슘, 인, 마그네슘의 총량은 거의 변하지 않아 낙엽이 분해되면서 칼슘과 인의 낙엽 내 함량(㎍/g)은 증가하는 모습을 보였다. 한편, 칼륨과 나트륨의 낙엽 내 총량은 감소하는 모습을 나타냈다. 각 수종의 낙엽들이 분해되면서 탄소의 함량과 cellulose의 함량은 중량감소와 함께 감소하였으나, 질소의 함량과 lignin의 함량은 낙엽의 분해에 따라 증가하였으며, C/N은 모든 낙엽에서 분해가 진행됨에 따라 감소하였으나, lignin/N은 증가하는 경향을 보였다. Microbial biomass-C는 분해실험 동안 잣나무, 해송, 리기다소나무의 낙엽에서 점차 감소하는 경향을 보였으나, 소나무의 낙엽에서의 microbial biomass-C는 거의 일정하게 많은 양을 유지하였다. 소나무, 잣나무, 리기다소나무의 낙엽은 분해 시작 135일에 가장 큰 fungal/bacterial ratio를 보였으며, 해송의 낙엽은 210일에 가장 큰 값을 나타내었다. 이후 fungal biomass-C는 점차 감소하고 bacterial biomass-C는 점차 증가하는 양상을 보였다. 한편 분해 중인 낙엽에서의 미생물 호흡량은 미생물들의 활성과 함께 점차 감소하는 경향을 보였으나 소나무 낙엽에서 그 감소 정도가 가장 작았다. 이들 각 수종의 낙엽의 분해의 차이는 일반적인 낙엽 분해의 지표인 질소함량과 C/N과 유의한 상관관계를 나타내지 않았으며, 침엽의 수용성 물질과 acetone 용해성 물질의 함량보다 alcohol 용해성 물질 함량과 높은 양의 상관을 보였다(r2=0.8696). 침엽의 단위 중량당 표면적의 비인 SLA가 큰 낙엽에서 빠른 분해율을 보였으며(r2=0.8582), 밀도에 따라서는 음의 상관(r2=0.4958)을 나타내었다. 낙엽의 화학적 조성 중 cellulose의 함량 (r2=0.9458)과 lignin/N (r2=0.4221)과 음의 상관관계를 보였다. 한편 낙엽의 분해는 분해미생물의 양과 높은 상관을 보이나 이보다는 이들 분해미생물의 활성인 미생물호흡량과 더 큰 상관관계(r2=0.9213)를 보였다.
Litter decomposition is a multiple complex processes including interactions between the physico-chemical characteristics of litter species and various environmental factors. We selected representative four pine tree species, P. densiflora, P. thunbergii, P. koraiensis, and P. rigida which occup...
Litter decomposition is a multiple complex processes including interactions between the physico-chemical characteristics of litter species and various environmental factors. We selected representative four pine tree species, P. densiflora, P. thunbergii, P. koraiensis, and P. rigida which occupy 43.1% of forest area of South Korea, and collected freshly fallen needle leaves at autumn. The physical characteristics such as specific leaf area (SLA) and density, and chemical characteristics such as water and alcohol soluble material content, cellulose and lignin content, and nutrient content such as carbon and nitrogen were determined. The microcosm was made of 1 L of glass bottle containing quartz sand for reserve the humidity and the litter on the sand, and incubated at 23℃ for 280 days. The litter in microcosm retrieved four times with about 70 days interval, and measured for the changes of litter mass, content of N, cellulose, lignin, and microbial biomass-C and microbial respiration. The litter of P. densiflora showed the fastest litter decomposition, 30.5% mass loss during 280 days, and P. thunbergii showed the slowest decomposition, 23.6%. P. rigida and P. koraiensis exhibited 26.5% and 27.8% mass loss, respectively. The decomposition coefficients of the four pine leaf litter were 0.474 yr, 0.352 yr, 0.401 yr, 0.425 yr, respectively. During the litter decomposition, C and cellulose decreased with decreasing litter mass, and the content of N and lignin almost unchanged stable content in decaying litter. These results lead to the decrease of C/N and increase of lignin/N during litter decomposition. Microbial biomass-C on the decaying litter gradually decreased except in litter of P. densiflora which showed almost constant microbial biomass-C. The largest fungal/bacterial biomass-C ratio was at 135 days after incubation, and the fungal biomass-C decreased and reversely the bacterial biomass-C increased after 135 days incubation. The microbial respiration were gradually reduced with litter decomposition processed, however the microbial respiration of the litter of P. densiflora showed the slowest decrease The litter decomposition of these four pine trees did not exhibit significant relationship with N content and C/N which are the general indicators of litter decay, however showed high correlation with water and alcohol soluble material content(r2=0.8696). Cellulose content and lignin/N showed negative relationships between litter decay rates among four pine tree species. On the other hand, the physical characteristics such as SLA(r2=0.8582) and density(r2=0.4958) of needle leaves showed high correlations with litter decomposition. The litter decomposition and microbial biomass-C showed positive relationship, however microbial activity or microbial respiration exhibit more significant relationship(r2=0.9213).
Litter decomposition is a multiple complex processes including interactions between the physico-chemical characteristics of litter species and various environmental factors. We selected representative four pine tree species, P. densiflora, P. thunbergii, P. koraiensis, and P. rigida which occupy 43.1% of forest area of South Korea, and collected freshly fallen needle leaves at autumn. The physical characteristics such as specific leaf area (SLA) and density, and chemical characteristics such as water and alcohol soluble material content, cellulose and lignin content, and nutrient content such as carbon and nitrogen were determined. The microcosm was made of 1 L of glass bottle containing quartz sand for reserve the humidity and the litter on the sand, and incubated at 23℃ for 280 days. The litter in microcosm retrieved four times with about 70 days interval, and measured for the changes of litter mass, content of N, cellulose, lignin, and microbial biomass-C and microbial respiration. The litter of P. densiflora showed the fastest litter decomposition, 30.5% mass loss during 280 days, and P. thunbergii showed the slowest decomposition, 23.6%. P. rigida and P. koraiensis exhibited 26.5% and 27.8% mass loss, respectively. The decomposition coefficients of the four pine leaf litter were 0.474 yr, 0.352 yr, 0.401 yr, 0.425 yr, respectively. During the litter decomposition, C and cellulose decreased with decreasing litter mass, and the content of N and lignin almost unchanged stable content in decaying litter. These results lead to the decrease of C/N and increase of lignin/N during litter decomposition. Microbial biomass-C on the decaying litter gradually decreased except in litter of P. densiflora which showed almost constant microbial biomass-C. The largest fungal/bacterial biomass-C ratio was at 135 days after incubation, and the fungal biomass-C decreased and reversely the bacterial biomass-C increased after 135 days incubation. The microbial respiration were gradually reduced with litter decomposition processed, however the microbial respiration of the litter of P. densiflora showed the slowest decrease The litter decomposition of these four pine trees did not exhibit significant relationship with N content and C/N which are the general indicators of litter decay, however showed high correlation with water and alcohol soluble material content(r2=0.8696). Cellulose content and lignin/N showed negative relationships between litter decay rates among four pine tree species. On the other hand, the physical characteristics such as SLA(r2=0.8582) and density(r2=0.4958) of needle leaves showed high correlations with litter decomposition. The litter decomposition and microbial biomass-C showed positive relationship, however microbial activity or microbial respiration exhibit more significant relationship(r2=0.9213).
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