잘피는 해수에 적응되어 살아가는 유일한 고등현화식물이며, 이들 생육지는 종다양성이 매우 높은 생태계로서 연안 및 하구생태계에서 경제학적, 생태학적으로 큰 가치를 지니고 있다. 12속, 약 60여종의 잘피가 전 세계 연안 및 하구생태계에 분포하고 있으며, 우리나라에는 9종의 잘피가 잘피가 분포하고 있다. 이 중 거머리말 (Zostera marina)은 우리나라 연안에서 가장 우점하고 있는 종으로 잘피생육지의 약 90%를 차지하고 있다. Halophila속의 잘피는 주로 열대 및 아열대 지역에 분포하고 있으며, 잘피종 중 크기가 작은 편에 속하고 달걀 모양의 잎을 가지며, 목질화된 부분이 적어 높은 유연성을 가진 것이 특징이다. 2007년 우리나라 남해 연안의 여수 안도 지역에서 Halophila속 (국명: 해호말속)의 잘피가 처음 발견되었고, 이는 일본에서만 발견되었던 Halophila nipponica (국명: 해호말)로 동정되었다. 2007년 처음 해호말이 발견된 이후 남해 연안 곳곳에서 그 생육지가 발견되었고, 수심 약 2 – 12 m사이의 비교적 다양한 수심에서, 단일종의 생육지를 구성하거나 다른 온대잘피종과 혼재되어 생육지를 구성하고 있다. 해호말속의 잘피는 주로 열대 및 아열대 지역에 분포하고 있기 때문에, 이들 지역에서의 연구는 활발히 진행된 반면, 온대지역에 생육하고 있는 해호말속의 생리·생태에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 학위 논문의 연구 목적은 크게 두 가지로 나눌 수 있으며 (1) 온대지역에 생육하는 해호말의 생장동태 및 이들 생육지의 구조를 파악하고, (2) 해호말과 우리나라 연안에 가장 우점하고 있는 온대잘피종인 거머리말의 생리·생태학적 차이를 비교하여 앞으로 우리나라 연안의 잘피생육지 구조의 변화를 예측하고자 하였다. Chapter 2는 해호말의 생장과 이들에 영향을 미치는 환경요인에 대해 알아보고자 하였다. 해호말의 생장은 이전에 보고 되었던 우리나라 연안에 분포하고 있는 온대잘피종인 거머리말과 게바다말 (Phyllospadix japonicus)과는 다른 패턴을 보였다. 거머리말은 수온이 약 15 – 20 ℃에서, 게바다말은 약 14℃에서 최적의 생장을 보이며, 여름철 고수온에서 생장이 급격히 저해가 된다고 보고되었다. 하지만 해호말의 생장은 수온이 15℃이하에서 생장이 거의 일어나지 않고, 이러한 현상이 겨울부터 이른 봄까지 지속됨을 확인하였다. 이후 수온이 증가하면서 해호말의 생장이 급격히 증가하여 약 25℃에서 가장 높은 생산성을 보였다. 즉 여름철 고수온에서 해호말의 생장은 저해되지 않았다. 이러한 결과는 해호말은 우리나라 온대지역에 분포하고 있지만, 여전히 열대/아열대 특성을 지니고 있는 것으로 판단된다. 또한 수온이 낮은 겨울철을 보내기 위해 지상부 생체량을 급격히 감소시키거나, petiole의 길이를 짧게 하여 지상부 조직이 퇴적층 속으로 묻히는 생존전략을 보였다. Chapter 3는 해호말 생육지의 구조를 파악하기 위해 수심 (2.5 m vs. 6 m)에 따라 또한 patch내 위치 (중앙 vs. 가장자리)에 따라 해호말의 생물학적 요소들을 계절별로 조사하였다. 해호말의 생장은 공간적으로, 시간적으로 심한 ...
잘피는 해수에 적응되어 살아가는 유일한 고등현화식물이며, 이들 생육지는 종다양성이 매우 높은 생태계로서 연안 및 하구생태계에서 경제학적, 생태학적으로 큰 가치를 지니고 있다. 12속, 약 60여종의 잘피가 전 세계 연안 및 하구생태계에 분포하고 있으며, 우리나라에는 9종의 잘피가 잘피가 분포하고 있다. 이 중 거머리말 (Zostera marina)은 우리나라 연안에서 가장 우점하고 있는 종으로 잘피생육지의 약 90%를 차지하고 있다. Halophila속의 잘피는 주로 열대 및 아열대 지역에 분포하고 있으며, 잘피종 중 크기가 작은 편에 속하고 달걀 모양의 잎을 가지며, 목질화된 부분이 적어 높은 유연성을 가진 것이 특징이다. 2007년 우리나라 남해 연안의 여수 안도 지역에서 Halophila속 (국명: 해호말속)의 잘피가 처음 발견되었고, 이는 일본에서만 발견되었던 Halophila nipponica (국명: 해호말)로 동정되었다. 2007년 처음 해호말이 발견된 이후 남해 연안 곳곳에서 그 생육지가 발견되었고, 수심 약 2 – 12 m사이의 비교적 다양한 수심에서, 단일종의 생육지를 구성하거나 다른 온대잘피종과 혼재되어 생육지를 구성하고 있다. 해호말속의 잘피는 주로 열대 및 아열대 지역에 분포하고 있기 때문에, 이들 지역에서의 연구는 활발히 진행된 반면, 온대지역에 생육하고 있는 해호말속의 생리·생태에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 학위 논문의 연구 목적은 크게 두 가지로 나눌 수 있으며 (1) 온대지역에 생육하는 해호말의 생장동태 및 이들 생육지의 구조를 파악하고, (2) 해호말과 우리나라 연안에 가장 우점하고 있는 온대잘피종인 거머리말의 생리·생태학적 차이를 비교하여 앞으로 우리나라 연안의 잘피생육지 구조의 변화를 예측하고자 하였다. Chapter 2는 해호말의 생장과 이들에 영향을 미치는 환경요인에 대해 알아보고자 하였다. 해호말의 생장은 이전에 보고 되었던 우리나라 연안에 분포하고 있는 온대잘피종인 거머리말과 게바다말 (Phyllospadix japonicus)과는 다른 패턴을 보였다. 거머리말은 수온이 약 15 – 20 ℃에서, 게바다말은 약 14℃에서 최적의 생장을 보이며, 여름철 고수온에서 생장이 급격히 저해가 된다고 보고되었다. 하지만 해호말의 생장은 수온이 15℃이하에서 생장이 거의 일어나지 않고, 이러한 현상이 겨울부터 이른 봄까지 지속됨을 확인하였다. 이후 수온이 증가하면서 해호말의 생장이 급격히 증가하여 약 25℃에서 가장 높은 생산성을 보였다. 즉 여름철 고수온에서 해호말의 생장은 저해되지 않았다. 이러한 결과는 해호말은 우리나라 온대지역에 분포하고 있지만, 여전히 열대/아열대 특성을 지니고 있는 것으로 판단된다. 또한 수온이 낮은 겨울철을 보내기 위해 지상부 생체량을 급격히 감소시키거나, petiole의 길이를 짧게 하여 지상부 조직이 퇴적층 속으로 묻히는 생존전략을 보였다. Chapter 3는 해호말 생육지의 구조를 파악하기 위해 수심 (2.5 m vs. 6 m)에 따라 또한 patch내 위치 (중앙 vs. 가장자리)에 따라 해호말의 생물학적 요소들을 계절별로 조사하였다. 해호말의 생장은 공간적으로, 시간적으로 심한 변이를 보였는데, 이는 여름과 가을, 그리고 봄과 겨울이 비슷한 경향을 보였다. 여름과 가을에 해호말 patch의 중앙부분은 가장자리에 비해 높은 개체수와 생체량을 보였지만, 개체의 크기가 작고 생산성이 낮은 특징을 보였다. 이 시기 동안 개체수 및 생체량은 차이가 없었지만, 생산성의 경우 2.5 m 지역에서 더 높은 값을 나타내었다. 하지만 해호말의 생장은 겨울과 봄철에 수심에 따른, patch내 위치에 따른 변이가 거의 발생하지 않았다. 이러한 결과는 해호말의 생장이 활발한 수온이 높은 시기에는 많은 개체수로 인한 종내 경쟁에 의한 것이라 판단되며, 수온이 낮은 시기에는 해호말의 생장이 급격히 저해되기 때문에 수심에 따른, 그리고 patch내 위치에 따른 변이는 발생하지 않는 것이라 사료된다. 이 결과는 빛 역시 해호말의 생장에 중요한 요소이지만, 수온이 우리나라 연안에 분포하고 있는 해호말의 생장 및 분포를 조절하는데 더 중요한 요소라고 판단된다. Chapter 4는 해호말과 우리나라 연안에서 가장 우점하고 있는 온대잘피종인 거머리말의 광합성율, 호흡률을 측정하여 cabon balance를 추정하였다. 해호말과 거머리말의 최대광합성율 (Pmax), 광합성효율(α), 보상광도(Ic) 및 포화광도(Ik)와 같은 광합성 특성 및 지상부와 지하부조직의 호흡률은 수온이 증가함에 따라 그 값들이 증가하는 경향을 보였다. 최대광합성율과 광합성효율 및 각 조직의 호흡률은 해호말이 더 높은 값을 나타냈다. 현장에서는 측정된 수중광량 및 잘피의 생체량과 연구실에서 측정된 잘피의 광합성율 및 호흡률을 통해 추정된 carbon balance는 현장에서 잘피의 현재상태를 잘 반영하는 것으로 나타났다. 빛이 증가할수록 carbon balance는 증가하는 경향을 보였으나, 여름철 수온이 높고, 빛이 급격히 감소하는 시기에 carbon balance역시 급격히 감소함을 보였다. 이는 수온이 증가함에 따라 잘피의 호흡량이 증가하지만, 빛의 감소로 인한 photosynthetic production이 감소하기 때문이다. 또한 해호말의 경우 겨울부터 이듬해 봄까지 negative carbon balance를 나타내는데, 이는 15℃ 미만에서 생장이 급격히 저해되는 해호말의 특성을 잘 반영하는 것으로 판단된다. Chapter 5는 해호말과 거머리말이 혼재된 생육지에서 인위적으로 잘피를 제거하였을 때, 두 종의 recolonization과정을 살펴보았다. 해호말은 무성생식을 통해 실험 시작 2개월 후 약 60%까지 회복되었고, 실험 종료 시 약 85%까지 회복되었다. 반면, 거머리말은 유성생식과 무성생식 모두를 통해 실험 종료 시 약 25%가 회복되었지만, 거머리말의 모든 seedling은 생존하지 못하였다. 조사장소에서 거머리말과 해호말은 무성생식이 매우 중요한 생식전략이였지만, 거머리말의 경우 seedling이 겨울에 발견됨에 따라 유성생식 역시 잠재적으로 중요한 생식전략일 것으로 사료된다. 크고 작은 disturbance로 인해 우리나라 연안의 잘피생육지는 점점 감소하고 있는 추세이며, 해호말과 거머리말의 다른 생장 패턴으로 인해 우리나라 연안의 잘피생육지 구조가 바뀔 수 있을 것이라 추정된다.
잘피는 해수에 적응되어 살아가는 유일한 고등현화식물이며, 이들 생육지는 종다양성이 매우 높은 생태계로서 연안 및 하구생태계에서 경제학적, 생태학적으로 큰 가치를 지니고 있다. 12속, 약 60여종의 잘피가 전 세계 연안 및 하구생태계에 분포하고 있으며, 우리나라에는 9종의 잘피가 잘피가 분포하고 있다. 이 중 거머리말 (Zostera marina)은 우리나라 연안에서 가장 우점하고 있는 종으로 잘피생육지의 약 90%를 차지하고 있다. Halophila속의 잘피는 주로 열대 및 아열대 지역에 분포하고 있으며, 잘피종 중 크기가 작은 편에 속하고 달걀 모양의 잎을 가지며, 목질화된 부분이 적어 높은 유연성을 가진 것이 특징이다. 2007년 우리나라 남해 연안의 여수 안도 지역에서 Halophila속 (국명: 해호말속)의 잘피가 처음 발견되었고, 이는 일본에서만 발견되었던 Halophila nipponica (국명: 해호말)로 동정되었다. 2007년 처음 해호말이 발견된 이후 남해 연안 곳곳에서 그 생육지가 발견되었고, 수심 약 2 – 12 m사이의 비교적 다양한 수심에서, 단일종의 생육지를 구성하거나 다른 온대잘피종과 혼재되어 생육지를 구성하고 있다. 해호말속의 잘피는 주로 열대 및 아열대 지역에 분포하고 있기 때문에, 이들 지역에서의 연구는 활발히 진행된 반면, 온대지역에 생육하고 있는 해호말속의 생리·생태에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 본 학위 논문의 연구 목적은 크게 두 가지로 나눌 수 있으며 (1) 온대지역에 생육하는 해호말의 생장동태 및 이들 생육지의 구조를 파악하고, (2) 해호말과 우리나라 연안에 가장 우점하고 있는 온대잘피종인 거머리말의 생리·생태학적 차이를 비교하여 앞으로 우리나라 연안의 잘피생육지 구조의 변화를 예측하고자 하였다. Chapter 2는 해호말의 생장과 이들에 영향을 미치는 환경요인에 대해 알아보고자 하였다. 해호말의 생장은 이전에 보고 되었던 우리나라 연안에 분포하고 있는 온대잘피종인 거머리말과 게바다말 (Phyllospadix japonicus)과는 다른 패턴을 보였다. 거머리말은 수온이 약 15 – 20 ℃에서, 게바다말은 약 14℃에서 최적의 생장을 보이며, 여름철 고수온에서 생장이 급격히 저해가 된다고 보고되었다. 하지만 해호말의 생장은 수온이 15℃이하에서 생장이 거의 일어나지 않고, 이러한 현상이 겨울부터 이른 봄까지 지속됨을 확인하였다. 이후 수온이 증가하면서 해호말의 생장이 급격히 증가하여 약 25℃에서 가장 높은 생산성을 보였다. 즉 여름철 고수온에서 해호말의 생장은 저해되지 않았다. 이러한 결과는 해호말은 우리나라 온대지역에 분포하고 있지만, 여전히 열대/아열대 특성을 지니고 있는 것으로 판단된다. 또한 수온이 낮은 겨울철을 보내기 위해 지상부 생체량을 급격히 감소시키거나, petiole의 길이를 짧게 하여 지상부 조직이 퇴적층 속으로 묻히는 생존전략을 보였다. Chapter 3는 해호말 생육지의 구조를 파악하기 위해 수심 (2.5 m vs. 6 m)에 따라 또한 patch내 위치 (중앙 vs. 가장자리)에 따라 해호말의 생물학적 요소들을 계절별로 조사하였다. 해호말의 생장은 공간적으로, 시간적으로 심한 변이를 보였는데, 이는 여름과 가을, 그리고 봄과 겨울이 비슷한 경향을 보였다. 여름과 가을에 해호말 patch의 중앙부분은 가장자리에 비해 높은 개체수와 생체량을 보였지만, 개체의 크기가 작고 생산성이 낮은 특징을 보였다. 이 시기 동안 개체수 및 생체량은 차이가 없었지만, 생산성의 경우 2.5 m 지역에서 더 높은 값을 나타내었다. 하지만 해호말의 생장은 겨울과 봄철에 수심에 따른, patch내 위치에 따른 변이가 거의 발생하지 않았다. 이러한 결과는 해호말의 생장이 활발한 수온이 높은 시기에는 많은 개체수로 인한 종내 경쟁에 의한 것이라 판단되며, 수온이 낮은 시기에는 해호말의 생장이 급격히 저해되기 때문에 수심에 따른, 그리고 patch내 위치에 따른 변이는 발생하지 않는 것이라 사료된다. 이 결과는 빛 역시 해호말의 생장에 중요한 요소이지만, 수온이 우리나라 연안에 분포하고 있는 해호말의 생장 및 분포를 조절하는데 더 중요한 요소라고 판단된다. Chapter 4는 해호말과 우리나라 연안에서 가장 우점하고 있는 온대잘피종인 거머리말의 광합성율, 호흡률을 측정하여 cabon balance를 추정하였다. 해호말과 거머리말의 최대광합성율 (Pmax), 광합성효율(α), 보상광도(Ic) 및 포화광도(Ik)와 같은 광합성 특성 및 지상부와 지하부조직의 호흡률은 수온이 증가함에 따라 그 값들이 증가하는 경향을 보였다. 최대광합성율과 광합성효율 및 각 조직의 호흡률은 해호말이 더 높은 값을 나타냈다. 현장에서는 측정된 수중광량 및 잘피의 생체량과 연구실에서 측정된 잘피의 광합성율 및 호흡률을 통해 추정된 carbon balance는 현장에서 잘피의 현재상태를 잘 반영하는 것으로 나타났다. 빛이 증가할수록 carbon balance는 증가하는 경향을 보였으나, 여름철 수온이 높고, 빛이 급격히 감소하는 시기에 carbon balance역시 급격히 감소함을 보였다. 이는 수온이 증가함에 따라 잘피의 호흡량이 증가하지만, 빛의 감소로 인한 photosynthetic production이 감소하기 때문이다. 또한 해호말의 경우 겨울부터 이듬해 봄까지 negative carbon balance를 나타내는데, 이는 15℃ 미만에서 생장이 급격히 저해되는 해호말의 특성을 잘 반영하는 것으로 판단된다. Chapter 5는 해호말과 거머리말이 혼재된 생육지에서 인위적으로 잘피를 제거하였을 때, 두 종의 recolonization과정을 살펴보았다. 해호말은 무성생식을 통해 실험 시작 2개월 후 약 60%까지 회복되었고, 실험 종료 시 약 85%까지 회복되었다. 반면, 거머리말은 유성생식과 무성생식 모두를 통해 실험 종료 시 약 25%가 회복되었지만, 거머리말의 모든 seedling은 생존하지 못하였다. 조사장소에서 거머리말과 해호말은 무성생식이 매우 중요한 생식전략이였지만, 거머리말의 경우 seedling이 겨울에 발견됨에 따라 유성생식 역시 잠재적으로 중요한 생식전략일 것으로 사료된다. 크고 작은 disturbance로 인해 우리나라 연안의 잘피생육지는 점점 감소하고 있는 추세이며, 해호말과 거머리말의 다른 생장 패턴으로 인해 우리나라 연안의 잘피생육지 구조가 바뀔 수 있을 것이라 추정된다.
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