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$CO_2$농도 및 온도 증가가 한국특산식물 섬자리공의 식물계절학 및 번식생태학적 특성 변화에 미치는 영향
Effects of Elevated $CO_2$ Concentration and Increased Temperature on the Change of the Phenological and Reproductive characteristics of Phytolocca insularis, a Korea endemic plant 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.14 no.1, 2012년, pp.1 - 9  

신동훈 (공주대학교 생물학과) ,  김해란 (공주대학교 생물학과) ,  유영한 (공주대학교 생물학과)

초록

지구온난화에 따른 온도상승은 식물의 생식생장 시기 및 생식기관 생산량에 영향을 미친다. 본 실험은 한국특산식물인 섬자리공을 대상으로 대조구(야외조건)와 처리구(700~800ppm $CO_2$, 온도 $2^{\circ}C$상승)를 구분하여 2010년 3월부터 2011년 4월까지 14개월 동안 생식생장단계에서의 식물계절학을 관찰하고, 생식기관 생산량을 측정하였다. 개엽시기, 꽃대 형성시기, 개화시기, 열매형성시기 그리고 열매성숙시기는 처리구가 대조구보다 6~20일 빨랐다. 결실율, 줄기당 열매수, 줄기당 열매무게, 줄기당 종자무게, 줄기당 종자수는 대조구가 처리구 보다 모두 높았다. 줄기당 꽃대수, 영양기관은 차이가 없었다. 이러한 결과는 지구온난화가 되면 섬자리공은 영양기관이 영향을 받지 않지만, 개엽, 개화, 성숙이 일찍 되고, 번식에 결정적인 요인인 열매 생산등은 감소하게 되어 결과적으로 식물번식에 부정적임을 의미한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effects of elevated $CO_2$ and temperature on the phenological and reproductive characteristics of Phytolocca insularis were examined in ambient condition (control) and green house situation (treatment), 700 ~ 800 ppm $CO_2$ and $2^{\circ}C$ elevated temperature,...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구는 지구온난화가 진행되면 한반도 특산식물인 섬자리공의 생태학적 변화가 어떻게 일어나는지 알아보기 위하여 개엽, 개화 및 결실의 시기적 변화와 꽃과 열매생산 등의 번식생태학적 변화를 관찰하였다.
  • 본 실험은 지구온난화의 핵심 요소인 CO2농도와 온도상승에 따른 섬자리공의 식물계절 변화와 번식생태학적 반응을 알아보기 위하여 진행되었다. 실험은 CO2농도와 온도를 조합하여 처리구와 대조구로 나누었다.
  • 우리나라의 경우 지난 97년간(1912∼2009) 주요 6개 도시의 평균기온이 약 1.7℃상승하여 전지구의 평균기온상승(0.74℃)의 2배 이상으로 전 지구적인 추세를 상회하고 있다(기상청, 2009; IPCC, 2007) 따라서 본 연구에서는 2℃를 상승시켜 우리나라 특산식물인 섬자리공의 변화를 알아보고자 하였다.

가설 설정

  • 개엽시기는 잎이 보이는 때, 꽃대 형성시기는 꽃대가 보일 때, 개화시기는 꽃대에서 수술이 보이는 때, 열매 발달시기는 꽃이 지고 초록색 열매가 맺힐 때, 그리고 열매 성숙시기는 초록색 열매가 붉은색으로 변화하기 시작한 때로 각각 정하였다(Min, 1994).
  • 본 실험의 설계는 지구온난화의 주요한 원인이 온실가스(CO2농도)이고, 온도는 CO2농도에 의존하여 필수적으로 상승한다는 가정(IPCC, 2007)한다는 시나리오 하에 진행된 실험이며, 이를 고려해 볼 때 CO2농도와 온도의 반응을 명확히 알기 위해서는 보다 다양한 환경구배의 실험이 필요할 것으로 판단된다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
이산화탄소란? 이산화탄소(CO2)는 인위적으로 발생하는 가장 중요한 온실가스이다. CO2의 전 지구적 대기 농도는 2009년 385ppm으로 산업화 이전 280ppm에 비해 38%증가 하였다(HÖnisch et al.
CO2의 전 지구적 대기 농도는 어떻게 변화하였는가? 이산화탄소(CO2)는 인위적으로 발생하는 가장 중요한 온실가스이다. CO2의 전 지구적 대기 농도는 2009년 385ppm으로 산업화 이전 280ppm에 비해 38%증가 하였다(HÖnisch et al. 2009).
CO2농도와 온도의 증가는 어떻게 식물계절을 변화시키는가? 일반적으로 CO2농도와 온도의 증가는 식물계절의 변화를 촉진시킨다(김해란 2010). 30년 이상 유럽지역의 식물계절을 관찰한 자료를 분석한 결과, 개엽시기는 6일 앞당겨졌고, 낙엽시기는 4.8일 늦춰졌으며(Menzel and Fabian 1999), 우리나라의 경우 평균적으로 식물의 개화시기가 과거 60년 전보다 4∼12일 빠르게 시작되고 있다(이승법 등 2003). 식물계절학이란 지구온난화의 중요한 지표가 되며, 생물계절학의 한 분야로서 발아, 개화, 만개, 낙엽 등의 기일을 관측해서 기상이나 기후 등과의 관계를 연구하는 학문으로 영향을 미치는 주요 인자는 온도와 수분이며, 지역적 규모 차원에서 주로 기온의 영향을 크게 받아 그 시기가 앞당겨지게 된다.
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