[논문]버드나무류 (Salix spp.)의 계절학적 특성과 주요 기상요인 상관분석

김성보; 김지윤; 임란영; 도윤호; 박희순; 주기재; 김구연

doi:10.5322/jesi.2013.22.12.1633

버드나무류 (Salix spp.)의 계절학적 특성과 주요 기상요인 상관분석
Correlation Analysis between Phenology of Salix spp. and Meteorological Factors 원문보기

Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, v.22 no.12, 2013년, pp.1633 - 1641

김성보 (부산대학교 생명과학과) , 김지윤 (부산대학교 생명과학과) , 임란영 (부산대학교 생명과학과) , 도윤호 (부산대학교 생명과학과) , 박희순 (부산대학교 생명과학과) , 주기재 (부산대학교 생명과학과) , 김구연 (부산대학교 생명과학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The objective of this study was to analyze correlation between phenological characteristics of Salix spp. and meteorological factors in the Upo wetlands. Phenology of Salix subfragilis Andersson and Salix chaenomeloides Kimura was monitored from 2007 to 2012. Meteorological variables were monitored by Korea Meteorological Administration (Hap-chon). Average date of flowering, fruiting, seed dispersion was 86, 113, 136 days for S. subfragilis and 112, 140, 164 days for S. chaenomeloides as Julian days. Flowering of S. subfragilis and S. chaenomeloides were correlated with daily mean air temp. in March (r=-0.92, r=-0.85, p<0.05). Fruiting of S. subfragilis was correlated with total precipitation between Jan and March of previous year (r=-0.90, p<0.01), however, the fruiting of S. chaenomeloides was highly correlated with max. temp. in Jan of previous year (r=0.99, p<0.01). Seed dispersion of both species is correlated with min. temp. in Feb. Phenology monitoring will contribute to understanding Salix spp. response against climate change.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

)는 주기적인 범람을 경험하는 습지에 분포하는 대표적인 하천수변 (riparian) 연목림으로 유수역 (lotic zone)을 특징짓는 수목이자 습지와 육상의 전이대에 분포하는 선구식물 (pioneer plant)로 (Kim 등, 2009; Han 등, 2010; Kuzovkina와 Quigley, 2005) 우리나라 습지 주변부 및 하천변에 넓게 분포하여 습지에서의 계절학 모니터링에 적합한 종이라 할 수 있다. 본 연구에서는 습지생태계의 (1) 수변부 우점종인 선버들 (Salix subfragilis Andersson)과 왕버들 (Salix chaenomeloides Kimura)의 계절학 특성을 파악하고, (2) 기상요소와의 상관성을 분석하여 주요 기후요소 변화로 인한 식물계절현상에 대한 영향을 파악하고자 하였다.
본 연구에서는 습지에 분포하는 선버들과 왕버들의 계절학적 변화시기와 온도를 비롯한 기상요소와의 상관관계를 분석하였다. 버드나무류는 변동하는 기상요인에 민감하게 반응하여 생물학적 생장시기를 조절하고 있었으며, 이는 연간 변동을 보임으로써 기후변화로 인한 습지생태계의 반응을 직·간접적으로 모니터링 할 수 있는 지표로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었다.

대상 데이터

계절학 시기는 연일 (Julian day)로 계산하였고, 기상자료는 조사지역에서 22 km 거리에 위치하고 있는 합천기상대 (N 35° 33', E 128° 10')의 일평균 기온 (℃), 월평균 최고기온 (℃), 월평균 최저기온 (℃), 영상 일 수, 영하 일 수와 일조시간, 상대습도 (%), 강수량 (mm) 그리고 적설량 (mm)을 이용하였다 (Korea Meteorological Administration, 2012).
계절학적 시기의 구분은 Table 1과 같이 3 기간을 구분하여 조사하였다(Saska와 Kuzovkina, 2010). 대상수종의 개화일 (Flowering), 결실일 (Fruiting), 종자산포일 (Seed dispersion)을 주 1회 이상 조사하였으며 2007년부터 2009년까지의 계절학 자료는 National Institute of Environmental Research (2009)의 영구방형구에서 조사한 자료를 참고하였다. 계절학 시기는 연일 (Julian day)로 계산하였고, 기상자료는 조사지역에서 22 km 거리에 위치하고 있는 합천기상대 (N 35° 33', E 128° 10')의 일평균 기온 (℃), 월평균 최고기온 (℃), 월평균 최저기온 (℃), 영상 일 수, 영하 일 수와 일조시간, 상대습도 (%), 강수량 (mm) 그리고 적설량 (mm)을 이용하였다 (Korea Meteorological Administration, 2012).
버드나무 계절학적 요인의 시기는 2007년부터 2012년 까지 방형구를 설치한 우포, 사지포, 목포일대의 선버들 군락 4개 지점 및 왕버들 군락 2개 지점에서 매년 2월부터 7월까지 관찰하였다 (Fig. 1), 관찰 대상수종은 알루미늄 태그로 구분하였으며 총 23개 개체의 계절학 시기를 관찰하였다. 계절학적 시기의 구분은 Table 1과 같이 3 기간을 구분하여 조사하였다(Saska와 Kuzovkina, 2010).
본 연구의 조사지는 낙동강 중·하류에 위치한 우포늪 (N 35° 33', E 128° 25')으로 면적은 약 2.3 km2이며 우포, 목포, 사지포, 쪽지벌을 포함하는 배후습지이다 (Fig. 1).
1). 우포늪에는 버드나무 10여종이 분포하고 있는 것으로 보고되었으며 (Lee, 2009), 그 중 우포늪에 우점하는 선버들과 왕버들을 조사대상으로 선정하였다. 선버들 (S.

데이터처리

계절학적 시기는 평균±표준오차로 표기하였고, 통계분석에는 SPSS Statistics 20.0 (IBM, Chicago, IL)을 사용하였다.
버드나무 종간의 계절학적 요소 간 차이와 계절학적 시기의 차이 검증은 One-way ANOVA를 이용하였으며, 계절학적 인자와 기상요인과의 상관관계를 파악하기 위해서 Pearson correlation을 이용하여 상관성을 파악하였다. 계절학적 시기는 평균±표준오차로 표기하였고, 통계분석에는 SPSS Statistics 20.

성능/효과

버드나무류는 변동하는 기상요인에 민감하게 반응하여 생물학적 생장시기를 조절하고 있었으며, 이는 연간 변동을 보임으로써 기후변화로 인한 습지생태계의 반응을 직·간접적으로 모니터링 할 수 있는 지표로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었다. 기상요소 중에서는 온도요소와 강수요소가 선버들과 왕버들의 개화일과 높은 상관성을 보여 두 요소가 습지 생물의 계절적 시기 변화에도 주요 요인으로 작용하고 있는 것으로 보였다. 식물의 개화시작일에 대한 다른 연구에서도 개화가 시작되기 1~2달 전의 기온에 영향을 많이 받고 상관성이 높다고 보고되었는데, 특히 개화 전 월의 평균기온이 개화일을 결정짓는 주요인으로 제안되었다 (Fitter 등, 1995).
05)과 상관성을 보였다. 두 종의 결실시기와 상관성을 나타낸 요소는 서로 상이하였는데 선버들은 직전년도 1~3월의 강수량의 합과 상관성을 보인 반면 왕버들은 직전년도 1월의 최고기온 및 2월의 최고기온과 상관성을 보였다 (Table 3).
또한 조사지역 내 두 종의 개화일, 결실일, 종자산포일 사이에도 유의한 차이를 보였다 (F=87.3, p<0.001).
선버들이 왕버들보다 개화일은 평균 25.3일, 결실일은 평균 26.8일, 종자산포일은 평균 27.5일 빠른 것으로 조사되었으며 버드나무 종류에 따른 생장의 시기적 차이가 유의하였다 (F=70.1, p<0.001).
우포늪의 버드나무 계절학적 특성은 직전년도 1월에서 3월의 총 강수량과 선버들의 결실일 그리고 왕버들의 개화일과 높은 상관성을 나타내었으나 범람이 이루어지는 6~7월의 강수요소와는 유의한 상관관계를 보이지 않았다. 강수량은 습지의 수위에 직접적인 영향을 끼쳐 범람을 유발하는 원인이고, 우포늪에서도 홍수로 인한 범람은 우포늪을 서식지로 하는 습지 생물들에게 교란으로 작용하는 것으로 연구된 바 있다 (Do 등, 2007).
조사 대상 수종인 선버들의 수그루는 평균 수고 6.3 m, 흉고직경 18.5 cm였고, 암그루는 평균 수고 4.1 m, 흉고직경 19 cm였다. 왕버들의 수그루는 평균 수고 12.

후속연구

반면, 육상수종에서는 계절학적 요소 (leaf budburst)와 그 해의 강수량이 상관성을 나타내지 않는 것으로 보고되었다 (Doi와 Katano, 2008). 따라서 습지의 서식처 특성상 발생하는 하절기 홍수에 의한 범람, 침수기간, 강도 등을 고려한 장기적인 계절학적 특성 관찰이 필요할 것으로 생각된다.
향후 조사 대상 수종의 각 군락 내에서 기상 및 환경요인을 측정한다면 기후변화와 버드나무류 수종의 계절현상을 상세히 파악 할 수 있을 것이다. 또한, 내륙습지에 우점하고 있는 수생식물은 초본의 비율이 높아 고정적인 관찰지점의 확보가 어려우나 버드나무류는 목본으로 일정한 장소에서 장기적으로 관찰이 가능하고 계절학적 구분이 되는 특징도 뚜렷하여 연구자뿐만 아니라 일반인의 생태계 모니터링 참여에도 더 적합하여 습지생태계의 인식도 증진과 해당 지역의 보전에도 긍정적인 순환구조를 형성할 것으로 판단된다.
습지에서 버드나무류를 대상으로 한 식물계절학 모니터링은 기온과 강우 요인을 고려하여 진행될 경우 기후변화와 생물계절학적 현상에 대한 습지생태계의 반응을 이해하는데 기여할 수 있을 것이다. 향후 조사 대상 수종의 각 군락 내에서 기상 및 환경요인을 측정한다면 기후변화와 버드나무류 수종의 계절현상을 상세히 파악 할 수 있을 것이다.
습지에서 버드나무류를 대상으로 한 식물계절학 모니터링은 기온과 강우 요인을 고려하여 진행될 경우 기후변화와 생물계절학적 현상에 대한 습지생태계의 반응을 이해하는데 기여할 수 있을 것이다. 향후 조사 대상 수종의 각 군락 내에서 기상 및 환경요인을 측정한다면 기후변화와 버드나무류 수종의 계절현상을 상세히 파악 할 수 있을 것이다. 또한, 내륙습지에 우점하고 있는 수생식물은 초본의 비율이 높아 고정적인 관찰지점의 확보가 어려우나 버드나무류는 목본으로 일정한 장소에서 장기적으로 관찰이 가능하고 계절학적 구분이 되는 특징도 뚜렷하여 연구자뿐만 아니라 일반인의 생태계 모니터링 참여에도 더 적합하여 습지생태계의 인식도 증진과 해당 지역의 보전에도 긍정적인 순환구조를 형성할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	생물계절학은 어디에 적용하고 있는가?	생물계절학 (Phenology)은 생물이 서식 환경에 반응하여 나타나는 생활사의 반복되는 현상으로 계절의 변화는 그 지역에 서식하고 있는 생물의 분포와 생육 특성 등에 영향을 미친다 (Badeck 등, 2004). 생물계절학은 생물발달현상과 기후요소 사이의 상관관계를 이용하여 기후변화를 인지하고, 환경 변화에 대한 대상종의 반응을 관찰하며 평가하는데 적용 되고 있다 (Sparks 등, 2000). 스페인과 영국의 경우 16세기부터 장기적인 모니터링 방법으로 생물계절학에 대한 연구가 진행되어 왔고 최근에는 장기 연구 자료를 기후변화와 연계하여 취약성 평가 및 적응대책수립에 이용하고 있다 (Sparks 등, 2000; Gordo와 Sanz, 2009; Mawdsley 등, 2009; Heller와 Zavaleta, 2009).
	생물계절학은 스페인과 영국에서는 어떻게 연구가 진행되어 왔는가?	생물계절학은 생물발달현상과 기후요소 사이의 상관관계를 이용하여 기후변화를 인지하고, 환경 변화에 대한 대상종의 반응을 관찰하며 평가하는데 적용 되고 있다 (Sparks 등, 2000). 스페인과 영국의 경우 16세기부터 장기적인 모니터링 방법으로 생물계절학에 대한 연구가 진행되어 왔고 최근에는 장기 연구 자료를 기후변화와 연계하여 취약성 평가 및 적응대책수립에 이용하고 있다 (Sparks 등, 2000; Gordo와 Sanz, 2009; Mawdsley 등, 2009; Heller와 Zavaleta, 2009). 우리나라의 경우 기후변화 취약식물종을 분류하고 아고산지대를 비롯한 산림생태계에서 식물계절변화를 연구하고 있다 (Kim 등, 2011; Korea Forest Service, 2011).
	Phenology는 우리나라에서 무엇이 연구 되고 있는가	스페인과 영국의 경우 16세기부터 장기적인 모니터링 방법으로 생물계절학에 대한 연구가 진행되어 왔고 최근에는 장기 연구 자료를 기후변화와 연계하여 취약성 평가 및 적응대책수립에 이용하고 있다 (Sparks 등, 2000; Gordo와 Sanz, 2009; Mawdsley 등, 2009; Heller와 Zavaleta, 2009). 우리나라의 경우 기후변화 취약식물종을 분류하고 아고산지대를 비롯한 산림생태계에서 식물계절변화를 연구하고 있다 (Kim 등, 2011; Korea Forest Service, 2011).

참고문헌 (24)

Badeck, Franz‐W., Bondeau, Alberte, Böttcher, Kristin, Doktor, Daniel, Lucht, Wolfgang, Schaber, Jörg, Sitch, Stephen. Responses of spring phenology to climate change. The New phytologist, vol.162, no.2, 295-309.

상세보기
J. Enviro. Sci. 18 369 2009
Korean Journal of Ecology and Environment 40 346 2007
Doi, Hideyuki, Katano, Izumi. Phenological timings of leaf budburst with climate change in Japan. Agricultural and forest meteorology, vol.148, no.3, 512-516.

상세보기
Erwin, Kevin L.. Wetlands and global climate change: the role of wetland restoration in a changing world. Wetlands ecology and management, vol.17, no.1, 71-84.

상세보기
Fitter, A. H., Fitter, R. S. R., Harris, I. T. B., Williamson, M. H.. Relationships Between First Flowering Date and Temperature in the Flora of a Locality in Central England. Functional ecology, vol.9, no.1, 55-.

상세보기
GORDO, OSCAR, SANZ, JUAN JOSÉ. Long-term temporal changes of plant phenology in the Western Mediterranean. Global change biology, vol.15, no.8, 1930-1948.

상세보기
J.Wetlands Res. 12 15 2010
Heller, N.E., Zavaleta, E.S.. Biodiversity management in the face of climate change: A review of 22 years of recommendations. Biological conservation, vol.142, no.1, 14-32.

상세보기
김혁진, 홍정기, 김상철, 오승환, 김주환. 한반도 아고산지대내 기후변화 취약식물종의 식물계절성 변화 연구 - 덕유산 정상 지역을 중심으로 -. 韓國資源植物學會誌 = Korean journal of plant resources, vol.24, no.5, 549-556.

원문보기 상세보기
Kim, Ji-Yoon, Joo, Gea-Jae, Do, Yu-No, Kim, Gu-Yeon, Yang, Byeong-Gug, Kim, Myung-Jin, Lee, Chang-Seok. Korea National Long-Term Ecological Research: provision against climate change and environmental pollution (Review). Journal of ecology and field biology, vol.34, no.1, 3-10.

원문보기 상세보기
Kozlov, Mikhail V., Berlina, Natalia G.. Decline in Length of the Summer Season on the Kola Peninsula, Russia. Climatic change, vol.54, no.4, 387-398.

상세보기
Kuzovkina, Yulia A., Quigley, Martin F.. Willows Beyond Wetlands: Uses of Salix L. Species for Environmental Projects. Water, air, and soil pollution, vol.162, no.1, 183-204.

상세보기
The Korean Journal of Ecology 24 289 2001

원문보기 상세보기
MAWDSLEY, JONATHAN R., O’MALLEY, ROBIN, OJIMA, DENNIS S.. A Review of Climate-Change Adaptation Strategies for Wildlife Management and Biodiversity Conservation. Conservation biology : the journal of the Society for Conservation Biology, vol.23, no.5, 1080-1089.

상세보기
Menzel, Annette. Phenology: Its Importance to the Global Change Community. Climatic change, vol.54, no.4, 379-385.

상세보기
Jap. J.Ecol. 37 163 1987
Niiyama, Kaoru. The role of seed dispersal and seedling traits in colonization and coexistence of Salix species in a seasonally flooded habitat. Ecological research, vol.5, no.3, 317-331.

상세보기
Post, Eric S., Pedersen, Christian, Wilmers, Christopher C., Forchhammer, Mads C.. PHENOLOGICAL SEQUENCES REVEAL AGGREGATE LIFE HISTORY RESPONSE TO CLIMATIC WARMING. Ecology, vol.89, no.2, 363-370.

상세보기
Saska, Margaret M., Kuzovkina, Yulia A.. Phenological stages of willow (Salix). Annals of applied biology, vol.156, no.3, 431-437.

상세보기
New Phytol. 149 369 2001 10.1046/j.1469-8137.2001.00057.x

상세보기
Seiwa, Kenji, Tozawa, Munetaka, Ueno, Naoto, Kimura, Megumi, Yamasaki, Miki, Maruyama, Kaoru. Roles of cottony hairs in directed seed dispersal in riparian willows. Plant ecology, vol.198, no.1, 27-35.

상세보기
Sparks, T. H., Jeffree, E. P., Jeffree, C. E.. An examination of the relationship between flowering times and temperature at the national scale using long-term phenological records from the UK. International journal of biometeorology, vol.44, no.2, 82-87.

상세보기
Winter, Thomas C.. THE VULNERABILITY OF WETLANDS TO CLIMATE CHANGE: A HYDROLOGIC LANDSCAPE PERSPECTIVE¹. Journal of the American Water Resources Association, vol.36, no.2, 305-311.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증