하천 생태 기능 증대 등 하천복원을 위한 식생 조성 시 내침수성이 강한 식물을 도입해야 하며 이를 위해 침수기간에 따른 하천식물의 생육특성 연구가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 버드나무속 식물을 대상으로 식물키, 엽수, 녹색정도, 건중량 등을 측정하여 내침수성 및 침수기간에 따른 성장률을 분석하였으며 탁수에 의한 침수실험 결과와 비교하였다. 실험 결과 갯버들, 버드나무, 왕버들 중 내침수성이 가장 강한 식물은 버드나무이며 정수 상태의 침수는 고탁수 침수보다 고사 가능성이 매우 낮았다. 또한 버드나무속 식물은 20일 이하의 침수 시 비침수 조건보다 식물의 생장에 도움을 주는 것으로 나타났다.
하천 생태 기능 증대 등 하천복원을 위한 식생 조성 시 내침수성이 강한 식물을 도입해야 하며 이를 위해 침수기간에 따른 하천식물의 생육특성 연구가 반드시 필요하다. 따라서 본 연구에서는 버드나무속 식물을 대상으로 식물키, 엽수, 녹색정도, 건중량 등을 측정하여 내침수성 및 침수기간에 따른 성장률을 분석하였으며 탁수에 의한 침수실험 결과와 비교하였다. 실험 결과 갯버들, 버드나무, 왕버들 중 내침수성이 가장 강한 식물은 버드나무이며 정수 상태의 침수는 고탁수 침수보다 고사 가능성이 매우 낮았다. 또한 버드나무속 식물은 20일 이하의 침수 시 비침수 조건보다 식물의 생장에 도움을 주는 것으로 나타났다.
The vegetation composition for river restoration requires the introduction of plants which have strong flooding tolerance. A study of the growth characteristics of river plants according to the period of flooding is essential. Accordingly, this study measured shoots, leaf number, leaf greenness, dry...
The vegetation composition for river restoration requires the introduction of plants which have strong flooding tolerance. A study of the growth characteristics of river plants according to the period of flooding is essential. Accordingly, this study measured shoots, leaf number, leaf greenness, dry weight of the plants of Salix species, analyzed their growth rate according to flooding tolerance and the period of flooding, and contrasted the results with those of a flooding experiment in turbid water. The results of this experiment showed that Koreensis is the plant which has the strongest flooding tolerance and flooding in fresh water leads to a much lower risk of the plants being withered than in high turbid water. In addition, the results showed that the condition of the period of flooding of twenty days and under contributes to more growth and development of the plants of Salix species than the condition of non-flooding.
The vegetation composition for river restoration requires the introduction of plants which have strong flooding tolerance. A study of the growth characteristics of river plants according to the period of flooding is essential. Accordingly, this study measured shoots, leaf number, leaf greenness, dry weight of the plants of Salix species, analyzed their growth rate according to flooding tolerance and the period of flooding, and contrasted the results with those of a flooding experiment in turbid water. The results of this experiment showed that Koreensis is the plant which has the strongest flooding tolerance and flooding in fresh water leads to a much lower risk of the plants being withered than in high turbid water. In addition, the results showed that the condition of the period of flooding of twenty days and under contributes to more growth and development of the plants of Salix species than the condition of non-flooding.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 낙동강 대표 하천식물인 버드나무 속(Salix) 식물 3종류를 대상으로 침수 실험을 실시하여 각 식물의 내 침수성 및 침수기간에 따른 성장률을 비교하였다. 실험은 비침수 상태(control group)와 정수(fresh water)에 의해 장기간 완전 침수된 상태(waterlogging group)의 하천식물성장률을 비교하여 낙동강 수변구역 및 댐호, 호소, 하천사면 등에 적용 가능한 식물을 선정하였으며 향후 하천 복원 및 하안사면 식 생 선정을 위한 기초자료를 제공하였다.
버드나무 속 식물에 대한 장기 침수 조건을 재현하고 내 침수성을 분석하기 위해 본 연구에서는 식물 침수용 실험 수조를 제작하였다. 수조의 크기는 실험 개체를 고려하여 1 m×1 m×1 m로 제작하였으며 배수를 용이하게 하기 위해 배수밸브도 같이 제작하였다.
하천식물인 버드나무 속 식물의 내침수 성 분석은 하천 복원을 위한 하안식 생 선정 시 반드시 필요한 연구이다. 본 연구에서는 버드나무 속 식물인 갯버들, 왕버들, 버드나무의 내 침수성을 비교하여 하천 복원을 위한 수목 조성에 필요한 자료를 제시하였다. 실험 및 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
따라서 본 연구에서는 낙동강 대표 하천식물인 버드나무 속(Salix) 식물 3종류를 대상으로 침수 실험을 실시하여 각 식물의 내 침수성 및 침수기간에 따른 성장률을 비교하였다. 실험은 비침수 상태(control group)와 정수(fresh water)에 의해 장기간 완전 침수된 상태(waterlogging group)의 하천식물성장률을 비교하여 낙동강 수변구역 및 댐호, 호소, 하천사면 등에 적용 가능한 식물을 선정하였으며 향후 하천 복원 및 하안사면 식 생 선정을 위한 기초자료를 제공하였다.
제안 방법
또한 본 연구에서는 고탁수에 의한 침수 실험 결과인 Kim et al.(2013b)의 연구결과(침수기간 :30일)와 비교를 통해 정수와 탁수에 의한 30일 침수시 엽수 결과를 각각 비교하였다(Table 2).비교·분석 결과 정수 침수시 갯버들, 왕버들, 버드나무의 엽수는 초기 대비 각각 100 %, 102 %, 123 %를 보였으며 탁수 침수 시 갯버들과 왕버들의 엽수는 초기 대비 0 %였으며 버드나무는 16.
1) 버드나무 속 식물의 내 침수성을 분석하기 위해 침수 실험을 실시하였으며 각 침수 기간이 지난 후 식물키, 엽수, 녹색 정도, 건중량을 측정하여 각 식물의 성장률을 비교하였다. 실험 결과 식물키, 엽수, 건중량은 침수가 장기간 지속되면 영향을 받지만 식물잎의 녹색 정도에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.
간이엽록소계는 적색구간과 적외선에 가까운 부분의 흡광도를 측정해 엽록 소양을 간접적으로 측정하는 기계로 SPAD값을 근거로 질소 영양상태를 파악할 수 있다. 건중량은 침수 실험을 마친 실험구들을 수거하여 흙을 제거한 후 건조기(80℃)를 이용하여 72시간 건조한 후 무게를 측정하였다. Table 1은 비침수 대 조군과 침수상태의 실험군에 대한 그룹별 침수 및 회복기간을 나타내는 실험조건이며 각 그룹은 측정의 정확성을 높이기 위해 5개체의 평균값을 이용하였다.
내 침수성을 분석하기 위해 30일 침수 후 각 식물의 생존율(survival rate)을 분석하였다. 생존율은 각 개체의 새잎 발생 정도를 관찰하여 고사 여부를 판단하였다.
내 침수성을 분석하기 위해 30일 침수 후 각 식물의 생존율(survival rate)을 분석하였다. 생존율은 각 개체의 새잎 발생 정도를 관찰하여 고사 여부를 판단하였다. 새잎의 발생 정도에 대한 관찰 결과 모든 식물은 최대 30일 침수가 진행되어도 모든 개체가 생존하는 것으로 나타났다.
식생실험 침수기간은 각 그룹별 최대 60일이며 정수에 의한 침수 및 회복기간에 따라 구분을 하였다. 비침 수 개체군의 경우 각 식물별 비침수 기간에 따라 C-1 group, C-2 group, C-3 group으로 나누었으며 주 3회 하루 2시간씩 충분히 관수하였다.
버드나무 속 식물은 일반적으로 하천환경에 대한 적응력이 높아 낙동강 하천의 가장 대표적인 수목으로 하안식생의 천이 가 진행되는 과정에서 별다른 교란이 없을 경우 우점된다. 실험 개체는 2년생가지를 30 cm 크기로 절단 후 1개 체씩 동일포트(지름 0.2 m, 높이 0.25 m)에 이식하였으며 충분한 관수 및 5개월 동안 정착기간을 가진 후 실험을 실시하였다.
식물키는 지상부(shoot)의 길이를 측정하였으며 엽수는 육안으로 식별이 가능한 잎을 측정하였다. 잎의 녹색 정도는 엽록 소 양을 비파괴로 측정이 가능한 간이 엽록소계(Minolta SPAD-502Plus)를 사용하여 대표성을 나타내는 잎 3개에 대하여 3회 반복 측정하였다. 간이엽록소계는 적색구간과 적외선에 가까운 부분의 흡광도를 측정해 엽록 소양을 간접적으로 측정하는 기계로 SPAD값을 근거로 질소 영양상태를 파악할 수 있다.
비침 수 개체군의 경우 각 식물별 비침수 기간에 따라 C-1 group, C-2 group, C-3 group으로 나누었으며 주 3회 하루 2시간씩 충분히 관수하였다. 정수에 의한 완전 침수 개체군은 침수기간에 따라 F-1 group, F-2 group, F-3 group으로 나누어 생육 특성을 비교하였으며 생육 특성 분석을 위한 측정항목은 식물키(length of shoot), 엽수(leaf number), 녹색정도(leaf greenness), 건중량(dry weight), 생존율(survival rate)을 대상으로 하였다. 식물키는 지상부(shoot)의 길이를 측정하였으며 엽수는 육안으로 식별이 가능한 잎을 측정하였다.
대상 데이터
실험 대상 식물은 낙동강에 많이 서식하고 있는 버드나무 속 식물로 갯버들(Salix gracilistyla), 버드나무(Salix koreensis), 왕버들(Salix glandulosa)을 대상으로 하였다. 버드나무 속 식물은 일반적으로 하천환경에 대한 적응력이 높아 낙동강 하천의 가장 대표적인 수목으로 하안식생의 천이 가 진행되는 과정에서 별다른 교란이 없을 경우 우점된다.
데이터처리
건중량은 침수 실험을 마친 실험구들을 수거하여 흙을 제거한 후 건조기(80℃)를 이용하여 72시간 건조한 후 무게를 측정하였다. Table 1은 비침수 대 조군과 침수상태의 실험군에 대한 그룹별 침수 및 회복기간을 나타내는 실험조건이며 각 그룹은 측정의 정확성을 높이기 위해 5개체의 평균값을 이용하였다.
성능/효과
2) 식물키 및 엽수에 대한 분석 결과 실험식물 중 내 침수성이 가장 강한 식물은 버드나무이며 탁수 침수 환경에서 30일 침수시에도 엽수가 관찰되었다. 따라서 버드나무와 같이 내 침수성이 강한 하천 수목은 향후 하천 복원 수목으로 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 판단되며 향후 다양한 식생을 대상으로 한 연구범위의 확대가 필요하며 하천 고유의 침수환경을 재현하고 하천식물의 침수기간을 고려한 식물 조성이 요구된다.
특히 왕버들은 10일간 회복이 진행되면 대조군보다 성장률이 높아졌지만 회복이 지속되면서 대조군과 비슷한 성장률을 보였다. 20일 침수가 지속되면 모든 식물에서 엽수의 성장률은 낮았지만 버드나무의 경우 10일 의 회복기간이 지나면 초기 상태 대비 395 %(대조군 : 171 %), 20일이 지나면 초기 상태 대비 411 %(대조군 : 173 %)의 성장률을 보였다. 왕버들 역시 20일 침수 후 회복이 시작되면 성장률이 급격히 높아졌지만 갯버들은 20일 침수 후 30일 동안 회복이 진행되어도 대조군보다 성장률이 낮게 나타났다(Fig.
3(b)). 30일 침수 후 왕버들은 30일 회복시간이 지나도 대조군과 성장률 차이가 있지만 갯버들과 버드나무의 성장률에 대한 차이는 거의 없는 것으로 측정되었다 (Fig. 3(c)).
키에 대한 종합분석 결과 갯버들은 10일 침수 후 회복이 진행되면 비침수그룹과 비슷한 성장률을 보이지만 다른 식물들은 성장률이 낮았다. 또한 20일 이상 침수가 진행되면 모든 식물에서 비침수그룹의 성장률보다 낮았으며 침수가 지속될수록 성장률 차이는 증가하는 것으로 나타났다.
실험 결과 식물키, 엽수, 건중량은 침수가 장기간 지속되면 영향을 받지만 식물잎의 녹색 정도에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 버드나무속 식물 3종은 모두 침수환경에서 30일 침수가 진행되어도 고사되지 않았으며 식물키, 엽수 및 건중량에 대한 종합적인 검토 결과 버드나무 속 식물은 내 침수성이 강하며 20일 이하의 침수는 비침 수 조건보다 식물의 생장에 도움을 주는 것으로 나타났다.
엽수에 대한 종합분석 결과 버드나무와 왕버들에 대한 30일 이하의 침수는 비침수의 대 조군에 비해 엽수의 급격한 증가를 가져 오는 것으로 나타났지만 갯버들은 20일 이상의 침수가 지속되면 전반적으로 회복시간이 지나도 대조군보다 성장률이 낮았다. 또한 비침수 대조군 중왕버들의 엽수 측정 결과 주 3회관수는 왕버들의 엽수 성장에 부족한 것으로 나타났으며 이는 충분한 관수가 엽수성장에 영향을 미치는 것을 의미한다.
식물키에 대한 분석 결과 10일 침수 후 모든 식물은 비침수의 대조군과 비교시 성장률이 낮지만 갯버들의 경우 20일 이상의 회복기간이 지나면 대조군과 같은 성장률(초기 대비 131 %)을 보였다. 버드나무와 왕버들은 10일 침수 후 회복시간을 가지면 초기 상태 대비 성장률은 증가했지만 대조군과 성장률 차이는 있는 것으로 나타났다(Fig. 1(a)).
비교·분석 결과 정수 침수 시 갯버들, 왕버들, 버드나무의 엽수는 초기 대비 각각 100 %, 102 %, 123 %를 보였으며 탁수 침수 시 갯버들과 왕버들의 엽수는 초기대비 0 %였으며 버드나무는 16.4 %로 나타났다.
생존율은 각 개체의 새잎 발생 정도를 관찰하여 고사 여부를 판단하였다. 새잎의 발생 정도에 대한 관찰 결과 모든 식물은 최대 30일 침수가 진행되어도 모든 개체가 생존하는 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서는 고탁수에 의한 침수 실험 결과인 Kim et al.
식물 엽수의 경우 10일 침수가 발생하면 식물별로 차이는 있지만 대조군과 비교시 성장률이 모두 감소했으며 버드나무의 경우 10일간 회복이 진행되면 엽수가 큰 폭으로 증가하여 대조군보다 높은 값을 보였다 (Fig. 2(a)).
식물키에 대한 분석 결과 10일 침수 후 모든 식물은 비침수의 대조군과 비교시 성장률이 낮지만 갯버들의 경우 20일 이상의 회복기간이 지나면 대조군과 같은 성장률(초기 대비 131 %)을 보였다. 버드나무와 왕버들은 10일 침수 후 회복시간을 가지면 초기 상태 대비 성장률은 증가했지만 대조군과 성장률 차이는 있는 것으로 나타났다(Fig.
1) 버드나무 속 식물의 내 침수성을 분석하기 위해 침수 실험을 실시하였으며 각 침수 기간이 지난 후 식물키, 엽수, 녹색 정도, 건중량을 측정하여 각 식물의 성장률을 비교하였다. 실험 결과 식물키, 엽수, 건중량은 침수가 장기간 지속되면 영향을 받지만 식물잎의 녹색 정도에는 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 버드나무속 식물 3종은 모두 침수환경에서 30일 침수가 진행되어도 고사되지 않았으며 식물키, 엽수 및 건중량에 대한 종합적인 검토 결과 버드나무 속 식물은 내 침수성이 강하며 20일 이하의 침수는 비침 수 조건보다 식물의 생장에 도움을 주는 것으로 나타났다.
2(c)).엽수에 대한 종합분석 결과 버드나무와 왕버들에 대한 30일 이하의 침수는 비침수의 대 조군에 비해 엽수의 급격한 증가를 가져 오는 것으로 나타났지만 갯버들은 20일 이상의 침수가 지속되면 전반적으로 회복시간이 지나도 대조군보다 성장률이 낮았다. 또한 비침수 대조군 중왕버들의 엽수 측정 결과 주 3회관수는 왕버들의 엽수 성장에 부족한 것으로 나타났으며 이는 충분한 관수가 엽수성장에 영향을 미치는 것을 의미한다.
4(a)).왕버들은 침수 20일(W-20)까지 대조군보다 높은 건 중량의 증가가 있었으며 침수 30일(W-30)이 지나면 건중량이 감소하지만 대조군보다 높은 값을 보였으며 침수 60일(W-60)이 지나면 대조군과 건중량의 차이가 크게 나타났다(Fig. 4(b)).
3(c)). 침수에 대한 잎의 녹색 정도 변화에 대한 종합분석 결과 30일 이하의 침수는 식물별로 미세한 차이는 있지만 실험 오차를 고려하면 식물잎의 녹색 정도에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 개엽의 특정 부위 녹색 정도가 식물의 생육량을 추정하는 데에는 이용할 수 없으며 단지 질소영향 결핍의 지표로만 이용되어야 한다는 기존 연구사례와도 일치하는 것을 보여준다(Piekielek et al.
1(c)).키에 대한 종합분석 결과 갯버들은 10일 침수 후 회복이 진행되면 비침수그룹과 비슷한 성장률을 보이지만 다른 식물들은 성장률이 낮았다. 또한 20일 이상 침수가 진행되면 모든 식물에서 비침수그룹의 성장률보다 낮았으며 침수가 지속될수록 성장률 차이는 증가하는 것으로 나타났다.
후속연구
2) 식물키 및 엽수에 대한 분석 결과 실험식물 중 내 침수성이 가장 강한 식물은 버드나무이며 탁수 침수 환경에서 30일 침수시에도 엽수가 관찰되었다. 따라서 버드나무와 같이 내 침수성이 강한 하천 수목은 향후 하천 복원 수목으로 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 판단되며 향후 다양한 식생을 대상으로 한 연구범위의 확대가 필요하며 하천 고유의 침수환경을 재현하고 하천식물의 침수기간을 고려한 식물 조성이 요구된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
기후변화는 식생 생존에 어떻게 영향을 주는가?
기후변화는 댐호, 호소, 하천 사면 등에 침수 및 건조의 반복을 가져오고 이로 인한 침식은 식생 생존에 큰 영향을 줄 수 있다. 또한 수변공간에 대한 선호도가 급증하고 있어서 수자원 확보 뿐만 아니라 관광자원으로도 식생 생존은 중요한 가치를 가진다.
하천복원을 위한 식생대를 조성하기 위해서 식물 고유의 침수정도를 검토하고 하안 사면을 안정화시키며 내침수성이 강한 식물을 도입해야하는 이유는?
, 2012). 최근 하천의 수질개선 및 생태적 복원에 대한 관심이 증가하고 있으며 하천식생과 생물 서식 등의 복합적 기능이 요구되고 있다. 그러나 노출된 사면에서는 다양한 형태의 붕괴 및 탁수유발 등을 발생시키며 수위상승으로 인한 하안 내 하천식물의 침수는 식물 성장을 억제할 수 있다(Kang et al., 2007; Liao and Lin, 1994).
낙동강에 많이 서식하고 있는 버드나무속 식물은?
실험대상 식물은 낙동강에 많이 서식하고 있는 버드나무속 식물로 갯버들(Salix gracilistyla), 버드나무(Salix koreensis), 왕버들(Salix glandulosa)을 대상으로 하였다. 버드나무속 식물은 일반적으로 하천환경에 대한 적응력이 높아 낙동강 하천의 가장 대표적인 수목으로 하안식생의 천이가 진행되는 과정에서 별다른 교란이 없을 경우 우점된다.
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