선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구는 우리나라의 전형적인 상록활엽수인 동백나무(Camellia japonica L.) 낙엽의 분해율 및 분해과정에 따른 영양원소의 동태를 알아보고, 상록활엽수림 생태계의 물질순환을 밝히기 위한 기초자료를 얻는데 목적을 두고 있다.
제안 방법
- (2011)의 방법에 준하여 실시하였다. 250㎖ 비커에 0.5g 의 분쇄한 식물 시료(W1)와 100㎖의 CTAB (0.5M의 5.0ℓ황산용액에 acethyltrimethyl ammonium bromide 50g을 용해) 그리고 소량의 oactan-2-ol을 가한 후 서서히 가열하였다. 이후 550℃에서 작열 후 식혀 무게가 측정된 sinter(W2) 에 여과하였다.
- 이 후 황산을 감압 흡입하여 제거하고, 뜨거운 증류수로 수 회 세척한 뒤, 최종적으로 아세톤으로 세척 후 105℃에서 2시간 동안 건조시킨 후 무게(W4)를 측정한 다음, 550℃에서 2시간 작열시킨 후 무게(W5)를 측정하였다. 각각의 측정된 무게를 이용하여 밑에 제시된 식에 의해 리그닌, 셀룰로즈의 함량을 구하였다.
- 뜨거운 증류수 15회와 아세톤으로 2회 sinter 내의 시료를 세척한 다음 105℃ 건조기에서 2시간 동안 건조하였다. 건조된 시료를 포함한 sinter의 무게(W3)을 측정하고, 이어 sinter에 72%황산을 반 정도 채우고 뭉쳐진 시료를 풀어주며 3시간 동안 두었다. 이 후 황산을 감압 흡입하여 제거하고, 뜨거운 증류수로 수 회 세척한 뒤, 최종적으로 아세톤으로 세척 후 105℃에서 2시간 동안 건조시킨 후 무게(W4)를 측정한 다음, 550℃에서 2시간 작열시킨 후 무게(W5)를 측정하였다.
- HNO3가 모두 증발되고 HClO4의 흰색 연기가 발생하면 용액을 식힌 다음 증류수와 1:1 비율로 희석한 HCl 10㎖를 첨가하고, 50㎖ volumetric flask에 옮겨 부피를 맞추었다. 그 후 No. 42 Whatman filter paper를 이용하여 여과하고 여과액 내 칼슘, 칼륨, 인, 나트륨의 농도를 ICP(inductively coupled plasma spectrometry : JY-ULTIMA-2, Horiba)로 측정하였다.
- 낙엽분해를 위하여 제작한 낙엽주머니는 mesh size가 2㎜인 나일론 소재의 그물을 사용하여 10㎝×10㎝ 크기로 제작하였으며, 실험재료를 8g씩 넣은 후, 낙엽주머니에 고유번호를 기록한 알루미늄 tag을 함께 넣은 후 실험재료가 유실되지 않도록 나일론사로 봉합하였다.
- 채집한 낙엽은 60℃의 건조기에 48시간동안 건조시켰으며, 건조된 낙엽에 대하여 두께와 면적을 측정하였다. 낙엽의 두께는 outside micrometer(M110-25, Mitutoyo)를 사용하여 측정하였고, 스캐너(perfection 1670, Epson)와 AutoCAD(2007)를 사용하여 낙엽의 면적을 측정하였다.
- 2011년 12월 실험대상지인 주도의 동서남북 각 1개소를 선정하여 4반복으로 낙엽주머니를 임상에 설치하고 고정핀을 사용하여 지면에 고정하였다. 낙엽주머니는 2012년 3월부터 2013년 12월까지 총 6회에 걸쳐 4지소로부터 회수되어 매회 4반복의 회수가 이루어지도록 하였다(Figure 1).
- 회수된 낙엽주머니는 내부에 침투한 식물체 뿌리와 흙 등의 이입물질을 제거한 후 종이 봉투에 옮겨 60℃에서 항량이 될 때까지 건조시킨 후 정량하였다. 분해중인 낙엽의 무게 잔존율은 회수 시에 남아 있는 건조 잔존량을 초기 무게에 대한 백분율(%)로 표시하였으며, 정량이 끝난 실험재료는 Wiely mill을 사용하여 0.1㎜ 이하로 분쇄하여 탄소와 질소함량의 정량과 기타 분석에 사용하였다.
- 수용성 및 알콜용해성 물질 : 낙엽 내 수용성 물질과 알콜용해성 물질의 함량 측정을 위하여 적당량의 건조낙엽을 증류수와 알콜에 3일간 침지하는 동안 6회에 걸쳐 증류수와 알콜을 교환해준 후 침지 전후의 무게 차이를 침지전의 무게에 대한 백분율로 하였다.
- 영양원소 함량의 측정 : 분쇄한 식물시료 0.2g에 nitric acid(HNO3)10㎖와 60% perchloric acid(HClO4) 3㎖를 넣고 2시간 동안 hot-plate에서 낮은 온도에서부터 차츰 온도를 높이며 가열하였다. HNO3가 모두 증발되고 HClO4의 흰색 연기가 발생하면 용액을 식힌 다음 증류수와 1:1 비율로 희석한 HCl 10㎖를 첨가하고, 50㎖ volumetric flask에 옮겨 부피를 맞추었다.
- 건조된 시료를 포함한 sinter의 무게(W3)을 측정하고, 이어 sinter에 72%황산을 반 정도 채우고 뭉쳐진 시료를 풀어주며 3시간 동안 두었다. 이 후 황산을 감압 흡입하여 제거하고, 뜨거운 증류수로 수 회 세척한 뒤, 최종적으로 아세톤으로 세척 후 105℃에서 2시간 동안 건조시킨 후 무게(W4)를 측정한 다음, 550℃에서 2시간 작열시킨 후 무게(W5)를 측정하였다. 각각의 측정된 무게를 이용하여 밑에 제시된 식에 의해 리그닌, 셀룰로즈의 함량을 구하였다.
- 질소함량의 측정 : 낙엽 내 총 질소 함량 측정은 분쇄한 건조식물 시료 0.5g을 250㎖ digestion tube에 담은 후 분해촉진제 Kjeltab tablet(1527 0003, FOSS) 2개와 황산 10㎖을 첨가한 다음 시료가 젖도록 가볍게 흔들어 준 다음, Kjeldahl 분해장치(TecatorTM digestion system, FOSS)를 이용하여 400℃에서 1시간 20분 동안 가열하였다. 시간의 경과 후 흰 연기가 나고 분해액의 색이 투명해지면 15분 동안 실온에서 식힌 후 증류장치(KjltecTM 8100 distillation unit, FOSS)를 이용하여 2% boric acid 용액에 증류된 질소를 포집 한 다음 0.
- 채집한 낙엽은 60℃의 건조기에 48시간동안 건조시켰으며, 건조된 낙엽에 대하여 두께와 면적을 측정하였다. 낙엽의 두께는 outside micrometer(M110-25, Mitutoyo)를 사용하여 측정하였고, 스캐너(perfection 1670, Epson)와 AutoCAD(2007)를 사용하여 낙엽의 면적을 측정하였다.
- 탄소함량의 측정 : 낙엽의 탄소 함량은 분쇄된 건조 시료 1mg을 칭량하여 Elemental analyzer(EA 1112, Thermo)를 사용하여 측정하였다.
대상 데이터
- 2011년 12월 실험대상지인 주도의 동서남북 각 1개소를 선정하여 4반복으로 낙엽주머니를 임상에 설치하고 고정핀을 사용하여 지면에 고정하였다. 낙엽주머니는 2012년 3월부터 2013년 12월까지 총 6회에 걸쳐 4지소로부터 회수되어 매회 4반복의 회수가 이루어지도록 하였다(Figure 1).
- 실험에 사용된 낙엽은 완도수목원 내의 상록활엽수림에서 갓 떨어진 신선한 낙엽을 2011년 12월 채집하였다.
- 실험이 행해진 주도는 완도항에서 동쪽으로 약 300m(동경 126° 46′, 북위 34° 17′) 떨어져 있는 면적 약 1.75ha, 해발 약 35m의 둥글고 작은 섬이며, 섬 전체가 상록수림으로 빽빽하게 들어차 있다.
이론/모형
- 리그닌과 셀룰로즈 함량 : 리그닌과 셀룰로즈의 함량은 Rowland and Roberts(1994)와 Lim et al.(2011)의 방법에 준하여 실시하였다. 250㎖ 비커에 0.
성능/효과
- 2년간의 현지 실험을 통하여 동백나무 낙엽의 분해상수는 0.426yr-1으로 나타났으며, 반감기는 1.62년, 99% 분해에 걸리는 시간은 11.72년으로 나타났다(Table 2). 한반도 대표 수종인 신갈나무의 경우 약 0.
- SLA는 낙엽분해에 큰 영향을 주는데 Huang(2007)이 중국 동부의 상록활엽수림에서 수종별 조사에서 73~141의 범위에 있는 것으로 비교해 보면 동백나무 낙엽은 두꺼운 재질의 낙엽이라고 판단할 수 있다. 동백나무 낙엽의 수용성물질 함량은 3.5%, 셀룰로즈와 리그닌의 함량은 각각 20.3, 16.6%로서 비교적 높은 편이었다. 질소의 함량은 0.
- 본 실험에서 질소의 잔존량이 급격히 증가한 기간은 2012년 6월에서 9월 사이로 강우량이 집중되고 미생물을 비롯한 미소동물의 활동이 활발한 여름철에 질소의 잔존량(%)이 급격히 증가한 것으로 생각된다. 본 실험에서 분해되는 동백나무 낙엽에서의 질소와 인의 농도는 731일 경과 후 초기 함량에 비해 각각 277.6%와 268.1%로 그 값이 크게 증가하였다. 인의 경우에도 분해가 진행됨에 따라 함량이 크게 증가하여 초기 함량에 대해 최고 164.
- , 1978) 등에 기인하며 외부로부터 미생물체로 도입되는 것(Xu and Hirata, 2005)으로 알려져있다. 본 실험에서 질소의 잔존량이 급격히 증가한 기간은 2012년 6월에서 9월 사이로 강우량이 집중되고 미생물을 비롯한 미소동물의 활동이 활발한 여름철에 질소의 잔존량(%)이 급격히 증가한 것으로 생각된다. 본 실험에서 분해되는 동백나무 낙엽에서의 질소와 인의 농도는 731일 경과 후 초기 함량에 비해 각각 277.
- , 1973; Brinson, 1977; Fahey, 1983). 본 실험에서는 실험이 종료되는 731일 후에도 낙엽의 초기 함량의 115.8%의 잔존율을 나타내었다. Xu and Hirata(2005)는 높은 C/N 비와 낮은 질소함량일 때 분해 중에 질소의 농도가 높게 올라갔다고 보고했으며, 질소와 인의 낙엽 분해 중 동태는 낙엽종에 따라 다양하여 질소와 인의 부동화가 큰 것은 160%, 낮은 것은 7.
- 52%로 다른 낙엽에 비해 낮아 초기의 분해가 다소 느리게 진행된 것으로 판단된다. 본 실험의 경우에도 강수가 집중되는 일차 년과 이차 년의 여름동안에 낙엽분해가 실험기간 동안 가장 활발한 것으로 나타났다.
- 동백나무 낙엽의 주도의 현지 임상에서의 분해에 따른 무게 감소는 Figure 2와 같다. 초기 90일간의 겨울철 기간에는 94.02%의 잔존율을 나타냈으며, 분해 첫해의 봄 기간을 지난 후인 182일까지 90.34%로 다소 느린 초기 분해 양상을 나타내었지만, 이후 분해 속도가 증가하여 분해 첫해의 여름을 넘긴 274일 후의(9월까지) 잔존율은 74.48%에 달하였다. 또한 2차년에도 여름과 가을을 거치면서 약 22%의 중량감소를 나타내었다.
- 또한 2차년에도 여름과 가을을 거치면서 약 22%의 중량감소를 나타내었다. 총 731일간의 분해기간 동안 42.6%의 잔존율을 나타내었다. 낙엽의 분해는 기후 조건, 즉 계절적 특성과 임상의 미기후와 같은 물리적 환경과 낙엽의 화학적 조성에 영향을 많이 받는다(Heal et al.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.