광, 수분, 토성 그리고 유기물 처리에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응과 생태적 지위 Growth Response and Ecological Niche of Quercus Dentata Thunb. Sapling under the Light, Moisture Content, Soil Texture and Nutrient Treatment원문보기
본 연구는 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응 분석과 생태적 지위폭을 측정하였다. 환경요인은 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량이고 각각 4구배로 처리하였다. 광량이 많을수록 잎 무게, 지상부 무게, 지하부 무게 그리고 식물체 무게가 증가하였다. 수분함량처리구와 토성처리구에서 생육 반응은 차이가 없었다. 유기물 함량이 많을수록 지상부 무게가 증가하였지만, 나머지 형질의 생육 반응의 차이는 없었다. 생태적 지위폭은 광요인에서 0.865, 수분요인에서 0.995, 토성요인에서 0.994 그리고 유기물 함량 요인에서 0.988이었다. 생태학적 지위폭은 수분함량 처리구에서 가장 넓었고 광처리구에서 가장 좁았다. 이는 떡갈나무의 생육 반응이 광량의 양이 많을수록 생육이 좋고, 광에 민감함을 의미한다. 따라서 생육 반응과 생태적 지위폭을 결정짓는 것은 광 요인이다.
본 연구는 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응 분석과 생태적 지위폭을 측정하였다. 환경요인은 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량이고 각각 4구배로 처리하였다. 광량이 많을수록 잎 무게, 지상부 무게, 지하부 무게 그리고 식물체 무게가 증가하였다. 수분함량처리구와 토성처리구에서 생육 반응은 차이가 없었다. 유기물 함량이 많을수록 지상부 무게가 증가하였지만, 나머지 형질의 생육 반응의 차이는 없었다. 생태적 지위폭은 광요인에서 0.865, 수분요인에서 0.995, 토성요인에서 0.994 그리고 유기물 함량 요인에서 0.988이었다. 생태학적 지위폭은 수분함량 처리구에서 가장 넓었고 광처리구에서 가장 좁았다. 이는 떡갈나무의 생육 반응이 광량의 양이 많을수록 생육이 좋고, 광에 민감함을 의미한다. 따라서 생육 반응과 생태적 지위폭을 결정짓는 것은 광 요인이다.
This study is to analyze the growth response of the Quercus dentata seedlings to four environmental factors and measure the ecological niche breadth. Environmental factors were light, moisture content, soil texture, and organic matter, treated with four gradients. The more quantity light increased, ...
This study is to analyze the growth response of the Quercus dentata seedlings to four environmental factors and measure the ecological niche breadth. Environmental factors were light, moisture content, soil texture, and organic matter, treated with four gradients. The more quantity light increased, the heavier the leaves biomass, aboveground biomass, belowground biomass and plant biomass was. In treatment of water content and soil texture, growth response was no difference. The more organic matter increased, the heavier aboveground biomass was, but the remaining trait of plant was no difference. The ecological niche breadth was 0.865 in light, 0.995 in moisture content, 0.994 in soil texture and 0.988 in nutrient. Ecological niche breadth was the widest in the moisture content treatment and the narrowest in the light treatment. This means that the growth of Q. dentata seedlings grows well as the amount of light increases, and is sensitive to light, Thus, it is determined a growth and ecological niche breadth by light factors.
This study is to analyze the growth response of the Quercus dentata seedlings to four environmental factors and measure the ecological niche breadth. Environmental factors were light, moisture content, soil texture, and organic matter, treated with four gradients. The more quantity light increased, the heavier the leaves biomass, aboveground biomass, belowground biomass and plant biomass was. In treatment of water content and soil texture, growth response was no difference. The more organic matter increased, the heavier aboveground biomass was, but the remaining trait of plant was no difference. The ecological niche breadth was 0.865 in light, 0.995 in moisture content, 0.994 in soil texture and 0.988 in nutrient. Ecological niche breadth was the widest in the moisture content treatment and the narrowest in the light treatment. This means that the growth of Q. dentata seedlings grows well as the amount of light increases, and is sensitive to light, Thus, it is determined a growth and ecological niche breadth by light factors.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 연구에서는 떡갈나무의 유식물을 대상으로 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량 처리를 다르게 하여 생육 반응의 차이를 보고자 하였다. 그리고 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생태적 지위폭을 측정하여 환경요인 간 생육 반응의 차이를 파악하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 떡갈나무의 유식물을 대상으로 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량 처리를 다르게 하여 생육 반응의 차이를 보고자 하였다. 그리고 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생태적 지위폭을 측정하여 환경요인 간 생육 반응의 차이를 파악하고자 하였다.
제안 방법
광 처리는 전일광(787.75±77.76 μmol m-2 s-1)을 기준으로 차광막의 두께를 조절하여 높은 조건(100%, L4), 약간 높은 조건(70%, L3), 약간 낮은 조건(30%, L2) 그리고 낮은 조건(10%, L1)으로 하였다.
5 cm인 화분당 4개체씩 파종하고 각 구배당 화분 6개씩 배치하였다. 발아한 유식물은 2017년 3월부터 10월까지 환경요인을 동시에 처리한 후 재배하였고, 10월 말에 유식물을 수확하여 65℃의 건조기에서 48시간 건조시킨 후 생육 반응을 측정하였다. 측정 항목은 개체당 전체 잎 무게(leaves biomass, g), 줄기(shoot)와 잎(leaf)이 달려있는 지상부 무게(aboveground biomass, g), 주근(taproot)과 뿌리털(root hair)이 달려있는 지하부 무게(belowground biomass, g) 그리고 지상부와 지하부가 다 달려있는 식물체 무게(plant biomass, g)이었다(Fig.
본 연구는 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응 분석과 생태적 지위폭을 측정하였다. 환경요인은 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량이고 각각 4구배로 처리하였다.
광량 측정은 광합성측정기(Lci Ultra Compact Photosynthesis System, ADC, 2005)를 사용하였다. 수분 처리는 화분의 포장용수량이 700 mL를 기준으로 하여, 높은 조건(700 mL, M4), 약간 높은 조건(500 mL, M3), 약간 낮은 조건(300 mL, M2) 그리고 낮은 조건(100 mL, M1)으로 처리하였다. 수분공급은 주로 4~5일 간격으로, 증발량이 빠른 여름철에는 2~3일 간격으로 한 번 공급하였다.
(2010)을 참고하여 각각 4구배로 처리하였다. 실내에서 통제된 조건에서 광, 수분, 토성, 유기물 구배를 각각 처리하였다. 광 처리는 전일광(787.
토성 처리는 동일한 입자 크기의 모래 (100%)를 기준으로, 통기성과 보수성이 높고 모래와 입자가 유사한 무기질 상토인 버미큘라이트(vermiculite)를 배합함으로써 높은 조건(75%, S4), 약간 높은 조건(50%, S3), 약간 낮은 조건(25%, S2) 그리고 버미큘라이트를 처리하지 않은 비처리 조건(0%, S1)으로 처리하였다. 유기물 처리는 우리나라의 일반적인 산림토양의 유기물 함량 약 5%를 기준으로(Lee et al., 2010) 동일한 입자 크기의 모래(100%)에 유기질비료(㈜효성오엔비)를 섞음으로써 높은 조건 (15%, N4), 약간 높은 조건(10%, N3), 낮은 조건(5%, N2) 그리고 유기물을 처리하지 않은 비처리 조건(0%, N1)으로 하였다.
1). 지상부와 지하부의 구분은 떡잎(cotyledon)이 남아있거나, 엽흔을 기준으로 하였고, 각 기관들의 무게는 전자저울(UX400H, SHIMADZU, Japan)을 이용하여 소수점 첫째 자리까지 측정하였다.
발아한 유식물은 2017년 3월부터 10월까지 환경요인을 동시에 처리한 후 재배하였고, 10월 말에 유식물을 수확하여 65℃의 건조기에서 48시간 건조시킨 후 생육 반응을 측정하였다. 측정 항목은 개체당 전체 잎 무게(leaves biomass, g), 줄기(shoot)와 잎(leaf)이 달려있는 지상부 무게(aboveground biomass, g), 주근(taproot)과 뿌리털(root hair)이 달려있는 지하부 무게(belowground biomass, g) 그리고 지상부와 지하부가 다 달려있는 식물체 무게(plant biomass, g)이었다(Fig. 1). 지상부와 지하부의 구분은 떡잎(cotyledon)이 남아있거나, 엽흔을 기준으로 하였고, 각 기관들의 무게는 전자저울(UX400H, SHIMADZU, Japan)을 이용하여 소수점 첫째 자리까지 측정하였다.
수분공급은 주로 4~5일 간격으로, 증발량이 빠른 여름철에는 2~3일 간격으로 한 번 공급하였다. 토성 처리는 동일한 입자 크기의 모래 (100%)를 기준으로, 통기성과 보수성이 높고 모래와 입자가 유사한 무기질 상토인 버미큘라이트(vermiculite)를 배합함으로써 높은 조건(75%, S4), 약간 높은 조건(50%, S3), 약간 낮은 조건(25%, S2) 그리고 버미큘라이트를 처리하지 않은 비처리 조건(0%, S1)으로 처리하였다. 유기물 처리는 우리나라의 일반적인 산림토양의 유기물 함량 약 5%를 기준으로(Lee et al.
본 연구는 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응 분석과 생태적 지위폭을 측정하였다. 환경요인은 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량이고 각각 4구배로 처리하였다. 광량이 많을수록 잎 무게, 지상부 무게, 지하부 무게 그리고 식물체 무게가 증가하였다.
대상 데이터
2017년 3월에 크기가 유사한 종자(2.82±0.72 g)들을 선별한 후 지름 24.0 cm 높이 23.5 cm인 화분당 4개체씩 파종하고 각 구배당 화분 6개씩 배치하였다.
유식물은 환경에 대해 민감하기 때문에 생태적 반응을 연구하기에 적합하다(Burton and Bzzaz, 1991). 따라서 본 연구는 발아시킨 유식물을 재료로 사용하였고, 떡갈나무의 종자는 2016년 10월에 충남 괴산군 조령산 남측의 능선과 사면부의 하나의 떡갈나무 모개체로부터 채집한 후 4℃에서 냉장 저장하였다. 2017년 3월에 크기가 유사한 종자(2.
환경요인은 식물의 생육과 분포 패턴에 영향을 미치는 것 중에서 광, 수분, 토성 그리고 유기물을 선정하였다. 환경구배 처리는 본 연구와 동일한 대상으로 환경요인에 따른 생육 반응을 분석한 Lee et al.
데이터처리
각 환경구배별 생물량(biomass) 차이를 조사하기 위해 Kolmogorov-smirnov test를 이용하여 정규 분포 여부를 확인하였고, 정규 분포를 나타내지 않아(p<0.05) 비모수 통계 분석(nonparametric analysis)을 사용하였다.
76 μmol m-2 s-1)을 기준으로 차광막의 두께를 조절하여 높은 조건(100%, L4), 약간 높은 조건(70%, L3), 약간 낮은 조건(30%, L2) 그리고 낮은 조건(10%, L1)으로 하였다. 광량 측정은 광합성측정기(Lci Ultra Compact Photosynthesis System, ADC, 2005)를 사용하였다. 수분 처리는 화분의 포장용수량이 700 mL를 기준으로 하여, 높은 조건(700 mL, M4), 약간 높은 조건(500 mL, M3), 약간 낮은 조건(300 mL, M2) 그리고 낮은 조건(100 mL, M1)으로 처리하였다.
본 연구에서는 4가지 환경요인인 광, 수분, 토성 그리고 유기물 구배 처리에서 생육한 떡갈나무 유식물의 생태적 지위폭(ecological niche breadth)을 밝히기 위해 각 환경 구배별 각 형질의 평균치를 Levins(1968)의 공식에 적용하여 생태적 지위폭을 계산하였다. 그리고 한 종의 생태적 지위폭의 해석은 반드시 종 간 비교를 통해 좁고 넓음의 차이를 알 수 있다(Pianka, 1994).
환경요인은 식물의 생육과 분포 패턴에 영향을 미치는 것 중에서 광, 수분, 토성 그리고 유기물을 선정하였다. 환경구배 처리는 본 연구와 동일한 대상으로 환경요인에 따른 생육 반응을 분석한 Lee et al. (2010)을 참고하여 각각 4구배로 처리하였다. 실내에서 통제된 조건에서 광, 수분, 토성, 유기물 구배를 각각 처리하였다.
성능/효과
988이었다. 생태학적 지위폭은 수분함량 처리구에서 가장 넓었고 광처리구에서 가장 좁았다. 이는 떡갈나무의 생육 반응이 광량의 양이 많을수록 생육이 좋고, 광에 민감함을 의미한다.
741이었고, 떡갈나무의 생태적 지위폭이 가장 넓었고 상수리나무가 가장 좁았다. 수분 처리구에서의 생태적 지위폭은 떡갈나무가 0.995, 상수리나무는 0.964, 신갈나무는 0.956, 졸참나무는 0.977로 떡갈나무가 가장 넓었고 신갈나무가 가장 좁았다. 유기물 처리구에서의 생태적 지위폭은 떡갈나무가 0.
977로 떡갈나무가 가장 넓었고 신갈나무가 가장 좁았다. 유기물 처리구에서의 생태적 지위폭은 떡갈나무가 0.988, 상수리나무가 0.976, 신갈나무가 0.991, 졸참나무가 0.958로서 신갈나무가 가장 넓었고 졸참나무가 가장 좁았다. 떡갈나무, 상수리나무, 신갈나무와 졸참나무의 생태적 지위폭은 광이 다른 환경요인보다 좁았는데, 광은 모든 수종들의 생육과 공간 분포 범위에 영향을 주고 제한 요인으로 작용하는 것으로 고려된다(Hong et al.
Cho (2014)는 본 연구와 동일한 구배로 광, 수분 그리고 유기물을 처리하여, 상수리나무, 신갈나무, 졸참나무의 생태적 지위폭을 측정하였다. 이들과 떡갈나무의 생태적 지위폭을 비교한 결과, 광 처리구에서 떡갈나무는 0.865, 상수리나무는 0.722, 신갈나무는 0.770, 졸참나무는 0.741이었고, 떡갈나무의 생태적 지위폭이 가장 넓었고 상수리나무가 가장 좁았다. 수분 처리구에서의 생태적 지위폭은 떡갈나무가 0.
그리고 낙엽성 참나무군락인 상수리나무군락, 신갈나무군락, 졸참나무군락, 굴참나무군락 내 하층에서 떡갈나무 유식물이 출현한다(Natural Environment Survey 4th, 2018). 이를 통해 떡갈나무는 다양한 환경요인 내성범위 내에서 생육할 수 있는 것으로 고려되나, 결정적으로 떡갈나무 유식물의 생육과 생태적 지위폭에 영향을 미치는 환경요인은 광으로 판단된다.
5%에서 잘 자랐다(Cho, 2014). 이를 통해, 떡갈나무는 유기물 함량이 풍부한 곳에서 잘 자라며, 수종에 따라 생육에 적합한 유기물 함량이 있음을 의미한다.
종합적으로 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 형질의 생태적 지위폭은 광 처리구(0.865)<유기물 처리구(0.988)<토성 처리구(0.994)<수분 처리구(0.995) 순으로 나타났고, 광 처리구에서 생태적 지위폭이 가장 좁았고, 수분 처리구에서 폭이 가장 넓었다(Table 1).
, 1980). 특히, 떡갈나무 유식물의 지하부 생물량이 지상부 생물량보다 광 처리에 따른 생육차이가 있었다. 이러한 결과는 광이 제한적이면 동화 산물을 우선적으로 지상부에 투자하지만, 광량이 많으면 남는 자원을 지하부에 저장하는 것으로 해석된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
떡갈나무는 생태적인 부분에서 어떤 역할을 하는가?
, 2010), 분포 입지 특성상 다른 낙엽성 참나무속보다 내건성과 내조성에 강하지만 내음성은 약하다(Lee, 1966; Lim, 1995). 또한, 산림 내에서는 포유류가 선호하는 비빔목(rubbing trees)으로 생태적으로 중요한 역할(Lee and Lee, 2014)을 하고 있다. 이처럼 많은 연구를 통해 떡갈나무의 분포특성 및 생태적 역할이 일부 밝혀져 있지만, 환경요인에 따른 형태적 반응과 분포역을 결정짓는 환경인자 파악 등의 구체적인 생태학적 정보에 대한 연구는 부족한 실정이다.
생태적 지위는 일반적으로 무엇을 일컫는가?
생태적 지위(ecological niche)는 일반적으로 생물군집과 생태계 내의 공간 그리고 모든 환경요인에서 종이 차지하는 위치를 말하며, 학자들에 따라 생물이 서식지에서 영위하는 기능적 지위, 서식지 지위, 영양 지위 및 다차원 지위 등으로 구분된다(Grinnell, 1917; Whittaker et al., 1973).
국내의 주요 산림군락은 어떤 군락이 있는가?
우리나라는 온대몬순기후대로 뚜렷한 산림식생이 발달해 있는데, 특히 국내산림의 식생을 대표하는 주요 산림군락은 신갈나무군락, 상수리나무군락, 굴참나무군락, 갈참나무군락, 졸참나무군락, 떡갈나무군락의 낙엽성 참나무속 군락이다(Kim and Kim, 2017). 이러한 분류군들은 산림 내 토양의 비옥화 역할과 목재 및 약용 등으로서 이용됨으로 생태학적 또는 경제적으로 중요한 가치를 지니고 있다(Cho, 2014).
Burton, P.J. and F.A. Bazzaz. 1991. Tree seedling emergence on interactive temperature and moisture gradients and in patches of old-field vegetation. American Journal of Botany 78(1): 131-149.
Cho, K.T. 2014. Effects of Elevated $CO_2$ Concentration and Temperature on the Growth and Ecological Niche of Three Oaks Species of Korea. Kongju natioanl university. Ph.D. Thesis
Cho, K.T., H.R. Kim, H.M. Jeong, K.M. Lee, T.K. Kim, T.G. Kang and Y.H. You. 2012. Effect of Light on the Growth Responses of Quercus serrata and Q. aliena to Elevated $CO_2$ and Temperature. Journal of Wetlands Research 14(4):597-605.
Cho, K.T., R.H. Jang, S.H. Lee, Y.S. Han and Y.H. You. 2013. Effects of global warming and environmental factors of light, soil moisture, and nutrient level on ecological niche of Quercus acutissima and Quercus variabilis. Korean Journal of Ecology and Environment 46(3): 429-439.
GBIF (Global biodiversity information facility). 2020. https://www.gbif.org/
Grinnell, J. 1917. The niche-relationships of the California thrasher. Auk 34: 427-433.
Han, S.J., H.J. Kim and Y.H. You. 2009. Selection on tolerant oak species to water flooding for flood plain restoration. Journal of Wetlands Research 11(2): 1-7.
Hong, Y.S., E.J. Kim, E.P. Lee, S.Y. Lee, K.T. Cho, Y.K. Lee and Y.H. You. 2019. Characteristics of vegetation succession on the Pinus thunbergii forests in warm temperate regions, Jeju Island, South Korea. Journal of Ecology and Environment 43(1): 1-16.
Hong, Y.S., Y.H. You and H.B. Yi. 2010. Seasonal change of macro nutrients concentration in acorns of six oak species in Korea. Korean Journal of Environment and Ecology 24(3):286-292.
Jang, M.K., M.H. Yeon, K.C. Yang and J.K. Shim. 2002. Growth Analyses of some tree species raised under artificial shade. Journal of the Institute for Basic Science 16: 39-53.
Jeong, H.M., H.R. Kim and Y.H. You. 2009. Growth difference among saplings of Quercus acutissima, Q. variabilis and Q. mongolica under the environmental gradients treatment. Korean Journal of Environmental Biology 27(1): 82-87.
Jeong, J.K., H.R. Kim and Y.H. You. 2010. Effects of Elevated $CO_2$ Concentration and Temperature on Growth Response of Quercus acutissima and Q. variabilis. Korean Journal of Environment and Ecology 24(6): 648-656.
Jeong, T.H. and W.C. Lee. 1965. A study of the Korean woody plant zone and favorable region for the growth and proper species. Sungkyunkwan University 10: 329-435.
Ki, K.S. and J.Y. Kim. 2012. Monitoring of Plant Community Structure Change for Four Years (2007-2010) after Riparian Ecological Restoration, Nakdonggang (River). Korean Journal of Environment and Ecology 26(5): 707-718.
Kim, H.R., H.M. Jeong, H.J. Kim and Y.H. You. 2008. Ecological Niche of Quercus acutissima and Quercus variabilis. Korean Journal of Environmental Biology 26(4): 385-391.
Kim, J.W. and J.H. Kim. 1994. Stomatal control and strategy segregation to drought stress in young trees of several oak species. Korean Journal of Ecological 17: 241-249.
Kim, Y.H. 2013. Spatial distribution patterns of sevens succer-green Quercus species in Korea. Keimyung University. Master Thesis.
Kim, Y.H. and J.W. Kim. 2017. Distributional uniqueness of deciduous Oaks (Quercus L.) in the Korean Peninsula. Journal of Korean Environment Restoration Technology 20(2):37-59.
Lee, C.B. 2003. Coloured Flora of Korea. Hangmoonsa. Seoul, 1:914.
Lee, H.J. and Y.H. You. 2009. Ecological niche breadth of Q. mongolica and overlap with Q. acutissima and Q. variabilis along with three environment gradients. Korean Journal of Environmental Biology 27(2): 191-197.
Lee, S.H. and Y.H. You. 2012. Measurement of ecological niche of Quercus aliena and Q. serrata under environmental factors treatments and its meaning to ecological distrivution. Journal of Ecology and Environment 35(3): 227-234.
Lee, S.K., Y.H. You and H.B. Yi. 2010. The growth response of Quercus dentata sapling to the environmental gradients treatment. Journal of Life Science 20(4): 597-601.
Lee, S.M. and W.S. Lee. 2014. Selection of the Rubbing Trees by Wild Boar (Sus scrofa) and its Ecological Role in a Mixed Forest, Korea. Journal of Korean Society of Forest Science 103(3): 510-518.
Lee, S.Y., K.T. Cho, R.H. Jang and Y.H. You. 2017. Effect of consecutive shoot-cutting for 3 years on saplings’ sprouting regeneration ability of six deciduous oak species in Korea. Journal of Ecology and Environment 41(1): 66-71.
Lee, T.B. 1966. Illustrated woody plants of Korea. Forest Experiment Station, Seoul. p. 348.
Levins, R. 1968. Evolution in changing environments: some theoretical explorations (No. 2). Princeton University Press.
Lim, H., H.R. Kim and Y.H. You. 2012. Growth difference between the seedlings of Quercus serrata and Q. aliena under light, moisture and nutrient gradients. Journal of Wetlands Research 14(2): 237-242.
Lim, T.H. 1995. An oak and our culture. Soomoon. Korea. pp. 125-126.
McNaughton, S.J. and L.L. Wolf. 1970. Dominance and the niche in ecological systems. Science 167(3915): 131-139.
National Ministry of Environment. 2018. Natural Environment Survey (4th). Korea.
Pianka, E.R. 1994. Evolutionary ecology. 5th ed. Harper and Row, New York p. 482.
Shin, J.H. and Y.H. You. 2011. Effects of seed size on the rate of germination, early growth and winter survival in four oaks species. Journal of environment biology 29(4): 274-279.
Whittaker, R.H., S.A. Levin and R.B. Root. 1973. Niche, habitat, and ecotope. The American Naturalist 107(955): 321-338.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.