Changes of Leaf Area Index, Physiological Activities and Soil Water in Tricholoma matsutake Producing Pine Forest Ecosystem

The purpose of this study was to understand the ecosystem structure and function and soil water changes in Tricholoma matsutake producing pine stands. The investigated stands were pine forest in Sogrisan National Park in Chungbuk-do of Korea. For the purpose we investigated main vegetation, leaf area index(LAI) as ecosystem structural factors and measured photosynthesis, transpiration, xylem water potential, and soil water changes as ecosystem functional factors. Vertical vegetation structure of the site was composed of Pinus densiflora as a overstory species, Quercus mongolica as midstory, Rhododendron mucronulatum, R. schlippenbachii and Fraxinus sieboldiana as understory ones. In the stands LAI was 3.8 during June to September, 2.6 in October and 2.1 during November to April. Photosyntheses of the trees were 6.0 to $7.0{\mu}mol\;CO_2/m^2/s$ in August, and for P. densiflora about $4.0{\mu}mol\;CO_2/m^2/s$ and for Q. mongolica $2.0{\mu}mol\;CO_2/m^2/s$ in mid October. However, R. mucronulatum stopped fixing $CO_2$ and F. sieboldiana shed off the leaves already in mid October. Transpirations were 2.5 to $3.5mmol\;H_2O/m^2/s$ in late August and about $1.0mmol/H_2O/m^2/s$ in mid October. Plant water potentials were -10 to -22 bars for P. densiflora and -5 to -12 bars for the other woody species. The lowest potentials was in late August and highest in late October. Soil water in the stand was closely related to topography. Soil water contents were 7 to 11% at the ridge, 8 to 15% at the hillside and 11 to 19% at the base. Soil temperatures were 0.2 to $0.4^{\circ}C$ higher in T. matustuake colony than noncolony. Mid September soil temperature decreased to $19^{\circ}C$ at which T. matsutake forms primordia. In T. matsutake colony soil moisture was 0.5 to 2.0% lower due to metabolism for consuming water. We suggest that the complicate relationships between ecosystem structure and function in Tricholoma matsutake producing pine stand need to be further investigated.

송이산 소나무림 생태계에서 엽면적지수와 생리적활동 및 토양수분의 변화

이 연구의 목적은 송이산 소나무림생태계의 구조와 기능, 그리고 토양 수분동태를 이해하는 것이다. 연구는 충북 괴산군 칠성면 속리산국립공원내 쌍곡의 송이산 소나무림에서, 생태계 구조에 속하는 식생구성 및 엽면적지수 그리고 기능에 속하는 광합성, 증산, 목부수분포텐셜과 토양수분변동을 측정분석하였다. 송이산의 수직적 구조로써 주요 상층식생은 소나무였고, 중층은 신갈나무, 하층은 진달래, 철쭉, 신갈나무, 쇠물푸레나무였다. 송이산의 엽면적지수는, 6월~9월에 3.8, 10월에 2.6, 11월~4월에는 2.1로 연중 변하였다. 수목들의 광합성은 8월말에 $6.0{\sim}7.0{\mu}mol\;CO_2/m^2/s$였으나, 10월 말경에는 소나무 $4.0{\mu}mol\;CO_2/m^2/s$, 신갈나무 $2.0{\mu}mol\;CO_2/m^2/s$, 철쭉은 마이너스 값이었고, 쇠물푸레나무는 낙엽되었다. 수목들의 증산량은 8월말경에 $2.5{\sim}3.5mmol\;H_2O/m^2/s$, 10월 중순경에는 약 $1.0 mmol\;H_2O/m^2/s$로 감소하였다. 신갈나무는 다른 활엽수보다 늦게까지 광합성과 증산작용을 하였다. 각 수종의 목부수분포텐셜은 소나무가 -10~ -22 bars, 진달래와 철쭉, 신갈나무, 쇠물푸레나무는 -5~-12 bars의 범위로 변화하였는데, 8월 말경이 -12 bars로 가장 낮았고, 10월 중순경에 -3 bars 정도였다. 송이산의 토양수분은 지형과 관련이 깊었다. 수분함량은 산능선부에서 7~11%, 중간인 산복에서 8~15%, 산록은 11~19%의 범위였다. 송이균환내부의 온도는 비균환보다 약 0.2~0.4 높은 경향이었고 송이원기 형성온도인 $19.0^{\circ}C$는 9월 중순경에 도달한 것으로 추정되었다. 송이균환의 수분은 비균환보다 약 0.5~2.0% 낮았다. 이것은 송이균환이 대사작용을 하면서 열이 발생하고 수분을 소비하고 있음을 나타낸다. 송이 발생에는 생태계의 구조와 기능이 복합적으로 관여하므로 이들의 관계에 대한 연구가 더욱 필요하다고 생각한다.