Changes on Growth, Photosynthesis and Pigment contents of the Maackia amurensis and Viburnum opulus var. calvescens under Enhanced Temperature and CO2 Concentration

The impacts of elevated temperature and $CO_2$ were studied on the seedlings of Maackia amurensis and Viburnum opulus var. calvescens. The seedlings were grown in controlled-environment growth chambers with four combinations of temperature and $CO_2$ treatments: $25^{\circ}C$ + ambient $CO_2$ (400 ppm), $25^{\circ}C$ + elevated $CO_2$ (800 ppm), $30^{\circ}C$ + ambient $CO_2$ (400 ppm), and $30^{\circ}C$ + elevated $CO_2$ (800 ppm). Under elevated temperature and $CO_2$ concentration, the dry weight decreased in seedlings of M. amurensis, but increased in seedlings of V. opulus var. calvescens. In addition, the shoot to root (S/R) ratio in M. amurensis reduced but that of V. opulus var. calvescens increased under elevated $CO_2$ concentration. The S/R ratios of two tree species increased under higher temperature. M. amurensis represented lower carboxylation efficiency under higher temperature and $CO_2$ concentration and that of V. opulus var. calvescens showed lower values under the only higher temperature. Photosynthetic pigment content of in the leaves of M. amurensis was lower under higher $CO_2$ concentration and higher under the increase of temperature, but that of V. V. opulus var. calvescens decreased according to the increase of temperature. Chlorophyll a/b ratios of M. amurensis and V. V. opulus var. calvescens decreased obviously with the increase of $CO_2$ concentration and temperature, respectively. In conclusion, the growth and physiological responses under the environmental changes such as temperature and $CO_2$ concentration depend on the tree species. Therefore, more studies are needed to predict the response of each tree species against the climate changes.

온도와 CO2 농도 증가에 따른 다릅나무와 백당나무의 생장, 광합성 및 광색소 함량 변화

본 연구는 최근 전 지구적으로 문제시 되고 있는 기후변화와 관련하여, 우리나라에서의 대기 중 $CO_2$ 농도 증가와 평균 온도 상승에 따른 수목의 생장 및 생리 반응의 변화를 예측하고자 실시되었다. 온도와 $CO_2$ 농도 증가 하에서 다릅나무의 건중량은 감소하였으나, 백당나무의 건중량은 증가하였다. 또한, $CO_2$ 농도 증가는 다릅나무의 지상부와 지하부의 비(S/R)를 감소시킨 반면, 백당나무의 지상부와 지하부의 비는 증가시켜, 두 수종의 생장 반응은 서로 상반되는 결과를 나타냈다. 그러나 두 수종 모두 온도 증가에 의해 S/R율이 증가하였다. 탄소고정효율은 다릅나무의 경우, 온도와 $CO_2$ 농도 증가에 의해 뚜렷하게 감소하였으나, 백당나무는 온도 증가로 탄소고정효율이 감소한 반면, $CO_2$ 증가는 뚜렷한 효과를 나타내지 않았다. 광색소함량은 다릅나무의 경우, $CO_2$ 농도가 증가하면서 모든 광색소 함량이 감소하였다. 그러나 백당나무에서는 뚜렷한 변화가 없었다. 한편 온도 증가는 다릅나무의 잎내 광색소 함량을 크게 증가 시켰으나, 백당나무는 반대로 광색소 함량이 모두 감소하였다. 다릅나무의 엽록소 a/b 비는 $CO_2$ 농도 증가로 뚜렷하게 감소하였으며, 백당나무는 온도 증가로 엽록소 a/b 비가 감소하였다. 결론적으로 온도와 $CO_2$ 농도 변화에 따른 수목의 생장 및 생리적 반응은 처리 농도 또는 기간에 따라 큰 차이를 나타내며, 공시재료의 연령에도 큰 영향을 받는다. 본 연구는 1년생의 어린 묘목을 대상으로 단기간 온도와 $CO_2$ 농도 변화에 대한 반응을 분석한 것이므로, 장기적인 환경 변화에 대한 수목의 적응 특성은 예측하기 어렵다. 따라서 미래의 기후변화에 대한 수목의 반응을 정확한 예측을 위해서는 장기적인 환경 변화 조건하에서 다각적인 연구가 이루어져야 한다. 또한 환경 변화에 따른 반응은 수종에 따라 큰 차이를 나타내므로, 기후변화에 따른 수목의 반응을 예측하기 위해서는 우리나라 주요 수종 및 기후변화에 민감한 수종들을 대상으로 지속적인 연구가 이루어져야 한다.