• ALGAE
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• 제35권4호
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• pp.375-388
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• 2020

Ocean acidification and warming, identified as environmental concerns likely to be affected by climate change, are crucial determinants of algal growth. The ichthyotoxic raphidophytes Chattonella species are responsible for huge economic losses and environmental impact worldwide. In this study, we investigated the impact of CO2 on the thermal performance curves (TPCs) of Chattonella marina and Chattonella ovata grown under temperatures ranging from 13 to 34℃ under ambient pCO2 (350 μatm) and elevated pCO2 (950 μatm). TPCs were comparable between the species or even between pCO2 levels. With the exception of the critical thermal minimum (CTmin) for C. ovata, CTmin for C. marina and the thermal optimum (Topt) and critical thermal maximum (CTmax) for both species did not change with elevation of pCO2 levels. While CO2 enrichment increased the maximum photosynthetic rates (Pmax) up to 125% at the Totp of 30℃, specific growth rates were not significantly different under elevated pCO2 for the two species. Overall, C. ovata is likely to benefit from climate change, potentially widening its range of thermal tolerance limit in highly acidic waters and contributing to prolonged phenology of future phytoplankton assemblages in coastal waters.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권3호
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• pp.108-118
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• 2012

본 연구는 기후변화 하에서 우리나라 기후와 산림토양에 적합한 수종을 개발하기 위해서, 상부 개방형 온실(Open Top Chamber)을 이용하여, $CO_2$ 농도를 대기보다 1.4배와 1.8배 증가시킨 상태에서, 질소 농도에 따른 백합나무의 생리적 반응을 조사하고자 실시하였다. 백합나무 유묘의 건중량은 모든 $CO_2$ 농도 하에서, 질소 시비량의 증가와 함께 증가하였다. 그러나 $CO_2$ 농도 증가에 따른 백합나무 건중량 변화는 질소 시비 농도에 따라 다른 결과를 보였다. 총 엽록소와 카로테노이드 함량은 모든 질소 시비구에서 $CO_2$ 농도 증가와 함께 증가하였으나, 질소 시비에 대한 효과는 $CO_2$ 농도에 따라 차이가 있었다. 백합나무의 광합성 특성은 $CO_2$ 측정 농도, $CO_2$ 처리 농도 및 질소 시비 농도에 따라 차이를 보였으며, 기공전도도와 증산속도는 $CO_2$ 처리에 의해 증가하였다. 백합나무의 탄소고정효율은 $CO_2$ 농도 증가와 함께 증가하는 경향을 보였으나, 질소 시비구에서는 $CO_2$ 농도 증가에 의해 오히려 감소하였다. 백합나무의 잎, 줄기, 뿌리에 축적된 질소와 탄소 함량은 $CO_2$ 증가와 질소 시비와 함께 증가하였다. 결론적으로 $CO_2$ 농도가 높은 상태에서 백합나무의 생리적 특성과 탄소 흡수 능력은 질소 시비에 의해서 개선되거나 증가하였지만, $CO_2$ 농도에 따라 크게 영향을 받았다.

• 한국습지학회지
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• 제14권4호
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• pp.597-605
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• 2012

우리나라 참나무 중 하천변 잠재자연식생인 졸참나무와 갈참나무가 $CO_2$농도와 온도상승 조건에서, 광 처리에 따른 생육반응의 변화를 알아보았다. 그 결과, 대조구(AC-AT)와 처리구(EC-ET)에서 두 종의 생육반응은 광에 의해 영향을 받았다. 졸참나무와 갈참나무의 지상부, 지하부, 식물체 생물량 그리고 지하부/지상부 비는 대조구와 처리구에서 광이 가장 많을 때 높았다. $CO_2$농도와 온도증가는 두 종의 식물체 생물량과 지하부/지상부 비에 영향을 미치지 않았다. 그러나 두 종의 지상부 생물량은 $CO_2$농도와 온도가 증가했을 때 감소하였다. 졸참나무의 지하부 생물량은 광 70% 이상에서 대조구보다 $CO_2$+온도상승구에서 낮았다. 이를 종합해보면, 두 종은 $CO_2$+온도상승구에서 광이 증가함에 따라 뿌리의 발달을 촉진시켰으며, $CO_2$농도와 온도가 증가하였을 때 지상부 생육에는 부정적인 영향을 미친 것으로 나타났다. 주성분분석 결과 두 종은 대조구와 $CO_2$+온도상승구에서 다소 배열차이가 있었으나, 두 종간에서 더욱 명확히 구별되었다. 이러한 반응은 축1과 축2에 의존하는 모든 기능이 줄기와 지상부 길이를 제외하고는 식물체의 여러 다양한 형질이 종합적으로 관여하는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제16권1호
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• pp.11-18
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• 2014

증가된 이산화탄소 농도와 온도상승에 따른 멸종위기 수생식물 독미나리의 생태학적 반응을 알아보기 위해 대조구, 온도상승구, 그리고 $CO_2$+온도상승구에서 생육시킨 결과를 비교하였다. 독미나리의 지상부 길이는 대조구, 온도상승구 그리고 $CO_2$+온도상승구간에 차이가 없었지만, 분얼 수는 대조구, 온도상승구, $CO_2$+온도상승구 순으로 증가했다. 복산형화서의 수는 대조구와 온도상승구에서 같았고, $CO_2$+온도상승구에서 감소했다. 소산형화서의 수는 대조구와 온도상승구, $CO_2$+온도상승구간에 차이가 없었다. 종자형성률은 온도상승구와 $CO_2$+온도상승구가 대조구보다 감소했고, 온도상승구와 $CO_2$+온도상승구간에 차이가 없었다. 이상으로 보면, $CO_2$농도와 온도상승은 길이생장에 영향을 주지 않은 반면, 분얼 수는 증가시키고 종자생산은 감소시킨다. 그러므로 독미나리는 지구 온난화 조건이 되면 종자생산보다 분얼을 늘려 무성번식 경향이 증가될 것이며, 이러한 개체군 생장을 연구하는 것은 멸종위기종 연구에 중요한 자료로 활용될 것이다.

• ALGAE
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• 제36권4호
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• pp.285-298
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• 2021

The amount of CO₂ absorbed by the oceans continues to rise, resulting in further acidification, altering some functional traits of phytoplankton. To understand the effect of elevated partial pressures of CO₂ (pCO₂) on functional traits of dinoflagellates Alexandrium affine and A. pacificum, the cardinal temperatures and chain formation extent were examined under two pCO₂ (400 and 1,000 µatm) over the range of temperature expected to be associated with growth. The growth rate and chain formation extent of A. affine increased with higher pCO₂, showing significant changes in cardinal temperatures and a substantial increase in middle chain-length (4-8 cells) fractionation under elevated pCO₂ condition. By contrast, there were no significant differences in specific growth rate and any chain-length fractionation of A. pacificum between ambient and elevated pCO₂ conditions. The observed interspecies variation in the functional traits may reflect differences in ability of species to respond to environmental change with plasticity. Moreover, it allows us to understand the shifting biogeography of marine phytoplankton and predict their phenology in the Korea Strait.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제6권3호
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• pp.192-205
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• 2012

The effects on birch (Betula spp.) of elevated carbon dioxide ($CO_2$) and ozone ($O_3$), which are both increasing in the troposphere, are surveyed in detail based on the literature. Birches establish themselves in the open field after disturbances, and then become dominant trees in temperate or boreal forests. Ecophysiological approaches include the measurement of photosynthesis, biomass, growth, and survival of seedlings and trees. Elevated $CO_2$ levels give rise to a net enhancement of the growth of birch trees, whereas high $O_3$ generally reduces growth. Although the effects of the two are opposed, there is also an interactive effect. Basic physiological responses of the single genus Betula to $CO_2$ and $O_3$ are set out, and some data are summarized regarding ecological interactions between trees, or between trees and other organisms.

• 생태와환경
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• 제36권4호통권105호
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• pp.391-402
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• 2003

지난 20여년간 대기 중 이산화탄소 농도의 증가가 육상 생태계에 미칠 영향에 대한 많은 연구가 진행되었다. 그러나 전지구적 물질 순환에 중요한 역할을 담당하는 습지 생태계에서 일어나는 반응에 대한 연구는 미흡하다. 본 종설에서는 대기 중 이산화탄소 농도가 증가했을 때 습지의 식생들이 어떠한 반응을 보일 것인지에 대해 알아보고자, 이와 연관하여 발표된 논문들의 결과를 모아 정리하였다. 특히, 습지 식생의 일차생산성, 군집 구조, 증발산량, 식물체의 영양소 등에 미치는 영향을 살펴 보았다. 이산화탄소 증가가 개개 식물의 광합성량을 증가 시키는 것은 많이 관찰 되었으나,이러한 현상이 바로 습지식생의 탄소보유를 증가시키는 것으로 결론 내릴 수 없었다. 그 이유는 고정된 탄소의 지하부로의 전달, 개개 종의 상이한 반응, 종간의 상호작용, 영양소의 부족 등 다른 요인들의 작용 때문이다. 그러나 이산화탄소 농도의 증가는 전반적으로 습지 식물의 증발산량을 감소 시키는 경향을 보였다. 한편, 육상 식물의 반응과 유사하게 많은 습지에서 이산화탄소의 증가가식생의 C/N비를 증가 시키는 것이 일부 종에서 관찰 되었으며,이러한 종에서는 장기적인 유기물분해의 속도가 감소될 수 있음을 암시한다. 그러나 지하부로 유입되는 새로운 광합성 산물들의 동태에 대한 더 많은 정보가 모아져야 정확한 예측이 가능할 것이다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권3호
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• pp.335-342
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• 2015

This research was conducted to examine the changes in growth and production of Oryza sativa L. cv. Ilmi, which was developed to cultivate high yielding rice variety in the Southern plains of Korea. The seedlings of the rice were cultivated from May to October in 2012 under three different conditions: control, AC-AT, ambient $CO_2$ + ambient temperature; AC-ET, ambient $CO_2$ + elevated temperature; EC-ET, elevated $CO_2$ + elevated temperature. The aboveground biomass, belowground biomass, the total biomass of the rice, and panicle weight per individual were the heaviest in the EC-ET. But, the number of grains per panicle and the weight of one grain was higher at the condition of AC-ET and EC-ET than that of AC-AT. The number of tiller was higher at the condition of AC-AT and AC-ET than that of EC-ET. However, there was no significant difference in the number of panicles per individual and the ripened grain rate among the control and global warming treatments. Crop yield was the highest in the EC-ET. This result means that the global warming condition should be considered in the selection of suitable paddy field for the limibyeo in the future.

• 생태와환경
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• 제34권4호통권96호
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• pp.261-266
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• 2001

이산화탄소 농도가 증가할 때에 북구 이탄 습지에서 나타나는 생지화학적 변화과정을 살펴보았다. 표면 식생을 포함한 온전한 코어를 북웨일스의 이탄습지로부터 채취하여, 높은 이산화탄소농도(700ppm)와 자연상태 (350ppm)환경에서 4개월간 배양하였다. 배양 후, 화학적인 저해제를 이용하여 습지 토양에서 미량기체의 생성과 소비를 측정하였다. 메탄의 경우, 불화메탄($CH_3F$)를 이용하여 메탄 산화율을 결정하였고, 질산화와 탈질작용을 측정하기위해 아세틸렌($C_2H_2$)저해 방법을 적용하였다. 이를 위해, 먼저 각 측정 방법을 습지 시료에 적합하도록 최적화 시켰고, 둘째로 두 수준의 이산화탄소에서 배양한 시료에 이 방법들을 적용하였다. 높은 이산화탄소 농도는 메탄의 생성량을 증가 시켰으나(210대 $100\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$), 메탄 산화의 양도 증가시켜서 (128대 $15\;ng\;CH_4 g^{-1}\;hr^{-1}$) 결국에는 순메탄 방출량에는 변화가 없었다. 아산화질소의 경우에는 증가된 발생량이 탈질 보다는 질산화 과정에서 생성된 것으로 사료된다. 이러한 변화들은 높은 이산화탄소 하에서 조류의 성장이 증가되어 야기된 것으로 추측된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제40권1호
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• pp.12-19
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• 2016

Background: Direct impact of inorganic carbon (i.e., carbon dioxide ($CO_2$)) on the periphyton community is important to understand how and to what extent atmospheric conditions can affect the structure and dynamics of these communities in lotic systems. We investigated the influence of elevated $CO_2$ concentration on the periphyton community in the artificially constructed channels during the winter period. The channels made of acrylic paneling were continuously supplied with surface water discharged from a small reservoir, which was supported with ground water, at a flow rate of 5 L/min, and water temperature ranging $4-5^{\circ}C$. The effects of elevated $CO_2$ concentrations (790 ppm) were evaluated in comparison with the control (395 ppm $CO_2$) by analyzing pH, water carbon content and nutrients in water, periphyton composition and biomass, chlorophyll-a, ash-free dry-matter at 2-day intervals for 10 days. Results: After the addition of $CO_2$, significant decreases of pH, $NH_3-N$, and $PO_4-P$ (p < 0.05) and increases of chlorophyll-a, ash-free dry-matter, and the cell density of periphyton (p < 0.01) were observed, whereas the species composition of periphyton and water carbon content did not change. Conclusions: These results suggest that elevated $CO_2$ in flowing water system with low temperature could facilitate the growth of periphyton resulting in biomass increase, which could further influence water quality and the consumers throughout the food web.