기후변화에 대비한 멸종위기식물인 죽절초에 대한 정책 마련과 증식 및 복원을 위한 기초자료를 제공하고자 $CO_2$농도와 온도가 상승하였을 때 수분과 유기물 처리에 따른 죽절초의 생육반응을 알아보고 생태적 지위폭의 변화를 확인하였다. 대조구와 처리구($CO_2$농도 상승+온도 상승)로 나누었고 그 내에서 각각 수분 구배와 유기물 구배를 두어 실험을 진행하였다. 그 결과, 대조구에서 수분 구배와 유기물 구배에서 생태적 지위폭이 각각 0.899, 0.844이였고, 지구온난화가 진행되었을 때, 수분 구배와 유기물 구배에서 각각 6.60%(0.988), 2.09%(0.858)로 더 넓어졌다. 이러한 결과로 보아, 지구온난화가 진행된다면 죽절초의 생육에 수분과 유기물은 제한요인이 되지 않을 것이다. 하지만, 생육반응에 대한 연구결과에서 죽절초는 유기물이 함량이 낮은 조건(0~5%)보다는 약간 높은 조건(10%)을 선호하기 때문에, 외부환경에 영향을 받지 않는 온실에서 증식을 시킬 때는 유기물의 함량을 약 10%로 조성해주는 것이 죽절초의 개체 복원을 위해서 좋을 것으로 생각된다. 또한 상대적으로 유기물함량이 높은 죽절초의 자생지 상록활엽수림을 보호해야할 필요가 있다.
본 연구에서는 국내 대표적인 밤 생산지역인 공주지역의 밤 품종(단택; Tanzawa, 대보; Daebo, 축파; Tsukuba, 옥광; Okkwang)을 활용하여 밤의 산업적 이용가치 및 최적 저장 조건 확립을 위한 체계적인 기초자료를 제시하고자 미숙기, 수확기 및 저장기에 따른 영양화학성분의 변화에 대하여 조사하였다. 일반성분 분석 결과 수분이외의 고형분으로서는 가용성 무질소물과 조단백의 함량이 비교적 높게 나타났으며, 미숙기에서 수확기로 경과됨에 따라 수분을 제외한 대부분의 고형분 함량이 증가되었다. 무기성분 분석결과 총 8가지 성분이 분석되었으며, 그 중 K P Ca Mg 함량이 상대적으로 높게 나타났고, 미숙기에서 수확기로 경과됨에 따라 무기성분 함량이 대부분 증가되었다. 밤에는 총 17종의 아미노산이 존재 하였으며, 시기별로 aspartic acid, glutamic acid, arginine 및 alanine 순으로 높게 나타났다. 특히 대보(Daebo)와 축파(Tsukuba) 품종의 경우 미숙기에서 저장기로 경과됨에 따라 필수 아미노산 함량이 크게 증가하였다. 각 품종별 지방산으로는 미숙상태에서는 포화지방산이 다량으로 존재하였으며, 저장기로 지남에 따라 그 함량은 줄어들고 불포화 지방산의 함량이 증가하는 것으로 분석되었다. 유리당으로는 glucose, fructose, sucrose, 및 maltose 4종이 확인되었으며, 미숙기에서 저장기로 경과됨에 따라 총 유리당 함량이 증가되었다. 지용성 및 수용성 vitamin 분석 결과 retinol은 검출되지 않았으며, ${\beta}$-carotene vitamin $B_1$ niacin vitamin C의 경우 미숙기에서 수확기로 경과됨에 따라 함량이 비교적 증가하는 것으로 나타났다. 반면 저장기에서의 각종 vitamin 함량은 오히려 감소하는 것으로 나타났다.
미국항공우주국(NASA)의 MODIS GPP 자료는 육상식생의 총일차생산성(GPP) 모니터링에 중요한 수단을 제공한다. 그러나 GPP 추정의 입력자료로 사용하는 DAO기상자료의 거친 공간해상도($1.25^{\circ}{\times}1^{\circ}$)와 FPAR 자료의 구름영향에 의한 신뢰도 저하 등은 지역 수준의 GPP 모니터링에 문제를 야기한다. 이 연구에서는 북한지역을 대상으로 FPAR의 구름영향 제거하고 고해상도(3 km${\times}$3 km) WRF 기상자료를 사용함으로써 입력자료의 문제를 개선한 GPP를 추정한 후, 2000-2008년 간의 GPP 연간 변동특성 및 지역적 분포특성을 분석하였다. 개선한 GPP는 2000년의 645 $gC\;m^{-2}\;y^{-1}$에서 2008년의 863 $gC\;m^{-2}\;y^{-1}$까지 변화하였고, 혼효림지역이 1,076 $gC\;m^{-2}\;y^{-1}$으로 가장 큰 값을 보였다. NASA GPP (790 $gC\;m^{-2}\;y^{-1}$)에 비해 FPAR 개선 후 GPP가 증가하였고(861), WRF 자료 이용 시 감소(710), FPAR와 WRF 자료 이용 시 다소 증가(809)하는 양상을 보였다. 개선효과는 북한에서 제일 큰 면적을 차지한 혼효림에서 가장 뚜렷하였다(+10.2%). 한편 WRF 기상자료가 DAO에 비해 지형적 영향을 보다 잘 반영함으로써, 결과적으로 개선한 GPP의 공간이질성이 증가한 것으로 나타났다. 각 피복유형별 연간변동성을 분석한 결과 개선한 GPP는 NASA GPP와 상이한 연간변화를 보였다. 위 결과들을 종합하면, 북한 등의 지역수준의 GPP 모니터링을 목적으로할 경우, 입력자료의 개선에 의한 MODIS GPP를 재산출할 필요가 있다고 보여진다.
농림업 분야 기후변화 영향평가를 위해 기후기록에 비해 상대적으로 미흡한 생물계절자료의 보완이 절실하다. 겨울기온의 상승이 동아시아 기후변화의 주된 특징임을 감안하면 낙엽수목의 월동기간 휴면생태가 큰 영향을 받았을 것으로 예상된다. 포도품종 Campbell Early의 품종특성을 갖도록 조절시킨 생물계진모형을 이용하여 1921년부터 2004년까지 남한지역 8곳의 기온경과에 따른 낙엽과수의 월동기간 중 휴면양상을 복원하고 발아기자료를 생산하였다. 이 자료에 따르면 내생휴면해제일은 대구, 전주에서 1월 중순, 인천, 제주에서 2월 하순이었으며 대구-전주 선을 기준으로 남북으로 멀어질수록 지연되며, 내동성유지기간도 짧아지는 공간분포특성을 보였다. 과거에 비해 휴면해제에 걸리는 기간은 단축되는 경향이며 목포의 경우 1921-1950 기간에 비해 1981-2004 기간에 15일 단축되었지만 제주에서는 예외적으로 지연되었다. 내동성유지기간은 강릉과 서울에서 크게 단축되었고 인천, 목포에서는 변화가 없었다. 발아기는 인천에서 가장 늦고 부산, 대구에서 가장 빠른데 70년대부터 단축되기 시작하여 제주를 제외하고 단축정도는 6-10일이다. 단축의 원인은 지역에 따라 달라 인천, 목포에서는 휴면해제일 단축, 제주, 부산은 휴면해제후 발아소요기간 단축이 주요인이며 나머지 지역은 두 가지 모두 해당되는 것으로 나타났다. 이 기간 중 발아일의 연차변이는 지속적으로 증가하였으며 인천, 강릉, 대구, 부산의 증가폭이 목포, 전주, 서울에 비해 컸다.
감귤 중 우리나라에서 가장 많은 면적을 차지하는 온주밀감(Citrus unshiu Marc.)과 '부지화'[Shiranuhi, (Citrus unshiu ${\times}$ C. sinensis) ${\times}$ C. reticulata]를 대상으로 1981년부터 2010년까지를 기준년도로 하여 2090년까지 잠재적 재배지 변화를 예측하였다. 재배지 변화는 국가농림기상센터와 기상청에서 제공하는 기상자료와 RCP 8.5 기후변화시나리오를 바탕으로 제작된 30m 해상도를 가진 농업용전자기후도를 이용하였다. 온주밀감의 잠재적 재배적지는 기준년도에서는 대부분 제주 지역이 해당되었으며, 재배가능지는 제주 동부지역과 남해안 일부지역이 포함되었다. 2030년대에는 온주밀감 재배적지는 증가하였으며 재배가능지도 전남지역의 해안 지역을 중심으로 증가하였다. 2060년대부터는 재배적지는 제주 산간과 전남과 경남, 강원도 해안지역으로 점차 증가하고 재배가능지도 경북, 충남, 전북 지역까지 확대되었다. '부지화' 감귤인 경우 기준년도에서 재배적지는 제주 해안 지역 일부만 포함되었으며 재배가능지는 제주지역과 전남 남해안 일부 지역만 해당되었다. 2030년대 재배적지는 현재 온주밀감 재배지가 해당되었으며 재배가능지도 남해안 일부 지역까지 북상하였다. 2090년대에는 재배적지가 점점 증가하여 제주지역 전체와 전남, 경남, 강원도 해안지역이 재배적지가 되었으며 재배가능지도 점점 해안가를 중심으로 북상하였다. 이상의 결과를 종합하여 RCP 8.5 기후변화시나리오를 근거로 감귤의 재배적지변화를 예측해 본 결과 온주밀감재배적지는 감소하고 '부지화' 감귤의 재배적지는 증가하는 것으로 나타났으며, 21세기 말에는 강원도 지역까지 감귤이 재배될 것으로 예측되었다.
대관령 농업지역의 연 평균기온은 $6.4^{\circ}C$, 1월 평균 기온은 $-7.6^{\circ}C$, 7월 평균 온도는 $19.1^{\circ}C$이었으며 강수량은 1717.2 mm, 안개 현상일수는 133일, 서리 현상일수는 59일 이었고, 특히 6월 8월 사이에 100 mm 이상의 집중 강우가 많았으며, 잦은 안개와 일조시간의 부족으로 병해충의 발생 및 작물생육이 불량한 것으로 관찰되었다. 수질모니터링 결과 작물재배시기에 T-N, T-P 등 영양물질의 수질오염도가 높았으며, 7월~8월의 강우에 의한 토양유실로 영양물질의 오염도가 높게 관찰되었다. 배추재배지에서 T-N 농도는 평균 $9.4mg\;L^{-1}$ (7.4~11.3)로 감자재배지의 평균 $4.4mg\;L^{-1}$ (3.1~7.2)의 2배 정도 높았고, T-P의 경우도 배추재배지에서 평균 $0.084mg\;L^{-1}$ ($0.061{\sim}0.10^1$)로 감자재배지 평균 0.036 (0.019~0.056) mg $L^{-1}$의 농도보다 약 2배 정도 더 높았다. 부유물질 경우는 배추재배지가 평균 $18.3mg\;L^{-1}$ (3.0~53.0)로 감자재배지 평균 $1.9mg\;L^{-1}$ (0.5~3.0)로 무려 9배나 높았다. 이처럼, 배추재배지가 감자 재배지보다 수질 오염도가 높은것은 대관령 지역에서 배추는 감자보다 생육기간이 짧고 또한 피복율도 작기 때문에 토양유실이나 양분유실이 많았던 것으로 판단된다. 경작중에 고랭지 작물재배지 토양을 분석한 결과, 작물별로 토양화학성의 차이는 작았으며, pH는 5.6~6.8사이, EC는 $0.67{\sim}1.13dS\;m^{-1}$, 유기물은 $18.0{\sim}42.4g\;kg^{-1}$, 유효인산은 $316{\sim}658mg\;kg^{-1}$, 치환성 칼륨은 $0.41{\sim}0.88cmol_c\;kg^{-1}$, 치환성 칼슘은 $3.7{\sim}7.1cmol_c\;kg^{-1}$, 치환성 마그네슘은 $1.2{\sim}1.9cmol_c\;kg^{-1}$ 범위였다.
해안매립지에서 식재지반 조성을 위한 복토높이에 따른 토양의 채취, 운반 및 매립에 소요되는 비용이 매우 큰 차이가 있기 때문에 수목의 정상생육이 가능한 적정 복토높이를 구명하는 것은 매우 중요하다. 본 연구는 아산국가산업단지에서 해송, 화백, 느티나무 및 상수리나무에 대하여 복토처리별 (대조구, 0.5 m, 1.0 m, 1.5 m, 2.0 m 복토구) 로 식재 후 2년 6개월 경과한 후 토양화학성, 수목 고사율, 수고 및 근원경 생장의 변화를 조사하였다. 토양화학성은 복토높이가 낮을수록 pH, EC, 염기총량 및 염기포화도가 높아지고 $K^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Cl^-$ 등 염류함량이 증가하였다. 특히 1 m 복토구 이하에서 이들 화학성분의 농도가 높아져, 수목의 고사율 및 생장에 직접적인 영향을 준 것으로 나타났다. 수목 고사율은 복토높이가 높을수록 낮아지는 경향이 있었으며, 1.5 m 복토구 미만에서 고사율이 급격히 증가하였다. 수고와 근원경 생장은 복토처리가 높을수록 양호하게 나타나는 경향이 있었다. 수고생장은 해송의 경우 0.5 m 복토구와 나머지 3개 처리 간에 유의적인 생장차이가 있었으며 화백, 느티나무, 상수리나무는 1.5 m 복토구 미만에서 유의적인 생장차가 있었다. 근원경의 경우 식재수종 모두 복토높이가 높을수록 생장이 양호하였으며 1.5 m 복토구와 2.0 m 복토구 간 생장차이가 없었다. 본 연구결과에 따르면 해안매립지의 복토높이에 따른 고사율 및 생육특성은 식재수종에 따라 차이가 있으며 해송의 경우 1 m 이내의 복토도 가능한 반면에 화백, 느티나무 및 상수리나무는 1.5 m 이상 복토가 필요할 것으로 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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