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ISSN : 1598-5504(Print)
ISSN : 2383-8272(Online)
Journal of Agriculture & Life Science Vol.54 No.1 pp.133-143
DOI : https://doi.org/10.14397/jals.2020.54.1.133

Growth and Physiological Characteristics of Deuzia paniculata for Ex Situ Conservation

Ji-Young Jung1, Sung-Won Son1, O-Gyeong Son1, Jung-Hun Pi1, Jeong-Geun Park1, Gang-Uk Suh1, Han-Gyeoul Kim1, Wan-Geun Park2, Cheul-Ho Lee1*
1Korea National Arboretum, Pocheon 11186, Republic of Korea
2Division of Forest Science, Kangwon National University, Chuncheon 24341, Republic of Korea
Corresponding author: Cheul-Ho Lee Tel: +82-31-540-1053 E-mail: chlee63@korea.kr
February 14, 2020 February 17, 2020 February 17, 2020

Abstract


The vegetation in forests is known to be subject to the influence of the type and density of canopies, which affect the development of the plants below them. The purposes of this study are to examine the plant growth, physiological characteristics, and photosynthesis characteristics under different canopy openness conditions of Deutzia paniculata which is designated as a rare plant by Korean Forest Service and provide basic data for future development of habitat replacements. The areas were composed of three sectors in the Korea National Arboretum with different canopy openness in consideration of the environmental characteristics of the habitats of D. paniculata (site 1, 2, 3), with one survey area (site 4) in a habitat of D. paniculata (Gunwi) as a control group. As a result, the transmitted light, soil temperature, and air temperature increased proportionately to the canopy openness, while the soil humidity and air humidity were inversely proportional to the canopy openness. The average plant height (cm) was different for each site, and the leaf area was high at sites with relatively low canopy openness, and LMA was high at sites with high canopy openness. These results suggest that the introduced plants showed a phenomenon of proper photoadaptation in accordance with the canopy openness. The value turned out to be highest in August. Also, the Chlorophyll a+b value of D. paniculata was the highest in Site 4, while Chlorophyll a/b was the highest in Site 3. The photosynthetic rate of D. paniculata was the highest in Site 2 and the lowest in Site 4. Additionally, stomatal conductance and transpiration showed a similar trend with above the results, as well. As a result of correlation analysis between individual characteristics, there was a strong negative correlation between leaf area and light quantity. This study is expected to provide basic data on the creation of alternative habitats for rare plant D. paniculata.



현지외 보전을 위한 꼬리말발도리의 생장 및 생리 특성

정 지영1, 손 성원1, 손 오경1, 피 정훈1, 박 정근1, 서 강욱1, 김 한결1, 박 완근2, 이 철호1*
1국립수목원
2강원대학교 산림과학부

초록


산림 식생은 수관층의 종류와 밀도에 의해 하층식생의 발달에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 산림청 희귀식물로 지정된 꼬리말발도리 개체군의 수관열림도 차이에 따른 개체의 생장(생장량, 엽면적당 질량[Leaf Mass per Area], 엽면적) 및 생리적 특성(SPAD값, 엽록소량, 광합성)을 조사하고, 향후 대체서식지 조성을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다. 조사구는 꼬리말발도리 자생지 환경 특성을 고려하여 국립수목원 내 수관열림도 차이가 보이는 3개 조사구(site 1, 2, 3)를 정하고, 꼬리말발도리 자생지(군위)에 1개 조사구(site 4)를 대조구로 하였다. 각 조사구의 광량, 지온 및 온도는 수관열림도와 비례하였으며, 토양습도 및 공중습도는 수관열림도와 반비례하는 경향을 보였다. 조사구별 평균 초장(cm)은 조사구마다 차이를 보였고, 엽면적은 수관열림도가 상대적으로 낮은 조사구에서 높았으며, LMA는 수관열림도가 높은 Site 3에서 높게 나타났다. 도입 개체는 수관열림도 차이에 따라 적절한 광적응 현상을 보이는 것으로 판단된다. 8월에 측정한 엽록소 a+b의 함량은 Site 4에서 가장 높았으며, 엽록소 a/b는 Site 3에서 가장 높았다. 꼬리말발도리의 조사구별 광합성 속도는 Site 2에서 가장 높은 수치를 보였으며, Site 4에서 가장 낮은 수치를 보였다. 그 외 기공전도도, 증산속도 유사한 경향을 보였다. 개체 특성 간 상관 분석 결과, 엽면적과 광량은 강한 음의 상관관계를 보였다. 본 연구는 희귀식물 꼬리말발도리의 대체서식지 조성에 기초 자료를 제시할 것으로 판단된다.



    서론

    꼬리말발도리(Deutzia paniculata Nakai)는 수국과(Hidrangeaceae Dumort.)의 말발도리속(Deutzia Thunb.)의 낙엽관목으로 한 국 특산식물(Zaikonnikova, 1996;Kim 2003, Oh et al., 2005) 이면서 현재 IUCN Red list에 위기종(EN: Endangered)으로 기재되었다(Chang et al., 2016). 꼬리말발도리의 자생지는 경 상도 지역을 중심으로 주로 분포하고 해발고도 290~959m 범 위의 너덜 또는 계곡부 인접한 사면이나 바위틈에 불연속적 으로 개체군을 형성하고 있는 것으로 보고되었다(Son et al., 2013; Jung et al., 2016). 자생지 내 낮은 수관열림도에서 생육하는 개체는 저조한 개화율을 보이며, 종자에 의한 발 아보다는 땅 속에서 늘어진 지하경에서 새로운 가지가 형성 되는 영양번식에 의해 개체수가 유지되고 있는 것으로 보고 되었다(Jung et al., 2016).

    일반적으로 수목의 생장은 크게 환경적인 요인과 유전적 인 요인에 의해 좌우된다(Greg & David, 2003). 특히 산림 에서 생육하는 수목은 토양, 기온, 광, 수분 같은 주위 환경 과의 상호작용을 통해 다른 생리적 반응양상을 보이고, 생 육에 적합한 지역에서 군락을 이루어 서식하게 된다(Kim et al., 2012). 햇빛은 식물의 대사활동과 생장에 결정적 영향 을 미치는 주요 환경 인자로서, 임분 내로 투과되는 햇빛의 양과 질은 식물의 광합성 및 수분 증산이나 호흡작용 등에 커다란 영향을 미치고, 식물이 생장하는데 필요한 에너지의 공급원이 될 뿐만 아니라 생활상의 대부분을 제어한다(Kim et al., 2013). 또한 식물은 임상에서 햇빛을 효율적으로 사용 하기 위하여, 잎의 구조나 생리학적 특성, 형태적 변화를 유 도하게 된다(Hansen et al., 2002). 서식지에서 광환경 변화 는 식물의 물질생산력 차이를 야기시키고, 변화된 광환경에 잘 적응하지 못한 종은 도태됨으로써 식물군락의 종조성을 변화시킨다(Park, 2011). 특히 광조건이 제한요인으로 작용 하는 극상림이나 울폐된 활엽수림의 임상의 유묘나 치수의 생장은 광환경 변화에 크게 영향을 받는다(Chazdon, 1988; Sands, 1996). 치수가 생육하는 임상에 도달한 광은 상층목 이 수광(受光)하는 노천광에 비하여 광도가 현저하게 저하되 어 있다(India, 1980; Smith, 1995). 임상의 광환경에서는 내 음성 수준이 낮은 수종은 엽록소함량이 감소하고, 빛 흡수 율과 광합성의 저하로 생장이 불량하게 된다(Kim et al., 2001). 반면 내음성이 높은 수종 또는 중용수는 잎의 두께가 얇아지고, 면적이 넓어지는 형태적 변화가 나타나 수광량이 증대된다(Kwon et al., 1996). 광량의 부족에 따라 수목이 받은 영향은 생리 및 생장 양상에 반영되어 나타난다(Amott & macey, 1984; Kwon et al., 1996).

    따라서 본 연구에서는 보전을 위해 식재된 꼬리말발도리 의 수관열림도 차이에 따른 개체생장(생장량, 엽면적당 질 량[Leaf Mass per Area], 엽면적) 및 생리적 특성(SPAD값, 엽록소량, 광합성)을 조사하였다. 본 연구는 꼬리말발도리 자생지의 생육환경 개선과 대체서식지 조성을 위한 기초 자 료를 제시하고자 하였다.

    재료 및 방법

    1. 공시재료 및 조사지 현황

    본 연구에 사용된 꼬리말발도리 종자는 2014년 9월 경상 북도 군위군 부계면 동산리(팔공산 해발 936∼959m)에서 채종하였다. 채종 직후 실험실로 가져온 뒤 사선법으로 종자 를 분리한 후 육안으로 충실종자를 선별하여 24시간 음지에 서 자연건조 시킨 후 냉장(4℃) 보관한 종자로부터 2015년 국립수목원 증식온실에서 1년간 생육시킨 것을 사용하였다.

    수관열림도에 따른 꼬리말발도리의 생장량을 비교하기 위하여 군위 자생지(대조구)와 국립수목원내 수관열림도가 다른 3곳을 선정하여 조사구를 설치하였다. 조사구(Site 1, 2, 3)와 대조구(Site 4)의 수관열림도 및 임내광량을 측정하 기 위해 1개월마다 어안렌즈 화상자료(Canon 5D-MarkⅢ, Sigma 8mm 1:3.5)를 수집하였다. 촬영된 자료의 분석은 Gap Light Analyzer 프로그램(ver. 2.0)의 standard overcast sky model을 이용하였다(Frazer et al., 1999). 측정값의 오류 를 최소화하기 위하여 촬영지점의 해발고도, 경사 및 사면 방향을 적용하여 보정하였다. 자생지 토양의 온도 및 습도는 토양수분계(AQUATERR EC-300)를 사용하여 측정하였다. 토양의 이화학적 특성 분석을 위해 각 조사구에서 유기물층 을 제거한 후 깊이 0∼10cm에서 토양을 채취하였으며 자연 건조 후 분석하였다(Rural Development Administration, 2000). 토양의 유기물 함량(Organic matter), 전질소(T-N), 유효인 산(A.P), 치환성 양이온(K+, Ca2+, Mg2+, Na+), pH및 양이온 치환용량(C.E.C)은 한국임업진흥원(Korea Forestry Promotion Institution)에 의뢰하여 분석하였다.

    2. 생장특성

    조사구별 잎 특성의 차이를 조사하기 위하여 각 처리구 의 생육 특성은 초장(cm), 엽수(매), 엽폭(cm), 엽장(cm) 및 생중량(g)을 각각 10개체씩을 2016년 5월 4일부터 10월 8일 까지 6개월간 측정하였다. 엽폭과 엽장은 위에서 2∼3번째 건실한 잎을 대상으로 측정하였다. 조사구별 개체들의 특성 을 파악하기 위하여 처리구별 5개체를 대상으로 엽면적당 질량(LMA; Leaf Mass per Area)을 측정하였다.

    엽면적(㎠)은 측정된 엽장과 엽폭을 바탕으로 다음과 같 은 공식을 사용하여 산출하였다.

    엽면적(Leaf area, ㎠) = α×β×π

    • α: 장축 반지름, β: 단축 반지름, π=3.14

    잎 면적당 질량은 5개체에서 건실한 잎을 선택한 후 동일 한 크기(약 0.186㎠)로 잘라 건조기에서 70℃로 48시간동안 건조시킨 후 전자저울을 사용하여 측정하였다. 잎 면적당 질량의 산출 공식은 다음과 같다.

    Leaf Mass per Area (LMA, ㎠ g-1) = 건중량/면적

    본 연구는 군위의 자생지 대조구를 제외한 모든 생육실 험을 국립수목원내에서 수행하였으며, 자생지와 대조구 내 온습도 변화를 측정하기 위하여 온습도측정기(HOBO U23-001, Onset Computer, USA)를 설치하여 측정하였다.

    3. 생리적 특성

    식재된 꼬리말발도리의 생리적 특성을 파악하기 위하여 처리구별 엽록소 지수와 엽록소 함량 및 광합성특성을 측정 하였다.

    생리적 특성을 분석하기 위해 엽록소측정기(SPAD–502. MINOLTA. JAPAN)를 이용한 엽록소 지수를 분석하였다. 엽록소 함량은 잎을 일정한 간격으로 자른 후 엽록소 추출을 위해 80% acetone 용액 8ml에 차광된 상태로 7일 동안 4℃ 냉장 보관하여 흡광도를 측정하였다. 엽록소(chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, chlorophyll a/b)는 분광광도 계(SPECTRA max PLUS)를 사용하여 645㎚에서 663㎚의 파장을 추출하였다. 엽록소 함량은 다음과 같은 Arnon 공식 (Arnon, 1949)을 사용하여 구하였다.

    • Chlorophyll a (㎎ g-1) = 12.7A663-2.69A645

    • Chlorophyll b (㎎ g-1) = 22.9A645-4.68A663

    • Total Chlorophyll(a+b) (㎎ g-1) = 20.29A645+8.02A663

    광합성 특성 분석은 생장이 가장 왕성한 시기인 8월에 휴대용 광합성 측정기(Li-6400, LI-COR Inc., USA)를 이용 하여 실시하였으며, 광합성속도, 기공전도도, 증산속도를 측정하였다. 광합성 측정시 잎 챔버 온도는 20℃, 잎에 공급 되는 CO2농도는 400ppm으로 고정하였다. 광량은 0단위부터 1400 μmol m-2s-1까지 변화시키며 측정하였다. 광합성 측정 은 꼬리말발도리 가지 끝에서 완전히 성숙한 잎의 3매를 대 상으로 측정하여 평균치를 이용하였다. 암호흡 속도 및 순 양자수율은 광량에 따라서 광합성 속도가 직선으로 증가하는 광합성 유효 광양자속 밀도(Photosynthetic Photon Flux Density: PPFD) 100 μmol m-2s-1이하의 값을 이용하여 회귀식(y=a+bx) 을 산출하였다(Kim and lee, 2001). 회귀식에서 y의 절편인 a는 암호흡 속도이며, b는 순양자수율(apparent quantum yield)이다.

    4. 통계분석

    본 연구로 수집된 데이터는 평균(mean) ± 표준편차(standard deviation)로 산출하였다. 각각의 실험구별 측정결과는 Duncan 의 다중 검정법으로 조사구별 유의성 분석을 실시하였으며, 통계처리는 SPSS(SPSS Inc., Chicago, USA) 프로그램을 사 용하였다. 또한 조사구별 개체속성과 환경요인간의 상관관계 분석을 위하여 Pc-Ord 4.0(MjM Soft, 2002)프로그램을 사용 하였으며, 주성분분석(PCA; Principal Components analysis) 으로 유사성을 제시하였다.

    결과 및 고찰

    1. 조사지 현황

    수관열림도 차이에 따른 꼬리말발도리의 생장특성을 관찰 하기 위하여 자생지 환경과 유사한 곳을 선정하여 국립수목 원내에 현지 외 보전도입을 실시하였다(Fig. 1). 조사구의 해 발은 104∼116m이며, 자생지와 유사한 계곡, 계곡과 인접한 사면에 도입하였다. 5월부터 10월까지 수관열림도(Canopy openness), 광량(Transmitted light), 토양온도(Soil temperature) 및 토양습도(Soil humidity)을 측정하였다(Table 1). 측정결 과 Site 3은 수관열림도 및 광량이 각각 64.8%와 90.6 mol m-2 day-1로 가장 높은 수치를 나타냈으며, Site 4가 9.4%와 11.7 mol m-2 day-1로 가장 낮은 수치를 보였다. 토양온도는 수관열림도가 높은 Site3에서 높았으며, 토양습도는 수관열 림도가 낮은 Site 1과 4에서 높은 수치를 보였다.

    HOBO(HOBO U23 Pro v2 U23-001; Onset; Boume, MA, USA)를 이용하여 조사구내 온도와 습도를 측정하였다(Fig. 2). 그 결과 국립수목원에 위치한 조사구(Site 1, 2, 3)보다 팔공 산 대조구가 높은 습도를 나타냈다. 이는 팔공산 대조구가 계곡 의 북서사면에 위치하였기 때문으로 판단된다. 반면 대조구는 해발고도 936m로 Site 1(104m), Site 2(105m), Site 3(116m)보 다 높은 해발고도의 영향으로 월별 평균 온도는 2∼5℃의 낮 은 특징을 보였다. 두 지역 모두 월별 평균 온도는 7월과 8월 이 가장 높았으며, 4월이 가장 낮았다. 습도는 장마철인 7∼9 월이 비교적 높았으며, 4월이 가장 낮은 특징을 나타냈다.

    우리나라 산림토양의 화학적 성질 중 활엽수림의 토양 pH가 5.5∼6.5임을 감안할 때(Lee, 1998) 대조구(Site 4)를 제외한 조사구(Site 1, 2, 3)는 수목이 생육하는데 적당한 범 위로 나타났다(Table 2). 토양의 치환성양이온은 pH와 밀접 한 상관을 보이는 것으로 알려져 있다(Jeong et al., 2002). 치환성 양이온의 경우 대조구는 조사구에 비하여 낮은 값을 나타냈다. 또한 치환성양이온의 감소경향은 일반적으로 산 림토양에서 Ca2+>Mg2+>K+>Na+ 순으로 감소한다는 연구와 일치하는 결과를 보였다(Jeong et al., 2002). 유기물 함량은 토양의 물리적 특성 변화에 지배적 역할을 하며, 질소와 유 효인산의 50∼60%을 공급하며, 양이온 치환용량을 개선시 키는 등 토양특성에 가장 큰 영향을 미친다(Brady, 1990). 우리나라의 산림토양에서 A층의 평균 유기물 함량은 4.5% (Jeong et al., 2002)로 Site 1, 2, 3은 다소 낮은 수치를 보인 반면 Site 4은 17.82%로 높은 수치를 보였다.

    2. 생장특성 차이

    꼬리말발도리의 초장생장은 Site 2에서 14.1cm로 가장 높 은 생장을 보였으며, Site 4에서 12.1cm로 가장 낮은 생장을 보였다(Table 3). 일반적으로 부족한 광환경 아래에서 수광 경쟁의 유리한 위치를 차지하기 위해 일부 수목은 광합성 산물을 수고 생장에 많이 배분되는 것으로 알려져 있으나 (Kozlowski et al., 1991), 본 연구에서는 수관열림도에 따라 뚜렷한 경향을 보이지 않았다. 잎의 생장은 수관열림도 차이 에 따라 뚜렷한 차이를 보였다. 수관열림도가 높은 Site 3에 서는 엽면적이 상대적으로 낮았으나 LMA는 높은 수치를 보였다. 상대적으로 수관열림도가 낮은 Site 1과 4에서는 엽 장, 엽폭, 엽면적이 상대적으로 높은 수치를 보였으나, LMA 는 낮은 수치를 보였다. 광환경에 따른 잎의 형태적 변화에 있어서 낮은 광조건에서 생장한 잎의 경우에는 수광량을 높 이기 위해 넓은 엽면적을 보이지만, 높은 광조건에서 생장한 잎은 두꺼운 잎을 가진다는 연구 결과와 동일하게 나타났다 (Marini & Barden, 1982;Salisbury & Ross, 1992).

    3. 생리적 특성 차이

    일반적으로 낮은 광조건에서 순화된 식물이나 내음성이 강한 식물은 높은 광조건이 주어지게 되면 낮은 엽록소 함 량을 나타내고 차광처리 수준이 높아질수록 엽록소 함량이 높아진다(Hansen et al., 2002; Valladares et al., 2002). 간이 엽록소측정기(SPAD)로 측정된 엽록소 지수는 수관열림도 가 낮아짐에 따라 증가하는 경향을 보였다(Fig. 3). 또한 6 월, 8월, 10월에 각각 엽록소 함량을 측정한 결과, 상층부의 수관열림도가 가장 낮은 8월에 가장 높은 함량을 보였다 (Fig. 4). 엽록소 a+b의 함량은 수관열림도가 가장 낮은 Site 4에서 가장 높았으며, 엽록소 a/b는 수관열림도가 높은 Site 3에서 가장 높았다. 엽록소 b는 a와는 달리 단파장을 흡수 하는데 저광도 조건에서는 엽육조직 내에 공간이 많아 단파 장을 이용하여 광합성을 하는 것이 용이하므로 엽록소 b의 함량이 많은 것이 음지에서의 생육에 효율적인 것으로 보고 하였다(Fails et al., 1982). Hart(1988)는 낮은 광도 하에서는 대부분의 식물체들이 엽록소 a보다는 엽록소 b의 생성을 촉 진시키기 때문에 낮은 엽록소 a/b율을 나타낸다고 하였다. 수관열림도가 높은 6월에 엽록소 a/b의 함량은 높았으나 수 관열림도가 낮아지는 8월에 엽록소 a/b도 함께 낮아져서 앞 선 결과를 뒷받침 하였다.

    광합성은 식물이 빛 에너지를 흡수하여 식물체의 에너지 원으로 사용하는 가장 중요한 생리대사 물질로 식물의 생육 에 큰 영향을 미친다(Wei et al., 2008). 수관열림도에 따른 식물의 생리특성(광-광합성곡선, 광합성 속도, 증산속도 등) 을 조사하였다(Fig. 5, Table 4). 조사구별 광-광합성곡선에 서는 수관열림도가 상대적 높은 Site 2와 3에서는 광포화점 이 각각 581μmol m-2s-1, 590μmol m-2s-1 보였으며, 상대적으 로 낮은 Site 1과 Site 4에서는 425μmol m-2s-1, 291μmol m-2s-1 보였다(Fig. 5). 광포화점에서의 순광합성속도(μmol CO2 m-2 s-1)는 Site 2에서 8.80로 가장 높았으며, Site 4에서 3.59로 가장 낮은 수치를 보였다(Fig. 5). 음지 환경에 적응 한 식물은 광이 있을 때 기공을 빨리 열어 CO2를 보다 효율 적으로 흡수하기 위해 광포화점이 낮아진다고 보고하고 있 으며(Chung, 2002), 꼬리말발도리도 낮은 광도에 적응하기 위한 적응반응으로 판단된다.

    조사구별 광합성속도, 기공전도도, 증산속도 등을 측정 하였다(Table 4). 조사구별 광합성 속도(μmol CO2 m-2 s-1)는 Site 2가 6.20으로 가장 높았으며, Site 4가 2.93으로 가장 낮은 수치를 보였다. 기공전도도, 증산속도, 암호흡속도, 순 양자수율도 광합성속도와 동일하게 Site 2가 가장 높은 수 치를 보였으며, 대조구와 실험구가 뚜렷한 차이를 보였다.

    일반적으로 광에 노출된 식물은 광합성속도, 기공전도도 가 높게 나타난다고 보고하고 있으며(Mendes et al., 2001), 산개나리의 연구(Han et al., 2012)에서도 동일한 결과를 보 였다. 하지만 기존 연구와 달리 수관열림도가 가장 높은 Site 3을 제외한 조사구 중 광의 노출이 가장 높았던 Site 2에서 광합성속도, 기공전도도가 높은 결과를 나타냈다.

    4. 상관관계 분석

    개체속성과 환경요인간의 상관관계 분석결과, 수관열림 도와 광량간의 강한 상관관계를 보였으며 엽폭과 엽면적은 강한 음의 상관관계를 보였다(Table 5). 일반적으로 낮은 광 량에서 자란 식물들은 광을 보다 효율적으로 받아들이기 위 한 전략으로 더 많은 동화물질을 잎에 투자하여 잎 크기를 증가시킨다(Cooper & Qualls, 1967). 본 연구에서 수관열림 도가 낮았던 Site 1과 Site 4에서 엽폭과 엽면적이 상대적으 로 큰 수치를 보이는 것을 확인하였다. 이는 낮은 수관열림 도에서 자라는 꼬리말발도리는 엽면적 및 엽록소함량을 높 여 빛의 흡수량과 광합성에 대한 이용효율을 적극적으로 높 이는 적응반응을 하고 있는 것으로 판단된다. 또한 간이엽 록소측정기(SPAD)와 분광광도계를 이용한 엽록소측정값 인 엽록소b와 강한 상관관계를 보였다. 수관층 식물의 개엽 으로 인해 수관열림도가 낮아지는 시기부터 엽록소 지수 수 치가 증가하는 경향을 보였으며, 이와 동일하게 엽록소 b 또한 수관열림도가 가장 높았던 8월에 가장 높은 수치를 보 여 이러한 결과를 뒷받침 하였다. 낮은 광환경에서 자라는 식물은 적은 빛을 광합성에 효율적으로 이용할 수 있도록 잎에서 광합성산물의 양을 증가시키는 광형태형성반응이 일어난다((Kim et al., 2003). 또한 군락하부의 낮은 광조건 에 있는 식물이 엽록소 b를 많이 가지고 있어 군락상부의 엽록소 a가 흡수하지 못한 파장영역의 빛을 엽록소 a와 흡 수 파장대가 다른 엽록소 b가 빛을 흡수할 수 있는 기회를 높이는 적응반응(Kim & Lee, 2001)으로 판단된다.

    조사구별 개체속성과 환경요인간의 상관관계 분석결과 (Fig. 6), Site 1과 Site 2는 수관열림도 및 광량에서 대조구 (Site 4)와 가장 유사한 경향으로 나타났으며 Site 3은 환경 요인 속성간 차별성이 있었다. PCA분석에서 Site 1과 Site 4는 낮은 수관열림도의 영향으로 엽면적이 다른 조사구에 비해 높은 상관성을 보였다(Fig. 7). 반면 Site 3은 다른 조사 지에 비해 높은 수관열림도와 광량에서 높은 상관성을 보였 다. Site 2는 앞선 결과(Fig. 3)에서 높은 엽록소 지수를 비롯 한 개체속성 요인간 높은 상관성을 보여 다른 조사구에 비 해 복원 생육지로서 좋은 생육환경이라고 판단된다.

    본 연구는 특산식물 꼬리말발도리의 생육특성에 따른 최 적의 도입지를 구명하고, 보전 및 복원전략을 수립하기 위 해 수행하였다. 차광정도가 꼬리말발도리의 생육에 미치는 영향에 대한 실험에서 꼬리말발도리의 생육은 온실내 무차 광 조건에서 가장 높은 생장특성을 보였다(Jung et al., 2017). 따라서 광환경이 서식지에서 생육에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 실시하였다. 대조구의 수관열림도(site 4: 9.4%) 와 도입지 수관열림도(site 1: 11.3%, site 2: 18.8%, site 3: 64.8%)의 차이에 따라 뚜렷한 생장차이를 보였다. 꼬리말발 도리의 수관열림도가 높은 곳에서는 LMA가 높은 수치를 보이며, 수관열림도가 낮은 곳에서는 엽장, 엽폭, 엽면적의 생장이 상대적으로 높은 수치를 보여 수관열림도에 따른 광 적응 현상을 보였다.

    수관열림도에 따른 생리적 특성을 살펴보면, 수관열림도 가 낮은 곳에서의 엽록소 a와 엽록소 b가 높은 수치를 보였 다. 이는 낮은 광량조건에서 자라는 개체가 광 수용능력을 높이기 위한 전략으로 판단된다. 하지만 광합성속도는 대조 구에 비해 상대적으로 수관열림도가 높은 Site 2과 3에서 높은 수치를 보였으며, Site 4에서 가장 낮은 수치를 보였다. 그 외 기공전도도, 증산속도 또한 유사한 경향을 보였다. 이 는 높은 광량 하에서 생육한 꼬리말발도리는 광합성속도를 증가시켜 더 많은 광합성을 잎에 축적하는 특성을 보여줬 다. 꼬리말발도리는 광량이 낮은 조건에서 잎 생장과 생리 적 활성을 증가시켜 불량한 광조건에서 다른 식생과의 광 경쟁의 우위를 차지하기 위한 전략을 보이는 것을 알 수 있 었다. 따라서 꼬리말발도리의 현지외 보전을 위해서는 주변 경쟁종의 관리와 광환경개선이 필요할 것으로 판단된다.

    Figure

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    Fisheye lens photo of survey sites.

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    Change of temperature and relative humidity in survey sites.

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    Monthly change of SPAD value in survey sites.

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    Change of chlorophyll a, b, a+b and a/b ratio in survey sites.

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    Light response curves of D. paniculata under different sites.

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    Correlation analysis between individual attributes and environmental factors in different sites.

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    PCA(principal components analysis) Ordination analysis among investigated sites.

    Table

    Mean values for abiotic factors and topographical position of D. paniculata habitat

    Soil properties of D. paniculata in four sites

    Leaf characteristics of D. paniculata in four sites

    Photosynthetic characteristics affected by light condition in D. paniculata sites

    Correlation analysis between individual attributes and environmental factors (Pearson)

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