환경처리조건에 따른 멸종위기식물 섬시호(산형과)의 생태적 반응에 관한 연구
저자
발행사항
공주 : 公州大學校 大學院, 2012
학위논문사항
학위논문(석사)-- 公州大學校 大學院 : 生物學科 2012. 2
발행연도
2012
작성언어
한국어
발행국(도시)
충청남도
기타서명
Ecological response of Bupleurum latissimum(Apiaceae, endangered species) to the environmental gradient treatments
형태사항
vii, 65장. : 삽도 ; 26 cm
일반주기명
참고문헌 : 52-59장
소장기관
섬시호는 세계적으로 울릉도에만 한정 분포하는 한국특산식물이다. 이러한 멸종위기식물인 섬시호의 생태적, 분포적 특성을 이해하기 위하여 이산화탄소농도와 온도, 광, 수분, 토성과 토양영양소의 6가지 환경요인으로 대조구(AC-AT)와 CO2+온도상승구(EC-ET)에서 생육시켜 관찰하고 그 결과를 비교하였다. CO2+온도상승구는 대조구보다 온도가 약 2℃ 높고, CO2농도가 약 2배 높았다.
섬시호의 발아율은 대조구가 CO2+온도상승구보다 높지만, 발아개시일은 CO2+온도상승구가 빨랐다. 그리고 섬시호의 개화, 열매발달과 열매성숙도는 대조구보다 CO2+온도상승구에서 빨랐다.
4년생 섬시호의 생육변화는 2010년에 지상부 길이와 총화서 수는 대조구와 CO2+온도상승구에서 뚜렷한 차이가 없었지만, 잎 수, 총화서 길이와 총화서당 복산형화서 수는 CO2+온도상승구에서 증가하였다. 생식적 특성으로 복산형화서 당 화경 수, 화경 당 성숙한 열매 수, 쭉정이 수, 쭉정이 무게, 총 열매수와 결실율은 구배별 차이가 없었다. 그러나 성숙한 열매 한 개 무게, 성숙한 열매무게와 총 열매무게는 대조구가 높았고, 화경 길이는 CO2+온도상승구에서 길었다.
1년생 섬시호의 생육변화는 대조구와 CO2+온도상승구에서 광이 낮을수록 지상부 길이가 길었고, 광이 높을수록 잎 수가 많았다. 수분이 증가하면 지상부 길이와 잎 수는 감소하는 경향을 보였다. 모래 100% 구배에서 지상부 길이와 잎 수가 가장 낮았고, 토양영양소가 높을수록 지상부 길이는 길고, 잎 수는 많았다.
4년생 섬시호의 광합성률은 대조구와 CO2+온도상승구에서 차이가 없었지만, 증산율은 CO2+온도상승구가 높았고, 수분이용효율과 기공전도도는 대조구가 높았다. 1년생 섬시호는 대조구와 CO2+온도상승구에서 광이 높아지면, 광합성률, 증산율, 수분이용효율은 증가하나 기공전도도는 감소하였다. 반면에 수분이 증가하면 광합성, 수분이용효율과 기공전도도가 감소하였다. 토성은 모래 100% 구배에서 광합성률, 증산율, 수분이용효율과 기공전도도가 가장 낮았다. 토양영양소는 증가할수록 광합성률, 증산율, 수분이용효율과 기공전도도가 높았다.
4년생 섬시호의 엽록소 함량은 대조구와 CO2+온도상승구에서 차이가 없었다. 1년생 섬시호는 대조구와 CO2+온도상승구에서 광이 높을수록 낮았고, 모래 100% 구배에서 가장 낮았으며, 토양영양소가 증가 할수록 높았다.
4년생 섬시호 광계Ⅱ의 광화학적 효율(Fv/Fm)은 대조구와 CO2+온도상승구에서 차이가 없었다. 1년생 섬시호는 대조구와 CO2+온도상승구에서 수분에 따른 영향은 없다. 그러나 모래가 적은 토양이고, 유기물이 많은 조건에서 광화학적 효율(Fv/Fm)은 높았다.
섬시호의 생태적 지위폭은 대조구와 CO2+온도상승구에서 토성<토양영양소<광<수분처리 순으로 증가하였다. 그리고 CO2+온도상승구에서 수분, 토성과 토양영양소의 생태적 지위폭은 대조구보다 각각 0.944±0.065, 0.849±0.057, 0.878±0.086로 좁아졌지만, 광에 대해서는 0.915±0.109로 넓어졌다.
이상의 결과로 볼 때 섬시호는 CO2농도와 온도보다 광, 수분 그리고 유기물에 의해 영향을 더 받으며, 광이 높고, 수분이 적으며, 유기물이 많은 토양조건에서 잘 자랐다.
Bupleurum latissimum(Endemic species of Korea) is restrictively distributed in Ulleung Island, Korea. In order to understand the ecological distribution of B. latissimum, the plants were treated with ambient CO2+ ambient temerature(AC-AT), elevated CO2+elevated temperature(EC-ET), light, moisture, soil texture and nutrient gradients from 2010 to 2011 in glass house.
Germination rate of B. latissimum was high at AC-AT and starting time of germination was early at EC-ET. And reproductive phenological response of B. latissimum was earlier at EC-ET than AC-AT.
No. of leaves, total inflorescence length and no. of compound umbel per total inflorescence of 4-year-old B. latissimum were largely increased at EC-ET. Weight of one ripe fruit, all ones and total fruit per peduncle of B. latissimum(1-year-old) was high at AC-AT but peduncle length was high at EC-ET. Peduncle number, no. of ripe fruit per peduncle, no. of empty fruit per peduncle, weight of empty fruit per peduncle, total no. of fruit per peduncle and fruit setting rate were not significantly affected by elevated CO2 and elevated temperature.
Shoot length of 1-year-old B. latissimum was increased in the low light gradient and no. of leaves were increased in the high light gradient. In the sand(100%) gradient, both were decreased. They were decreased in the high moisture gradient but were increased in the high nutrient gradient.
Photosynthesis rate of 4-year-old B. latissimum was not significantly affected at AC-AT and EC-ET. And transpiration rate was high at EC-ET but water use efficiency and stomatal conductance were high at AC-AT.
Photosynthesis and transpiration rate and water use efficiency of 1-year-old B. latissimum at AC-AT and EC-ET were increased in the high light but stomatal conductance was decreased. In the sand(100%) gradient, all items were the lowest. They were decreased in the high moisture gradient and were increased in the high nutrient gradient.
Chlorophyll content of 4-year-old B. latissimum was not significantly affected at AC-AT and EC-ET. Chlorophyll content of 1-year-old B. latissimum was decreased in the high light gradient and was increased in the high nutrient gradient. In the sand(100%) gradient, it was the lowest.
The photochemical efficiency of photosystem Ⅱ of 4-year-old B. latissimum was not significantly affected at AC-AT and EC-ET. The photochemical efficiency of photosystem Ⅱ of 1-year-old B. latissimum was not significantly affected by moisture gradient but was increased in the low light, low sand ratio and the high nutrient gradient.
Ecological niche breadth of B. latissimum was increased in order of the soil texture, nutrient, light and moisture gradients at AC-AT and EC-ET. Ecological niche breadth of B. latissimum was narrow in the moisture, soil texture and nutrient gradients but was wide in the light gradient.
These results show that B. latissimum is more affected by light, moisture and nutrient gradient than elevated CO2 and elevated temperature. B. latissimum grew well in the high light intensity and low moisture and high nutrient in soil environmental condition.
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