Abstract

This study was conducted in order to determine changes in the growth responses of Quercus serrata and Q. aliena which are potential natural vegetation of riverine in Korea under four light gradients within ambient and elevated $CO_2$ concentration and temperature levels. As a result, growth responses of two species were affected by light factor. Aboveground, belowground, plant biomass and root:shoot ratio of two species grown under the control and treatment were increased in the highest light level. Plant biomass and root:shoot ratio of two oak species were not significantly affected by elevated $CO_2$ and temperature, while aboveground biomass of them was lower in the treatment than control. Belowground biomass of Q. serrata was lower in the treatment than control under the gradients that are more than 70% of light level. As light intensity increases, elevated $CO_2$ and temperature promoted root growth of two oak species but had a negative effect on aboveground growth. According to the principal component analysis(PCA), two oak species were discriminatively arranged based on factor 1 and 2. Also, the reactions towards the ambient and elevated $CO_2$ and temperature were slightly different. It is clearly visible that all features relied on axis 1 and axis II are highly correlated with most variables except for stem and shoot length.

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.

Keywords

• potential natural vegetation;
• growth response;
• biomass;
• $CO_2$ concentration;
• principal component analysis(PCA)

• 잠재자연식생;
• 생육반응;
• 생물량;
• $CO_2$농도;
• 주성분분석;