환경식물학Environmental

BotanyRE35701

영남대학교 생물학과 생태학연구실

1. 식물과 환경1-1. 수분환경

• 기화열 536 cal/g, 동식물의 체온상승 피함• 대부분의 생물은 기질환경이나 음식물을 통하여 섭취 ,

• 건조지역 식물은 극단적인 수분환경에 적응한 구조적 변형 .

물의 속성

1) Absolute humidity( 절대습도 ) : 단위 용적당 수분2) Relative humidity( 상대습도 ) : 포화치에 대한 %3) Vapor pressure deficit( 포화결손치 ) : 포화치에 도달하기까지의 결손치 ( 생태학적 의의 ), RH 가 같더라도 온도에 따라 포화수증기의 양과 현존수증기량의 차이가 다름 .

대기의 습도

0 mm 250 mm 700 mm

사막 초원 관목림 숲

강우량의 분포• 기압의 변화와 기류에 의해 발생 .

• ecosystem 의 분포와 직결 .

강우량은 producer 의 생산성에 큰 영향

수분환경에 따라

이슬이 많은 곳은 열대우림과 사막 .

열대우림 : 주야간의 온도차는 적으나 높은 습도 때문 .

사 막 : 야간의 심한 기온 하강 때문 .

이슬과 안개의 효과 실례

1) 독일 Greifswald 의 이슬량 : 강우량의 20%

2) 사막식물의 대부분 : 잎에서 수분흡수 ( 흡수모 )

3) Chile, Peru 의 600m 고도의 해안 사막지대 : Bromeliaceae 무성

4) 이슬과 안개는 큰 나무 밑이 많다 .

그러나 , Biomass 를 최대로 유지할 만한 지상수분이 있는 육상생태계는

지구상에 없다

토양수분

• 토양의 주요성분 (5 가지 ) : 무기물질 , 수분 , 공기 , 유기물질 , 생물

• 주요기능 : 저장 (reservoir)

• 물리적 특징 : 토양입자가 작으면 작을수록 단위중량당 표면적 ,

수분흡수 능력 , 팽창 정도 , 점착력 증대

Crumble grain structure 는 수분경제에 유리 ( 덜 예민 )

1) Single grain structure( 단립구조 )

2) Crumble grain structure( 입단구조 )

토양의 grain structure(

입단구조 )

강우 (precipitation) 에 의해 물이 표토에 떨어지면 그 중 일부는 흘러가 버리고 (run off), 일부는 증발되고 (evaporation), 일부는 스며든다(percolation). 토양에 스며든 수분 중에서도 일부는 중력수(gravitational water) 로서 지하수까지 내려가 버리고 , 나머지 토양에 저장된 수분이 토양수분으로서 중요하다 .

토양에 저장된 수분 :

1) Combined water( 결합수 ) : 토양 고형물과 결합하여 분자구조를 이룬 수분

2) Adsorptional water( 흡습수 ) : 분자간의 인력으로 토양 colloid 와

결합된 수분

흡습수는 다시 구분

Hygroscopic water ; colloid 표층

Film water ; 그 바깥

3) Capillary water( 모관수 ) : 모세관 현상으로 공극 사이에 남아

있는 수분 ( 식물이 이용 )

: Water retaining capacity, 중력수만 제거한 상태

수분당량 (moisture equivalent)

: 포화토양이 중력의 1000 배되는 원심력에 저항하여 보유하는 물의 양 (%)

pF(potential force)

• 토양의 보수력은 물기둥의 높이로 표시 (H cm). • pF=logH( 물기둥 높이의 대수치 ).• 예 : pF=3 은 수분을 빼앗는데 103cm 수주압이 필요

Field moisture capacity( 야외함수능 )

• negative number 로 사용• 단위 ; Pascals, Megapascals• 1MPa = 10 Pascals ≒10 Atmospheres(9.87 atm)

Water potential

Water potential: 식물의 뿌리가 물을 흡수하는 물리적 기작

w = s + p

• Water potential( 수분흡수 ; - 부호 )• Osmotic potential( 삼투압 ; - 부호 )• Turgor pressure( 팽압 ; + 부호 ) : cell wall

Wilting point( 위조점 )

a) 뿌리가 분포된 수분함량 불안정지역b) 중력수에 의한 습한 지역c) 상승하는 film water 지역 d) capillary water 지대e) 지하수

토양수분의 단면 (profile)

• Temporary wilting point( 일시위조점 ) ; pF3.9

• Permanent wilting point( 영구위조점 ) ; pF4.2

지하수 문제의 실례

1) Mesopotamia

• 이락 - 이란 - 시리아지방 , 티그리스 - 유프라테스강유역 , BC7000경부터 정착 , 최초의 농경민족 (4 대문명 : 나일강의 이집트문명 , 인더스강의 인더 스문명 , 황하의 황하문명 , 메소포타미아 ). • 자연의 파괴로 지하수위가 낮고 (15 m), 적은 강우 (120 mm/yr).• 우물을 파서 채소 원예 , 2 년째부터 고온건조에 의한 염분축적으로 재배 불가능 .• 뿌리가 길고 강한 Tamarix 재배 (b 층의 소량부분이용 ), 지하수까지 내려 가서 숲을 형성 .

2) 이스라엘

• 지하수위 낮고 , 고온건조 .

• 인공림 조성 → 성장 → 수분소모 과다 → 벌채

Evaporation( 증발 ): 수분을 함유한 물체가 수분으로 포화되지 않은 대기로 수분을 발산

하는 것 . evaporation 의 양은 습도 , 온도 , 풍속에 좌우 .

습윤성 기후 ( 강우량 > 증발량 ) - 작은 개천 , 토양염류가 밑으로 하강건조성 기후 ( 강우량 < 증발량 ) - 흔적만 있는 개천 , 호수 (홍수때만 물 ), 토양염류가 표층에 축적

Transpiration( 증산 ): stomata 와 cuticula 를 통한 수분발산

• Stomata transpiration - 대부분 , 조절가능• Cuticula transpiration - 적은량 , 조절불가 , 피목증산• Guttation( 배수작용 ) - 과습시 transpiration 불가능할 때 water pore( 수공 ; 배수세포 , 배수모에 있음 ) 를 통한 배수작용 . 개폐기능 없으나 능동적 기작 (근압에 의함 ). 토란 , 머위 , 수국 , 양귀비 , 벼과 식물 잎의 선단• Transpiration 은 stomata 의 개폐 때문에 gas교환도 동시에

일어남 (photosynthesis)• Transpiration 은 증발에 의한 냉각효과 . 그러나 수분탈취를

최소화 하기 위한 조절도 한다 .

잎의 량(Kg/ha) transp.(l/ha)

Betula(자작나무) 4940 47000

Fagus(너도밤나무) 7900 38000

Larix(낙엽송) 13500 47000

Picea(가문비나무) 31000 43000

Pinus(소나무) 12550 23500

Transpiration 의 실측치

: 여름 일일 transpiration 의 평균치 (Polster, 1950)

수분경제 ( 식물 ) : 자체 수분조절 능력에 따라 2 가지로 구분

1) Poikilohydric plant(변수성 식물 ) ; 자체 수분조절 능력 없음 . 건조기

에 죽은듯이 말라 휴면 . 예 ) Bacteria, Algae, Fungi, Lichen, Moss

2) Homoiohydric plant( 항수성 식물 ) ; plasma 의 농도를 조절함으로서

수분조절 . 예 ) pteridophyta, Spermatophyta

결빙에 의한 건조 (winter drought) : 조직이 결빙되지 않더라도 토양결빙 ,

0℃이하에서도 증발 .

Timber line 의 원인으로 추측

수분환경에 따른 적응형

1) Xerophyte( 건생식물 ) ; 긴 뿌리 , 두꺼운 잎 , Cuticula 층 , 저수조직

2) Mesophyte( 중생식물 ) ; 흔히 볼 수 있는 식물 . 외부는 Xerophyte 특성 ,

내부는 Hygrophyte 특성

3) Hygrophyte( 습생식물 ) ; 과습 , 통기 나쁜 토양 , 뿌리발육 저조 ,

cuticula 발달 안됨 .

4) Hydrophyte( 수생식물 ) ; 보호 지지조직이 없음 . 도관 , 기공도 없다 .

공기저장을 위한 통기조직조직 (aerenchyma)발달

5) Tropophyte(전생식물 ) ; 건조기에 휴면 , Eupphorbia dendroides

6) Amphiphyte( 양서식물 ) ; 양쪽에 적응 , 형태 다양

1-2. 온도환경태양 복사선량 (solar radiation) 에 좌우

열 경제

• 흡수와 방출 , 태양은 대기권 상층 한계에 1.98cal/cm2/min 방사 ( 태양정수 ).

• 지표에 47% 도달흡수 , 나머지는 대기층에 흡수 , 반사 .

• 지표면에서는 얕은 층에만 흡수 , 조사각도에 따라 차이

지표면에서 높이 올라 갈수록 radition 양 증가 . 고산 특수생태계 형성 .

토양의 온도 : 색깔 , 전도도 , 조성 , 수분함량에 따라 다름 .

지표면에 도달한 radiation 은 토양수분의 증발열로 약 1/4 빼앗김 .

지구도 자체 energy 를 방사 ( 지구표면온도 ; 14℃).

적도 바로 위가 가장 높다 ( 대륙의 분포효과 , Sahara 30℃).

기후 표현방법

1) 온량지수 (warmth index : WI) 와 한냉지수 (coldness index : CI)

WI = (ti -5), CI = (5-tj)n

i=1

n

j=1

t ; 그달의 온도i ; t 5℃인 달j ; t<5℃인 달

2) Climograph(K ppen system ; Twomey, 1936)

: 온도와 강우량에 의한 기후구분

3) Climate diagram(Walter, 1951)

:10 개의 기후형으로 구분

CVP-Index(Paterson, 1956): 기후조건과 primary productivity 의 일반식

CVP =TvPGE

Ta·1200

CVP ; Climate, Vegetation, Productivity

Tv ; 가장 더운 달의 평균기온 (℃)

Ta ; 가장 추운 달과 가장 더운 달의 평균기온 차이 (℃)

P ; 연간 강우량 (mm)G ; 생장 가능기간 (month)E ; 연간 총 복사량의 적도 지방과의 비율 (%)

고도에 따른 식생대 : 고도에 따라 온도의 분포가 달라지며 100m 상승할

때 마다 약 0.5℃ 하강

Timber line( 수목한계선 ) 형성이유 (Parker, 1963)

1) 토양의 부족

2) 저온에 의한 건조

3) 생육기간 부족

4) 눈의 부족

5) 여름에도 눈에 덮임

6) 강풍의 작용

7) 야간의 급한 온도 하강

8) 낮의 토양온도 급상승 , 과온

9) 건조

10) 천근성 ( 일사량에 의한 지표의 고온 쪽으로 , 높이도 낮아짐 ,

결과적으로 바람의 영향도 피함

11) 영양염류의 부족으로 넓은자리 차지 ( 방석모양 )

지형에 따른 온도의 전도현상

예 ) Ober serreich 의 Lunz, Doline

• 동물은 식물에 비해 적응범위가 좁다 ( 이동으로 해결 ).

• 식물은 habitat, 생육시기 , 습도 등에 따라 저항력 차이 .

예 ) Moss 의 내열 ; 건조시 80-95℃, 습할시 40℃,

생육시기에 따른 내열주기성

• 저온 : 생물분포의 가장 큰 fator. cyclosis 저해 , plasma 동결 ,

지속시간과 유의 .

• 눈의 효과 ; Timber line 형성요인 중의 하나

예 ) 기온 -11.5℃, 3cm 눈밑 지표 , -3.5℃

기온 -33.5℃, 65cm 눈밑 지표 , 0℃

온도 적응 범위에 따라

Eurythermal plant ; 광온성 식물

Stenothermal plant ; 협온성 식물

Timber line 의 침엽수 ( 극한상황에 노출 ) 내한성의 실례

1) Paker(1955) ; Pinus ponderosa, Abies grandis 1월 , -55℃에서 생존함을 확인함 .2) Paker(1959) ; 냉각 , 가온속도가 1 시간에 10℃이내이면 Pinus strobus 내한온도 , 12월 -78℃, 2월 -196℃ 3) Sakai(1960) ; Morus alba, Populus sieboldii, Salix koniyanagi 를 -196℃ 까지 냉각 후 다시 생장 .

조직에 따른 내한성 : Olden(1955) 의 자두나무줄기 내한성 실험

cambium > epidermis > parenchyma > pith

저온에 의한 생리적 변화 :

1) 탄수화물 → 당 , 지방으로 변화 → plasma 고농도 → 동해방지 ,

봄이 되면 탄수화물로 환원 (starch regeneration)

2) 조직내 수분감소 → 농도 증가 → 내한성

1-3. 광선환경효과

1) 식물에 의해 CO2 assimilation → food chain

2) 생물의 주기성 (periodicity) 유발 → biological clock

식물에 미치는 영향은 spectrum, 조사량 , 조사시간 , 주기성에 따라 다름 .

광선에 지배 받는 특수생태계

1) 동굴 ; 깊이에 따라 연속적 종조성 변이 .

종자식물 → 양치식물 → 선태류 → 조류

2) 수중 ; 깊이에 따른 spectrum 분포 .

녹조류 → 갈조류 → 홍조류

Brown algae - diatoms, dinoflagellate 가 주종 , chlorophyll a,c 함유 ,

Red algae － phycoerythrin 함유 ,

Green algae － 고등식물과 유사 , chlorophyll a,b, -carotene 함유 ,

Blue-green algae － phycocyanin 함유

* 생물색깔 분포이유 ; 견해차 , 광량 (?), spectrum(?), 양쪽 모두 (?)

3) 고산 ; 단파장 지역의 특수환경 , ecotype( 생태형 ) 형성

Solar radiation 은 대기층을 통과하면서 단파장 거의 흡수 .

생물에게는 주로 가시광선만 유효 ; 790-380nm

- 하층구조의 식생은 710-550nm 의 파장 이용 , 덩굴식물로 진화 ,

혹은 적은 광량에 적응 , 혹은 기생식물로 진화 .

따라서 짧은 시간의 광선도 큰 효과

층위구조에 따라 광선분포

광도에 따른 동화량

- 광적응 정도에 따라 광보상점 (light compensation point),

광포화점 (light saturation point) 이 달라진다

음지식물은 적은 광량에도 예민하게 반응하여 O2 배출량과 CO2 배출량이

같은점 ( 보상점 ) 이 달라진다 (CO2 는 낮에도 배출되나 즉시 이용 ).

보상점과 식물이 요구하는 최저광선요구량 (Lmin) 과는 차이

예 ) Oxalis acetosella 의 Lmin = 1.4% Comp. point = 0.7%

즉 , 하층식생은 Lmin 의 광선과 CO2 함량이 약간 높은 환경 .

광포화점 , 광보상점이 낮은 것은 stomata 의 절대수가 부족하기 때문 .

광선과 온도의 복합환경

- 충분한 광조건 이면 고온 일 때 photosynthesis 활발 ,

부족한 광조건 이면 저온 일 때 동화량이 많다 .

따라서 , 극지방에서는 낮은 광도 , 낮은 온도하에서도

상당한 생산성 기대 .

Moss 의 PN/R 는 0℃에서 가장 크다 (봄 , 가을 ).

Lichen 도 비슷 .

1-4. 이산화탄소환경대기중의 CO2 함량 : 0.03%(0.57mg/l)

• 자연상태에서는 10% 광도에서 동화곡선의 최고점 .

• CO2 함량이 높으면 효과적 (0.3% 까지 ).

• 자연상태에서는 균질 .

CO2 합성

• CO2 → Ribulose bisphosphate(C5) → 2 X 3-phosphoglycerate(3탄당 )

• 일반적인 C3 plant(Calvincycle)

• RuBP 대신 phosphoenol pyruvate(3탄당 ) 에 결합되면 C4 plant

(Hatch-Slack pathway : 짧은 pathway)

• C4 식물은 도관주위의 bundle sheath 에도 chloroplast 가 있어

강한 광선도 효과적으로 이용 ( 생산성 , energy 문제 ).

Dark reaction

CAM : Succulents 의 몇 종• 밤 ; CO2 → malate form 으로 고정• 낮 ; Stomata 를 닫고 photosynthesis 가능• 이런 작용을 CAM(Crassulacea Acid Metabolism)

Forest 는 "carbon sink"의 역활 forest biomass : 대기의 1.5 배 고정 forest humus : 대기의 4 배 고정

대기의 CO2 함량은 계속증가

1800 년 (산업시작 ) : 290ppm(0.029%)추측

1958 년 (처음측정 ) : 315ppm

1980 년 : 335ppm

21C 중반 : 580ppm( 기온 1.5∼4.5℃상승 예측 )CO2 증가에 의한 온도상승은 극지방 빙하 용해 → 해수면 상승 , 강우형태 변화 .

20C 에 들어와 해수면 12cm 상승

(Gornitz et al. 1982, Etkins and Epstein 1982)

1-5. 기질환경기질로서의 토양

토양 : 기상과 생물의 영향으로 형성된 지각의 표층 . 생물의 생활 공간 , 기질 ,

material 저장고

토양생성과정

1) 물리적 작용 : 풍화

2) 화학적 작용 :

Hydration( 수화작용 ) - 광물질이 물과 결합하여 다른 물질로

Oxidation(산화작용 )

Hydrolysis( 가수분해 ) - 토양수분의 H+ 가 치환 , 결정 파괴

3) 유기물 첨가

토양유기물은 먼저 humus( 부식질 ) 란 형태로 나타남Humus ; 동식물의 유체가 완전분해 되지 않고 남은 부정형의 유기물질 총화

동식물의 잔해가 분해되는 속도 ; 기후 , 토양수분 , 토양내 공기 , pH, 재료의

속성 , C/N-Ratio(탄질률 ) 에 따라 다름 .

침엽수의 잔해 ; C/N Ratio 높고 ,

활엽수의 잔해 ; C/N Ratio 낮다 .

N이 부족한 토양의 미생물 activity 저하 ( 단백질 합성저하 , 증식저하 ).

따라서 침엽수 분해시 N추가 필요 .

습윤한 열대 , 아열대지방의 토양유기물은 완전분해 되어 모두 생체내로 ,

Biogenic salts( 영양염류 ) 부족 , 영농시 비료 .

재료에 따른 분해속도

sugars > starch > hemicelluloses pectins proteins >

celluloses > lignins > suberins > cutins

부식질의 형태 : 기후 , 토성 , 식물상에 따라 다름 .

1) Peat( 이탄 ) ; 한랭한 습지에서 형성 . 토양미생물 활동 미약 , 분해곤란 ,

형태보존 .

2) Muck soil(흑니토 ) ; 이탄이 더 분해되어 식물체의 형태 구분이 힘든

부식질형 .

3) Acid raw humus(Mor, 산성조부식질 ) ; 한랭습윤성 기후의 침엽수림에서

생김 . 분해곤란 , fulvic acid 형성 . 그러나 중화시킬 모암이 없는 곳에 생김 .

4) Mull( 중성부식질 ) ; 고온 , 습윤 , 진흙 함유한 염기성 토양 . 활엽수 잔해

→ 미생물 소동물 활동 활발 →고운부식질 . 서서히 분해공급 ,

소입자는 양이온 흡착 , 양호

토양입자중 1μ 이하의 입자를 soil colloid particle( 토양교질입자 )

이라 함 . 무기교질입자와 유기교질입자로 구분

교질입자는 표면적이 크고 작은분자 (H2O, N2, O2, CO2 등 ) 나 이온 (cation,

anion) 을 흡착 . 흡착된 ion 은 등가의 다른 이온과 치환가능 .

예 ) 6K+ 는 3Ca++ 혹은 2Al3+ 과 치환가능 . 2NO3- 는 SO4

2- 와 치환가능

• 일정한 토양이 가지고 있는 치환성 양이온의 총량 .

• Equivalent 로 표시 .

• 일반적으로 100g soil 의 CEC 를 me(miliequivalent:밀리그램당량 ) 으로

표시 .

• CEC 가 크면 클수록 유효 영양원이 많고 pH 완충력도 크다 .

CEC(Cation Exchange Capacity : 양이온치환 용량 )

대체로 습윤성토양 ; H+, Ca2+, Mg2+ 많고 ,

건조성토양 ; Ca2+, Mg2+, K+, Na+등이 많다 .

식물의 뿌리는 H+ 와 colloid 표면의 cation 과 교환흡수

Soil colloid 중 양전하를 띄고 있는 것도 약간 있다 .

1) Fe, Al 의 OH 화합물

2) NH2-, NH3- 를 갖는 물질 (humus). 이들은 음이온을 흡착한다 .

주요 치환성 음이온 ; PO43-, SO4

2-, NO3-, Cl-

치환성 양이온의 차이는 토양의 비옥도 , pH 결정요소 .

토양에 들어 있는 biogenic salts( 영양염류 ) 나 원소는 흡수 가능한

형태라야 한다 .

토양중의 양이온은 흡착 , 음이온은 토양용액 중 → 쉽게 용탈

일반적으로 화강암 , 화강편마암에서 유래된 토양 → 산성 .

석회암지대 → 중성 .

해안지대 → 알칼리성 .

Soil profile

토양은 깊이에 따라 층위 형성

크게 나누면

A - Horizon( 상층토양 ) ; 토양공극이 많고 유기물질 많은 층

B - Horizon( 하층토양 ) ; A 층에서 흘러내린 soil colloid 집적층 .

갈색 - 적갈색을 보임 .

C - Horizon( 토양재료 ) ; 풍화돤 모암조각층

세분하면

1) A-Horizon

A0(O) - 조부식층

A1(Ah) - 조부식질 + 무기물 섞인층

A2(Ae) - 용탈층

A3(Al) - humus 가 없고 , 심하게 용탈된 층

2) B-Horizon

B1(Bt) - colloid 집적층

B2(Bh) - 부식질 집적층

B3(Bs) - Al2O3, Fe2O3 등의 집적층

3) C-Horizon

C1(Cv) - 물리적 풍화기의 층

C2(Cn) - 풍화시작층

4) 기타 G - 지하수층Soil profile 은 기후 , 생물상 , 경사도 등에 따라 차이

기질로서의 물 (Water)

① 비열이 높다 . 온도변화를 완충

비열 - specific heat, 물 1g 의 온도를 1℃ (15℃-16℃) 올리는데

필요한 열량 (1 gram-calorie) 과의 비

② 용해할 때의 숨은열 (latent heat) 이 많다 .

1g 얼음을 온도를 바꾸지 않고 물로 바꾸는데 80cal 흡수 (반대과정은 방출 )

③ 증발시 숨은열은 알려진 물질 중에서 가장 많다 .

1g 증발시 536cal 흡수 . solar radiation 은 수분의 증발에 의해 ecosystem

내에서 분산되어 적당한 온도의 생명공간을 만든다 .

④ 4℃에서 비중이 가장 높다 .

호수의 결빙방지 .

물의 중요한 thermal properties

• 지표면적의 70.8% - 바다• 내륙의 0.5% - 강 , 호수• 바다는 3.5% 의 안정된 염분용액

수계는 온도 광선분포의 특징

수층 ; Epilimnion

Metalimnion(Thermocline; 온도 급변층 )

Hypolimnion

바다물은 Natrium chloride-Type

민물은 Calcium carbonate-Type

1-6. 종내 및 종간 경쟁종내 경쟁 • 환경요인에 대한 경쟁

• 광선 , 수분 , 영양염류• 수용한계까지만 증식

종간 경쟁의 이론적 모델 • 한쪽이 우세한 경우

• 공존하는 경우

• 경쟁환경에따라 우열이 바뀌는 경우

Allelopathy(Antibiosis, 타감작용 )

각종 식물기관을 통하여 갖가지 유독물질을 분비하여 다른 종이나

개체의 발아 , 성장을 저해하는 현상 , 주로 잎 , 꽃 , 뿌리를 통하여

분비 . 낙엽 (humus) 을 통한 방법도 있다 .

1) Juglans regia ; 조직속에 juglon(5-Hydroxy-1.4-Naphtochinon) 함유 . 잔해 (humus) 는 다른 종을 제압 , 특히 Ericaceae.2) Eucalyptus ; 작용방법 비슷 . 자연상태에는 하층식물이 많으나 , 이식하면 하층식물 고사 . 자연상태에서는 저항성 .3) Quercus alba, Tsuga canadensis, Myrtus, Ailanthus 등도 비슷하다 .

비에 씻겨내린 물질 .4) Camelina alyssum( 구슬냉이 ) ; p-hydroxybenzol acid, vanillin acid, ferulin acid5) Encelia farinosa ; 3-acetyl-6-methoxybenzaldehyde, 잎에서 분비 , 빗물에 씻겨내린 물질 . 6) Artemisia absinthium ; Absinthin, 잎의 hair 에서 분비 ( 분비선 ) 7) Persica vulgaris(복숭아 ) ; Hydrocyan acid, 뿌리에서 분비8) Malus domestica( 사과 ) ; Phlorizin, 뿌리에서 분비 .9) Gramineae(밀 , 호밀 ) ; 뿌리

종에 따른 실례

• Allelopathical material : 대부분 phenol, terpene, alkaloid.• terpene(cineol, camphor) 은 gas form 으로 공기 중에 확산 , 토양에 흡수 , 발아 성장 저해 .

1-7. 종내 및 종간 협조종내 협조

1) Neutralism( 중립 ) ; 서로 관계없음 (random associated)2) Competition( 경쟁 ) ; ecological niche 가 같을 때3) Mutualism(Symbiosis, 상호부조 ) ; 한쪽 없으면 생존불가4) Protocooperation(Synergism, 원시협동 ) ; 서로이익 , 없어도 생존가능5) Commensalism(편리공생 ) ; 한쪽은 이익 , 다른 쪽은 영향 없음6) Amensalism(편해공생 ) ; 한쪽은 불리 , 다른 쪽은 영향 없음7) Parasitism( 기생 ) ; 한쪽은 유리 , 다른 쪽은 불리 , host 가 없으면 생존불가8) Predation( 포식 ) ; 포식자는 유리 , 피식자는 치명적 피해

두 종간의 관계

• 집단을 형성함으로써 기후환경 변화

• Moss 집단은 수분 함유율에 영향

1) Bacteria Symbiosis :

Leguminose 와 Rhizobium Sp. ; 뿌리의 carbohydrate 이용 .

N2 고정 공급 - Pioneer 식물 .

뿌리의 endodermis 내부로 침투하지 않음 (cortex, 무해 ).

Rubiaceae(꼭두선이과 ) 의 몇 종 ( 열대지방 ) 과 Mycobactrium Sp. ;

잎에서 질소고정 .

2) Algae Symbiosis :

뉴질랜드의 Gunnera dentata 와 Nostoc sp. ; 줄기 속에서 질소고정 .

3) Fungi Symbiosis

Lichen 은 Fungi 와 Algae 의 공생체 .

Fungi 는 수분유지 공급 , Algae 는 생산 , 결합형태 다양 .

특히 , autotrophic plant 뿌리에 공생하는 fungi 를

mycorrhiza(균근 ) 라 한다 ( 예 . 소나무와 송이버섯 ).

종간 관계의 실례

4) 식물과 동물의 Symbiosis

열대우림의 개미중 Acromyrmex 와 Atta 는 개미집 속에 fungi 재배 .

5) Epiphytism( 착생 )

다른 식물에 부착 , 공기중의 수분 , 영양염류 흡수 .

예 ) Orchidaceae, Viscum album(겨우살이 ) 은 반기생

6) Parasitism( 기생 )

Host-Parasite 관계 . 예 ) 기생충

7) 동물과 동물의 협동

그 외는 behavior 에 의한 공생 .

8) Predation( 포식 )

Lotka-Voltera predation model

N ; 피식자수

P ; 포식자수

dN ; dt동안 N증가량

dP ; dt동안 P 증가량

rn ; 피식자의 내적 자연 증가률

a ; 피식된 개체수당 증가된 포식자수

c ; 포식률 상수

d ; 피식자가 적을 때 포식자의 감소률

dN

dt= rnN - cNP

dP

dt= acNP - dP

Leslie - Gower predation model

Holling - Tanner predation model

2. 식물생육의 제한요인식물의 생육과 생활환에 피해를 주는 모든 요인을

제한요인 (limiting factors) 이라 한다 .

1) 자연생태계 안에 있으나 input 되는 양이나 속도가 증가되고

있는 것 .

예 ) 유기물 , 이산화탄소 등

2) 자연계에 없는 독극물 , 화학물질 .

예 ) 각종농약 ( 유기인제 , 유기염소제 , 유기수은제 등 ), 화공약품 ,

방사성물질 등

3) 생리적 적응 범위를 초과한 모든 환경요인 . 예 ) 고온 , 저온 ,

과습 , 건조 등

내성의 법칙 (Law of tolerance)

1) 생물이 어떤 요인에 대하여서는 넓은 내성범위를 나타내고 ,

다른 요인에 대하여서는 좁은 내성범위를 갖는다 .

2) 많은 요인에 대하여 내성범위가 넓으면 분포지역이 넓다 .

3) 어떤 요인에 의해 제한을 받을 때는 다른 요인에 대한 내성이 감소된다 .

4) 생식 시기에는 내성이 약하다 .

이러한 제한요인을 stress( 위해 ) 라 부르고 stress 에 의해

변화된 상태를 strain( 피로 ) 이라 부른다

Table 1. Stress Terminology

Term Physical sense Biological sense

StressA force acting on abody (F/A = dynes/㎠or bars)

An esternal factor acting on anorganism (e.g., bars of waterstress)

StrainA change indimension producedby a stress

Any physical or chemicalchange produced by a stress

Elastic strainA reversible change indimension

A reversible physical orchemical change

Plastic strainAn irreversible changein dimension

An irreversible physical orchemical change

Modulus of elasticity(or elastic resistance)

Stress/elastic strainIntensity of externalfactor/amount of reversiblephysical or chemical change

Modulus of plasticity(or plastic resistance)

Not measured

Intensity of external factorproducing a standardirreversible physical or chemicalchangea

aThe organism must be exposed to the stress for a standard time.

Biotic Abiotic

Cause Disease fungi bacteria viruses mistletoes nematodes mycoplasma insects mites

air pollutiondroughtsaltadverse soil chemistry or physical structurenutrient deficiencies and excessescompetition

Cause Injury Insects mites rodents mammals birds humans

windfiretemperature extremesmoisture extremeslightningvolcanic eruptionslandslidesavalanchesharvestingpesticidesicesnowsalt, other chemicalsradiation

Table 2. Biotic and abiotic stress factors that cause disease and injury of forest trees

고온의 피해는 온도 , 습도 , 노출시간 , 식물의 종류 , 계절에 따라 다름 .

2-1. 고온과 저온고온장애가 발생하는 온도 ( Levitt 1980)

• 단세포식물 ( 조류 , 세균류 , 균류 ): 15∼20℃

• 유조직 ( 고등식물 , 지의류 , 선태류 ): 35∼45℃

• 열대식물 ( 고등지상식물 ): 45∼65℃

• 고온식물 ( 남조류 , 균류 , 세균류 ): 65∼100℃

• 건조된 식물 ( 화분 , 종자 , 포자 , 지의류 , 선태류 ): 70∼140℃

Figure 1. Relation of killing temperature to water content of corn grains. Left : Hogue's yellow Dent exposed for 24 hr to temperatures below zero (Kiesselbach and Ratcliff). Right : Reid's yellow Dent exposed for 2 hr to high temperatures.(From Robbins and Petsch 1932.)

PlantHeat-killing

Temperature (℃)Exposure

timeReference

(a) Lower plants Cryptogams Ulothrix

42∼ 47.524

15∼ 30 min de Vries, 1870Klebs, 1896(see Belehradek, 1935)

Mastigocladus Blue-green algae

5270∼ 75

Few hr Bü nning and Herdtle,1946

Thermoidium sulfureum Thermophilic fungi

5355∼ 62

Miehe, 1907Noack, 1920;Tansey and Brock, 1972

Hydrurus foetidus Sea algae Ceramium tenuissimum Gymnodinium Pascheri Mosses (turgid) (dry)

16∼ 2027∼ 42381842∼ 5185∼ 110

Few hr12 hr8.5 min10 min

Molisch, 1926Biebl, 1939Ayres, 1916Diskus, 1958Noerr, 1974

Table 3. Heat killing Temperature for Different Plants

and Plant Parts

(b)Higher Plants Herbaceous plants Nicotiana rustica Cucurbita pepo Zea mays Mimosa pudica Tropaeolum majus Brassica napus Aquatics Nineteen species Citrus aurantium Opuntia Shoots of iris Sempervivum arachnoideum Succulents Succulents Potato leaves Trees Pine and spruce seedlings Cortical cells of trees Seeds Barley grains (soaked 1 hr) Medicago seeds Wheat grains (9% H2O) Wheat (soaked for 24 hr) Trifolium pratense seeds Fruit Grapes (ripe)

Tomatoes Apples Pollen Red pine pollen Black pine pollen

49∼ 51

45∼ 4647∼ 47.5

50.5>6555

57∼ 61>55

53∼ 5442.5

54∼ 5557∼ 59

6512090.86070

63

4549∼ 52

5070

10 min

10 min15∼ 30 min15∼ 30 min

1∼ 2 hr10 hr1 hr

5 min30 min

6∼ 8 min30 min8 min

45∼ 75 secshort time

4 hr1 hr

Sachs, 1864

Sachs, 1864de Vries, 1870de Vries, 1970Huber, 1932Rouschal, 1938bHuber, 1935Huber, 1935Huber, 1935Lundegardh, 1949

Munch, 1914Lorenz, 1939

Goodspeed, 1911Schneider-Orelli, 1910Groves, 1917Porodko, 1926bBuchinger, 1929

Muller-Thurgau (seeHuber, 1935)Huber, 1935Huber, 1935

Watanabe, 1953Watanabe, 1953

Table 3. continued

열에 의한 치사유형

• 고온에 의한 대사장애와 조직의 괴사 (효소활성 , 단백질변성 )• 지표과열에 의한 유묘의 물리적괴사• 세포막의 지질이 용해되어 투과성에 변성 (전투성막으로 )• Chloroplast 의 enzyme 불활성으로 기아 ( 에너지고정불가 )• 단백질합성장애

과열방지를 위한 능동적 기작• 조직내 Salt 와 Sugar 농도를 높임으로 방지• 외부와의 단열구조• 호흡량 감소로 광합성 장애극복 ( 기아극복 )• 열흡수를 방지하는 외부형태 ( 관목 )• Transpiration 에 의한 냉각효과• 피해 단백질복구 (protein resynthesis)• 단백질 변성을 최소화하기 위한 분자간 결합력 강화• 기타 보호장치 ( 구조적 )

저온의 피해 • clilling injury 는 열대 , 아열대 식물에 한하여 발생

Table 4. Rapid Chilling Injury

Plant Planttemp.

(℃)

Airtemp. (℃)

Exposuretime

Injury Reference

Begonia metallica

Tradescantia zebrinaFittonia argyroneuraCallisia repensAspergillus nigerSea algae

Coffee leaves

6 app.6 app.6 app.2½ app.-21-2-2

3

-5-10-10-10-10

1-2 min1-2 min1-2 min1-2 min1½ min 2 hr12-72 hr 12 hr(no ice formation) 6 hr

Older leaves diedLeaves fell offWiltedWiltedWiltedKilledKilledKilled

Möbius, 1907Möbius, 1907Möbius, 1907Möbius, 1907Möbius, 1907Bartetzko, 1909Biebl, 1939Biebl, 1939

Franco, 1958

저온 피해기작

• Enzyme 의 activity 저하 (ATP 생산저하 , Metabolism 약화 )

• 세포막의 투과성 변화 ( 지질응고로 투과성저하 혹은 전투성으로 )

• 조직의 탈수작용

• 결빙에 의한 피해 - 모든 식물에 피해 가능

조직의 결빙온도 • 호박 : -12 ∼ -20℃

• 양배추 : -5 ℃

• 감자의 괴경 :-1∼ -2℃

• 강남콩의 잎 : -1.1℃

결빙에 의한 치사는 생육상태 , 계절 , 결빙온도와 속도 , 지속시간에

따라 다르며 , 한대지방 식물은 피해를 입지 않는다 .

Table 5. 결빙에 의한 치사온도 (From Levitt; 1980)

식물명 미성숙 성숙

Vaccinium vitis-ideaErica carneaSaxifraga caesiaRhododendron ferrugineumHedera helixCarex firmaPinus mugoEmpetrum nigrumJuniperus nana

-2.15-3 -4-4-4-4.5-5.6-6-6-6 -8

-22-18 ~ -19-29 ~ -30-28-18.5-29 ~ -30-40 ~ -41-29-26

결빙과 해빙의 속도는 치사온도를 결정하는 중요한 요인이 된다 .

0

속도에 관계없이 생존-10

위험수준

급속냉동 급속해동 : 치사온도 -10℃

급속냉동 저속해동 : 치사온도 -13℃

저속냉동 급속해동 : 치사온도 -15℃

-15

속도에 관계없이 치사

-40

결빙과 해빙 속도에 대한 반응 ( 내성수준 중간정도의 식물 )

-35-30-25-20-15-10-50

Da

ys

0

100

200

300

400

Graph 1. 저온에서 노출된 populus 의 생존일수

(Sakai 1956)

(℃)

360

9050

20

생장 조절 물질 (Auxin, Gibberelin, Abscisic acid) 도 내한성에영향을 준다 .

저온에 대한 내성을 보이는 식물의 유형

• 저온을 피하는 식물 (1 년생 )

• 빙점을 낮추는 기작 ( 농도를 높게 함 )

• 조직내 수분감소 (free water 제거 )

• 초급속냉동 ( 이끼류 )

• 세포내 결빙을 피할 수 있는 구조 ( 형태적 )

2-2. 대기오염오염되지 않은 대기의 조성

Table 6. Approximate Gascous Composition of Unpolluted Tropospheric Air on a Wet Bases.

Gas μg m-3

NitrogenOxygenWaterArgon

Carbon dioxideNeon

HeliumMethaneKrypton

Nitrous oxideXenon

Hydrogen

9 X 108

3 X 108

2 X 107

1 X 107

5 X 105

1 X 104

8 X 102

6~8 X 102

3 X 103

9 X 102

4 X 102

4 X 101

도시토양의 납 축적 - 표층은 B 층의 50 배이상

중금속은 필수적인 것도 있으나 많으면 상해

대기오염 물질의 종류

대기오염 물질의 향방 • 비에 씻겨 내림

• 화학적 변화

• 건조상태로 토양에 축적

• 토양에 대한 흡착

급성피해 증상

• SO2 : 탈록 , 잎 , 세포간극에 축적 (Necrosis)

• NOx : 잎의 갈색 , 흑색 반점

• O₃ : 기공주변에 백 황 갈색 작은 반점• HF : 잎의 끝에서부터 마름• PAN : 잎의 뒷면의 Silvering, Necrosis

Table 7. Heavy metals are essential and nonessential for plant health and have natural and pollution sources. Capitalized metals are thought, or known, to be especially significant for considerations of forest ecosystem health risk.

Essential Nonessential

Copper (Cu) Iron (Fe) Manganese (Mn) Molybdenum (Mo) Zinc (Zn)

Antimony (Sb)Bismuth (Bi)Cadmium (Cd)Chromium (Cr)Cobalt (Co)Lead (Pb)Mercury (Hg)Nickel (Ni)

Silver (Ag)Thallium (Te)Thellurium (Te)Thorium (Th)Tin (Sn)Uranium (U)Vanadium (V)

식생은 생물학적 , 화학적 , 물리학적 방법으로 오염물질 축적과 제거 .

입자형의 오염물 제거 (1~ 50㎛ )- 잎 표면 , 기공강 , 줄기표면 .

SO2, O3 흡수

Table 8. Foliar Sorption of Sulfur Dioxide by Selected Seedlings Fumigated at 1.0 ppm, (2620 μg m-3) for 1 hr in a Controlled Environment Chamber (27±1℃, 517% RH, 1300 ft-c). source : Roberts(1974).

SO2 uptakeSpecies

mg SO2 dm-2 hr-1 mg SO2 g-1 hr-1

Red mapleWhite birchSweetgumFirethorn

PrivetRhododendron

White ashAzalea

0.0880.0860.0740.0720.0680.0560.0460.044

0.2600.2680.2670.2130.1340.0790.1180.072

Table 9. Foliar Sorption of Ozone by Selected Seedlings Fumigated at 0.20 ppm (392 μg m-3) for a few Hours in a Controlled- Environment Chamber (26±1.5℃, 45±5℃ RH, 2100 ft-c). source : Townsend (1974).

O3 uptakeSpecies

mg O3 dm-2 hr-1 mg O3 g-1 hr-1

White oakWhite birch

Coliseum mapleSugar maple

Ohio buckeyeRedvein maple

SweetgumRed mapleWhite ash

0.6350.5360.5020.3710.3620.2850.2780.2720.239

1.3182.3470.9910.8630.9270.9110.8540.5550.562

Table 10. Gaseous Removal Rates and Land Area Required for Removal in the Vicinity of a 135 Megawatt Coal Bruning Power Station Releasing 4330 tons yr-1 Sulfur Dioxide and 2148 tons yr-1 Nitrogen Oxides. source : Jashnani (1988)

Deciduous conifertons ha-1 yr-1

Pollutant removal rateSO2

NOx

0.36 0.120.69 0.24

Land area requiredSO2

NOx

ha11,898 33,9952995 8499

발전소의 매연제거를 위한 식피 요구량

식물에 의한 오염입자 흡착은 입자의 크기 , 형태 , 습도 ,

표층의 속성에 따라 다르다 .

식물이 배출하는 대기오염물질 - CO2, O3( 질소 순환과정에서 )

Table 11. Guesstimated Annual Sink Strength for Global and United States Forest Ecosystemsa.

Pollutant MechanismGlobal

(kg)United States

(kg)Carbon dioxideCarbon monoxide

Sulfur dioxide

Nitrogen oxides

Hydrocarbons(ethylene only)Ozone

Particulates(lead only)

PhotosynthesisTotal of a and b below a. Vegetation b. SoilsTotal of a and b below a. Vegetation b. SoilsTotal of a and b below a. Vegetation b. SoilsSoil

Total of a and b below a. Vegetation b. SoilsSoil

70 X 1012

55 X 1010

5 X 1010

50 X 1010

201 X 1012

0.675 X 1012

200 X 1012

36 X 1011

1 X 1011

35 X 1011

40 X 109

45 X 1013

0.003 X 1013

45 X 1013

100 X 106

4.2 X 1012

2.3 X 1010

0.3 X 1010

2 X 1010

13 X 1012

0.041 X 1012

13 X 1012

2.1 X 1011

0.06 X 1011

2 X 1011

2.3 X 109

2.7 X 1013

0.0002 X 1013

2.7 X 1013

6 X 106

식물에 의한 대기오염물질 흡수

오염물질을 분해하여 영양염류로 흡수

대기오염 물질의 피해

• 화분생산 감소

• 화분의 분산과 발아저해

• 종자생산 저해

• 종자발아 저해

• 유묘성장 저해

• 화아분화 저해

공해물질에 대한 반응

Table 12. North American Woody Plants Tolerant of Peroxyacetylnitrate Exposure under Laboratory Conditions.

Angiosperms

Green ash, White ashBasswood, European white birchWhite dogwood, Sweet gumHoney locust, Common lilacNorway maple, Silver mapleSugar maple, American mountain-ashEnglish oak, Northern red oak

Pin oak, White oak

Gymnosperms

Arborvitae (white cedar), Balsam firDouglas fir, White firEastern hemlock, European larchJapanese larch, Austrian pineEastern white pine, Pitch pinePonderosa pine, Red pineScotch pine, Virginia pineHybrid poplar, Tulip poplarBlack Hills spruce, Blue spruce

Norway spruce, White spruce

Source: Davis and Wilhour(1976)

Table 13. Response of 32 Forest Tree Cultivars, Widely Employed in United States Urban Plantings, to Ozone and Sulfur Dioxide, Alone and in Combination, as Determined by Chamber Tests and to Oxidants (Primarily Ozone) as Determined by Field Tests.

Sensitivitya to :Species Cultivar

Ozone Sulfurdioxide

Ozone plussulfur dioxide

Oxidants

Norway maple

Red maple

Sugar maple

EuropeanbeechWhite ashEuropean ashGreen ash

Ginko

Honey locust

London planeEnglish oak

ClevelandCrimson KingCrimson SentryColumnarEmerald QueenGreen MountainJade GlenSchwedlerSummershadeAutumn FlameBowhallRed SunsetTilfordGoldspireTemple's Upright

RotundifoliaAutumn PurpleHesseiMarshall's SeedlessSummitAutumn GoldFairmontFastigiateSentryEmerald LaceImperialMajesticShademasterSkylineSunburstBloodgoodFastigiate

RRRIIRIIRRIRIIR

RSIIIRRRRSSSSSSSS

IRIRRRIIRIRRSRR

RSSSIIIIRIRSRSSSR

RRRSIIIIRRSRISR

RSISIIIRRIRRIRISI

R-RRR-RR-R-R---

-IRIR----RSIIRRS-

source : Karnosky (1978a)aS=sensitive, I=intermediate, R=tolerant

Table 14-1. Relative Sensitivity of Woody Plants to Acute Damage by Fluoride.

Sensitive Intermediate Tolerant

Angiosperms

Chinese apricotBlueberryBox elderEuropean grapeSheep laurelBradshaw plumItalian prune

Apple, Green ashTrembling aspen, Azalea

Warty barberry, Wintergreen barberryCommon boxwood, Bing cherryRoyal Ann cherry, Choke cherryFlowering cherry, Concord grapeMountain laurel, LilacAmerican linden, Littleleaf lindenHedge maple, Norway mapleRed maple, Silver mapleSugar maple, European mountain ashMulberry, PeachFlowering plum, RhododendronServiceberry, Smooth sumacStaghorn sumac, Double fill viburunumBlack walnut, English walnutYew

Alder, Japanese barberryBlack birch, White birchCutleaf birch, BlackberryBlack-haw, CotoneasterCurrant, Flowering dogwoodFed osier dogwood, ElderberryAmerican elm, Chinese elmSiberian elm, Winged euonymusPyracantha, ForsythiaHoneysuckle, Black locustHoney locust, OakPear, London planeBalsam poplar, Carolina poplarLombardy poplar, Silver-leaved poplarPrivet, Russian oliveSpirea, SweetgumSycamore, Tree-of-heavenTuliptree, Arrowwood viburnumLeatherleaf viburnum, Scibold viburnumGoat willow, Laurel leaf willowWeeping willow

Sensitive Intermediate Tolerant

Gymnosperms

Douglas firWestern larchEastern white pineMugho pineLoblolly pineLodgepole pinePonderosa pineScotch pine

Balsam firGrand firGinkgoWestern white pineJack pineAustrian pineBlue spruceBirds nest spruceBlack spruceEngelman spruceWhite spruce

Arborvitae (white cedar)Eastern red cedarWestern red cedarCypressAndorra juniperCreeping juniperPfizen juniper

Table 14-2. continued

Source: Weinstein(1977).

Sensitive Intermediate Tolerant

Angiosperms

Box elderCrab appleHorse chestnutPin oakSugar mapleSweetgumTree-of -heaven

Azalea

Gymnosperms

Balsam firPine

Table 15. Relative Sensitivity of Woody Plants to

Acute Damage by Chlorine.

Source: U.S. Environmental Protection Agency (1976)

Pollutants Symptomsa Threshold dose

A. Major 1. Sulfur dioxide

Angiosperms : interveinal necrotic blotchesGymnosperms : redbrown dieback or banding

0.50 ppm (1310· ·㎍ m-3)0.18 ppm (468· ·㎍ m-3) for 8 hr;0. 008∼ 0.017 ppm (21∼ 44· ·㎍ m-3) for growing season

2. Nitrogen dioxide

Angiosperms : interveinal necrotic blotches similar to SO2 injuryGymnosperms : redbrown distal necorsis

20 ppm (30×103· ·㎍ m-3) for 1 hr;1. 6∼ 2.6 ppm (3000∼ 5000· ·㎍ m-3);for 48 hr; 1 ppm (1900· ·㎍ m-3)for 100 hr

3. Ozone Angiosperms : upper surface flecksGymnosperms : distal necrosis, stunted needles

0. 20∼ 0.30 ppm (392∼ 588· ·㎍ m-3)for 2∼ 4 hrs; some conifers 0.10 ppm(196· ·㎍ m-3) chronic, extended term(wks, months) exposure

4.Peroxyacetyl-nitrate

Angiosperms : lower surface bronzingGymnosperms : chlorosis, early senescence

0. 20∼ 0.80 ppm(989∼ 3958· ·㎍ m-3)for 8 hr

5. Fluoride Angiosperms : tip and margin necrosisGymnosperms : distal necrosis

50∼ 100μg g-1 fluoride, dry wt.basis

6.Trace metals

Angiosperms : interveinal chlorosis, tip and marginal necrosisGymnosperms : distal necrosis

Variable, undetermined

Table 16. Acute Foliar Disease of Forest Trees Caused by Major

and Minor Air Pollutants.

Pollutants Symptomsa Threshold dose

B. Minor 1. Acid rain

Angiosperms : necrotic spotsGymnosperms : distal necrosis

pH＜3.0pH＜2.8

2. Ammonia Angiosperms: interveinal necrotic blotches similar to

SO2 injury

55 ppm (38,280· ·㎍ m-3)for 1 hr

3. Chlorine Angiosperms : chlorosis, upper surface fleck similar to O3

Gymnosperms: distal necrosis

0. 5∼ 1.5 ppm(1400∼4530· ·㎍ m-3)for 0.5∼3 hr

4. Ethylene Angiosperms : chlorosis, necrosis, abscissionGymnosperms : dwarfing, premature defoliation

variable, undetermined

5. Hydrogen sulfide

Angiosperms : interveinal necrotic blotchesGymnosperms : distal necrosis

100 ppm (14×104· ·㎍ m-3)for 5 hr

Table 16. continued

aSymptoms and dose thresholds are for the most sensitive species.

2-3. 토양오염과 산성비식물의 필수원소들도 상황에 따라 독성물질로 작용한다 .

• N : NH4 때는 염기성 식물에 유해• P : 과잉하면 유해• K : 염생 식물에게 Na 와 길항작용• Ca : 저습지의 산성식물에 유해• Mg : Ca 없이 과잉하면 유해 , Ca 흡수저해• S : 아황산의 형태로 산도높임 , 건조하면 NaSO4 형태로 농축 ( 염생식물 )

각종 이온의 작용독성물질의 작용 • 용질 농도를 높임으로 삼투현상

• 세포분열 억제로 뿌리 발육저해• 각종 이온간의 경쟁• 세포막의 손상• 세포내 효소활성 저하• 공생 미생물에 영향

① 생활사 조절을 통한 회피

온대지방의 식물

내륙의 염생식물 ( 여름은 증발로 염분 축적 , 회피 )

② 과량의 독성물질 배출

1 단계 - 선택적으로 흡수 (K+, Na+, Ca2+, Mg2+ 서로 선택장애 )

2 단계 - 과량을 배출

③ 조직내에 축적

결정의 형태로 액포내 축적 , pith 에 축적

Zn, Pb 에 저항성 있는 식물은 세포벽 중엽의 pectin 과 결합

④ 화학적으로 불활성화

Zn, Cu등은 착염으로

⑤ 내성의 개발

대사과정에서 내성을 유발하는 식물도 있다

독성에 대한 저항 기작

산성비 : pH5.0 이하를 산성비라 부른다 ( 정상비 : pH5.6).

SoX, NOX, Cl 이 원인

• 산성비는 선진공업국의 공장지대에서 문제가 되어 왔으나 본격적인 관심과

연구는 1960 대에 들어서 였다 .

• 빗물 속에서 황산이 발견된 것은 영국 , 미국 , 유럽을 거쳐 일본 , 한국 ,

중국에서 심각한 문제가 되고 있으며 , 서울의 빗물은 pH4.7 이하로 고궁과

남산의 식물이 고사 되어 가고 있다 .

• 소나무 ( 특히 리기다소나무 ) 가 약함 .

피해 • 잎속의 영양염류의 용출• 토양의 유효양이온 치환 , 용탈 .• Al3+ 의 독성화 ,• Mg 용출로 엽록소 파괴• 조직의 괴사 ( 특히 Stomatal Cavity)• 수분결핍 ( 뿌리털이 낙엽층으로 뻗음 )• 토양의 산성화

2-4. 현존량의 감소

• 인간에 의한 피해

• 열대림 → 사막화

• 한대림 → 복구불가 ( 생산성 )

• 온대림 → 산업용 , 주거용 , 생활 , 레저용지로 전환

• 습지파괴 → CO2 Sink

3. 인간환경으로서의 식물3-1. 자연자원으로서의 식물

물질자원 : 목재 , 펄프 , 산림부산물 , 연료 ( 저개발국 ), 유전자원

환경자원 : 대기정화 , 기후변화완충 , 수원확보 , 재해예방 , 소음방지 ,

이산화탄소축적 , 야생동물서식지휴양자원 : 휴양시설 , 수렵장 , 자연학습원

휴양적 가치: 국립공원 ( 교재참조 ), 자연휴양림 (1988년부터 ) - 산림청

문화적가치 : 문학 , 음악 , 회화의 소재와 수단

약용식물

Table 17. 세계의 국립공원

지 정 년 도 지 역 국 명

18721887189418981909191019181923193119341967

옐로우스톤반프통가리로버팔로산아비스코

뤼네베르거하이테코바동가으브류치카라하리니꼬지리산

미국카나다뉴질렌드호주스웨덴독일스페인이탈리아남아연방일본한국

3-2. 종다양성의 의미Biodiversity : 일정지역내의 유전자 , 종 , 개체군 ,군락 , 생태계를 포함

• 인간은 생물에 의존하며 미래에도 동일• 20C 이후 인구폭발 , 산업화 , 도시확장으로 파괴 다양성 감소• 생태계 , 복합구조 , 안정성

다양성이란 ?

유전자다양성 (gene diversity) : 인간에 의한 변질 , 안정성에 역행

종다양성 (species diversity) : 각종 계산식 (Shanonn,Wiener...)

생태계다양성 (ecosystem diversity) : 복합구조가 안정

: 4-5억년 전부터 다양한 진화 종의 수명은 약 500 만년

필요성

• 생태계의 안정성에 직결

• 경제적 자원물질로서의 가치 ( 식량 , 의약 , 공업 )

• 주식 - 밀 쌀 감자 옥수수

• 유전적 정보보존

• 진화의 결과로 진화과정 추적

• 지구대기의 조성과 기후의 안정성

• 토양형성과 보존

• 휴양 , 자연학습 및 윤리적 의의

• 지역문화와 연결

• 다양성파괴는 비가역적

• 자연윤리이므로

생물다양성의 의미 : 에너지전이 , 먹이망 , 경쟁과 지위분배 복잡

국제적 노력: IUCN(International Union for Conservation of Nature and Natural

Resources ; 국제자연보호연합 ) 1988 Red List 에 의하면 동물 4,589종

식물 5 만 여종 , 2050 년 까지 식물 6 만 , 동물 100 만 여종 절멸 추정 .

원인 • 인구폭발• 오염 ( 온실가스 , 오존층파괴 ...)• 자원으로 낭비 ( 어류 ...)• 농경지 확대 (monoculture)

리우선언과 생물다양성협약

: 1992 UNCED(United Nations Conference on Environment and

Development; 지구환경개발회의 ) 의 Rio Declaration : 지속 가능한 개발 (sustainable development)• 온난화방지조약

• 생물다양성조약• 삼림보호 ( 산림원칙 )

• Agenda 21(행동계획 )

• 자금협력과 기술이전

• 국제기구의 강화

생물다양성조약

• 1993.12.30발효 , 163 개국 서명

• 현지보존 (in situ conservation) 의무화 현지외 보존 (ex situ conservation)권장

• 생태계 안정성 , 희귀동물 매매 금지 , 공해상 유자망 조업 금지 , 유전자보

존 ,

유전공학생물 노출규제워싱턴협약

• CITES(Convention on International Trade in Endangered Species of

Wild Fauna and Flora ; 절멸의 위협이 있는 야생 동 . 식물종의 국제거래에

관한 조약 )

• 1973, 워싱턴 , 81 개국 참가 , 채택

WWF(World Wide Fund for Nature; 세계자연보호기금 )

: 1961 스위스 민간 단체 , 480 만 명

Table 18. Number of described species of living organisms

Taxa Common nameNo. of describedspecies

VirusMoneraFungiAlgaePlantae

ProtozoaAnimalia (except Chordata)

Chordata

VirusesBacteria, blue- green algaeFungi, molds etc.Algae, dinoflagellates, euglenoidsMosses, liverworts, fernsGymnosperms, dicots, monocots etc.

Protozoans

1,0004,760

46,98326,900

248,428

30,800989,761

43,853

Total 1,392,485

Simplied from Wilson (1988).

• 새로운 식물종이 자연상태에서 생겨나고 없어진다 .

• 그러나 현재사정은 다르다 .

Figure 2. The expected inverse corelation between human population size and the survial of species worldwide (from Soulé, 1991)

• 열대 우림을 중심으로 25,000 여종의 관속식물 (1/10) 이 멸종 또는 멸종위기 .• 우리 나라에 한정된 특산식물은 우리가 지켜야 할 의무 .

Table 19. Status of endemic vascular plant taxa on selectedoceanic islands

Island TotalNot

threatenedInsufficiently

knownRare, threatenedor extinct(％)

Ascension islandAzoresCanary islandsGalapagosJuan FernandezLord Howe islandMadeiraMauritiusNorfolk islandRodriguesSt. HelenaSeychells*Socotra

11566122221197812928048554990

215

014169896223311300

81

11036317119182221

2

10 (91)32 (57)407 (67)130 (59)95 (81)75 (96)87 (67)194 (69)45 (94)50 (91)47 (96)72 (81)

132 (61)

* Referred to granitic islands only. (from Davis et al., 1986)

Table 20. 주요국의 식물 유전자원 보존 현황 (1989)

국 가 보 존 기 관보존계통수 (천점)

주 요 작 물

미 국 국립종자저장연구소식물유전생식질연구소기타시설

205 108 120

소맥, 대두, 벼소맥, 대두, 벼

도립국가연합 식물생산연구소 400 소맥, 대두, 두류

중 국 중국작물유전자원저장센타 300 벼, 소맥, Sorghum (수수, 사탕수수)

영 국 식물육종연구소국립채소연구소

63 10

소맥, 대맥, 연맥유채, 양배추, 상치

일 본 농업생물자원연구소채소, 타업시험장과수시험장기타시설

79 15 5 41

벼, 소맥, 대맥, 두류메론, 가지, 토마토, 기타사과, 감귤, 포도

국제기관 국제도작연구소(IRRI)

국제소맥가옥수수 개량센타(CIMMYT)

국제반건조열대작물연구소(ICRISAT)

84 50 85

벼소맥, 대맥, 옥수수두류, Sorghum, Millet(기장, 조)

한 국 농촌진흥청 종자은행 98.8 벼, 맥류, 두류, 잡곡,

채소, 과수, 특작, 화훼,

사료, 서류, 기타

서식처가 특수한 ( 예 . 습지식물 ) 식물은 민감 , 입지보존 필요식물원에서 보존 (종보존 , 유전자 보존 ), 종자은행

유전자의 수

• 박테리아 1,000

• 곰팡이 10,000

• 현화식물 400,000

• 집쥐 100,000(DNA Nucleotide쌍으로 약 10억 개 )

* 개체의 정보는 모두 다르므로 없어지면 손실

식물원의 의미

① 국제적인 협력기관 , 인류의 공동재산 .

② 위기 식물보호를 위한 계몽기관 .

③ 인류생존을 위한 자원임을 확인 .

④ 국력의 지표

( 미국 143, 소련 110, 서독 47, 영국 43,프랑스 31, 일본 30)

① Extinct( 절멸 )- 야생적으로 멸종된 것 .

② Endanged( 위기 )- 절멸의 위험요인이 상존 , 생존수 격감 .

③ Vulnerable(취약 )- 근원적 요인이 계속되면 위기에 빠질 종 ,

과도한 이용 , 서식지 파괴 .

④ Rare(희귀 )- 개체군이 작아서 불안정한 종 (20,000 개체이하 )

⑤ Inditerminate( 미확정 )- 위의 어느 항목에 들어갈 것 같은 조사중

인 종 .

* 이상은 Red Data Book에 기록 .

⑥ Insufficiently known( 정보부족 )- 연구가 부족한 열대우림의 식물 .

⑦ Out of Danger( 위기탈출 )- 안정상태로 회복 .

⑧Neither rare nor threatend(비희귀 위협 )- 정상

IUCN 의 Red Data Category(희귀 및 위기 동식물 지정기준 )

특정 야생동식물 (1993, 자연환경보전법 (1992) 제 3 조 4항에 의거 ) 포획 , 채취 , 이식 , 수출 , 가공 , 유통 , 보관금지 .

Table 21. 89년 목록과 93년 목록의 비교

1989 1993구분

과수 속수 종수 과수 속수 종수동물 양서류

파충류곤충류

44

10

47

21

57

21

56

15

61231

91331

식물 29 44 59 51 101 126

계 47 76 92 77 150 179

Table 23. 2000년까지의 지역별 야생 생물 멸종 예측

지 역종의 총수

(천종)종의 소멸율

(％)멸종수 (천종)

열대림중남미남아프리카남아메리카/동남아

300 ~ 1,000150 ~ 500300 ~ 1,000

331343

100∼ 33320∼ 65129∼ 430

소 계 750 ~ 2,500 33 249∼ 828 (57％)

기타 서식지 (비열대림)해양/하천/섬 2,250 ~ 7,500 8 188∼ 625 (43％)

총 계 3,000 ~ 10,000 15437∼ 1,453(100％)

자료 : 미국정부 특별조사보고서 , '서기 2000 년의 지구 ' - 일본 환경청 ' 환경백서 - 환경보전형 사회에의 변혁을 향하여’ (1991) 에서 인용 .

3-3. 환경보호와 식물대기오염 (air pollution)

• 대기권은 사과껍질에 비유 .

• 자연적으로나 인위적인 물질순환 과정에서 대기중으로 방출되는 물질의

종류와 양은 산업혁명 이후 급격히 증가하고 있다 .

• 인간에 의해 방출되는 대기오염물질은 심각하다 .

SMOG = SMoke + fOG

• 1952.12.5(금 ) 영국의 런던 상공을 덮은 매연 (smog) 이 5 일간 지속 ,

4000명 이상의 사상자 발생• 1960년 미국 LA 의 광학스모그에 의한 피해• 그 외에도 런던 (1962), 뉴욕 (1953, 1963, 1966),

암스테르담 (1985) 에서 발생

O3 + SO2 → SO3 → H2SO4

↓ ↑ O2 H2O

• 동물 : 점막 피해

• 식물 : 세포간극에 축적 → necrosis 유발

1974 년 CFCs 에 의한 오존층파괴 보고

주요 대기오염물질

SOx ; 연소과정에서 발생 ( 특히 석탄 , 석유류 )

오존과 함께 강한 황산 mist(ψ10μ) →산성비

CO ; 자동차 , 난방 , 불완전 연소 50ppm 이면 건강에 장애 O2 보다 300 배 hemoglobin 과 결합력 강함

Pb ; Antiknocking제 (C2H5)4Pb 사용 자동차 100Km(10l) → 2-3g Pb 분진 (ψ0.125μ) 신경장애 , 백혈병 , 60㎍ /100g혈액 ( 이상증세 )

Hg ; 실온에서도 서서히 기화 , 유기 수은제 → 중독

구강염 , 타액선 분비 증가 , 신경과민 , 중추신경 장해 , 미나마타병 .

Nox ; 연소과정에서 발생 . 공기중의 N 산화

hvNO2 + O2 NO + O3←→ ( 강력한 산화제 )

밤에는 역반응 . HNO3 에 의한 산성비 .

O ⅡO3 + NO2 + 활성탄화수소 → R - C - OONO2

CmHn ; 활성탄화수소 , 석유류의 불완전 연소 . 점막 침해 .

Cd ; 아연제련시 , Cd 도금물질 .

증기 - 기관지 침해

폐수 (oral) - 연골화 ( 이타이 이타이 병 )

PAN ; Peroxyacetylnitrate

식물잎 뒷면의 silvering, necrosis.

분진 , 기타 .

• 4,500 여종 , Algae 와 Fungi 의 공생체

• 극단적인 기후 환경에 대한 내성이 높다

• 대기오염에는 민감한 반응

• 중금속류의 흡수와 축적

• 지의류 분포도 대기오염 분포도

환경평가자료 ( 식물상과 식생 )

• 식물상과 종의 분포상황 , 종다양도의 산출

• 특징 있는 식물과 식물군락

• 현존식생의 분포상황 ( 현존 식생도 )

• 식물 현존량 및 1 차 생산량

※ 사업대상의 규모와 사업지역의 지리적 특성을 감안하여 사업의 실시가

식물상이나 식생에 영향을 미친다고 예상되는 사항

지의류 (Lichen)

: 습지는 불모지가 아니라 다양성 , 생산성 , 탄소싱크 , 어류의

부화장소 ,

철새의 도래지로 중요 .

photic zone 으로 생물다양 , plaukton, 해조류에 의해 N, P 의 흡수로 해수

오염방지와 정화효과 .

: 금세기에 들어서 습지는 미국 54 ％ , 뉴질랜드 90 ％ , 필리핀의

망그로브 68％ 사라짐

습지의 현황과 보호

간석지 (tide zone) - 간척과 매립으로 감소

IUCN 보고

알제리아오스트레일리아오스트리아벨지움불가리아캐나다칠레덴마크이집트핀란드프랑스가봉서독동독가나그리스그이니아비싸우(Guiea Bissau)헝가리아이슬란드인도이란아일랜드이태리일본요르단마리

2 개소37 개소5 개소6 개소4 개소30 개소1 개소38 개소2 개소11 개소1 개소3 개소8 개소20 개소1 개소11 개소1 개소

13 개소2 개소6 개소18 개소21 개소45 개소3 개소1 개소1 개소

49,000 ha4,477,861 ha102,369 ha9,072 ha2,097 ha12,937,509 ha4,877 ha1,778,702 ha105,700 ha85,342 ha85,000 ha1,080,000 ha46,127 ha313,597 ha7,260 ha107,400 ha39,098 ha

110,597 ha57,500 ha192,973 ha1,087,550 ha12,371 ha64,735 ha9,951 ha7,372 ha162,000 ha

말타마우리타이나멕시코모로코네팔네덜란드뉴질랜드나이젤노르웨이파키스탄폴란드포르투칼세네갈남아프리카스페인수리남스웨덴스위스루시니아우간다소연방영국USA우루과이베네즈웰라베트남유고슬라비아

계 53 개국

1 개소1 개소1 개소4 개소1 개소17 개소5 개소1 개소14 개소9 개소5 개소2 개소4 개소7 개소18 개소1 개소30 개소2 개소1 개소1 개소12 개소44 개소8 개소1 개소1 개소1 개소2 개소

483 개소

11 ha173,000 ha47,480 ha10,580 ha17,500 ha308,358 ha38,099 ha220,000 ha16,256 ha20,990 ha7,090 ha30,563 ha99,720 ha208,044 ha128,715 ha12,000 ha403,535 ha1,816 ha12,600 ha15,000 ha2,987,185 ha173,297 ha1,105,780 ha200,000 ha12,000 ha9,968 ha18,094 ha

29,215,471 ha

Table 24. 국제적으로 등록된 습지

방글라데쉬부탄

보루나이버마(미얀마)

중화민국홍콩인도

인도네시아일본캄프치아북한

대한민국라오스말레지아몽골네팔

파키스탄파프아뉴기니아

필리핀싱가폴

스리랑카타이완

타이란드베트남

12 개소5 개소3 개소

18 개소192 개소3 개소

93 개소137 개소85 개소4 개소

15 개소21 개소4 개소

37 개소30 개소17 개소48 개소33 개소63 개소7 개소

41 개소12 개소42 개소25 개소

6,770,000 ha8,500 ha

138,000 ha5,490,000 ha16,300,000 ha

11,900 ha5,470,000 ha8,780,000 ha475,000 ha

3,650,000 ha322,000 ha107,000 ha222,000 ha

3,120,000 ha1,550,000 ha

35,600 ha858,000 ha

10,100,000 ha1,410,000 ha

220 ha274,000 ha8,400 ha

2,510,000 ha5,810,000 ha

24 개국 947 개소 73,420,620 ha

Table 25. 아시아의 국제적으로 중요한 습지 (A Status Overview of

Asian Wetlands, Asian Wetland Bureau(AWB), 1989)

3-4. 식물종의 도입자연상태에서도 이동가능

종자식물 - 약 25 만종

• 분포의 원리 - 원심력 (확산 ) + 구심력 ( 환경 제한 )

• 그 지역의 식물상은 자연의 평형상태를 의미• 도입종의 분산 - 도로변 , 도시를 중심으로 확산

대표적인 도입수종 : 아카시아 , 리기다소나무 , 일본이깔나무 ,

삼나무 , 일본목련 , 튜울립나무 , 히말라야시다 ,

칠엽수 (마로니에 ), 메타세퀘이아조경용 향토수종 : 회화나무 , 느티나무 , 은행나무 ,

구실잣밤나무 (제주도 ), 후박나무 (제주도 )

외래종 도입은 생태학자의 조언이 필요

• 자연에는 외래종이 자리잡을 생태적 지위가 없다 .

• 따라서 외래종이 많음은 환경파괴로 균형 잃음을 의미 .

예 ) 서양민들레 → 우리 민들레감소

3-5. 귀화식물• 인간활동에 의해 의식적 , 무의식적으로 외부에서 이입된 식물이

야생상태로 된 것을 귀화식물이라 부름

• 현재 남한에 약 200종종류 • 인간 , 화물의 이동시 함께 들어온 것 .

• 수입원예종이 야생화한 것 .

• 농작물 종자와 함께 들어온 잡초 .

4. 주변식물

가문비나무 Picea jezoensis

우리 나라 높은 산에 나는 침엽성

교목으로 키는 40m 정도이며 , 수피가

비늘 껍질 모양을 하고 있다 .

꽃은 암수한그루이며 , 정원수 , 건축재 ,

기구재 , 펄프재로 이용된다 .

가죽나무 Alianthus altissima

중국원산으로 우리

나라 각처의 마을

부근에 재식되는 낙엽

교목 .

기구재나 정원수로

사용되고 , 수피는

약용으로 쓰인다 .

갈참나무 Quercus aliena

우리 나라 각처의 산기슭에 나는 낙엽 교목 .

열매는 식용으로 사용되고 , 어린 잎은 녹비용 , 목재는 기구재 ,

땔감으로 사용된다 .

감나무 Diospyros kaki

우리 나라 중부 이남의 인가

부근에 심는 낙엽 교목 .

설익은 열매는 물감용으로

사용되고 , 잘 익은 열매는

식용 , 약용으로 사용된다 .

목재는 기구재로 사용된다 .

관상용으로도 사용된다 .

개나리 Forsythia koreana

함경도를 제외한 각처의 산

밑이나 인가 근처에 나는 낙엽

관목 .

관상용이나 , 산울타리용으로

사용되며 , 약용식물이다 .

굴참나무 Quercus variabilis

함경 북도 , 평안 북도를

제외한 우리 나라 각처의

산지에 나는 낙엽 교목 .

열매는 식용으로 사용 되고 ,

목재는 기구재로 , 수피는

염료 및 코르크재로

사용된다 .

낙우송 Taxodium distichum

북아메리카 남부 원산이며 ,

낙엽성인

습지성 교목 .

개화기 : 4~5월

결실기 : 9월

용도 : 풍치수 , 침목 , 온실재 ,

지붕재

느티나무 Zelkova serrata

평안 남도 , 함경 남도 이남의

마을 부근 산기슭과

산골짜기에 나는 낙엽 교목 .

개화기 : 4~5월

결실기 : 10월

용도 : 건축 , 기구 , 기계 ,

조각 ,

악기 재료 , 정자목 ,

조림수

단풍나무 Acer palmatum

경기도 이남의 산지에 나는 낙엽 교목 . 꽃은 양성 또는 암수한그루 .

산방화서 . 열매는 시과 .

개화기 : 4~5월 , 결실기 : 9~10월 , 용도 : 관상용 , 신탄재

때죽나무 Styrax japonica

함경도 이남 산 중턱 이하의

양지에 나는 낙엽 교목 .

꽃은 흰색이며 , 5 수성 .

열매는 핵과이며 , 회백색 .

개화기 : 5~6월

결실기 : 7~10월

용도 : 관상용 ( 정원수 ),

열매는 약용 ,

열매 기름은 등유용 ,

목재는 세공재

떡갈나무 Quercus dentata

우리 나라 각처의 산지에 나는

낙엽 교목 .

꽃은 암수한그루 . 수꽃은 유이화서 .

열매는 견과의 둥근모양 .

개화기 : 4~5월

결실기 : 10월

용도 :땔감 , 기구재 . 수피는 염료 .

열매는 식용 , 약용 .

어린잎은 녹비용 .

리기다나무 Pinus rigida

북아메리카 원산인 3 엽성 침엽수 .

꽃은 암수한그루 . 수꽃송이는

원통형이며 , 황자색 .

열매는 구과 .

개화기 : 5월

결실기 : 다음 해 10월

용도 : 국토 녹화용 , 토목용 .

만병초 Rhododendron brachycarpum

우리 나라 각처의 깊은 산 숲 속에 나는 고산 식물 , 상록 광목 .

꽃은 흰색 , 열매는 삭과 .

개화기 : 6~7월 , 결실기 : 9월 , 용도 : 관상용 , 잎은 약용 (신경통 )

메타세쿼이아Metasequoia glyptostroboides

중국의 후베이성과 쓰촨성의 경계에

있는 마도 계곡의 오지에서 1945 년에

발견된 산 화석식물 .

용도 : 관상수 , 가로수 , 선박재 ,

건축재 .

모감주나무 Koelreuteria paniculata

우리 나라 각처의 해안에 나고 , 절 및 마을 부근에 심는 낙엽 교목 .

꽃은 노란색이며 , 원추화서 .

열매는 삭과이며 , 꽈리 모양 . 개화기 : 6~7월 , 결실기 : 9~10월

용도 : 잎과 꽃은 약용 , 열매는 염주의 재료 .

모과나무 Chaenomeles sinensis

일본과 중국에 나며 , 경기도 이남 마을 부근에 재배하는 낙엽 소교목 .

꽃은 연한 홍색이며 , 열매는 이과로서 타원형이다 .

개화기 : 5 월결실기 : 9 월용도 : 정원수 , 열매는 약용과 음료용 .

목련 Magnolia kobus

제주도의 산기슭 숲 속에 나는 낙엽 교목 .

꽃은 흰색이며 , 잎보다 먼저 핀다 . 열매는 골돌과 .

개화기 : 3~4월 , 결실기 : 9~10월 .

용도 : 관성용 , 칠기감 . 꽃봉오리를 말린 것은 신이라 하여 약용 .

묏대추 Zizyphus jujuba

우리 나라 각처의 산기슭 양지 , 바닷가 사구 , 주로 건조한 곳에 나는 낙엽 교목 .

꽃은 양성이며 , 엷은 황록색 . 열매는 핵과의 둥근모양 .

개화기 : 5~6월 , 결실기 : 9~10월

대추나무의 원종 , 씨가 굵고 신맛이 나며 ,

턱잎이 완전한 가시로 변한다 .

무궁화 Hibiscus syriacus

중국과 인도 원산으로 , 우리 나라 중부 이남의 정원에서 흔히 재배하는 낙엽 교목 .

꽃은 보통 흰색과 분홍색 . 안쪽에는 진한 붉은 자주색의 무늬가 있다 .

열매는 삭과의 타원형 .

개화기 : 7~8월 , 결실기 : 10월 .

용도 : 관상용 , 어린잎은 식용

무화과 Ficus carica 우리 나라 남부에서 재배하는 낙엽 관목 .

꽃은 은화서로서 암수한그루 .

열매는 도란형으로 흑자색 혹은황록색으로 익음 .

개화기 : 6~7 월결실기 : 9~10 월 .

용도 : 관상용 ,

열매는 식용 ,

잎은 약용 .

수양버들 Salix babylonica

우리 나라 각처 재식하는

낙엽 활엽 교목 .

꽃은 유이화서로서 , 암수딴그루 .

열매는 삭과 .

개화기 : 4월

결실기 : 6월

용도 : 정원수 , 가로수

씨의 많은 털은 고초열이 우려됨 .

배롱나무 Lagerstroemia indica

중국 원산으로 , 우리 나라 중부

이남에서 재배하는 낙엽 교목 .

꽃은 붉은색이며 , 양성화이고 ,

원추화서이다 .

열매는 삭과 , 넓은 타원형 .

개화기 : 7~9월 , 결실기 : 10월

용도 : 정원수

붉은꽃이 100 일 동안 , 즉 오래 핀다는

데에서 백일홍나무라는 이름이

붙었음 .

버즘나무 Platanus orientalis

유럽 , 아시아 서부가 원산인 낙엽 교목 .

꽃은 암수한그루 . 열매는 끝이 뾰족한 소견과가 모인 구과 .

용도 : 가로수

벚나무 Prunus serrulata var. spontanea

우리 나라 각처의 산 , 마을 부근에

나는 낙엽 교목 .

꽃은 연한 붉은색 , 혹은 흰색이며 ,

열매는 핵과의 둥근모양 .

개화기 : 4~5월 , 결실기 : 6~7월

용도 : 정원수 , 열매는 식용 ,

수피는 약용 .

벽오동 Firmiana simplex

중국 원산으로 , 우리 나라 중부 이남의 인가 부근에서 재배하는 낙엽 교목 .

꽃은 원추화서로 , 암수한그루 . 열매는 5 개의 분과로 되어 있음 .

개화기 : 6~7월 , 결실기 : 10월

용도 : 정원수 , 목재는 상자용 , 씨는 커피 대용품 , 수피는 섬유용 .

복사나무 Prunus persica

함경 북도를 제외한 우리 나라

각처에서 나고 , 마을 부근에서

재배하는 낙엽 소교목 .

꽃은 연한 홍색으로 , 잎보다

먼저난다 .

열매는 잔털이 많이 붙은 핵과 .

개화기 : 4~5월 , 결실기 : 8~9월

용도 : 관상용 , 열매와 씨는 식용 .

살구 Prunus armeniaca var. ansu

우리 나라 중부 이남에 야생하고 , 마을 부근에서 재배하는 낙엽 교목 .

꽃은 연분홍색으로 잎보다 먼저 핀다 . 열매는 핵과 .

개화기 : 4월 , 결실기 : 6~7월 .

용도 : 정원수 , 열매의 과육은 식용 , 씨는 약용 , 목재는 기구재 .

상수리나무 Quercus acutissima

우리 나라 각처의 산록에 나는 낙엽 교목 .

꽃은 암수한그루 . 열매는 견과 .

개화기 : 5월 , 결실기 : 다음 해 10월

용도 : 열매는 식용 , 약용 , 사료 .

목재는 신탄재 , 기구재 .

서어나무 Carpinus laxiflora

황해도 이남의 산기슭 및 숲 속에 나는 낙엽 교목 .꽃은 유이화서로서 암수한그루이며 , 잎보다 먼저 핀다 .열매는 소견과 .개화기 : 5월 , 결실기 : 10월용도 : 조림수 , 표고 재배 원목 , 기구재 .

석류 Punica granatum

소아시아 원산이며 , 우리 나라 남부에 재식하는 낙엽 소교목 .

꽃은 양성화로 붉은색 . 열매는 둥근모양 .

개화기 : 5~6월 , 결실기 : 9~10월

용도 : 관상용 , 열매는 약용 , 식용 .

수수꽃다리 Syringa dilatata

황해도 , 평안 남도 , 함경 남도의 산록 양지나 석회암 지대에 흔히 나는

낙엽 관목 .

꽃은 연한 적자색 혹은 흰색 . 열매는 삭과 .

개화기 : 4~5월 , 결실기 : 9월

용도 : 관상용 .

소나무 Pinus densiflora

우리 나라 전역에 나는 상록성 침엽수 .

꽃은 암수한그루 .

열매는 구과 , 원추형 .

개화기 : 5월 , 결실기 : 다음해 9~10

월

용도 : 관상수 , 건축재 , 조각재 ,

선박재 ,

펄프재 , 침목 , 갱목 , 탄재 .

신갈나무 Quercus mongolica

우리 나라 각처의 산지에 나는 낙엽 교목 .

꽃은 잡성이며 암수한그루 . 열매는 견과 , 타원형 .

개화기 : 5월 , 결실기 : 9월

용도 : 표고 재배 원목 , 열매는 식용 .

아까시나무 Robinia pseudo-acacia

북아메리카 원산으로 우리 나라 각처의 산과 들에 야생 상태로 나는 낙엽 교목 .꽃은 흰색 . 열매는 협과의 긴 타원형 .개화기 : 5~6월 , 결실기 : 10월용도 : 사방 공사용 , 울타리용 , 관상용 , 밀원식물 .

오동 Paulownia coreana

경상 북도 울릉도 원산으로 , 평안 남도 이남 촌락 부근의 습기가 많은 비옥한

땅에서 재배하는 낙엽 교목 .

꽃은 흰빛을 띤 자주색 . 열매는 삭과 .

개화기 : 5~6월 , 결실기 : 10월

용도 : 정원수 , 목재는 옷장과 악기재료 .

은행나무 Ginkgo biloba

우리 나라 각처에 재배되는 낙엽 교목 .

꽃은 단성화로 암수딴그루 .

열매는 가종피가 있는 원형의 핵과 .

개화기 : 4~5월 , 결실기 : 9~10월

용도 : 관상용 , 열매는 식용과 약용 .

일본목련

Magnolia obovata

일본 원산으로 우리 나라 중부 이남에서 재배하는 낙엽 교목 .

꽃은 연한 누른빛이 나는 흰색으로 잎이 나온 다음에 핀다 .

열매는 골돌과 . 개화기 : 5월 , 결실기 : 9~10월

용도 : 수피는 후박이라 하여 약용 .

자귀나무 Albizzia julibrissin

황해도 이남의 산기슭 , 산 중턱 양지에 나는 낙엽 소교목 .

꽃은 양성화로 산형화서를 이룬다 . 열매는 협과 .

개화기 : 6~7월 , 결실기 : 9~10월

용도 : 관상용 , 껍질은 약용 , 목재는 세공재 .

잣나무 Pinus koraiensis

제주도와 울릉도를 제외한 전국의 산지에 나는

상록성 침엽 교목 .

꽃은 암수한그루 . 열매는 협과의 긴 타원형 .

개화기 : 5월 , 결실기 : 다음 해 10월

용도 : 관상용 , 건축재 , 토목 , 기구 , 악기 , 판재 .

젓나무 Abies holophylla

중부와 북부의 산지에 나는 상록 침엽수 .

꽃은 암수한그루 .

열매는 구과 .

개화기 : 4월 , 결실기 : 10월

용도 : 정원수 , 건축재 , 가구재 ,

펄프재 .

쥐똥나무 Ligustrum obtusifolium

우리 나라 각처의 산과 들 및 골짜기에 나는 낙엽 관목 .꽃은 겹총상화서로서 흰색이다 .열매는 핵과 모양과 둥근 모양이 있다 .개화기 : 5~6월 , 결실기 : 10월용도 : 산울타리용 , 꽃은 약용 .

진달래 Rhododendron mucronulatum

산지의 양지에 나는 낙엽 관목 .

꽃은 가지 끝에 1송이 내지 2-3송이가 붙고 ,

잎보다 먼저 핀다 .

열매는 삭과이며 타원형이다 .

개화기 : 4~5월 , 결실기 : 10월

용도 : 관상용 , 꽃은 식용 , 약용 .

철쭉꽃 Rhododendron schlippenbachii

우리 나라 각처의 산지 또는 능선의 나출된 모래땅에 나는 낙엽 관목 .꽃은 잎과 동시에 피고 연분홍색이다 . 열매는 삭과이며 선모가 나있다 .개화기 : 4~5월 , 결실기 : 10월용도 : 관상용 .

청시닥나무 Acer barbinerve

우리 나라 각처의 깊은 산 숲 밑에 나는 낙엽 소교목 .

꽃은 암수딴그루 . 열매는 시과 .

개화기 : 5~6월 , 결실기 : 10월

용도 : 줄기와 가지는 약용 . .

측백나무 Thuja orientalis

충청 북도 단양 , 경상북도 달성 , 영양 ,

경기도 , 서울 등에 자생하는 비늘잎

상록수 .

꽃은 암수한그루 .

개화기 : 4 월 , 결실기 : 9~10 월

용도 : 정원수 , 산울타리용이고 , 잎 ,

가지 , 씨는 약용 .

칠엽수 Aesculus turbinata

일본 원산으로 , 경기도 이남에서 재배하는 낙엽 교목 .

꽃은 흰색 바탕에 붉은색이다 . 열매는 삭과이며 원추형이다 .

개화기 : 5~6월 , 결실기 : 9~10월

용도 : 가로수 , 정원수 , 타닌을 제거한 열매는 식용 .

튜울립나무 Liriodendron tulipifera

북부아메리카 원산의 낙엽 교목 .

꽃은 튤립 모양이며 녹황색이다 . 열매는 삭과 .

개화기 : 5~6월 , 결실기 : 10~11월

용도 : 관상용 , 가로수 .

팽나무 Celtis sinensis

우리 나라 각처의 산기슭 , 골짜기 , 하천 가에 나는 낙엽 교목 .꽃은 잡성화이고 꽃자루가 있다 . 열매는 핵과이며 둥근 모양이다 .개화기 : 5월 , 결실기 : 9~10월용도 : 건축 , 기구 , 기계 , 토목공사 , 조림수 .

피나무 Tilia amurensis

우리 나라 중부 이북 산골짜기 숲 속에 나는 낙엽 교목 .꽃은 산방화서로서 연한 노란색이다 . 열매는 삭과이며 둥근 모양이다 .개화기 : 6월 , 결실기 : 9~10월용도 : 공원수 , 정원수 , 재목은 기구재 .

향나무 Juniperus chinensis

평안 북도와 함경 북도를 제외한 우리 나라 전국에 분포하는 상록 교목 .

꽃은 암수한그루 .

개화기 : 4월 , 결실기 : 다음 해 10월

용도 : 관상수 , 조각재 , 가구재 , 향료 , 줄기의 심재는 약재 .

회양목 Buxus microphylla var. koreana

우리 나라 각처의 산지 , 특히 석회암 지대의 산기슭과 산 중턱 및 계곡에 나는 상록 관목 .꽃은 단성화이고 노란색 . 개화기 : 4~5월 , 결실기 : 7~8월용도 : 정원수 , 도장 , 지팡이 , 조각재 , 가지 , 잎은 약용 .

SE

Chloro.

e

CO2 + H2O

ATP

ADP

C6H12O6 ATP

ATP

ADP

ADP

Pyruvic acid

Light reactio

n

Darkreactio

n

GlycolysisTCA

산화적인산화

5. 생태윤리적 귀결