연구 배경 및 목적

This work was supported by Promising-Pioneering Researcher Program through Seoul National University (SNU) in 2015.

안정동위원소 분석을 이용한 백운산 내 종간 수분 경쟁Water competition of tree species in Mt. Baegun using stable isotope analysis

전지현1*, 이훈택1, 이민수1, 송우경1, 변시연1, 이복남2, 조성식3, 박주한4, 김현석1234

(1서울대학교 산림과학부, 2서울대학교 농업생명연구원, 3서울대학교 협동과정 농림기상학전공, 4국가농림기상센터)

수목생리학연구실Forest Ecophysiology Lab

Figure 1. Long term survey of vegetation change in Mt. Baegun

연구방법

지난 15년간 이루어진 장기 식생조사에 따르면 백운산 내 침엽

수종이 활엽수에 비해 점차 개체수가 감소하고 있는 추세임

이러한 침엽수의 감소는 침엽수종와 활엽수종의 수분경쟁으로

인한 결과라고 생각됨

따라서, 토심별 토양수 및 수종별 안정동위원소 (δ18O, δ2H)

분석을 통하여 계절에 따른 수분 이용 차이를 알아보고 이를

통해 식생 변화 원인을 규명하고자 함

1. 연구대상지

서울대학교 남부 학술림 (백운산 일대)

총 6개 조사구 (12임반 3소반, 12임반 4소반, 6임반 3소반, 10임반

8소반 , 35임반 6소반, 2임반 19소반)

2-19

35-6

10-8

6-3Mt. Baegun

단, 본 포스터에서는 12임반 3소반 조사구 결과만 나타냄

Figure 2. Study sites in Mt. Baegun

0

500

1,000

1,500

2,000

2,500

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Period 1 (1999-2003)Period 2 (2004-2007)Period 3 (2008-2012)

Period 1 < Period 2 < Period 3Quercus mongolica, Carpinus laxiflora, Lindera erythrocarpa, Stewartia pseudocamellia, Acer pictum,

Acer pseudosieboldianum, Cornus controversa, Fraxinus rhynchophylla, Zelkoba serrata, Carpinus cordata,

Styrax obassia, Styphnolobium japonicum, etc

Period 1 > Period 2 > Period 3Pinus densiflora, Quercus dentata, Betula costata, Juglans mandshurica

Major species N DBH (cm) Height (m)

Pinus densiflora 20 21.3 ± 5.7 14.7 ± 3.4

Chamaecyparis obtuse 21 18.8 ± 10.5 11.2 ± 4.3

Styrax obassia 3 9.8 ± 7.5 7.6 ± 4.6

12임반 3소반 (N 35˚ 02' 20.7'' E 127˚ 38' 42.4'‘)

- 고도 : 523m, 경사 : 10°

동위원소분석기 (CRDS-IM , Picarro, USA)를 통해 토양수 및 가지 내 안정

동위원소 (δ18O, δ2H)를 분석함

안정동위원소 분석 결과를 이용해 Bayesian mixing model을 적용하여

(MixSIAR) 수종별 수분 이용 깊이의 분포를 파악함

2. 시료채취및분석

15년간 880개 영구조사구에서 수집한 데이터를 분석하여 변화가

심한 수종 및 실험구 선정

2015년, 각 조사구별 5개의 위치를 선정하여 5개 깊이 (10, 30, 50,

100, 120cm)에 라이시미터 설치

2016년부터 계절별(봄, 여름, 가을)로 Vacuum pump (Vocupoter,

UMS, USA)및 자체 제작한 물통을 이용하여 토양수 채취 및 가지

샘플링

Figure 3. Water bottle and vacuum pump Figure 4. Soil water

1. δ18O

결과 및 고찰

-15 -10 -5 0 -15 -10 -5 0

April July November0

25

50

75

100

125

-15 -10 -5 0

Soil

dep

th (

cm)

δ18O (‰)

April July November

Soil

dep

th (

cm)

δ2H (‰)

30.120.2

29.8

33.2

15.4 31.1

12.8

8.111.9 7.3

0

20

40

60

80

100

Chamaecyparis

obtuse

Styrax obassia

Pro

port

ion

(%

)

April

20.714.3

20.7

17.2

10.8

21.4

21.1

22.7

18.7

20.6

27

19.8

20.425.2

19.4

0

20

40

60

80

100

Chamaecyparis

obtuse

Pinus densiflora Styrax obassia

July

36.729.1

34.6

19.2

17.817.2

21.532.2

27.4

6.5 6.3 6

16.1 14.6 14.7

0

20

40

60

80

100

Chamaecyparis

obtuse

Pinus densiflora Styrax obassia

November

2. δ2H

3. 수종별 수분 이용 깊이

결론

소나무는 여름철 다른 수종들에 비해 깊은 곳의 수분을 이용하는 경향을 나타냄

특히, 봄과 가을에는 주로 토양 상층부에서 수분을 흡수하였으며 여름철에는 모든 수

종들이 토심이 깊은 곳의 수분을 흡수하였음

본 연구 결과 소나무, 편백나무, 쪽동백나무의 계절에 따른 토심별 수분 이용

패턴을 알 수 있었으나 이를 통해 식생 변화 원인을 규명하기에는 미비함

따라서 다른 사이트들의 안정동위원소 분석결과 및 수액의 흐름에 관한 연구

가 추가적으로 필요함

-80 -60 -40 -20 0 -80 -60 -40 -20 0

0

25

50

75

100

125-80 -60 -40 -20 0