본 연구의 목표는 우리나라의 대표적인 자생종인 소나무(Pinus densiflora), 상수리나무(Quercus accutissima), 물푸레나무(Fraxinus rhychophylla), 팥배나무(Sorbus alnifolia), 그리고 소사나무 (Carpinus turczaninovii) 등을 미래의 대기 환경, 즉 높은 이산화탄소 농도 (400ppm, 550ppm,720ppm)와 고온(대조구, 대조구+2°C)에서 장기간 노출시켜 자라고 있는 상부 개방형 온실 (open top chamber)를 이용하여, 수종별 생리·생태적 변화를 정량화하고, 특히 세포내 질소 분배를 분석하여 점진적 질소 제한이 일어나는지 아니면 질소 이용 효율이 증가하는지를 구명하고 질소 이용 효율이 증가할 경우, 질소 분배의 변화를 정량화 하여 수종별 기후변화에 대한 적응 기작을 구명한다.

 

1.수종별 형태적 변화의 정량화

- 개체목 단위: 잎, 가지, 줄기, 뿌리의 부위별 생장량, 부위별 분배율, 수고생장, 직경생장
- 잎 단위: 잎의 크기, 엽면적비(Specific Leaf Area), 기공의 크기, 밀도, 면적, 깊이
- 뿌리: 뿌리 생산량 및 회전율

 

2.생리적 변화

- 광합성 특성: A-Ci 반응곡선(최대 카르복실화 속도(Vcmax), 최대 전자전달 속도(Jmax)), 광반응 곡선 (Light Response Curve)
- 수리전도도: 각 부위별 수리전도도, 공동현상 위험곡선 (Cavitation Vulnerability Curve)
- 수분이용효율 (Water Use Efficiency)
- 양분변화 및 양분이용효율(Nutrient Use Efficiency): N, P, K, pH 등

 

3.세포내 질소 분배 정량화

- 수종별, 개체목 별로 잎내 질소의 분배를 아래 다섯가지로 나누어 정량화 함.
(1) 태양광을 수집하는 엽록소 내 질소(light-harvesting (photosystem Ⅰ, photosystem Ⅱ)
(2) 에너지의 흐름과 관련된 효소 내 질소 (Other Calvin cycle enzymes, ATP synthase, and electron carriers)
(3) 루비스코 효소(RuBPCase)
(4) 잎의 구조적 성질을 파악하기 위해서 세포벽 단백질에 포함된 질소
(5) 기타로 나누어 정량화 함