| 초록 |
본 논문에서는 질소(nitrogen, N)의 첨가가 식물과 토양 중 탄소(carbon, C), N, 인(phosphorus, P)의 생태화학적 화학량론 특성(stoichiometry)에 미치는 영향을 연구하였다. 이는 생태계의 생물지구화학적 순환(biogeochemical cycling)이 N 침적 증가(elevated N deposition)에 대한 반응을 인식하는데 중요한 의미가 있다. 본 연구에서는 중국 닝샤 사막 초원(desert steppe of Ningxia, Northwest China)에서 N 첨가(N addition) 현장실험을 진행하여 N 첨가가 4가지 식물체의 C, N 화학량론 특성, 토양 중 C, N와 P 화학량론 특성에 미치는 영향을 연구하였으며, 또한 N 결핍(N limitation)과 관련된 토양 화학량론 특성과 식물 화학량론 특성의 관련성을 분석하였다. 연구 결과, N 첨가량이 증가됨에 따라 군락의 지상부 바이오매스와 식물체의 바이오매스는 처음에 증가되고 후에 감소되는 추세이며, 4가지 식물의 잎사귀 중 C 농도는 뚜렷한 변화 규칙이 없었고, Agropyron cristatum을 제외한 기타 3가지 식물 잎사귀 중 N 농도는 뚜렷이 증가되었고, Lespedeza potanimill와 Cynanchum komarovii 잎사귀 중 C:N는 뚜렷하게 감소되었으며, 토양 중 총 N 함량은 뚜렷하게 증가되었지만 기타 토양 지표가 N 첨가에 대한 반응은 뚜렷한 규칙성이 없었으며, Cynanchum komarovii 개체의 바이오매스는 토양 총 N 및 N:P와 정적 상관관계(positive correlations)인 것으로 나타났고, Agropyron cristatum와 Cynanchum komarovii 잎사귀 중 총 N와 토양 중 총 N는 정적 상관관계이고, Stipa capillata와 Cynanchum komarovii 잎사귀 중 C:N 및 토양 중 N는 부적 상관관계(negatively correlated)인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 단기적인 N 첨가는 사막 초원 토양 중 C, N, P 및 그에 따른 화학량비에 미치는 영향은 비교적 적지만 일정한 수준에서 사막 초원의 N 부족을 완화시킴으로서 잎사귀의 N 섭취를 향상시켰고, 또한 식물 바이오매스의 축적량과 마른잎의 분해 품질을 촉진한다는 것을 설명한다. 또한 해당 영향으로 인하여 특정된 개체의 차이성이 나타났는데 이는 식물이 환경변화에 대한 탄성적 적응(flexible adaptation) 특성이 있다는 것을 설명할 뿐만 아니라 장기적인 N 침적 증가는 사막 초원 생태계의 구조를 변화시킬 수 있다는 것을 의미한다. |
