초원이 해마다 얼마나 자라는지, 연평균 날씨만 보면 놓치는 게 있을까요?

상세 설명

배경. 수분 조건이 중간 정도인 중습성 초원에서는 연간 지상부 순일차생산성(ANPP)이 시간에 따라 크게 달라집니다. 연간 강수량이나 연평균 기온으로 이 변동의 일부를 설명할 수 있지만, 상당 부분은 설명되지 않은 채 남아 있습니다.

연구진은 캔자스 북동부 콘자 프레리의 중습성 초원에서 얻은 25년간의 생산성 자료를 분석했습니다. 우점 C4 벼과식물의 계절적 발달과 생장 주기에 중요한 시기의 강수량·기온, 그리고 이 식물들의 꽃대 생성량을 살펴보았습니다. 구조방정식 모형화(SEM)를 이용해 생물계절적으로 중요한 시기의 기후가 ANPP에 미치는 직접 효과와 개화를 매개로 한 간접 효과를 모두 평가했습니다.

ANPP는 우점 C4 벼과식물의 꽃대 생성량, 영양생장기(4월 15일~7월 14일)의 강수량, 꽃대 신장기(7월 15일~8월 14일)의 강수량, 그리고 불과 강한 양의 관계를 보였습니다. 꽃대 신장기의 높은 기온은 꽃대 생성량 감소와 관련이 있었으며, 모형에서는 이를 통해 ANPP에 부정적인 간접 효과가 나타났습니다. 전년도의 연간 총강수량이나 연평균 기온이 ANPP에 영향을 미친다는 근거는 거의 없었습니다.

꽃대 생성량을 포함하고 기후 변수를 식물의 계절적 발달에 중요한 시기별로 나누자, 서로 다른 지형적 위치와 소각 관리 체계를 다루는 여섯 모형이 설명하는 관측 ANPP 변동의 비율이 평균 22%에서 48%로 높아졌습니다. 가장 설명력이 높은 모형은 ANPP 변동의 61%를 설명했습니다.

종합. 우점 C4 벼과식물의 계절적 발달과 생장에 중요한 시기의 기후, 이 식물들의 꽃대 생성량, ANPP 사이의 관계는 생태적·경제적으로 중요한 생태계인 중습성 초원의 생산성을 예측하는 능력을 높여 줍니다.