A Six-Layer SVAT Model for Energy and Mass Transfer and Its Application to a Spruce(Picea abies [L].Karst) Forest in Central Germany

독일가문비나무(Picea abies [L].Karst)림(林)에서의 Energy와 물질순환(物質循環)에 대(對)한 SLODSVAT(Six-Layer One-Dimensional Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer) 모델과 그 적용(適用)

The SLODSVAT consists of interrelated submodels that simulate : the transfer of radiation, water vapour, sensible heat, carbon dioxide and momentum in two canopy layers determined by environmental conditions and ecophysiological properties of the vegetation ; uptake and storage of water in the "root-stem-leaf" system of plants ; interception of rainfall by the canopy layers and infiltration and storage of rain water in the four soil layers. A comparison of the results of modeling experiments and field micro-climatic observations in a spruce forest(Picea abies [L].Karst) in the Soiling hills(Germany) shows, that the SLODSVAT can describe and simulate the short-term(diurnal) as well as the long-term(seasonal) variability of water vapour and sensible heat fluxes adequately to natural processes under different environmental conditions. It proves that it is possible to estimate and predict the transpiration and evapotranspiration rates for spruce forest ecosystems on the patch and landscape scales for one vegetation period, if certain meteorological, botanical and hydrological information for the structure of the atmospheric boundary layer, the canopy and the soil are available.

SLODSVAT 모델은 (1)식생의 환경 조건과 생태 생리학적 특징에 의해 결정된 두개 수관층에서의 복사, 수분증발, 열, 이산화탄소 및 바람(momentum) 등의 이동과, (2)식물의 뿌리, 줄기, 잎으로 이어지는 수분의 흡수와 저장 및, (3)수관에 의한 강우의 차단, 그리고 토양에 의한 강우의 저장과 유하 등을 Simulation한 상호관련된 몇 개의 하위 모델들로 구성되어 있다. 본 연구에서는 독일 중부에 위치한 Solling지방의 독일가문비림(Picea abies L Karst)을 대상으로 기후 관측 결과와 모델링에 의한 결과를 서로 비교해 본 바, SLODSVAT는 서로 다른 환경 조건하에서 수분증발과 열 흐름의 계절적 변화 뿐만 아니라 일변화도 자연적 과정에 맞게 적절히 설명할 수 있음을 알 수 있었고, 또한 대기, 임관 및 토양 구조에 대한 기상학적, 식물학적, 수문학적 자료들이 유능하다면 독일가문비림 생태계에 대한 증산과 증발산의 비를 평가하고 예측함이 가능함을 알 수 있었다.