Regionality and Variability of Net Primary Productivity and Rice Yield in Korea

우리 나라의 순1차생산력 및 벼 수량의 지역성과 변이성

Rice yield and primary productivity (NPP) are dependent upon the variability of climate and soil. The variability and regionality of the rice yield and net primary productivity were evaluated with the meteorological data collected from Korea Meteorology Administration and the actual rice yield data from the Ministration of Agriculture and Forestry, Korea. The estimated NPP using the three models, dependent upon temperature(NPP-T), precipitation(NPP-P) and net radiation(NPP-R), ranged from 10.87 to 17.52 Mg ha$^{-1}$ with average of 14.69 Mg ha$^{-1}$ in the South Korea and was ranged 6.47 to 15.58 Mg ha$^{-1}$ with average of 12.59 Mg ha$^{-1}$ in the North Korea. The primary limiting factor of NPP in Korea was net radiation, and the secondary limiting factor was temperature. Spectral analysis on the long term change in air temperature in July and August showed periodicity. The short periodicity was 3 to 7 years and the long periodicity was 15 to 43 years. The coefficient of variances, CV, of the rice yield from 1989 to 1998 ranged 3.23 percents to 12.37 percents which were lower than past decades. The CV's in Kangwon and Kyeongbuk were high while that in Chonbuk was the lowest. The prediction model based on th e yield index and yield response to temperature obtain ed from the field crop situation showed reasonable results and thus the spatial distributions of rice yield and predicted yield could be expressed in the maps. The predicted yields was well fitted with the actual yield except Kyungbuk. For better prediction, modification should be made considering radiation factor in further development.

작물의 수량은 재배하는 식물의 특성과 토양 그리고 기후 등 환경에 의하여 지배된다. 주곡인 쌀 수확량의 지역성과 변이성을 알아내기 위하여 기상청의 기상 자료와 농림부의 쌀생산량 통계 자료를 수집 분석하였다. 기상 자료로부터 순복사량, 증발산량 및 순1차 생산력지수 NPP를 산출하고, Jung의 모형을 이용하여 우리 나라 각 지역의 쌀 생각량을 산출하고, 이를 실생산량과 비교하였다. 7, 8월 기온의 장기 변이를 검토한 결과, 수원의 경우 장주기는 15.1년, 단주기는 7.4년으로 나타났고, 대구의 장주기는 32.9년, 단주기는 4.1년으로 나타났다. 장주기는 대구가 수원 보다 약 2배이상으로 주기성이 강했고, 단주기는 반대로 수원이 대구보다는 주기성이 강하게 나타났다. 한국의 67개 지점에서 순1차생산력지수인 NPP와 총생산력지수 GPP를 추정 결과, 순 복사량이, 16개 지점에서 기온, 1개 지점에서 강수량이 NPP의 제한 요소로 작용하는 것으로 나타났다. 순 복사량은 한국에서의 자연 생산력에 1차적으로 주된 제한 요인으로서 작용하였고, 2차적인 제한 요인는 주로 기온이 작용하였다. 남한 지역의 NPP는 10.87~17.52 Mg ha$^{-1}$, GPP가 18.63~36.31 Mg ha$^{-1}$의 범위이었고, 평균은 NPP와 GPP가 각각 14.69 Mg ha$^{-1}$, 27.94 Mg ha$^{-1}$의 값을 나타냈다. 북한 지역의 경우에는 NPP가 6.47~15.50Mg ha$^{-1}$, GPP가 10.08~24.64 Mg ha$^{-1}$의 범위이었고, 평균은 NPP와 GPP가 각각 12.59 Mg ha$^{-1}$, 13.62 Mg ha$^{-1}$의 값이 나타났다. Jung의 모델에 의하여 97년과 98년의 쌀 생산량을 추정한 결과 실제 쌀 생산량과 근접하였다. 경상도 지역은 타 지역에 비해 실측치보다 예측치가 높게 평가되었고, 추정 생산량과 실제 생산량간 사이에 상관이 없었다. 이 지역에 대한 모델의 수정이 필요하며, 순복사량과 강수량 요인이 고려되면 좀 더 정확한 분포도가 작성될 수 있을 것이다.