Stable Isotope Studies for Constraining Water and Carbon Cycles in Terrestrial Ecosystems: A Review

The water and carbon cycles in terrestrial ecosystems are the essential database for better understanding of the causes and the current processes of climate change and for the prediction of its future change. CarboKorea and HydroKorea are dedicated research efforts to develop technologies to quantitatively interpret and forecast carbon/water cycles in typical landscapes of Korea. For this, stable isotope studies have been launched to genetically partition various components of carbon/water cycles in terrestrial ecosystems. From stable isotope studies, practical deliverables such as evaporation, transpiration and gross primary productivity (GPP) can be provided at scales from tower (footprint) to large watersheds. Such reliable field-based information will form an important database to be used for validation of the results from various eco-hydrological models and satellite image analysis which constitute main components of Carbo/HydroKorea project. Stable isotope studies, together with other relevant researches, will contribute to derive quantitative interpretation of carbon/water cycles in terrestrial ecosystems and support Carbo/HydroKorea to become a leading research infrastructure to answer pending scientific and socio-economic questions in relation to global changes.

안정 동위원소를 이용한 육상 생태계의 물과 탄소의 순환 연구： 재검토

육상생태계의 물/탄소 순환은 기후변화의 원인과 진행 과정 그리고 결과를 예측하는데 필수적인 기초 자료이다. CarboKorea와 HydroKorea 연구에서는 한반도의 대표적인 지형과 식생 유형에 적합한 물/탄소 순환 해석과 실황예보를 위한 기술개발을 목표로, 안정동위원소를 이용해 물/탄소 순환의 구성요소를 성인적으로 세분하는 연구를 수행하고 있다. 본 논문에서는 이러한 안정 동위원소 연구가 국내 생태계의 물과 탄소 순환연구에 적극적으로 활용될 수 있도록 하기 위해 그 이론적 배경과 광릉 소유역의 연구 사례를 소개하였다. 시간과 공간 규모의 확장을 가능케 하는 안정 동위원소 연구는 다양한 관련분야의 연구와 함께 한반도 육상생태계의 물/탄소 순환과정에 대한 보다 정량적인 해석을 가능하게 함으로써 기후변화와 관련하여 제기되고 있는 당면한 과학적, 사회경제적 요구에 부흥할 수 있는 과학적 기반을 구축하는데 기여할 것으로 기대된다.