• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.337-347
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• 2016

본 연구에서는 전라북도 김제시 부량면 신용리의 벼단작지 및 벼-보리 이모작의 논 생태계에 설치된 플럭스 관측시스템으로부터 1년간 연속적으로 관측된 $CO_2$ 플럭스 자료 및 $CH_4$ 배출량 자료를 활용하여, 논 생태계의 탄소수지를 평가하고자 하였다. 벼 단작지 및 벼-보리 이모작 논 생태계의 $CO_2$ 플럭스는 대표적인 미기상학적 방식인 에디공분산 방법을 이용하였고, $CH_4$ 발생량은 개폐형 챔버방식의 자동화 시스템을 이용하여 측정하였다. 또한, 여러 가지 기상인자(복사, 기온 및 지온 등)도 함께 조사하였다. 관측된 $CO_2$ 플럭스자료는 보정과 결측보충의 과정을 거친 후 탄소수지 분석에 활용되었다. 2014년도의 벼 단작 및 벼-보리 이모작 논 생태계의 $CO_2$의 순생태 교환량은 각각 단위면적($m^2$)당 -436.8, -587.5g C로 분석되었고, $CH_4$ 발생량은 각각 +16.04, $+18.61g\;C\;m^{-2}$로 분석되었다. 벼 재배 기간 동안 $CH_4$ 발생량은 물 관리에 따라 큰 영향을 받는 것으로 나타났는데, 담수상태에서 $CH_4$ 발생량이 배수상태보다 더 높은 것으로 분석되었다. 본 연구는 국내에서 벼 단작과 벼-보리 이모작의 논 생태계의 $CO_2$ 플럭스와 $CH_4$ 배출량을 기반으로 탄소수지를 정량화한 1차적인 연구결과로서, 벼-보리 이모작의 논 생태계가 벼 단작의 논 생태계보다 1년에 약 $128.9g\;C\;m^{-2}$를 더 흡수하는 것으로 평가되었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제25권2호
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• pp.207-212
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• 2012

The effects of sheep urine and dung patches on methane ($CH_4$) and carbon dioxide ($CO_2$) fluxes were investigated during the summer-autumn in 2010, to evaluate their contribution to climate change in a desert grassland in Inner Mongolia, China. Results indicate that the cumulative $CH_4$ emissions for dung patches, urine patches and control plots were -0.076, -0.084, and -0.114 g/$m^2$ and these were net $CH_4$ sinks during the measured period. The level of $CH_4$ intake from urine and dung plots decreased 25.7%, and 33.3%, respectively, compared with a control plot. $CO_2$ fluxes differed (p<0.01) in urine plots, with an average of 569.20 mg/$m^2$/h compared with control plots (357.62 mg/$m^2$/h) across all sampling days. Dung patches have cumulative $CO_2$ emissions that were 15.9% higher compared with the control during the 55-d period. Overall, sheep excrement weakened $CH_4$ intake and increased $CO_2$ emissions.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권3호
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• pp.313-325
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• 2011

From October 2009 to June 2010, major greenhouse gases (GHG: $N_2O$, $CH_4$, $CO_2$) soil emission were measured from upland cabbage field at Kunsan ($35^{\circ}$56'23"N, $126^{\circ}$43'14"E), Korea by using closed static chamber method. The measurements were conducted mostly from 10:00 to 18:00LST during field experiment days (total 28 days). After analyzing GHG concentrations inside of flux chamber by using a GC equipped with a methanizer (Varian CP3800), the GHG fluxes were calculated from a linear regression of the changes in the concentrations with time. Soil parameters (e.g. soil moisture, temperature, pH, organic C, soil N) were also measured at the sampling site. The average soil pH and soil moisture were ~pH $5.42{\pm}0.03$ and $70.0{\pm}1.8$ %WFPS (water filled pore space), respectively. The ranges of GHG flux during the experimental period were $0.08\sim8.40\;mg/m^2{\cdot}hr$ for $N_2O$, $-92.96\sim139.38mg/m^2{\cdot}hr$ for $CO_2$, and $-0.09\sim0.05mg/m^2{\cdot}hr$ for $CH_4$, respectively. It revealed that monthly means of $CO_2$ and $CH_4$ flux during October (fall) were positive and significantly higher than those (negative value) during January (winter) when subsoil have low temperature and relatively high moisture due to snow during the winter measurement period. Soil mean temperature and moisture during these months were $17.5{\pm}1.2^{\circ}C$, $45.7{\pm}8.2$%WFPS for October; and $1.4{\pm}1.3^{\circ}C$, $89.9{\pm}8.8$ %WFPS for January. It may indicate that soil temperature and moisture have significant role in determining whether the $CO_2$ and $CH_4$ emission or uptake take place. Low temperature and high moisture above a certain optimum level during winter could weaken microbial activity and the gas diffusion in soil matrix, and then make soil GHG emission to the atmosphere decrease. Other soil parameters were also discussed with respect to GHG emissions. Both positive and negative gas fluxes in $CH_4$ and $CO_2$ were observed during these measurements, but not for $N_2O$. It is likely that $CH_4$ and $CO_2$ gases emanated from soil surface or up taken by the soil depending on other factors such as background concentrations and physicochemical soil conditions.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.209-209
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• 2022

Reservoirs play a key role in the carbon cycle between terrestrial and marine systems and are pathways that release greenhouse gases(GHGs), CO₂, CH₄, and N₂O, into the atmosphere by decomposing organic matters. Developed countries have been actively conducting research on carbon emission assessment of dam reservoirs for over 10 years under the leadership of UNESCO/IHA, but associated research is very rare in Korea. In particular, the GHGs footprint evaluation, which calculates the change in net carbon emission considering the watershed environment between pre- and post- impoundment, is very important in evaluating the carbon emission of hydroelectric dams. The objective of this study was to estimate the GHG emissions and footprints in Daecheong Reservoir using the G-res Tool, an online platform developed by UNESCO/IHA. The G-res Tool estimates CO₂ and CH₄ emissions in consideration of diverse pathway fluxes of GHGs from the reservoir and characterizes changes in GHG fluxes over 100 years based on the expected lifetime of the dam. The input required to use the G-res Tool include data related to watersheds, reservoirs, and dams, and most were collected through the government's public portal. As a result of the study, the GHG footprint of Daecheong Reservoir was estimated to be 93 gCO₂eq/m²/yr, which is similar to that of other reservoirs around the world in the same climate zone. After impoundment, the CH₄ diffusion emission from the reservoir was 73 gCO₂eq/m²/yr, also similar to those of the overseas reservoirs, but the CH₄ bubbling emission, degassing emission, and CO₂ diffusion emissions were 44, 34, 252 gCO₂eq/m²/yr, respectively, showing a rather high tendency. Since the dam reservoir carbon footprint evaluation is essential for the Clean Development Mechanism evaluation of hydroelectric power generation, continuous research is needed in the future. In particular, experimental studies that can replace the emission factors obtained from the overseas dam reservoirs currently used in the G-res Tool should be promoted.

• 한국대기환경학회지
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• 제29권2호
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• pp.171-185
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• 2013

Wetland has been known as a major biogenic source of $CH_4$ in globe. In a global scale, the amounts of 55~150 Tg $CH_4$ are released into the atmosphere annually from wetlands; and it accounts for about 21% of total $CH_4$ annual global emission. From August 2010 to August 2011, measurements of major greenhouse gas ($CO_2$, $CH_4$, $N_2O$) emissions were conducted from a freshwater wetland at Kunsan ($35^{\circ}56^{\prime}38.94^{\prime\prime}N$, $126^{\circ}43^{\prime}16.62^{\prime\prime}E$), Korea by using floating closed static chamber method. Flux measurements for these gases from western coastal tidal flat at Seocheon ($36^{\circ}07^{\prime}13.85^{\prime\prime}N$, $126^{\circ}35^{\prime}43.18^{\prime\prime}E$), Korea were managed from July 2011 to February 2012 by using closed static chamber method. The average gas fluxes and ranges from freshwater wetland experiment were $0.155{\pm}0.29\;mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$ (-0.054~0.942 $mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$) for $CH_4$, $17.30{\pm}73.27\;mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$ (-52.44~261.66 $mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$) for $CO_2$, and $0.004{\pm}0.01\;mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$ (-0.02~0.07 $mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$) for $N_2O$, respectively. Monthly base flux measurement results revealed that $CH_4$ fluxes during summer months in high water temperature were significantly high, and at least order of one higher than those during other months. The average fluxes and ranges of these greenhouse gases from tidal flat during the experimental period were $0.002{\pm}0.08\;mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$ (-0.16~0.22 $mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$) for $CH_4$, $-31.18{\pm}75.33\;mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$ (-298.87~101.93 $mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$) for $CO_2$, and $0.001{\pm}0.01\;mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$ (-0.017~0.03 $mg\;m^{-2}\;hr^{-1}$) for $N_2O$, respectively. Comparing the results of gas emissions from tidal flat to those from freshwater wetland, we found significantly lower emissions from tidal flat based on the experiment. Physicochemical parameters of water and soil at these experimental plots were also sampled and analyzed for understanding their correlation with these gas emissions.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권1호
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• pp.15-24
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• 2015

$CH_4$는 $CO_2$ 및 $N_2O$와 더불어 중요한 온실가스로서 지속적이고도 체계적인 감시가 요구된다. 에디 공분산 기술 기반의 $CO_2$ 플럭스의 관측은 이미 세계적으로 관측망이 구축되어 관측부터 자료처리에 이르기까지 모든 과정이 표준화되어 있을 뿐 아니라 체계적으로 잘 문서화되어 있다. 그러나 미량 기체인 $CH_4$의 경우, 레이저 기반의 고속반응 분광계를 필요로 할 뿐 아니라, 이에 수반되는 플럭스 자료의 처리 과정이 표준화되어 있지 않다. 본 연구 노트에서는 최근에 상용화된 개회로 파장 변조 분광계를 사용하여 에디 공분산 방법으로 논에서 관측한 $CH_4$ 플럭스 결과를 보고하였다. 모내기 전과 직후의 각 5일간 연속 관측한 자료를 KoFlux 프로토콜에 따라 상용화된 $EddyPro^{TM}$ 프로그램을 사용하여 자료를 처리하였다. 이 후처리 과정에서 세 가지 주요 보정, (1) 주파수 반응 보정, (2) 공기 밀도 보정, (3) 분광 보정의 효과를 정량화 하였다. 보정 효과는 밤과 낮에 따라 차이를 보였고, 메탄플럭스가 작을수록 보정 효과가 컸다. 전반적으로 보정 후에 메탄 플럭스는 평균 20-25% 정도 증가하였다. 국가농림기상센터(www.ncam.kr)에서는 분광 보정과 빈 자료 메우기를 포함한 $CH_4$플럭스 자료 처리가 포함된 업데이트된 KoFlux 프로그램을 일반 사용자에게 제공할 예정이다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권2호
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• pp.225-241
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• 2007

A closed flux chamber system was used for measuring major greenhouse gas (GHG) emission from tideland and/or wetland soils in estuarine area at Saemankum, Kunsan in southwestern Korea during from months of February to June 2006. Hourly averaged GHG soil emissions were measured two to three times a day during the ebb tide hours only. Site soils were analyzed for soil parameters (temperature, pH, total organic contents, N and C contents in soil) in the laboratory. Soil GHG fluxes were calculated based on the GHG concentration rate of change measured inside a closed chamber The analysis of GHG was conducted by using a Gas Chromatography (equipped with ECD/FID) at laboratory. Changes of daily, monthly GHGs' fluxes were examined. The relationships between the GHG emissions and soil chemical contents were also scrutinized with respect to gas production and consumption mechanism in the soil. Soil pH was pH $7.47{\pm}0.49$ in average over the experimental period. Organic matter contents in sample soil was $6.64{\pm}4.98\;g/kg$, and it shows relatively lower contents than those in agricultural soils in Kunsan area. Resulting from the soil chemistry data, soil nitrogen contents seem to affect GHG emission from the tidal land surface. The tidal soil was found to be either source or sink for the major GHG during the experimental periods. The annual average of $CH_{4}\;and\;CO_{2}$ fluxes were $0.13{\pm}0.86\;mg\;m^{-2}h^{-1}\;and\;5.83{\pm}138.73\;mg\;m^{-2}h^{-1}$, respectively, which will be as a source of these gases. However, $N_{2}O$ emission showed in negative flux, and the value was $-0.02{\pm}0.66\;mg\;m^{-2}h^{-1}$, and it implies tidal land surface act as a sink of $N_{2}O$. Over the experimental period, the absolute values of gas fluxes increased with soil temperature in general. Averages of the ambient gas concentration were $86.8{\pm}6.\;ppm$ in $CO_{2},\;1.63{\pm}0.34\;ppm\;in\;CH_{4},\;and\;0.59{\pm}0.15\;ppm\;in\;N_{2}O$, respectively. Generally, under the presence of gas emission from agricultural soils, decrease of gas emission will be observed as increase in ambient gas concentration. We, however, could not found significant correlation between the ambient concentrations and their emissions over the experimental period. There was no GHG compensation points existed in tide flat soil.

• 환경생물
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• 제36권4호
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• pp.507-516
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• 2018

벼재배 논에서 온실가스 측정을 위해 사용되는 closed 챔버법은 시 공간적으로 변동 폭이 큰 메탄 플럭스를 측정하는 데는 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 메탄플럭스 측정에 있어 에디공분산을 기반으로 하는 open-path 방법과 closed 챔버법을 비교분석하였다. 벼 재배 기간 중 메탄 플럭스 변동은 두 방법 모두 비슷한 경향을 보였고 closed 챔버를 이용한 메탄 측정 시간대의 값은 open-path 측정에 의한 값과 고도로 유의한 상관을 보였다. 다만 총배출량에 있어서 두 측정 방법 간에 나타난 약 31%의 차이가 발생했는데 이는 closed 챔버법에 따른 과다 측정과 open-path에 의한 과소측정으로 생각해 볼 수 있다. 정확한 원인 분석을 위해서 향후에도 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제31권2호
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• pp.104-112
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• 2012

논 생태계를 모의하여 토양에 투입된 비료의 종류(AS, PMC, HV)와 토양 수분 변동조건(습윤기간, 전이기간, 건조 기간)으로 구분하여 $CH_4$과 $CO_2$ 플럭스를 조사하였다. $CH_4$ 플럭스는 0~13.8 mg $CH_4$/m/day의 범위에서 변화하였으 며, 시기적으로 습윤기간 초기와 전이기간과 건조기간 경계 시점에서 높은 값을 보였다. $CO_2$ 플럭스는 습윤 초기에 최대 치를 보이고 지속적으로 감소하다가 전이기간에 다시 상승하 였다. 최종토양의 탄소함량 변화는 대조구에서-5.4%이었고, 비료 처리구에서는-7.5~-16.4%이었다. HV 시용은 타 비종 에 비해 $CH_4$과 $CO_2$ 플럭스를 증가시켰는데, 이는 녹비작물 이 가축분 퇴비에 비해 상대적으로 이분해성으로 배양 초기 에 유기물 분해에 의해 $CH_4$과 $CO_2$ 발생량이 높았기 때문이 다. AS나 PMC 처리구에서 $CH_4$ 플럭스가 대조구에 비해 낮았는데, 이는 AS의 ${SO_4}^{2-}$와 퇴비에 함유된 산화형 물질($Fe^{3+}$, $Mn^{4+}$, ${NO_3}^-$)과 같은 전자 수용체에 의해 습윤기간 중 이들 물질이 전자수용체로 활용되어 $CH_4$ 생성이 감소할 수 있음 을 의미한다. PMC와 HV의 탄소 손실률을 비교하면, HV와 같은 이분해성 유기물에 비해 PMC와 같은 난분해성 유기물 의 시용이 토양 탄소량을 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, 본 연구는 HV와 같은 녹비 작물이 질소 공급의 측면에서 화 학비료를 대체할 수 있지만, 화학비료 시용에 비해 $CH_4$ 발생 이 증가할 수 있음을 제시한다. 따라서, 이분해성 유기물(녹비 작물)과 난분해성 유기물(가축분퇴비)을 혼합 시용할 경우 양 분공급과 탄소저장량 증대에 모두 유리할 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제21권2호
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• pp.95-101
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• 2019

식생이 없는 갯벌에서 메탄($CH_4$) 플럭스는 배출과 흡수 양상을 보인다. 특히 메탄영양세균 개체군은 메탄 흡수에 상당한 영향을 준다. 본 예비연구는 거대 무척추 동물의 서식활동(bioturbation) 영향을 이해하기 위해 원형 밀폐 챔버 방법을 사용하여 갯벌에서 메탄 플럭스를 조사하였다. 챔버는 십각목(decapoda)의 mud shrimp(Laomedia astacina)와 crab(Macrophthalmus japonicas) 서식굴에 약 2시간 동안 배치되었고, 메탄과 이산화탄소($CO_2$) 농도는 밀폐된 $CH_4/CO_2$ 확산 플럭스 관측 장비를 사용하여 지속적으로 모니터링 되었다. 서식굴 길이가 긴 Laomedia astacina 위치에서는 깊은 퇴적층의 메탄 방출 때문에 상대적인 높은 수준의 메탄 발생을 일으킨 것으로 나타났다. 또한, 서식굴 퇴적물에서 발견되는 메탄영양세균 개체군은 메탄 산화(oxidation) 잠재력을 나타냈다. 특히 서식굴 내 아질산염 관련 혐기성 산화(anaerobic oxidation of methane, AOM)가 확인되었다. 이러한 메탄 산화 발생은 챔버 실험 동안 이산화탄소의 탄소 안정동위원소비(${\delta}^{13}C$) 감소로 뒷받침되었다. 따라서 갯벌에서 무척추 동물의 서식활동은 대기 중 메탄 농도를 제어할 수 있는 중요한 생태계 환경으로 보인다.