• 한국작물학회지
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• 제48권3호
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• pp.248-251
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• 2003

콩의 입중에 따른 다수성 콩 품종육성의 엽형 모델을 찾고자 기존의 품종들을 대상으로 일의 형태 및 해부학적 특성과의 관계를 조사했는데. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 엽신의 두께는 소립형 품종보다는 대립형 품종이 두꺼웠으며, 단위엽의 엽면적에서도 대립형 품종들이 큰 경향이었다. 2. 엽육조직의 관찰결과 소립 장엽형 품종과 대립 환엽형품종의 책상세포 및 해면세포가 두껍고 치밀하게 배열되어 있었다. 3. 단위엽면적당 $\textrm{CO}_2$ 흡수량, 주당 $\textrm{CO}_2$ 흡수량, 엽신 및 책상세포의 두께는 종실수량과 정의 상관이 인정되었으며, 단위엽의 엽면적과는 부의 상관을 보였다. 4. 따라서 품종간의 특성은 및 기능의 차이로서 인정할 수 있었으며 특히 $\textrm{CO}_2$ 동화량 및 엽육조직의 두께와 엽육세포의 치밀함 등은 품종간 특성차이를 나타내는데 크게 기여하였다.

• 한국산림과학회지
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• 제98권1호
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• pp.33-48
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• 2009

산림은 지구온난화의 주범이라 할 수 있는 이산화탄소를 광합성 작용을 통해 식생과 토양 등에 저장 할 수 있다. 또한, 산림에서 벌채된 나무는 부패되거나 연소되지 않는 한 장기적으로 이산화탄소를 저장할 수 있으며 벌채된 지역에서는 재조림을 통해 탄소흡수원을 확충할 수 있다. 산림은 증산작용을 통해 기온을 낮추는 등 미세기후 조절 역할로 지구기후시스템에 기여하고 있다. 이와 같은 이유로 지구 온난화를 줄이기 위해서 대기중에 방출된 온실가스의 흡수원으로서 산림이 필수적인 것으로 평가되어져 왔다. 이러한 측면에서 기후변화에 대한 지구 탄소 순환적응 프로그램을 확충하고 한국형 산림 모델로 발전 시키는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 국외에서 개발한 여러 종류의 산림 부문 기후변화 영향 평가 모형을 비교 분석하여 우리나라 산림 생태 모형으로 적용할 수 있는지를 검토하였다. 또한, 모형별 입력 자료 확보 가능성을 기초로 구동 가능 모형을 선정하여 문제점을 파악한 후 대안을 도출하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.95-106
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• 2010

본 연구에서는 광릉의 활엽수림에서 관측된 생태자료들을 이용하여 CLM3.5-DGVM(Community Land Model 3.5-Dynamic Global Vegetation Model)의 탄소교환과정에 대한 모의능력을 평가하고 탄소수지를 계산하였다. 또한 식생 종의 구성과 식물계절학, 그리고 기후 변동성이 탄소수지에 미치는 영향을 조사하기 위하여 민감도 실험을 수행하였다. 모델의 식물계절학은 잎의 출현과 낙하의 시기를 잘 모의하지 못하였으며, 특히 낙엽은 관측보다 한달 이상 지연되어 생장기간을 과대모의 하였다. 모의된 최대 엽면적지수(leaf alea index, LAI)는 5.8이며 관측값(4.5)에 비해 과대모의 되었다. 과대 모의된 LAI는 광합성량과 잎의 자가영양호홉의 과대모의를 야기하였으며, 이를 통해 연간 총 일차 생산량(gross primary producing, GPP)과 생태 호흡량(ecosystem respiration, $R_e$)의 과대모의에 기여하였다. 관측과 모델간의 LAI의 차이에도 불구하고 모의된 식생 탄소 저장항의 크기는 관측 보고된 값과 유사하였다. 모델의 식물계절학함수를 사용하는 대신 관측된 PAI로부터 유도된 식물계절학을 사용하면 생육 기간이 감소함에 따라 GPP와 $R_e$의 과대 모의는 완화되었다. 하지만 관측 보고된 값과 비교할 때 여전히 큰 값을 보였다. 모의된 탄소수지는 식생 종의 구성에는 유의한 민감도를 가지지 않았다. 모델입력자료에 기후변동성의 고려 유무에 따른 평형상태의 탄소저장량의 차이는 10%이하로 낮았으며 기후변동성이 평형상태의 탄소저 장량에 미치는 영향은 유의할 수준이 아니라고 사료된다. 모델에서 모의된 GPP와 $R_e$의 1994년부터 2003년간의 연간 변동성은 연 평균 대기온도와 일사량에 의존하였다. 모델의 다른 문제점들에 관해서도 본문에서 논의되었다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.187-191
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• 2006

적조 종에 따라 해색이 다르다는 점에 착안해 해색 모델로부터 적조 종을 역 추정하는 기술을 개발하는데 있어 기본 입력 변수가 되는 적조 생물에 관한 광학적 특성(흡수, 역산란 특성)을 연구하였다. 실험실 수준에서의 적조 생물의 광특성을 조사하기 위해서 남해에서 채취 된 21종의 적조 생물을 배양하고 spectrophotometer를 이용해 광합성 색소에 의한 흡수계수(absorption coefficient, a)와 역산란 계수 (backscattering coefficient, $b_b$)를 측정하였다. 또한 spectrophotometer를 이용해 측정된 흡수 및 역산란 계수와 클로로필 농도를 이용하여 비 흡광계수 $(a^*)$와 비역산란계수$(b_b^*)$를 계산하였으며 이들 스펙트럼의 모양과 값을 비교하였다. 적조 생물 종에 따른 $a^*$은 파장대 440nm 에서 $0.005-0.06m^2/mg$의 값을 가지며, $b_b^*$의 범위는 $10^{-2}\sim10^{-4}m^2/mg$로 종간 약 100배의 차이가 있었다. 이와 같이 적조생물 종에 따라 스펙트럼의 모양과 값에서 차이를 나타냈으며 21종의 적조 생물 중에서 해색 스펙트럼으로 종간 구분이 가능한 종은 7-8 종이었다. 이 결과는 해색모델 개발에 있어 입력변수로 활용될 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-10
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• 2016

본 연구에서는 함평만의 육상기인오염 물질의 유입특성을 파악하고, 물질순환을 정량화하기 위해, Simple box model을 적용하였다. 함평만의 하천 유입 오염부하 특성을 보면, BOD, COD, TOC의 평균 유기물질 오염부하가 각각 79.7 kg-BOD/day, 144.06 kg-COD/day, 93.0 kg-TOC/day를 나타내었다. 하천별 유기물 유입 오염부하량은 손불 방조제>주포교>양만단지 순으로 나타났다. 계절별로는 하계 강우시기인 7월에 높은 부하 특성을 보였다. 영양염류의 평균 유입 오염부하는 각각 20.9 kg-DIN/day, 17.1 kg-DIP/day, 148 kg-TN/day, 37.4 kg-TP/day를 나타내었다. 하천별 영양염 유입부하량은 양만단지>백옥교>주포교 순으로 나타났다. 박스모델을 이용한 함평만 물질수지에서 담수체류시간은 52.4일로 해수교환이 낮은 반 폐쇄성 해역의 특성을 나타내었다. 영양염 물질수지에서 용존 무기질소의 경우 ${\Delta}DIN$이 (-)의 탈질상태를 나타내어 유입된 질소보다 광합성에 의한 소비 및 외해 유출이 큰 경향을 보였다. 용존 무기인의 경우 ${\Delta}DIP$가 (+)를 나타내어 유기물 분해에 의한 공급, 퇴적물의 용출부하, 하천 유입부하가 식물플랑크톤에 의한 소비 및 외해 유출보다 큰 것으로 나타나 축적되는 경향을 보였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제12권1호
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• pp.47-54
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• 2009

적조 종에 따라 해색이 다르다는 점에 착안해 해색 모델로부터 적조 종을 역 추정하는 기술을 개발하는데 있어 기본 입력 변수가 되는 적조 생물에 관한 고유의 광특성(흡광, 역산란 특성)을 연구하였다. 실험실 수준에서의 적조 생물의 광특성을 조사하기 위해 남해에서 채취 된 21종의 적조 생물을 배양하고 spectrophotometer를 이용해 광합성 색소에 의한 흡광계수(absorption coefficient, a)와 역산란계수(backscattering coefficient, $b_b$)를 측정하였다. 또한 spectrophotometer를 이용해 측정 된 흡광 및 역산란 계수와 클로로필 농도를 이용하여 비 흡광계수($a^*$)와 비 역산란계수(${b_b}^*$)를 계산하였으며 이들 스펙트럼의 모양과 값을 비교하였다. 적조 생물 종에 따른 $a^*$은 파장대 440nm에서 $0.005{\sim}0.06\;m^2{\cdot}mg^{-1}$의 값을 가지며, ${b_b}^*$의 범위는 $10^{-2}{\sim}10^{-4}\;m^2{\cdot}mg^{-1}$로 종 간 약 100배의 차이가 있었다. 이와 같이 적조생물 종에 따라 스펙트럼의 모양과 값에서 차이를 나타냈으며 21종의 적조 생물 중에서 해색 스펙트럼으로 종간 구분이 가능한 종은 7-8종이었다. 이 결과는 해색모델 개발의 입력변수로 활용될 수 있을 것이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-187
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• 2013

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

• 한국작물학회지
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• 제48권3호
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• pp.243-247
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• 2003

콩의 입중에 따른 이상초형(ideal type)의 개발을 위해 광합성호율이 높은 안전 다수성 콩 품종육성의 엽형 모델을 찾고자 엽형 및 입중에 따른 잎기능에 관련된 몇 가지 주요특성 및 $\textrm{CO}_2$ 이용효율과의 관계를 조사했는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 대두 단엽의 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 소립품종에서 장엽형 잎을 가진 품종이 19.66 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 환엽형 잎을 가진 품종(18.29 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높은 경향이었으며, 대립품종에서는 환엽형 잎을 가진 품종이 19.17 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 장엽형품종(17.45 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$)보다 높았다. 2. 기공전도도가 0.12-0.13범위에서는 주로 대립, 장엽형 품종이 분포하고 있었으며 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 17-18 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$정도로 낮았고, 0.14-0.15범위에서는 소립, 장엽형 품종들이 분포하였는데 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 19-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 3. $\textrm{CO}_2$ 동화량에 영향을 미치는 전자생성량은 대립, 환엽형 잎을 가진 품종들이 0.82-0.83으로 가장 적었으나 $\textrm{CO}_2$ 동화량은 18-20 $\mu\textrm{molm}^{-2}\textrm{s}^{-1}$로서 높았다. 4. 주당 $\textrm{CO}_2$ 흡수량은 나물콩에서는 장엽형 품종이 68.5ppm으로 환엽형(46.5 ppm)보다 크게 높았으며 장류콩에서는 환엽형이 70.1 ppm으로서 장엽형(63.1 ppm) 보다 약간 높았다.

• 한국지리정보학회지
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• 제11권2호
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• pp.61-72
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• 2008

엽면적 지수(LAI)는 지표 환경에 영향을 미치는 광합성, 증발, 그리고 에너지 균형과 같은 생물물리학적 변화 과정에 있어 매우 중요한 인자이며, 여러 가지 생태학적 모델의 입력 자료로서도 필수적이다. 이러한 중요성에 근거하여 더욱 정확하고 유용한 LAI 추정 기법의 개발이 요구되지만, 현실적으로 LAI는 광역적 실측이 어렵기 때문에 대부분 LAI 연구에서는 정규화식생지수(NDVI)와의 단순 관계식을 통해 추정되어져 왔다. 본 연구에서는 경안천 유역(561.12 $Km^2$)을 대상으로 MODIS LAI Product의 활용성을 평가하고자 NOAA AVHRR NDVI와의 관계식으로 추정된 LAI와 국립산림과학원의 실측 LAI (2003, 2004)를 MODIS LAI와 비교 분석하였다. 그 결과 MODIS LAI는 활엽수림에서는 실측치보다 약 14% 높게, NOAA LAI보다 약 15~30% 높게 추정되었다. 침엽수림에서는 2003년 실측치가 약 5% 높게 추정되었으며, NOAA는 4월을 제외하고 약 7%의 차이를 보였다. 이러한 결과는 일부 지점에서 이루어지는 실측과 MODIS LAI 추출 시 기준자료가 포함하는 공간해상도의 한계 및 토지피복분류의 부정확성 등으로부터 발생한다. 따라서 실측자료에 근거한 MODIS자료의 보정기술을 향상시킴으로써 향후 광역적인 식생정보 제공 및 물수지 모의를 위한 생태학 및 수문학적 모형의 입력자료 등으로의 활용범위가 더욱 확대 가능할 것이다.

• 미생물학회지
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• 제45권3호
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• pp.268-274
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• 2009

건강보조식품 등으로 이용되는 Arthrospira platensis는 세계적으로 대량생산되고 있으나 생산공정 중 수확단계에서 많은 비용이 소요된다. 본 연구에서는 부상을 이용한 효과적인 수확을 위해 균주의 개량을 시도하였으며, 개량균주의 생리적 물리적 특성을 파악하고자 하였다. Ethyl methanesulfonate (EMS)를 모균주 A. platensis KCTC AG20590에 0.24%의 농도로 10, 20, 30분씩 처리하여, 형태 및 부상성이 우수한 균주 A. platensis M20CJK3 균주를 분리하였다. A. platensis M20CJK3은 느슨한 형태에서 촘촘한 형태로 세포사(trichome)의 길이 및 코일간 간격이 감소하였으며, 생장 및 $CO_2$ 고정능이 각각 15%, 17% 향상되었다. 또한, 개량균주의 부상성은 모균주에 비해 2배 이상 향상되었다. 이차원 전기영동 분석을 통해 모균주와 개량균주의 단백질 발현양상을 비교분석한 결과 광합성 관련 색소의 구조와 광전자전달계에 관련된 단백질의 발현 양상이 차이를 보였다. 본 연구에서 개발된 A. platensis M20CJK3은 고밀도 대량배양 및 수확에 유리하며, A. platensis 유전자 연구의 유용한 모델 균주로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.