• 한국농림기상학회지
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• 제17권2호
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• pp.173-181
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• 2015

본 연구는 보리-벼 이모작 작부체계의 논 생태계에 설치한 개방형 $CO_2$ 플럭스시스템과 자동개폐식 챔버형 $CH_4$ 측정시스템에서 관측된 탄소관련 온실가스 자료와 작물 생장량자료를 활용하여 논 생태계의 연간(2012.10.20~2013.10.21) 탄소수지를 분석하였다. 결론적으로 농작물의 생육인자와 환경인자는 $CO_2$의 순 생태계교환량(NEE)에 영향을 주는 것으로 분석되었고, $CH_4$ 배출량은 영농활동(특히 물관리)에 따라 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 2012~2013년 벼-보리 이모작 작부체계의 논 생태계에서 보리 재배기간에는 단위면적($m^2$)당 100.2g의 탄소를 흡수하고 벼 재배기간에는 $m^2$당 374.1g의 탄소를 흡수하였지만, 휴경기간에는 토양호흡의 형태로 $m^2$당 41.2g의 탄소를 배출하여 연간 총 $433.1g\;m^{-2}$의 탄소를 흡수하는 것으로 분석되었다. 여기에 농작물의 수확에 따른 논 생태계의 탄소 배출량과 $CH_4$ 형태로배출되는 탄소량을 포함한 연간 순생물상생산량(NBP)은 $184.7g\;C\;m^{-2}$으로 추정되어, 보리-벼 이모작 작부체계의 논 생태계는 탄소 발원인 것으로 평가되었다.

• 환경영향평가
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• 제26권2호
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• pp.127-139
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• 2017

탄소 흡수원 조성과 같은 토지이용과 관련한 온실가스 감축대안 수립을 위해 다양한 생태계 시스템에서의 온실가스 잠재 흡수량 평가가 요구된다. 이 연구에서는 에디 공분산 기반의 플럭스 타워 관측자료를 활용한 순생태계교환량(Net Ecosystem Exchange: NEE)으로 국내 산림 생태계와 농경지 생태계에서의 탄소 흡수 능력을 추정하였다. 또한 우리나라와 유사한 기후조건의 국외 플럭스 타워 자료를 활용하여 국내 생태계 유형별 탄소 수지 추정결과와 비교분석하였다. 에디 공분산 기법을 이용한 산림과 농경지의 NEE 분석 결과, 우리나라의 산림에서는 연간 $-31gC/m^2/yr$에서 $-362gC/m^2/yr$, 농경지 생태계에서는 작물 재배 기간 동안 $-210gC/m^2/growing$ season에서 $-248gC/m^2/growing$ season의 값을 나타내 산림뿐만 아니라 농경지 생태계도 탄소 흡수 기능이 있음을 확인할 수 있었다. 산림의 경우 임상에 따라 시기별로 서로 다른 탄소 흡수 양상을 보였는데, 활엽수림은 늦봄과 초여름, 초가을에, 침엽수림은 봄과 초여름, 가을중순에 탄소 흡수 능력이 컸다. 또한 숲의 나이가 어리고, 활엽수나 침엽수로만 구성된 단순림보다 혼효림이 더 높은 탄소 흡수 능력을 가지고 있었다. 농작물의 성장기간 동안의 탄소 흡수량은 비트가 가장 컸고, 그 다음은 겨울밀, 옥수수, 벼, 감자, 콩 순으로 나타났다. 이러한 결과들은 향후 산림 및 농경지에서의 탄소저감 정책수립과정에 있어 유용한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.315-325
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• 2014

월악산국립공원에 발달되어 있는 신갈나무림에서 2012년 5월부터 2013년 4월까지 유기탄소 분포와 순환을 통한 생태계 서비스 가치를 파악하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포되어 있는 유기탄소량은 각각 81.94 및 20.53 ton C/ha 이었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 6.49 ton C $ha^{-1}$, 141.23 ton C $ha^{-1}$ $50cm-depth^{-1}$로 조사되였다. 조사지 신갈나무림의 전체 유기탄소량은 250.19 ton C $ha^{-1}$이었으며, 이중 41.0%가 식물체에 분포하였다. 신갈나무림의 전체 유기탄소량을 원화로 환산하면 약 527만원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다. 조사기간 동안 토양호흡을 통하여 방출되는 탄소량은 7.31 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$으로 이중 미생물호흡과 뿌리호흡을 통해 방출되는 탄소량은 각각 3.58, 3.73 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$이었다. 유기탄소 순 생산량과 미생물호흡량의 차이로 추정했을 때 본 신갈나무림에서 연간 대기로부터 흡수하는 순 유기탄소는 1.61 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$로서, 이를 원화로 환산하면 약 33,000원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.332-338
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• 2015

월악산국립공원에 발달되어 있는 소나무림에서 2013년 1월부터 2013년 12월까지 유기탄소 분포와 순환을 통한 생태계 서비스 가치를 평가하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포되어 있는 유기탄소량은 각각 32.17 및 8.04 ton C $ha^{-1}$이었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 5.55 ton C $ha^{-1}$ 및 58.62 ton C $ha^{-1}$ 50cm-$depth^{-1}$로 조사되었다. 조사지 소나무림의 전체 유기탄소량은 104.38 ton C $ha^{-1}$이었으며, 이중 37.9%가 식물체에 분포하였다. 소나무림의 전체 유기탄소량을 원화로 환산하면 약 1,044 만원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다. 조사기간 동안 토양호흡을 통하여 방출되는 탄소량은 4.44 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$으로 이중 미생물호흡과 뿌리호흡을 통해 방출되는 탄소량은 각각 2.18 및 2.27 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$이었다. 유기탄소 순 생산량과 미생물호흡량의 차이로 추정했을 때 본 소나무림에서 연간 대기로부터 흡수하는 순 유기탄소는 0.44 ton C $ha^{-1}yr^{-1}$로서, 이를 원화로 환산하면 약 44,000원 $ha^{-1}$의 가치를 갖는 것으로 추정되었다.

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.715-725
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• 2017

토양 유기탄소 축적량 변화와 작물의 생태계 탄소 수지를 파악하기 위하여 농업의 탄소 관리에 필요한 기초 자료 마련을 위하여 2014~2016년 (3년) 벼 재배기간 동안 토양의 유기탄소 축적량과 작물의 생태계 순 생산량을 측정하였다. 그 결과로 벼 재배지 토양 유기탄소 축적량은 NPK+볏짚퇴비 처리($3.88Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 가장 많았고 NPK (화학비료) 처리보다 40.8%, NPK+헤어리베치 처리보다 17.0%의 축적 효과가 있었다. 그러나 NPK+볏짚퇴비 처리가 NPK+헤어리베치에 비해 토양 유기탄소 축적량이 높게 나타나 헤어리베치 시용에 비해 볏짚퇴비 시용이 농경지 내 탄소 축적량이 높은 것으로 나타났다. 벼 재배지 생태계 순 생산량은 NPK 처리($11.31Mg\;C\;ha^{-1}$)에 비해 NPK+헤어리베치 처리($14.01Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 19.3%와 NPK+볏짚퇴비 처리($12.6Mg\;C\;ha^{-1}$)에서 10.2% 축적 효과가 있었다. 따라서 화학비료 단일 처리보다 화학비료를 절감하기 위한 유기물 처리가 토양유기탄소 축적 및 재배지의 작물 생태계 탄소 축적량을 증대시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제110권4호
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• pp.554-568
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• 2021

산림은 육상생태계에서 가장 큰 탄소흡수원으로 기후변화 대응에 있어 산림의 대기 중 이산화탄소 농도 저감 역할은 중요하다. 최근 '2050 탄소중립 계획'에 산림의 탄소흡수 기능의 강화가 기본 방향으로 제시되면서 정확한 산림의 탄소흡수량 산정이 강조되고 있다. 산림부문의 탄소흡수량은 Intergovernmental Panel on Climate Change 지침을 따라 산림 내 생물량, 고사목, 임상 유기물층, 토양층, 수확된 목재제품 등 여러 탄소 저장고 내 탄소축적 변화량으로부터 산정한다. 그러나 국내 산림의 경우 하층 식생을 제외한 주요 수종의 임목 재적 증가로부터 추정한 생물량 증가량만을 산림의 탄소흡수량으로 산정하고 있어 실제 산림의 탄소흡수량과 큰 차이가 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 경기도 광주시 태화산에 위치한 57년생 잣나무 조림지에서 에디 공분산 시스템과 자동화 토양챔버 시스템을 이용한 탄소 플럭스 관측을 통해 산림의 탄소 교환량 및 순 탄소흡수량을 정량화하고, 이를 현재 산림의 탄소흡수량 산정 방법에 따라 법정림 임분수확표 내 연평균 생장량과 국가 고유계수를 이용하여 계산한 잣나무 조림지 임목의 생물량 증가량과 비교하였다. 또한 탄소 플럭스 관측기반의 순 탄소흡수량과 잣나무 조림지의 생물량 증가량 및 임상 유기물층의 탄소저장 변화량 등의 차이로부터 나머지 탄소 저장고에서 연간 탄소저장 변화량을 추정하였다. 그 결과 탄소 플럭스로부터 계산한 잣나무 조림지의 연간 순 탄소흡수량은 5.96 MgC ha^-1으로 생물량 증가로부터 계산한 임목의 연간 탄소흡수량 2.77 MgC ha^-1보다 약 2.2배 많았다. 연간 임상 유기물층의 탄소저장 변화량은 0.75 MgC ha^-1로 추정되어, 연간 하층 식생, 고사목, 토양층 등의 탄소 저장고로 유입되는 탄소의 양이 2.45 MgC ha^-1으로 추정되었다. 본 연구의 결과는 국내 산림이 현재 평가 수준보다 더 큰 탄소흡수원임을 보여주며, 탄소 플럭스 관측과 더불어 하층 식생, 고사목, 토양층 등의 탄소 저장고에서 탄소축적 변화량의 정량화를 통해 더욱 정확한 산림부문 탄소흡수량 산정이 필요함을 시사한다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권1호
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• pp.145-157
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• 2012

본 연구에서는 시공간 환경정보를 이용하여 VISIT(Vegetation Integrated Simulator for Trace gases)이라는 생태계 모형 구동하였고, 우리나라의 생태계 탄소 수지를 추정하였다. 모델 구동 결과, 모델은 시뮬레이션 기간인 총 10년 동안 연평균 총일차생산량(GPP)과 순일차생산량(NPP)을 각각 $91.89Tg\;C\;year^{-1}$, $40.16Tg\;C\;year^{-1}$로 추정하였다. 그리고 이 기간 동안 우리나라의 식생 생태계는 연평균 $3.51Tg\;C\;year^{-1}$의 탄소를 흡수하는 역할을 수행한 것으로 추정되었다. 이를 우리나라의 인위적 탄소배출량 자료와 비교한 결과, 2007년 우리나라 식생 생태계는 탄소 흡수원으로서 인위적 탄소배출량의 3.3%를 상쇄시킨 것으로 나타났다. 향후 정확한 탄소수지 추정을 위해서는 신뢰성 있는 입력자료 구축과 다양한 연구 결과와의 비교를 통해 모델 변수의 보정이 필요하다. 하지만 본 연구의 결과는 기후변화 완화를 위한 생태계 관리 전략을 수립하는데 도움을 줄 것으로 생각된다.

• 한국습지학회지
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• 제12권1호
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• pp.15-22
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• 2010

남한강과 낙동강의 버드나무군락에서 생태계 기능의 지표인 식물군집의 1차 순 생산량, 탄소흡수량과 낙엽분해율을 각각 측정하였다. 순 1차 생산량과 유기탄소흡수량은 각각 22.5ton/ha/yr(16.7ton/ha/yr-31.2ton/ha/yr), 9.7ton C/ha/yr(7.5ton C/ha/yr-14.0ton C/ha/yr)로서 최대값은 우리나라에서 보고된 값 중에서 가장 높았다. 이는 다른 군락보다 버드나무군락을 하천변에 조성하면, 이산화탄소를 빠르게 제거할 수 있음을 의미한다. 낙엽분해는 버드나무군락의 주변에서 가장 빠르게 분해가 일어났고, 버드나무군락 안, 초본군락 순으로 느리게 일어났다. 그 분해속도는 수생식물보다는 느리고, 육상식물보다는 빨랐다.

• 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.

• 한국농림기상학회지
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• 제11권3호
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• pp.87-99
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• 2009

2006년 광릉 활엽수림지역에서 관측된 자료를 활용하여 수정된 토양-식생-대기 모델을 보정하고 연간 순생태 교환량의 계절변동성에 대한 모델의 모의 능력을 평가하고 탄소교환을 조절하는 주요 인자에 대하여 조사하였다. 수정된 토양-식생-대기 모델(mSPA model)을 1000 LST부터 1400 LST까지 관측된 낮 시간의 평균 순 생태 교환량(Net ecosystem exchange)을 모의하도록 보정한 후 총 일차 생산량(Gross primary productivity)을 계산하는데 사용하였고 생태 호흡량(Ecosystem respiration)은 관측지에서 개발된 경험식을 사용하여 추정하였다. 모델 결과는 여름철에 낮 시간의 평균 기공 전도도는 일사량과 매우 높은 상관성이 있음을 나타내었고 수증기 포차는 기공전도도의 변화에 큰 영향을 미치지는 않음을 보였다. 모델은 성장기간에 두 개의 극대값을 갖는 관측된 순 생태교환량의 계절 변동성을 모의하였다. 모델에서 계산된 연간 총 생산량과 생태호흡량, 그리고 순 생태 교환량은 각각 $964gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$, $733gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$ 그리고 $-231gCm\;^{-2}\;yr^{-1}$이었다. 관측값에 기반하여 산정된 연구결과와 비교할 때 모델 추정값이 약 $140gC\;m^{-2}\;yr^{-1}$ 더 많은 탄소 흡수를 보였다. 복잡한 지형에서 연간 생태 교환량 추정의 불확실성에 대하여 논의하였다.