• 제목/요약/키워드: 수분생태

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독일가문비나무(Picea abies [L].Karst)림(林)에서의 Energy와 물질순환(物質循環)에 대(對)한 SLODSVAT(Six-Layer One-Dimensional Soil-Vegetation-Atmosphere-Transfer) 모델과 그 적용(適用) (A Six-Layer SVAT Model for Energy and Mass Transfer and Its Application to a Spruce(Picea abies [L].Karst) Forest in Central Germany)

  • ;;;;주영특;김영채
    • 한국산림과학회지
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    • 제85권2호
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    • pp.210-224
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    • 1996
  • SLODSVAT 모델은 (1)식생의 환경 조건과 생태 생리학적 특징에 의해 결정된 두개 수관층에서의 복사, 수분증발, 열, 이산화탄소 및 바람(momentum) 등의 이동과, (2)식물의 뿌리, 줄기, 잎으로 이어지는 수분의 흡수와 저장 및, (3)수관에 의한 강우의 차단, 그리고 토양에 의한 강우의 저장과 유하 등을 Simulation한 상호관련된 몇 개의 하위 모델들로 구성되어 있다. 본 연구에서는 독일 중부에 위치한 Solling지방의 독일가문비림(Picea abies L Karst)을 대상으로 기후 관측 결과와 모델링에 의한 결과를 서로 비교해 본 바, SLODSVAT는 서로 다른 환경 조건하에서 수분증발과 열 흐름의 계절적 변화 뿐만 아니라 일변화도 자연적 과정에 맞게 적절히 설명할 수 있음을 알 수 있었고, 또한 대기, 임관 및 토양 구조에 대한 기상학적, 식물학적, 수문학적 자료들이 유능하다면 독일가문비림 생태계에 대한 증산과 증발산의 비를 평가하고 예측함이 가능함을 알 수 있었다.

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자연 하천의 생태학적 중요 지점으로서 지표수-지하수 혼합대의 생지화학적 기작 (Biogeochemical Reactions in Hyporheic Zone as an Ecological Hotspot in Natural Streams)

  • 김영주;강호정
    • 한국습지학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.123-130
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    • 2009
  • 지표수-지하수 혼합대는 지표수와 지하수의 수리적 교환이 일어나는 하상의 간극수 지역으로 모든 자연하천에 존재한다. 이 지역은 그동안 다른 특성으로 분리되었던 지표수와 지하수의 전이대로 다양한 미생물이 서식하고 있으며, 하변과는 또 다른 생지화학적인 기작이 일어날 것으로 추정된다. 지금까지의 연구는 미미하지만, 지표수-지하수 혼합대를 고려한 하천 생태 연구는 하천 전체의 생지화학적 기작을 이해하는데 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 본 연구 대상 지역은 내성천(경상북도 예천군 고평교 하류 구간)으로 이 하천은 사질 하상이며, 자연이 그대로 보존되어있다고 평가 받는 자연 직할 하천이다. 토양시료는 하변 달뿌리풀(Phragmites japonica) 식생지, 나지, 수변 혼합대와 사주 혼합대 하강류(downwelling), 상승류(upwelling) 지역에서 깊이 별로 채취하여 수분함량, pH 및 용존유기탄소와 같은 토양 이화학적인 분석과 체외 미생물 효소($\beta$-glucosidase, N-acetylglucosaminidase, phosphatase and arylsulfatase) 활성도, 미생물 군집구조(eubacteria, denitrifying bacteria)의 특성을 알아보았다. 실험 결과 수변 및 사주 지표수-지하수 혼합대 토양이 많은 수분을 함유하고 있었고, 수분함량과 용존 유기탄소는 양의 상관관계를 보였으며, 체외 미생물 효소 활성도는 용존유기탄소와 양의 상관관계를 보였다. 진정세균 군집구조 또한 수변 및 사주의 지표수-지하수 혼합대에서 독특한 경향을 보였다. 이와 같은 결과는 지표수-지하수 혼합대를 통해 일어나는 하천의 생지화학적인 순환 전체를 이해하기 위한 기반을 제공한다.

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관측자료와 RHESSys 모형을 이용한 산림유역의 생태수문 적용성 평가 -설마천유역을 대상으로- (Evaluation of Forest Watershed Hydro-Ecology using Measured Data and RHESSys Model -For the Seolmacheon Catchment-)

  • 신형진;박민지;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권12호
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    • pp.1293-1307
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    • 2012
  • 본 연구에서는 RHESSys (Regional Hydro-Ecologic Simulation System) 모형과 관측 자료를 이용하여 유출량, 증발산량, 토양수분량, 총일차생산량과 순광합성량을 평가하고자 한다. 수문생태모형인 RHESSys는물, 탄소 및 질소순환과 지형 공간적 변화에 따른 물질이동을 모의할 수 있다. 대상유역은 설마천 유역(8.5 $km^2$)으로 우리나라 북서쪽에 위치하고 있다. 유역의 90%이상이 산림유역이고, 토양은 대부분 사양토이다. 2007~2009년의 관측 일유출량을 이용하여 유출량을 검 보정하였고, 증발산량은 에디 공분산 방법에 의한 플럭스 타워로부터 관측되었으며 토양수분은 신뢰할 만한 실측자료를 바탕으로 모형의 보정(2007~2008) 및 검증(2009)을 실시하였다. 또한 지구의 탄소순환을 규명할 수 있는 식생의 순광합성량과 총일차생산량에 대한 모형의 검 보정은 Terra 위성의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 센서를 이용한 산출물인 순광합성량과 총일차생산량 자료를 바탕으로 모형의 보정(2007) 및 검증(2008)을 실시하였다. 모의 결과 보정기간 동안의 상관계수와 Nash-Sutcliffe 모형 효율은 유출량은 0.74와 0.63이었고, 증발산량과 총일차생산량의 상관계수는 각각 0.54와 0.93이었다. 모형 검정결과 유출량의 상관계수와 Nash-Sutcliffe 모형효율 각각 0.92와 0.84였으며, 총일차 생산량의 상관계수는 0.93이었다.

𝛽-glucan 토양혼합에 따른 고구마의 가뭄피해 저감 효과 (The Effect of Soil Amended with β-glucan under Drought Stress in Ipomoea batatas L.)

  • 신정호;김현성;성관주;박원;안성주
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제10권3호
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    • pp.64-72
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    • 2023
  • 𝛽-glucan은 바이오폴리머 (biopolymer)의 한 종류로 식품 및 의약품 산업에 이용되고 있으며, 최근 친환경신소재로서 제방강화에 이용되거나 토양에 배합하여 식생을 보호하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 바이오폴리머 중 𝛽-glucan의 토양혼합 유무와 가뭄처리에 따른 괴근작물 고구마 (Ipomoea batatas L., 품종명 소담미)의 표현형, 생장, 그리고 주요 단백질의 발현 및 활성 변화를 분석하였다. 가뭄 스트레스 하에서 𝛽-glucan 토양혼합에 따른 고구마의 엽장 및 엽폭의 생장, 그리고 전해질유출도에서 큰 차이가 나타나지 않았으나. 상대수분함량은 통계적으로 유의성을 보여주었다. 가뭄스트레스 내성에 관여된 주요 원형질막 (plasma membrane, PM) 단백질의 발현과 활성을 분석하였을 때, 1차 능동수송체 PM H+-ATPase은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 하에서 상대적으로 높은 발현과 활성을 유지하였으나, 수분수송단백질 아쿠아포린 plasma membrane intrinsic protein 2 (PIP2)은 𝛽-glucan 토양혼합 조건과 가뭄스트레스에 의해 원형질막에서의 분포가 감소하였다. 이 결과는 𝛽-glucan의 토양혼합이 가뭄스트레스 하에서 토양수분 보유력을 향상시켜 고구마의 가뭄 스트레스와 관련된 원형질막 단백질들이 내성에 유리하게 발현됨을 보여준다. 결론적으로 이 연구는 바이오폴리머를 활용한 토양생태를 조절하는 기술로써 가뭄에 따른 식생의 생장 및 피해를 판단하는데 유효할 것이라 판단된다.

산불피해지 복원을 위한 바이오차 처리가 굴참나무 묘목 생육에 미치는 영향 (Effect of Biochar Treatment on the Growth Characteristics of Q. variabilis for the Restoration of Post-fire Forest Areas)

  • 정유경;김소진;김주은;배정현;강원석;이영근;박기형
    • 한국산림과학회지
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    • 제112권3호
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    • pp.290-302
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    • 2023
  • 본 연구는 산불피해지에 바이오차를 처리하여 굴참나무의 초기 생장특성 변화를 살펴보고, 임목생장에 영향을 주는 인자를 파악하는데 그 목적이 있다. 굴참나무를 식재한 지역에 바이오차 처리방법(도포, 식혈)과 처리량에 따른 효과를 정량적으로 평가하기 위해 처리구를 조성하였다. 굴참나무의 활착률은 무처리구에 비해 도포와 식혈처리구에서 20% 높게 나타났으며, 도포처리구에서는 북사면, 식혈처리구는 남사면의 활착률이 더 높게 나타났다. 바이오차 처리방법에 따른 상대생장률은 식혈처리구에서 더 높게 나타났고, 근원경 생장에서 유의한 차이를 보였다. 사면향별로는 북사면의 상대생장률이 더 높았고, 수고생장에서 유의한 것으로 나타났다. 이는 바이오차의 처리용량이나 살포방법에 따라 생장량 증진효과가 다르게 나타날 수 있음을 시사한다. 사면향이나 처리방법이 토양의 건조조건에 영향을 주어 수분함량이나 양분동태에 영향을 준 것으로 보여진다. 연구결과를 활용하여 생육목적에 맞는 바이오차의 처리기준을 제시할 수 있으며, 산림시업에 적용하여 바이오매스 증진 및 산불피해지 조기 복원의 효과적인 대안이 될 것으로 판단된다.

환경구배처리에 따른 떡갈나무의 생육 반응 (The Growth Response of Quercus dentata Sapling to the Environmental Gradients Treatment)

  • 이상경;유영한;이훈복
    • 생명과학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.597-601
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    • 2010
  • 떡갈나무는 우리나라의 건조한 석회암 지역에 서식하는 주요한 교목이다. 본 연구는 떡갈나무의 생태적 특성을 밝히기 위하여 생육에 주요한 영향을 미치는 광, 수분 그리고 유기물 등의 환경요인을 각각 4구배로 하여 온실에서 유식물에 처리하여 생육반응을 관찰하고, 분석하였다. 광 구배에서 지상부, 지하부 그리고 식물체 무게는 높은 조건에서 잘 자랐고, 낮은 조건에서 못 자랐다. 지하부/지상부 비는 가장 높은 조건에서 제일 높았다. 수분 구배에서 모든 측정 항목에서 구배에 따른 생육의 차이가 없었다. 유기물 구배에서 지상부, 지하부 그리고 식물체 무게는 약간 높은 조건에서 잘 자랐고, 이보나 낮거나 높은 조건에서 못 자랐다. 이상으로 볼 때 떡갈나무의 생육은 수분 조건보다는 광 조건과 유기물 조건에 의하여 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

수목(樹木)의 수분특성(水分特性)에 관(関)한 생리(生理)·생태학적(生態学的) 해석(解析)(I) - Pressure Chamber Technique에 의한 내건성(耐乾性) 수종(樹種)의 진단(診㫁) - (Ecophysiological Interpretations on the Water Relations Parameters of Trees. -I. The Diagnosis of Tolerant Tree to Drought by the Pressure Chamber Technique)

  • 한상섭;김광륜
    • 한국산림과학회지
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    • 제50권1호
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    • pp.25-28
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    • 1980
  • 본 연구(硏究)는 잣나무, 젓나무, 은행나무의 내건성(耐乾性)의 관계((関係)하는 수분특성(水分特性)의 저요인(諸要因)을 pressure chamber technique에 의해 1980년(年) 8월(月) 10일(日)부터 9월(月) 4일(日)에 걸쳐 측정, 그 결과(結果)를 고찰(考察)한 것이다. 지엽(枝葉)의 최대포수시(最大飽水時)의 침투압(浸透圧)(${\pi}_0$), 초기원형질분리점(初期原形質分離点)의 침투압(浸透圧)(${\pi}_p$) 및 상대함수율(相対含水率)(RWC), 총(総) symplasmic water(Vo)에 대한 초기원형질분리점(初期原形質分離点)의 생세포군(生細胞群) 함수량(含水量)(Vp)과의 비(比)(Vp/Vo)등을 비교(比較)할때, 젓나무는 잣나무보다 선천적(先天的)으로 내건(耐乾)에 강(強)한 지엽(枝葉)의 수분특성(水分特性)을 갖고 있으며, 은행나무는 이들 양수종(両樹種) 보다 강(強)한 내건성(耐乾性)임을 시사(示唆)했다.

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물수지 방정식을 이용한 대청댐 건설에 따른 수문환경의 변화 분석 (An Analysis of Hydrologic Changes due to Daechung Dam Construction using Water Balance Equation)

  • 안재현;유철상;윤용남
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.217-229
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    • 2001
  • 댐에 의한 환경의 변화는 생태계의 변화나 댐 주변의 안개일수 증가와 같은 국지기상의 변화도 있으나 본 연구에서는 수문환경의 변화에 초점을 맞추어 댐 건설이후 어떤 수문환경의 변화가 발생하며, 이러한 수문환경의 변화가 유역의 유출특성에 어떤 식으로 영향을 주는지에 대해 정량적으로 살펴보았다. 수분환경의 변화를 살펴보기 위해서 대청댐 건설 전후의 댐 상류에서의 토지이용과 식생의 변화를 비교하였으며, 물수지 방정식을 이용하여 증발산량, 유출량 및 토양 함수비 등을 산정하고 댐 건설에 따른 변화 양상을 분석하였다. 댐의 건설로 인해 댐 상류에서는 삼림의 증사와 초지의 감소로 알베도가 감소하였고 잠재증발산량과 토양수분량이 증가하였으며, 이로인해 실제증발산량이 증가하였다. 또한 댐 건설 후의 유출율이 약간 증가하였다. 이상의 분석을 통해 댐 건설에 따른 수문환경의 변화를 정량적으로 파악할 수 있었다.

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옥상녹화 식물의 최적생육을 위한 토양수분 특성 연구 (Characteristics of Soil Moisture Rate for Optimal Growth Conditions on Greenroof Plants)

  • 김시만;한승원;장하경;김재순;정명일
    • 한국환경생태학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.947-951
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    • 2015
  • 본 연구는 옥상녹화를 비롯한 인공지반녹화에 활용 가능한 조경용 초화류의 원활한 생육을 위한 적정 관수 주기를 규명하고 옥상 조건에서 관수 필요 여부를 규명하고자 하였다. 옥상녹화에 적용 가능하며 관상가치가 있는 총 20종의 초본식물을 선정하여 녹화용 식물의 토양수분흡수특성을 알아보기 위한 시험과 관수주기에 따른 식물의 생육변화를 알아보기 위한 시험으로 나누어 시행하였다. 식물의 수분스트레스와 열스트레스를 최소화하기 위해서는 평균 4~5일 이전의 관수 주기가 요구되며 식물의 원활한 생장과 이에 따른 환경적 효과를 위해서는 반드시 관수 관리가 요구된다고 판단되었다. 이러한 결과는 건축물이나 인공지반 녹화 시 기초자료로 활용하여 지속가능한 식재계획 수립에 도움이 될 것으로 기대되며, 향후 좀 더 다양한 녹화식물들에 대한 연구가 필요할 것으로 생각된다.

3 종류의 조경수의 조직 수분 관계 비교 (Comparison of Tissue Water Relation Parameters in Three Gardening Tree Species)

  • 박용목
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제29권6호
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    • pp.581-584
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    • 2006
  • 냉온대림의 주요 구성종으로 산지에도 분포하며 정원수로도 식재되고 있는 느티나무와 자작나무 그리고 미국에서 도입되어 조경수로 많이 활용되는 백합나무에서 내건성과 관련한 식물의 조직 수분 특성을 비교하였다. 한계원형질분리가 일어나는 점에서의 삼투포텐셜은 느티나무에서 -2.54 MPa로 가장 낮은 값을 나타내었으며, 백합나무에서 -2.03 MPa로 가장 높은 값을 나타내었다. 잎의 수분포텐셜 변화에 대한 압력 포텐셜의 변화에서도 느티나무가 가장 논은 압력포텐셜을 유지하였다. 세포의 자유수 함량 저하에 대한 압력포텐셜 변화 곡선은 전체적으로는 비슷한 패턴의 곡선을 나타내었지만 세포의 자유수 감소 시, 느티나무와 자작나무는 백합나무보다 높은 압력포텐셜을 유지하였다. 따라서 이들 세 종 중에서는 백합나무가 내건성이 가장 낮았으며, 느티나무는 다른 두 종에 비해 내건성이 가장 강하였다.