• 환경생물
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• 제32권4호
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• pp.363-370
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• 2014

생태계가 담당하는 기능의 크기와 그 변화에 관여하는 환경요인과의 상호관계성 도출은 생태계의 과학적 속성 이해에 필수불가결한 요소이다. 본 연구는 수변의 특이적 환경조건에 의해 주기적인 교란과 토양 퇴적환경이 발달하는 하천 수변지역에 형성되어 있는 하천식생에 대해 토양탄소축적량을 정량하고 그러한 식생의 토양으로부터 방출되는 토양호흡과 환경요소 자료를 수집하여 각 요소의 상호간의 관계성을 분석하였다. 남한강 여주지역에서 물억새, 달뿌리풀, 버드나무에서 토양호흡은 2009년 8월부터 11월까지 각 군락에서 수집하였으며, 토양탄소축적량은 각 군락의 3지점에서 수집하였다. 토양호흡은 지온변화에 민감하게 반응하였으며, 가장 높게 관찰되는 8월의 토양호흡값은 달뿌리풀군락, 물억새군락, 버드나무군락에서 각각 $1,539mgCO_2\;m^{-2}$, $1,200mgCO_2\;m^{-2}$, $1,215mgCO_2\;m^{-2}$으로 측정되었다. 이러한 자료를 바탕으로 산정한 연간 토양호흡량은 달뿌리풀군락, 물억새군락, 버드나무군락에서 각각 $19.8tCha^{-1}yr^{-1}$, $30.1tCha^{-1}yr^{-1}$, $22.0tCha^{-1}yr^{-1}$으로 산정되어 물억새군락의 토양에 가장 높은 탄소가 축적된 것으로 평가되었다. 한편, 토양탄소축적량 (리터층+토양층)은 달뿌리풀군락, 물억새군락, 버드나무군락에서 각각 $40.6tCha^{-1}$ (1.9+38.7), $46.9tCha^{-1}$ (43.0+3.9), $31.2tCha^{-1}$ (28.9+2.3)으로 물억새군락의 토양에 가장 많은 탄소가 축적된 것으로 조사되었으며 이는 물억새군락의 높은 지상부 생산성에서 기인하는 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권1호
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• pp.82-89
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• 2013

벌채 수확은 토양 내 탄소 동태를 변화시킬 수 있는 중요한 교란 중 하나이다. 그러나 수확에 따른 토양탄소 변화를 현지에서 장기간 연구하는 데에는 여러 가지 제한 요건이 있기 때문에 수학적 모델을 이용하여 장기적인 토양탄소 변화 경향을 효율적으로 추정할 수 있다. 본 연구에서는 최근 개발된 한국형 산림토양탄소 모델(KFSC 모델)을 이용하여 국내 중부지방 소나무(Pinus densiflora S. et Z.) 임분을 대상으로 수확의 주기, 강도, 수확 후 잔재물 처리방법에 따른 산림토양탄소 동태의 장기 변화를 모의하였다. 모의 시나리오는 3개의 수확 주기(50년, 80년, 100년), 2개의 수확 강도(재적 대비 30%의 부분수확 및 100%의 개벌수확), 2개의 수확 후 잔재물 처리방법(지상부 잔재물의 전량 수거 및 전량 방치) 등을 조합하여 총 12개로 이루어졌으며, 연간 토양탄소 저장량의 변화를 400년 간 모의하였다. 모의 결과, 400년 후 30 cm 깊이까지의 토양탄소 저장량은 시나리오별로 50.3-55.8 Mg C $ha^{-1}$(현재 토양탄소 저장량 대비: 98.1-108.9%)의 범위를 나타냈다. 수확 후 잔재물을 전량 방치할 경우 잔재물을 전량 수거할 때보다 토양탄소 저장량이 2.5-11.0% 증가하는 것으로 모의되었으나, 수확 주기 및 강도에 따른 토양탄소 저장량 변화에서는 일정한 경향이 나타나지 않았다. 토양탄소 저장량의 변화 경향은 고사유기물의 변화 경향과 일치하였으며, 고사유기물의 변화 경향은 수확 시 발생하는 고사유기물의 양과 수확 후 임분 생장 형태에 의해 달라지는 것으로 나타났다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제17권1호
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• pp.123-134
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• 2014

탄소축적량 증진을 위한 도시공원 설계 및 계획에 적합한 식재구조와 토양 관리방법에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 탄소저감에 기여하는 도시공원 설계와 관리를 위하여, 서서울호수공원과 양재시민의 숲을 대상으로 바이오매스량과 공원조성 시기 및 식재구조가 다른 조사구에서의 토양 탄소함유량을 지상부 지하부 탄소저장량의 측정을 통해 분석하였다. 대상 도시공원으로 조성시기가 다른 서서울호수공원(2009년)과 양재 시민의 숲(1986년)을 선정하였다. 식생과 토양 특성에 따른 토양 탄소함유량의 차이를 분석하기 위하여, 바이오매스량과 토양의 물리적 화학적 특성 측정을 통해 지상부 지하부 탄소저장량을 분석하였다. 바이오매스량 측정에는 상대생장식을 적용하였으며, 토양에 관해서는 토양 탄소함유량(TOC)과 pH, 양이온치환용량(CEC), 전질소량(TN), 토양 총 균수와 같은 화학적 특성을 측정하였다. 이 결과, 바이오매스량은 양재 시민의 숲이 서서울호수공원보다 높아, 조성된 지 오래된 공원의 바이오매스량이 높은 것으로 나타났다. 한편, 토양 탄소함유량은 양재시민의 숲이 서서울호수공원 보다 낮았으며, 이는 양재시민의 숲에서의 대기오염과 산성비 노출에 의한 토양의 산성화 진행에 따른 영향 때문인 것으로 분석되었다. 또한, 토양 탄소함유량은 단층식재지가 다층식재지 보다 높은 것으로 나타났다. 장기적 시점에서 볼 때, 토양 개선은 식생 생장을 도모한다. 따라서 도시공원의 토양 특성 개선을 위하여, 석회성 비료 시비에 의한 pH 조절과 답압 제어 및 낙엽층 방치에 의한 토양 양분 증진을 통한 공원관리가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.278-278
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• 2021

가뭄이 장기간 지속되어 농업적 가뭄 상태가 되면 토양의 수분이 마르기 시작하면서, 식생의 생장활동이 방해되고, 이는 식생의 광합성 활동까지 영향을 미친다. 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소가 흡수되고 산소 발생이 증가하는데, 광합성이 활발하지 못하면 상대적으로 대기 중의 이산화탄소 농도가 증가한다. 본 연구에서는 이러한 토양수분, 식생활동과 대기 중 이산화탄소의 농도의 관계를 다중분광센서인 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 분석하였다. 기존 토양수분의 경우, 마이크로파 센서를 통해 산출된 값을 활용했지만, 이는 상대적으로 공간 해상도가 조악하다는 단점을 갖고 있어서 면적이 작은 연구지역을 분석할 때에는 한계점을 갖고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 상대적으로 고해상도인 광학센서를 이용한 토양수분 산정 방법을 적용하였다. 또한, MODIS 총 일차생산량 (Gross Primary Productivity, GPP) 산출물을 이용하여 식생 호흡량과의 관계식을 통해 이산화탄소 플럭스를 계산하였다. 원격탐사 기반의 토양수분, 식생지수, 이산화탄소 플럭스를 한국에서 발생한 가뭄 기간 중, 2014년과 2015년도에 대하여 지점 관측자료인 플럭스 타워에서 제공되는 값과 비교 분석하였다. 분석한 결과 토양수분, 식생 지수, 탄소플럭스는 순차적으로 지연시간을 두고 상관성이 발생함을 확인하였다. 토양수분과 식생 지수 사이에는 1개월, 식생지수와 탄소플럭스는 0.5개월의 지연시간 후에 가장 높은 상관성을 보였다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제15권1호
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• pp.71-76
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• 1999

본 연구는 춘천시의 도심지와 자연지 토양을 표본추출하여 그것의 물리화학적 특성과 탄소저장량을 비교 분석하였다. 토양산도는 도심지에서 평균 6.6, 자연지에서는 그보다 낮은 5.0이었고, 따라서 치환성양이온도 자연지에서 약간 더 낮았다. 유기물함량과 양이온치환능은 자연지에서 도심지보다 각각 1.4배, 1.7배 높은 반면, 유효태인산은 도심지에서 약 3.2배 높았다. 유기탄소저장량은 도심지 평균 $24.8{\pm}1.6$(표준오차) t/ha, 자연지 $31.6{\pm}1.6t/ha$로서, 자연지가 도심지보다 약 1.3배 더 많았다. 수목의 낙엽, 낙지 및 낙근에 의한 연간 탄소유입량에서 분해에 의한 연간 탄소유출량을 제감한 자연지 토양내 단위면적당 연간 탄소축적량은 1.3 t/ha/yr이었다. 춘천시 토양에 저장된 총탄소량은 연간탄소배출량 (245,590 t/yr)의 약 31%에 해당하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제37권5호
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• pp.315-321
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• 2004

토양 내 유기물 덴 탄소 함량 분석을 위한 Tyurin법과 건식 연소법을 비교하기 위하여 우리나라 논과밭 토양에서 212점의 토양시료를 채취하여 분석을 실시하였다. 공시 토양의 탄소함량 평균값은 Tyurin법과 건식연소법에서 각각 17.47과 $19.91g\;kg^{-1}$을 나타내었다. 또한, 토양시료들의 표준편차의 평균값은Tyurin법과 건식연소법이 각각 0.80과 0.63으로 분석되었다. 이 결과로 미루어 볼 때, 두 분석방법 모두토양 탄소를 분석하는데 있어 좋은 분석방법으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 한편, 토성에 따른 토양시료의 탄소함량에 미치는 영향을 분석한 결과 토성에 따른 탄소분석에서의 커다란 차이는 없는 것으로 판단되었다. 두 가지 분석방법으로 분석된 결과 값들을 비교하기 위하여 직선회귀식을 구한 결과 Y = 0.046X로 전체적으로 건식연소법 축으로 기울어지는 회귀식을 얻을 수 있었으며, 결정계수 $R^2$도 0.991로 매우 높은 유의성이 있었음을 알 수 있었다. Tyurin법과 건식연소법으로 분석된 토양 탄소함량을 직접 비교한 결과 건식연소법으로 분석한 결과 값의 약 69%가 높게 나왔으며 탄소함량이 증가할수록 건식연소법에서 분석하였을 때의 결과 값이 Tyurin법에 비해 높게 분석되고 있음을 알 수 있었다. Tyurin법과 건식연소법으로 분석된 탄소함량에 대한 표준편차를 비교한 결과 토양의 탄소함량이 낮을 경우의 표준편차의 분포가 표준편차의 전체 평균값 두 방법 모두 아래쪽에 분포한 반면 탄소함량이 증가할 경우 편차의 변이가 증가하였다 특히, Tyurin법의 경우 낮은 함량에서도 일부 편차가 큰 값을 나타내는 경우가 있었는데 이는 분석과정에서의 숙련도와 밀접한 관계가 있을 것으로 추정되었다. Tyurin법과 건식연소법의 분석과정을 비교해보면 1회에 통시에 분석할 수 있는 시료의 수는 Tyurin법에서는 20개 이하, 건식연소법에서는 60개 이하로 파악되었으며 소요되는 시약의 수도 Tyurin법은 5개인 반면 건식연소법은 6개에 불과하다. 그러나 한 개의 시료를 분석하는데 소요되는 평균시간은 Tyurin법의 경우 2.5분 이하로 건식연소법의 4분 이하보다는 적게 소요되는 것으로 파악되었다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 추계 학술발표회 발표논문집
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• pp.377-381
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• 2006

실험실 규모의 토양컬럼을 사용하여 도금폐수처리장의 유출수를 대상으로 처리한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 유입수 $NH_4-N$의 대부분은 질산화 토양컬럼에서 질산화 되었으며 HRT가 단축되면 제거율이 낮아졌다. 2) 질산화 토양컬럼에서 생성된 $NO_3-N$은 탈질 토양컬럼에서 탄소원이 없으면 탈질이 이루어지지 않지만 탄소원으로 메탄올을 주입하면 대부분의 $NO_3-N$는 탈질되었다. 3) 탈질 토양컬럼에서 HRT 72시간일때 T-N 제거율은 81.5%이었고 HRT 48시간일 때는 77.8%이었다. 4) 유입수 평균 T-P농도는 13.06 mg/L이고 탈질 토양컬럼에서의 유출수 평균 T-P는 0.83 mg/L로 제거율은 96.83% 이었다. 5) 실험기간 동안의 COD변화는 탄소원으로 메탄올 주입했 때와 HRT 변화시를 제외하고는 25 mg/L이하로 처리되었으며, 질산화 토양컬럼에는 폐굴껍질을 충진한 결과 $NO_3-N$의 생성에도 불구하고 pH 8.5정도를 유지할 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제90권3호
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• pp.242-248
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• 2001

토지 이용 변화는 토양 내 유기물과 양분 상태에 영향을 줄 것으로 기대된다. 본 연구에서는 경기도 광주군 검단산 일대에서 과거 논으로 이용되다가 현재는 버드나무-신나무 우점의 산림으로 변한 지역, 밭에서 잣나무 인공조림지로 변한 지역, 그리고 과거부터 지속적으로 참나무류가 우점하고 있는 산림 지역 등 세 가지 토지 이용 형태를 선정하고 여기에서 토양 내 탄소와 질소의 농도, 토양 호흡, 그리고 질소 유효도 등을 측정, 비교하였다. 경작지의 휴경 후 20년이 경과한 다음, 토양 내 탄소와 질소의 농도는 토양 깊이 0-10cm, 10-20cm에서 과거 논이었던 지역이 다른 지역에 비하여 높은 것으로 나타났다. 또한 일반적으로 탄소와 질소의 농도는 표층에서 높고 토양 깊이가 증가할수록 점차 낮아지는 경향을 보였다. 이것은 유기물의 유입과 분해의 차이로 인한 축적량이 과거 논이었던 지역에서 가장 많기 때문이며, 탄소와 질소의 증가는 주로 표층에 국한한데에 기인하는 것으로 보인다. 토양 발생 이산화탄소량은 논에서 산림으로 변한 지역에서 가장 높게 나타났으며, 이는 토양 내 높은 탄소 농도와 습윤한 수분 조건 때문인 것으로 보인다. 이온교환수지봉지법으로 측정한 토양 내 질소 유효도는 토지 이용 형태에 따라 유의한 차이를 나타내었는데, 무기태 질소 $NH_4{^+}+NO_3{^-}$)의 유효도와 암모니움태 질소의 농도는 산림지역에서 가장 높고, 밭에서 산림으로 변한 지역, 논에서 산림으로 변한 지역의 순으로 점차 감소하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권spc호
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• pp.40-54
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• 2023

산업혁명 이후 화석연료의 광범위한 사용, 삼림 벌채, 토지사용의 변화 등과 같은 인위적 활동은 대기 중 온실가스(GHGs, greenhouse gases) 농도를 지속적으로 증가시켜 지구의 기후위기를 유발하였다. 우리나라의 경우 최근 30년 사이 평균 온도가 1.4℃ 상승하였으며, 국제사회의 일원으로 책임을 다하기 위해 2016년 11월 3일 파리협정을 비준하였다. 이에 파리협정의 목표인 산업화 이전 대비 지구 평균온도 상승을 2℃ 아래, 가능한 1.5℃ 아래로 억제하기 위해 2050년까지 CO₂ 순배출량을 0으로 만들어야 하며, 이를 위해 다양한 정책 마련과 함께 경제 및 사회 전반에 걸쳐 많은 노력이 경주되고 있는 실정이다. 탄소중립을 달성하기 위해서는 첫 번째로 GHGs 배출을 줄이고, 두번째로 대기에서 CO₂ 포집을 촉진하기 위해 현재 가동되는 다양한 산업분야의 생산 시스템을 개혁하는 것이 가장 중요한 과제로 고려되고 있다. 그동안 지하수토양 관련 연구분야에서는 지속가능성(sustainability), 복원성(resilience), 녹색성장(green growth) 등과 같은 사회적 요구에 부응하여, 녹색정화(green remediation), 자연 저감(natural attenuation), 탄소포집저장(carbon capture and sequestration), 지열발전등의 기술이 초기단계로 개발이 되고 연구가 되어 왔다. 이러한 기존 연구들은 탄소중립2050의 달성을 위해 고도화되어야하며, 추가적으로 자연 및 인위기원 탄소배출 연구, 토양의 역할을 고려한 저탄소 토지이용 기술, 광물탄산화 등의 연구 및 기술개발이 필요하다고 판단된다. 본 논문에서는 탄소중립2050의 간단한 내용과 함께, 이를 달성하기 위한 지하수토양 분야의 혁신기술 및 선도연구를 소개하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권4호
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• pp.357-365
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• 2018

본 연구는 울산광역시 봉대산 산불 훼손 복원지를 대상으로 토양개량제 처리가 토양층에 매설된 wood stakes의 분해율과 유기 탄소 및 질소 동태에 미치는 영향을 조사하기 위하여 실시하였다. 산불 훼손 복원지에 식재된 튤립나무, 상수리나무, 왕벚나무, 곰솔 조림지와 미복원지를 대상으로 2015년 3월 토양 0~15cm 깊이에 wood stakes를 매설한 후, 2년 동안 각 1회씩 토양개량제(CLB: 복합비료 + 석회 + 목탄 처리구; LB: 석회 + 목탄 처리구)를 처리하고, 2015년 10월, 2016년 3월, 2016년 10월 채취하여 분해율과 유기탄소 및 질소 농도를 조사하였다. Wood stakes 분해율의 경우 토양개량제 처리구와 대조구 사이에 유의적인 차이는 없었으나, 유기 탄소 잔존율의 경우 대조구(43.7%), CLB처리구(71.3%), LB처리구(71.6%) 순으로 토양개량제 처리구의 탄소 무기화가 대조구에 비해 낮게 나타났다. Wood stakes 내 질소 잔존율의 경우도 대조구가 29.7%로 LB처리구 52.6%에 비해 낮아 탄소 무기화율과 유사한 경향을 보였다. 본 연구결과에 따르면 산불 훼손 복원지에 토양개량제 처리는 wood stakes의 탄소 및 질소 무기화를 지연하는 것으로 나타났다.