• 한국산림과학회지
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• 제77권1호
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• pp.92-99
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• 1988

잣나무 구과(毬果)의 생장(生長)에 따른 광합성속도(光合成速度)($CO_2$ 재고정속도(再固定速度)), 암호흡속도(暗呼吸速度), $CO_2$, 수지(收支), 크로로필함량(含量) 등을 측정고찰(測定考察)하였으며, 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 구과(毬果)는 당년(當年)에 길이 3.6cm 직경(直徑) 2.4cm, 건중(乾重) 3.05g까지 자랐으며 2년(年)째에 길이 13.5cm, 직경(直徑) 9.3cm, 건중(乾重) 141.0g까지 자랐다. 2. 구과(毬果)의 암호흡(暗呼吸)에 대한 $CO_2$재고정율(再固定率)(광합성율(光合成率))은 전생장기간(全生長期間)동안 광포화(光飽和)에서 50%이하였다. 년간(年間)의 $CO_2$재고정율(再固定率)은 당년생구과(當年生毬果)가 7.3%, 2년(年)째 구과(毬果)가 8.7%였다. 3. 온도상승(溫度上昇)에 따른 구과(毬果)의 암호흡속도(暗呼吸速度)는 $25^{\circ}C$이하에서는 급격한 상승(上昇)을 보이나 $25^{\circ}C$이상에서는 느린 상승(上昇)을 나타냈다. 같은 온도(溫度)에서는 비생장기(非生長期)의 암호흡속도(暗呼吸速度)가 생장왕성기(生長旺盛期)보다 높았다. 4. 구과(毬果)의 암호흡속도(暗呼吸速度)와 $CO_2$재고정속도(再固定速度)는 당년생구과(當年生毬果)가 2년(年)째 구과(毬果)보다 현저히 높았다. 5. 수분후(受粉後) 완숙(完熟)될 때까지 구과(毬果)의 $CO_2$ 수지(收支)는 마이너스 값을 나타냈다. 년간(年間) 순호흡소비량(純呼吸消費量)은 당년생구과(當年生毬果)가 7.23 $CO_2g/cone$, 2년(年)째 구과(毬果)가 164.8 $CO_2g/cone$이었다. 6. 년간호흡소비효율(年間呼吸消費效率)(=순호흡소비량(純呼吸消費量)/건물중생산량(乾物重生産量))은 당년생구과(當年生毬果)가 1.61이고, 2년째 구과(毬果)가 0.81이었다. 7. 구과(毬果)의 크로로필 a, b의 총함량(總含量)은 전생장기간(全生長期間)을 통해 2mg/g dw 이하였고, Chl. a/b값은 2~3을 나타냈다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권3호
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• pp.667-675
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• 2018

점차 강화되는 배출가스 규제와 적은 연료로 많은 거리를 주행할 수 있는 고효율 자동차에 대한 요구로 에너지소비효율에 대한 관심이 점차 늘어나고 있다. 국내의 에너지소비효율은 도심주행모드와 고속도로 모드를 주행하여 복합연비로 산정하고 5-Cycle 보정식을 이용하여 최종 에너지소비효율을 표시하고 있다. 에너지소비효율의 경우 카본발란스법에 의하여 산출되는데 이때 배출가스에 의해 계산이 됨에 따라 연소에 사용되는 연료는 자동차 성능과 에너지소비효율에 매우 중요한 역할을 하게 된다. 자동차 연료의 경우 국내에서는 석유 및 석유대체연료 사업법 품질기준에 따라 국내에 유통되고 있는데 정유사의 정제 방법이나 원유에 따라 품질 기준 내에서 물성 차이를 보일 수 있다. 일정 품질기준을 정하고 있음에 따라 연료별 큰 차이는 나지 않을 것으로 보이나 자동차의 성능에는 영향을 미칠 수 있어 그에 따른 연구가 필요한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 시중에서 유통되고 있는 연료 중 여름철에 판매되는 경유를 정유사 직영점을 통해 구매하였으며, 각 시료별 물성을 분석하고 그에 따른 에너지소비효율을 측정하였다. 에너지소 비효율의 경우 현행 경유 자동차의 에너지소비효율 산정식과 휘발유 에너지소비효율에서 사용되는 산출식을 이용하여 물성 적용에 따른 변화를 살펴보았다. 그 결과 시료별 밀도는 최대 약 0.9%의 차이를 보였으며, 순발열량은 1.6%의 차이를 보였으며, 현행 에너지소비효율 산출 결과에서는 도심모드에서 약 1%, 고속모드에서 1.4% 차이를 보였다. 휘발유 산출식을 이용한 산출에서는 현행 에너지소비효율 산출때 보다 약 6%정도 낮은 수치를 보였으며, 각 시료별 에너지소비효율은 최대 도심과 고속에서 최대 약 1.4%의 차이를 보였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권3호
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• pp.138-149
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• 2008

우리인류는 생존과 번영을 위해 상당량의 에너지를 화석연료를 사용하는 연소공정에 의존하고 있다. 이 공정의 주된 폐기물은 이산화탄소로서 대기로 주로 배출한다. 특히 산업혁명 이후, 급격한 인구증가와 번영은 화석연료의 사용의 증대로 가능하였다. 그러나 이로 인하여 대기 중 이산화탄소함량은 급속히 증가하였고, 그 결과 지구 온난화가 가속되고 또 해양표면이 산성화되는 등 환경에 대한 부정적 영향이 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 국제적 노력의 일환으로 1990년대에 유엔기후변화협약과 교토의정서 등의 다자간 환경협정이 체결되었고, 또한 대기 중 이산화탄소의 감축을 위한 다양한 과학 기술적 방안이 개발되거나 검토 되기 시작하였다. 이와 관련하여, 몇몇 기업들이 탄소 거래 시장에 진입하기 위해 해양 철분 시비 사업을 추진하고 있다. 해양 철분 시비 사업이란, 농경지에 비료를 살포하는 것과 마찬가지로, 철분이란 영양분이 결핍된 해양에 인위적으로 철분을 첨가함으로써 식물성 플랑크톤을 대규모로 번식시키고, 이를 통해 대기 중 이산화탄소를 감축하여 획득한 탄소 크레디트를 판매하려는 것이다. 이러한 해양 시비의 잠재적 해양환경영향과 관리방안에 대해 2007년부터 폐기물 및 기타 물질의 투기로 인한 해양오염방지에 관한 국제협약에서 논의하기 시작되었다. 본 소고는 이러한 시비 사업의 동향을 살펴보고 당해 활동에 대한 국제 관리체제의 발전을 모색하기 위하여 해양 시비의 원리 및 관련 기업의 사업 추진 현황을 검토하고, UN 해양법협약, 런던협약 및 의정서 등 관련 국제법적 체제를 영해, 배타적 경제수역, 공해 별로 고찰하였다. 국제사회는 기존의 런던협약/의정서를 중심으로 하고 UN총회 산하의 유엔 해양 및 해양법협약 비공식 공개협의체를 통해 해양철분시비사업을 관리할 것으로 전망된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권4호
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• pp.177-191
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• 1998

경북 풍기읍 일대의 선캠브리아기 편마암 지역에 부존하는 지하수계의 수리지구화학.수리지질학적 특성을 규명하기 위하여, 지표수, 천층 지하수(심도＜70 m) 및 심층 지하수(심도 500~810 m)를 대상으로 수리화학, 다변량 통계, 열역학, 환경 동위원소(삼중수소, 산소-수소, 탄소, 황) 및 질량 보존 모델링을 포함한 종합적인 연구를 수행하였다. 천층 지하수의 수질은 Ca, Mg, SO$_4$및 NO$_3$의 함량이 높은 'Ca-HCO$_3$' 유형으로 특징되는 반면, 심층 지하수는 Na, Ba, Li, H$_2$S, F 및 Cl의 함량이 높고 방해석에 대해 포화 상태를 보이는 'Na-HCO$_3$' 유형으로 특징된다. 본 지역 자연수의 수질은 크게 두 유형, 즉 1) 지표수 및 천층 지하수와 2) 심층 지하수 및 일부천층 지하수로 대분되며, 앞의 유형은 계절적인 조성 변화를 나타낸다. 다변량 통계 분석 결과, 심층 지하수의 수질을 지배하는 세 개의 요인이 도출되었다. 이들 요인은 총 86%의 설명력을 가지는데, 1) 사장석의 용해와 방해석의 침전, 2) 황산염의 환원, 3) 수산화 광물(특히 운모류)의 산성 가수 분해 반응으로 요약될 수 있다. 열역학적 해석 결과와 결합한 질량 보존 모델링을 통하여, 심층 지하수의 수질 특성을 지배하는 수/암 반응을 적절히 설명해 주는 네 개의 모델을 제시하였다. 각 모델은 사장석, 고령토 및 운모류 용해와 방해석, 일라이트, 로몬타이트, 녹니석 및 스멕타이트의 침전을 보여준다. 산소 및 수소 동위원소 연구 결과, 심층 지하수의 경우는 먼 거리의 고지대(소백산 일대)에서 충진된 강우로부터 기원한 후 광역적인 심층 순환을 하면서 상당한 정도의 수/암 반응을 수반한 반면, 천층 지하수는 근처의 저지대에서 충진되었음을 알 수 있다. 삼중수소 자료에 따르면, 심층 지하수(0.2 TU)의 충진 연령은 핵실험 이전인 반면, 천층 지하수(5.66~7.79 TU)는 핵실험 이후였다. 용존 황산염의 황동위원소 조성 분석을 통하여, 본 지역의 심층 지하수에서 특징적으로 높은 함량을 보이는 황화수소(최대 3.9mg/l) 는 황산염의 환원에 기인함을 밝혔다. 또한, 용존 탄산염의 탄소 동위원소비는 토양 이산화탄소에 의한 탄산염 광물의 용해(천층 지하수의 경우), 또는 방해석의 재침전(심층 지하수의 경우)에 의해 조절되고 있음을 확인하였다. 본 지역에 부존하는 지하수의 기원과 유동 및 화학적 진화를 종합적으로 보여주는 모델을 제시한다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제42권2호
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• pp.77-84
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• 2018

Background: For understanding and evaluating a more realistic and accurate assessment of ecosystem carbon balance related with environmental change or difference, it is necessary to analyze the various interrelationships between soil respiration and environmental factors. However, the soil temperature is mainly used for gap filling and estimation of soil respiration (Rs) under environmental change. Under the fact that changes in precipitation patterns due to climate change are expected, the effects of soil moisture content (SMC) on soil respiration have not been well studied relative to soil temperature. In this study, we attempt to analyze relationship between precipitation and soil respiration in temperate deciduous broad-leaved forest for 2 years in Gwangneung. Results: The average soil temperature (Ts) measured at a depth of 5 cm during the full study period was $12.0^{\circ}C$. The minimum value for monthly Ts was $-0.4^{\circ}C$ in February 2015 and $2.0^{\circ}C$ in January 2016. The maximum monthly Ts was $23.6^{\circ}C$ in August in both years. In 2015, annual precipitation was 823.4 mm and it was 1003.8 mm in 2016. The amount of precipitation increased by 21.9% in 2016 compared to 2015, but in 2015, it rained for 8 days more than in 2016. In 2015, the pattern of low precipitation was continuously shown, and there was a long dry period as well as a period of concentrated precipitation in 2016. 473.7 mm of precipitation, which accounted for about 51.8% of the precipitation during study period, was concentrated during summer (June to August) in 2016. The maximum values of daily Rs in both years were observed on the day when precipitation of 20 mm or more. From this, the maximum Rs value in 2015 was $784.3mg\;CO_2\;m^{-2}\;h^{-1}$ in July when 26.8 mm of daily precipitation was measured. The maximum was $913.6mg\;CO_2\;m^{-2}\;h^{-1}$ in August in 2016, when 23.8 mm of daily precipitation was measured. Rs on a rainy day was 1.5~1.6 times higher than it without precipitation. Consequently, the annual Rs in 2016 was about 12% higher than it was in 2015. It was shown a result of a 14% increase in summer precipitation from 2015. Conclusions: In this study, it was concluded that the precipitation pattern has a great effect on soil respiration. We confirmed that short-term but intense precipitation suppressed soil respiration due to a rapid increase in soil moisture, while sustained and adequate precipitation activated Rs. In especially, it is very important role on Rs in potential activating period such as summer high temperature season. Therefore, the accuracy of the calculated values by functional equation can be improved by considering the precipitation in addition to the soil temperature applied as the main factor for long-term prediction of soil respiration. In addition to this, we believe that the accuracy can be further improved by introducing an estimation equation based on seasonal temperature and soil moisture.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권1호
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• pp.30-35
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• 2016

Rice cultivation in paddy field affects the global balance of methane ($CH_4$) as a key greenhouse gas. To evaluate a potential use of by-product gypsum fertilizer (BGF) in reducing $CH_4$ emission from paddy soil, $CH_4$ fluxes from a paddy soil applied with BGF different levels (0, 2, 4 and $8Mg\;ha^{-1}$) were investigated by closed-chamber method during rice cultivation period. $CH_4$ flux significantly decreased (p<0.05) with increasing level of BGF application. $8Mg\;ha^{-1}$ of BGF addition in soil reduced $CH_4$ flux by 60.6% compared to control. Decreased soil redox potential (Eh) resulted in increasing $CH_4$ emission through a $CO_2$ reduction reaction. The concentrations of dissolved calcium (Ca) and sulfate ion (${SO_4}^{2-}$) in soil pore water were significantly increased as the application rate of BGF increased and showed negatively correlations with $CH_4$ flux. Decreased $CH_4$ flux with BGF application implied that ${SO_4}^{2-}$ ion led to decreases in electron availability for methanogen and precipitation reaction of Ca ion with inorganic carbon including carbonate and bicarbonate as a source of $CH_4$ formation under anoxic condition. BGF application also increased rice grain yield by 16% at $8Mg\;ha^{-1}$ of BGF addition. Therefore, our results suggest that BGF application can be a good soil management practice to reduce $CH_4$ emission from paddy soil and to increase rice yield.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.107-114
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• 2005

토양 호흡은 주요 육상 생태계의 탄소 순환을 이해하는데 중요한 성분 중 하나이다. 토양 호흡 관측에서 쳄버 방법은 가장 일반적인 방법이다. 다양한 토양 호흡쳄버 방법에 의해 이루어지는 관측 값들을 비교하기 위해서는, 측기의 특성에 따른 오차를 파악하는 것이 필요하다. 이를 위하여 온도 조절이 가능한 식물 환경 조절 시스템에서 네 개의 폐회로 역학 쳄버와 자동 개폐 쳄버를 비교하였다. 식물 환경 조절 시스템의 내부의 이산화탄소 농도의 변동과 토양 수분의 변동으로 어느 정도의 오차가 포함된 결과이지만, 실험을 통해 토양 온도와 이산화탄소 농도의 변화에 따른 대한 네 측기들의 반응 특성과 실내 비교 실험의 계획과 방법에 대한 중요한 교훈을 얻을 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제25권11호
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• pp.1290-1297
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• 2015

에탄올 생산 세균 Zymomonas mobilis에서 에탄올 생산 경로의 핵심으로 작용하는 효소인, pyruvate decarboxylase(pdc) 유전자의 불활성 실험을 통해, PDC 활성이 50% 감소된 PDC 활성 변형균주가 분리되었다. 이러한 균주들의 에탄올 탄소대사 흐름이 고부가가치 화합물인 피루브산, 숙신산 및 젖산 등으로 전환되는지를 발효 실험을 통해 평가하였다. 하지만 pdc의 발현을 중지시키기 위해 cat-삽입형-pdc와 pdc-결손형 아형 유전자를 전기천공법을 이용해 야생형 균주 ZM4의 염색체에 이식하기 위한 다수의 시도에도 불구하고, 이러한 방법을 통해 분리된 균주들은 대부분 부분적 유전자 불활성 특성을 보였으며, PDC 활성이 완전히 손실된 삭제 돌연변이 균주를 획득할 수는 없었다. PDC활성이 변형된 돌연변이 균주의 발효 실험에서, 야생형 균주와 비교 시 감소된 PDC 효소 활성의 변화로 인해 기질 흡수율과 에탄올 생산율이 감소되어 피루브산 생산이 약 2.5 g l^-1 정도로 증가함을 확인하였으나, 젖산과 숙신산의 생산에 현저한 농도 변화를 보이지 못했다. 이러한 결과는 Z. mobilis의 산화환원 에너지가 PDC 효소 활성에 의한 에탄올 생산 경로에 전적으로 의존하여 발생한다는 것을 암시하였다. 상기 결과를 토대로 pdc 유전자의 완전한 불활성 유도와 산화환원 에너지의 균형은, 젖산 생산을 위한 lactate dehydrogenase, 숙신산 생산을 위한 pyruvate dehydrogenase와 malic enzyme과 같은 효소의 활성 증가를 통해, 세포내 NAD와 NADH 농도의 산화환원 균형이 이루어져야 발생할 수 있음을 시사하였다.

• 에너지공학
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• 제25권4호
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• pp.159-169
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• 2016

본 연구에서는 함산소기재 중 MTBE를 휘발유에 첨가하여 산소함량(0, 1.0, 2.3 및 2.7 wt %)의 변화에 따라 MPI 및 GDi 차량에서 배출되는 유해한 배출가스와 연비를 분석하였다. 국내 및 미국의 연비시험방법인 FTP-75 mode와 HWFET mode를 적용하였다. CO, NMHC, NOx 배출량은 산소함량의 변화에 따라 미미한 차이는 있었지만 상관관계는 없었다. FTP-75 mode에서 CO2 배출량은 산소함량의 변화에 따라 증감의 경향성은 없었다. 하지만 차량이 예열된 상태이고 고속 운전영역이 포함된 FTP-75 mode의 phase-3와 HWFET mode에서는 산소를 함유한 연료의 CO2 배출량이 적었다. 입자개수 배출량은 산소함량과 음의 상관관계를 보였으며 산소함량 2.3 wt %에서 가장 적었다. 카본발란스법에 의해 계산된 연비는 산소를 함유한 연료가 높았으며 2.3 wt %에서 가장 높았다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제40권1호
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• pp.28-37
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• 2016

Background: Panax ginseng cannot be cultivated on the same land consecutively for an extended period, and the underlying mechanism regarding microorganisms is still being explored. Methods: Polymerase chain reaction and denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) and BIO-LOG methods were used to evaluate the microbial genetic and functional diversity associated with the P. ginseng rhizosphere soil in various cultivation ages and modes. Results: The analysis of microbial diversity using PCR-DGGE showed that microbial communities were significantly variable in composition, of which six bacterial phyla and seven fungal classes were detected in P. ginseng soil. Among them, Proteobacteria and Hypocreales dominated. Fusarium oxysporum, a soilborne pathogen, was found in all P. ginseng soil samples except R0. The results from functional diversity suggested that the microbial metabolic diversity of fallow soil abandoned in 2003was the maximum and transplanted soil was higher than direct-seeding soil and the forest soil uncultivated P. ginseng, whereas the increase in cultivation ages in the same mode led to decreases in microbial diversity in P. ginseng soil. Carbohydrates, amino acids, and polymers were the main carbon sources utilized. Furthermore, the microbial diversity index and multivariate comparisons indicated that the augmentation of P. ginseng cultivation ages resulted in decreased bacterial diversity and increased fungal diversity, whereas microbial diversity was improved strikingly in transplanted soil and fallow soil abandoned for at least one decade. Conclusion: The key factors for discontinuous P. ginseng cultivation were the lack of balance in rhizosphere microbial communities and the outbreak of soilborne diseases caused by the accumulation of its root exudates.