• 환경영향평가
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• 제22권1호
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• pp.1-17
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• 2013

Carbon sequestration on soil is one of the counter measurements against climate change in agricultural sector. Increasing incorporation of organic fertilizer would increase soil organic carbon (SOC) but it could bring high potential of nutrient losses which would result in water quality degradation. In this paper, literature review on soil organic carbon behavior according to agricultural management is presented. The results of field experiment to identify the effect of organic and commercial fertilizer applications on SOC and runoff water quality were also presented. Field experiment confirmed increased SOC and nutrient concentrations in runoff water as application rate of organic fertilizer increase. The potential use of simulation model to develop best agricultural management practice considering carbon sequestration and water quality conservation at the same time is discussed and monitoring and modeling strategies are also suggested to achieve the goal.

• 유기물자원화
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• 제24권3호
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• pp.83-90
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• 2016

바이오차 시용이 토양비옥도나 온실가스 완화에 기여하는 것 외에, 경작지 시용에 따른 탄소격리 및 순익 분석이 평가된바 거의 없다. 본 연구는 옥수수 재배 기간 동안 온실가스 완화에 대한 이익을 평가하고, 탄소격리를 산정하기 위해 수행되었다. 본 실험의 처리구는 돈분처리구, 돈분을 퇴비로 시용하면서 바이오차 처리를 2,600(0.2%), 13,000(1%), 및 26,000(2%) kg/ha로 나누어 시용하였다. 바이오차 시용에 따른 탄소 격리량을 예측하기 위해 Y = 0.5523X - 742.57 ($r^2=0.939^{**}$) 일차 모형식을 유도하였으며, 본 수식을 바탕으로 바이오차 0.2, 1 및 2% 시용 시 탄소 격리량은 각각 1,235, 3,978, 및 14,794 kg/ha로 산정되었고, 온실가스 완화는 각각 4.5, 14.6, 및 54.2 ton/ha로 평가 되었다. 이에 대한 이익 평가는 적게는 $14.6, 많게는 $452로 산정되었다. 또한 한국 기후변화 시장의 이산화탄소 시장 거래가로는 바이오차 0.2, 1 및 2% 시용 시 $35.6, $115.3 및 $428.2로 나타났다. 바이오차 시용에 대한 작물 재배에 있어, 초장과 수량은 처리간에 유의차가 인정되지 않았다. 따라서 본 실험결과는 농사활동에서 바이오차를 토양에 시용함으로서 탄소 배출건 거래제가 시행된다는 전제 조건하에 기초자료가 될 것이다.

• 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.

• 한국조경학회지
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• 제45권5호
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• pp.97-104
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• 2017

적합한 조경식재를 통한 녹지 확충은 저탄소 사회를 구현하는데 필수적 역할이다. 본 연구는 주요 조경수종의 수령에 따른 줄기 직경 생장률, 지하부/지상부 생체량비 및 탄소흡수량의 변화를 분석하였다. 연구대상 수목은 중부지방에 식재된 11개 수종 및 112개체이었다. 줄기 직경 생장률과 지하부/지상부 생체량비는 근굴취를 포함한 직접수확법을 통해 측정한 자료를 바탕으로 분석하였다. 수령에 따른 탄소흡수량 변화는 유도한 계량모델을 적용하여 산정하였다. 연구대상 수목의 수령 30년에 걸친 연간 흉고직경 생장률은 낙엽수 평균 0.72cm/년 및 상록수 0.83cm/년이었다. 수령 전체의 지하부/지상부 생체량비는 낙엽수 평균 0.40 및 상록수 0.23으로서, 낙엽수의 뿌리 생체량은 상록수보다 약 1.7배 많았다. 수령별 그 생체량비는 수령 증가에 따라 감소한다는 기존 연구 결과와 상이하였다. 수령 25년까지의 누적 탄소흡수량은 느티나무가 198.3kg으로서 가장 많았고, 이어서 왕벚나무 121.7kg, 잣나무 117.5kg, 소나무 77.4kg 등의 순이었다. 느티나무의 누적 탄소흡수량은 동일 기간 가정용 전력소비에 따른 1인당 탄소배출량의 약 5%를 상쇄하는 셈이었다. 연구대상 조경수의 생장률과 탄소흡수능은 동일 수종의 산림수목보다 훨씬 양호하였다. 연구 결과에 근거하여, 수종 선정, 식재밀도, 생장지반 조성 등을 포함하여 탄소흡수를 증진하기 위한 조경식재 및 관리방안을 모색하였다. 본 연구는 수령에 따른 조경수의 생장 및 탄소흡수 변화를 구명하는 초석 연구로서 저탄소 도시녹지 조성에 유용하길 기대한다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.340-340
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• 2017

Rice straw is very important to maintain fertility in agricultural soil with several aspects such as carbon and nitrogen cycles in Korea. Recently, concerning about climate change, carbon sequestration in agricultural land has become one of the most interesting and debating issues. Rice straw is most representative source of organic material produced in agricultural sectors. In order to evaluate changes of soil carbon treated by rice straw during cultivating rice in paddy field, we carried out to treat rice straw with 0, 0.5, 1, 1.5, and $2.0ton\;ha^{-1}$ at $50{\times}50{\times}20cm$ blocks made of wood board, and analyze contents of fulvic acid and humic acid form, and total carbon periodically. The experiment was conducted in 2013-2016, and sampled with interval in a month. The organic material was applied to treatment blocks in 2 weeks ago in rice transplanting of each year. Total carbon in beginning time is low as $7.9g\;kg^{-1}$. The contents of total carbon with treatments of rice straw after experiment are recorded as 8.7, 11.2, 9.5, 10.5, and $10.9g\;kg^{-1}$ applied by 0, 0.5, 1, 1.5, and $2.0ton\;ha^{-1}$, respectively. When trend lines were calculated on changes of soil carbon in periods of experiments, The trend equations of soil carbon changes with treatments of 0, 0.5, 1, 1.5, and $2.0ton\;ha^{-1}$ were Y=0.0015X+8.479, Y=0.073X+8.2577, Y=0.0503X+8.4477, Y=0.0822X+8.2103, and Y=0.082X+8.5736. These trends suggested several results. When rice straw was applied in cultivating paddy fields, most carbon in rice straw would be decomposed regardless the amount of rice straw in soil. We calculated sequestration rate of applied rice straw as about 0.1% per year during rice cultivation in paddy fields. It means that if farmer want to increase 1% soil organic matter by using application of rice straw returned after cultivation, famer should apply rice straw continuously for ten years. The change of soil carbon as fulvic acid, humic acid, and humane is showed that only content of carbon as mumine is increased significantly while fulvic acid and humic acid were changed in range of 10 to 30% among total carbon in soil. In conclusion, to sequestrate soil carbon with rice straw, it is important for rice straw to apply continuously every year. The amount of rice straw applied is not much effected to increase soil organic matter.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제36권1호
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• pp.25-36
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• 2020

Area exclosure is a widely practiced intervention of restoring degraded lands though its impact in sequestering terrestrial and soil carbon is scanty. The study was initiated to investigate the effect of exclosure of different ages on carbon sequestration potential of restoring degraded dryland ecosystems in eastern Tigray, northern Ethiopia. Twelve plots each divided into three layers were randomly selected from 5, 10 and 15 years old exclosures and paired adjacent open grazing land. Tree and shrub biomasses were determined using destructive sampling while herb layer biomass was determined using total harvest. The average total biomass obtained were 13.6, 24.8, 27.1, and 55.5 Mg ha^-1 for open grazing, 5 years, 10 years, and 15 years exclosures respectively. The carbon content of plant species ranged between 48 to 53 percent of a dry biomass. The total carbon stored in the 5 years, 10 years and 15 years age exclosures were 39 Mg C ha^-1, 46.3 Mg C ha^-1, and 64.6 Mg C ha^-1 respectively while in the open grazing land the value was 24.7 Mg C ha^-1. Carbon stock is age dependent and increases with age. The difference in total carbon content between exclosures and open grazing land varied between 14.3-40 Mg C ha^-1. Although it is difficult to extrapolate this result for a longer future, the average annual carbon being sequestered in the oldest exclosure was about 2.7 Mg C ha^-1 yr^-1. In view of improving degraded area and sequestering carbon, area exclosures are promising options.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권12호
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• pp.55-61
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• 2022

대기 중 온난화 가스의 하나인 이산화탄소 감소를 위해 많은 연구들이 수행 중이다. 이 중 이산화탄소 지중저장은 지구온난화 방지를 위한 중요한 공법 중 하나로 주목받고 있다. 하지만, 제한된 공간의 최대한 많은 양의 이산화탄소 저장을 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다. 계면활성제의 활용은 이산화탄소 지중저장 효율의 향상에 기여할 것으로 여겨지고 있으나, 이에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이산화탄소 지중저장 효율 증진을 위해 계면활성제 종류(sodium dodecyl sulfate 및 sodium dodecylbenzene sulfonate) 및 농도, 이산화탄소 주입속도에 따른 2차원 마이크로모델 실험을 수행하였다. 그 결과, 계면활성제의 농도 및 이산화탄소 주입속도가 증가할수록, 이산화탄소 지중저장 효율이 증가함을 확인하였다. 하지만, 한계 농도 및 속도 이상에서는 더 이상 효율 증진이 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• 설비공학논문집
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• 제15권9호
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• pp.718-726
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• 2003

Carbon dioxide ocean disposal is one of the promising options to reduce carbon dioxide concentration in the atmosphere because the ocean has vast capacity for carbon dioxide sequestration. However, the dissolution rate of liquid carbon dioxide in seawater must be known in advance in order to estimate the amount of carbon dioxide sequestration in the ocean. Therefore, in the present study, calculations of the solubility, the surface concentration and the dissolution behavior of carbon dioxide when liquid carbon dioxide is released at 1,000m and 1,500m in depth are peformed. The results show that the droplet is completely dissolved below 500 m in depth if the carbon dioxide droplet is released both at 1,000m in depth with the initial droplet diameter of 0.011m or less and at 1,500m in depth with the diameter of 0.016 or less. Also, the surface concentration of carbon dioxide droplet with the hydrate film is about 50% of carbon dioxide solubility at 1,500 m in depth and about 60% of carbon dioxide solubility at 1,000 m in depth.

• 한국환경농학회지
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• 제30권3호
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• pp.234-242
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• 2011

BACKGROUND: Cultivation of winter cover crops is strongly recommended to increase land utilization efficiency, animal feeding material self-production, and to improve soil and environmental quality. METHODS AND RESULTS: Four major winter crops (barley, Chinese milk vetch, hairy vetch, and rye) having different C/N ratio were seeded in silt loam paddy soil in the November 2007 and the aboveground biomass was harvested on the late May 2008 to evaluate its effectiveness as green manure, and root biomass distribution was characterized at the different depth (0-60 cm) to study its effect on physical properties and carbon sequestration in soil. During this experiment, the naturally growing weed in the rice paddy soil in Korea, short awn foxtail (Alopecurus aequalis Sobol), was considered as control treatment. Above-ground biomass of all cover crops selected was significantly higher than that of the control treatment (2.8 Mg/ha). Comparatively higher above-ground biomass productivity of rye and barley (15.8 and 13.5 Mg/ha, respectively) suggested that these cover crops possibly had the highest potential as a green manure and animal feeding material. Root biomass production of different cover crops followed the same trend as that for their above ground biomass. Rye (Secale cereal) might have the highest potential for soil C accumulation (7893 C kg/ha) by root biomass development, and then followed by barley (6985 C kg/ha), hairy vetch (6467 C kg/ha), Chinese milk vetch (6671 C kg/ha), and control (5791 C kg/ha). CONCLUSION(s): Cover crops like rye and barley having high biomass productivity might be the most effective winter cover crops to increase organic carbon distribution in different soil aggregates which might be beneficial to improve soil structure, aeration etc. and C sequestration.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-7
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• 2011

Application of biochar to soils is proposed as a significant, long-term, sink for atmospheric carbon dioxide in terrestrial ecosystems. In addition to reducing emissions and increasing the sequestration of carbon, production of biochar and its application to soils will contribute improve soil quality and crop productivity. Objectives were i) to evaluate biochar productivity from crop residues using a low-cost field scale mobile pyrolyzer and ii) to evaluate characteristics of feedstocks and biochars from locally collected crop residues. Pyrolysis experiments were performed in a reactor operated at $400-500^{\circ}C$ for 3-4 hours using biomass samples of post-harvest residues of corn (Zea mays L.), cotton (Gossypium spp.), rice (Oryza sativa L.), sorghum (Sorghum bicolor L.) and wheat (Triticum aestivum L.). Feedstocks differed, but average conversion to biochar was 23%. Carbon content of biomass feedstock and biochar samples were 445 g $kg^{-1}$ and 597 g $kg^{-1}$, respectively. Total carbon content of biochar samples was 34% higher than its feedstock samples. Significant increases were found in P, K, Ca, Mg, and micro-nutrients contents between feedstock and biochar samples. Biochar from corn stems and rice hulls can sequester by 60% and 49% of the initial carbon input into biochar respectively when biochar is incorporated into the soils. Pyrolysis conversion of corn and rice residues sequestered significant amounts of carbon as biochar which has further environmental and production benefits when applied to soils. Field experiment with crop residue biochar will be investigated the stability of biochars to show long-term carbon sequestration and environmental influences to the cropping systems.