• 한국지구과학회지
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• 제39권5호
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• pp.419-435
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• 2018

본 연구의 목적은 서산 태안 지역에서 마늘 생산량에 영향을 주는 기상 및 기후 인자를 파악하고 농가의 기후정보이용에 따른 경제적 가치를 분석하는 것이다. 이 지역에서 기후 특성과 경향이 1984-2013년의 서산지방기상청 기상자료, 1989-2013년의 마늘 생산량 국가통계자료, 2001-2100년간의 기후변화 시나리오 자료(RCP 4.5, 8.5)와 함께 분석되었다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 서산 태안 지역에서 겨울철 평균기온과 평균풍속이 다른 마늘 재배 지역에 비해 낮고 강하여 마늘 성장을 위한 저온 조건을 만족하였고, 5월의 누적강수량이 감소하여 한지형 마늘이 생육하기에 적합한 것으로 나타났다. 하지만 마늘의 수확기 때 평균기온, 누적강수량 및 평균풍속 등의 증가추세로 인해 미래 한지형 마늘 재배지는 줄어들 것이다. 둘째, 서산 태안 지역에서 기후변화 시나리오(RCP 4.5, 8.5)를 이용한 한지형과 난지형 마늘 모두 파종적기는 현재보다 늦어지고 수확적기는 빨라지며, 추후 100년 동안 재배기간이 50-90일 정도 짧아지는 것으로 나타난다. 셋째, 마늘 흑색썩음균핵병과 고자리파리의 발생 시작 일이 평균기온($^{\circ}C$)과 토양습도(%)를 이용한 기상 알고리즘을 적용함으로서 산출되었다. 특별히 RCP 4.5와 RCP 8.5 시나리오에서 미래 마늘 흑색썩음균핵병 발생일은 모두 현재보다 앞당겨 지는 것으로 나타났다. 넷째, 서산 태안지역에서 마늘 생산량(ka/10a)은 월동기 최저기온, 추대기 누적강수량, 월동기 평균풍속, 그리고 추대기 평균상대습도와 높은 상관을 나타내었다. 한편 마늘 재배에 있어 기후정보이용에 따른 마늘 생산량은 총생산량의 약 9%로 경제적 가치가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제19권4호
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• pp.215-222
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• 2017

감귤 중 우리나라에서 가장 많은 면적을 차지하는 온주밀감(Citrus unshiu Marc.)과 '부지화'[Shiranuhi, (Citrus unshiu ${\times}$ C. sinensis) ${\times}$ C. reticulata]를 대상으로 1981년부터 2010년까지를 기준년도로 하여 2090년까지 잠재적 재배지 변화를 예측하였다. 재배지 변화는 국가농림기상센터와 기상청에서 제공하는 기상자료와 RCP 8.5 기후변화시나리오를 바탕으로 제작된 30m 해상도를 가진 농업용전자기후도를 이용하였다. 온주밀감의 잠재적 재배적지는 기준년도에서는 대부분 제주 지역이 해당되었으며, 재배가능지는 제주 동부지역과 남해안 일부지역이 포함되었다. 2030년대에는 온주밀감 재배적지는 증가하였으며 재배가능지도 전남지역의 해안 지역을 중심으로 증가하였다. 2060년대부터는 재배적지는 제주 산간과 전남과 경남, 강원도 해안지역으로 점차 증가하고 재배가능지도 경북, 충남, 전북 지역까지 확대되었다. '부지화' 감귤인 경우 기준년도에서 재배적지는 제주 해안 지역 일부만 포함되었으며 재배가능지는 제주지역과 전남 남해안 일부 지역만 해당되었다. 2030년대 재배적지는 현재 온주밀감 재배지가 해당되었으며 재배가능지도 남해안 일부 지역까지 북상하였다. 2090년대에는 재배적지가 점점 증가하여 제주지역 전체와 전남, 경남, 강원도 해안지역이 재배적지가 되었으며 재배가능지도 점점 해안가를 중심으로 북상하였다. 이상의 결과를 종합하여 RCP 8.5 기후변화시나리오를 근거로 감귤의 재배적지변화를 예측해 본 결과 온주밀감재배적지는 감소하고 '부지화' 감귤의 재배적지는 증가하는 것으로 나타났으며, 21세기 말에는 강원도 지역까지 감귤이 재배될 것으로 예측되었다.

• 환경영향평가
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• 제28권5호
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• pp.427-439
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• 2019

현재 국내 환경영향평가의 자연환경생태분야는 정량적 평가가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 개발계획에 따른 생태계서비스의 정량적 평가를 위해 부산 에코델타시티 개발사업을 대상으로 사업 전과 후에 대해 평가하였다. 기후변화 적응의 일환인 탄소고정량 변화량 측정과 생물다양성 지표인 서식처질에 대해 InVEST 모델을 활용하여 중첩평가를 하였고, 토지이용계획에 따른 3개의 대안을 비교하였다. 연구결과 2000년의 탄소고정량은 216,674.48 Mg of C, 2015년에는 203,474.25 Mg of C로 약 6.1% 감소된 것으로 도출되었으며, 2030년에는 2015년 대비 약 40%가 감소하여 120,490.84 Mg of C로 예측되었다. 3개의 대안평가에서 대안 3이 6,811.31 Mg of C로 탄소고정량이 가장 보존되는 대안으로 도출되었다. 그리고 서식처 평가결과 또한 시간흐름에 따라 감소되는 경향을 보였다. 연구지역의 2000년의 서식처 질은 0.57, 2015년에는 0.35, 그리고 2030년에는 0.21로 도출되었다. 그리고 대안 3이 0.21의 값으로 대안들 중 서식처 질이 가장 높은 방안으로 판단된다. 결과적으로 본 연구는 토지이용변화에 따른 생태계 정량화 값을 통해 개발계획자들과 지역주민의 의사결정과정에 도움을 줄 수 있는 방법론으로 사료된다. 환경영향평가 항목 중 토지이용계획, 온실가스, 자연환경자산 항목에 활용이 가능하며, 또한, 환경변화에 따른 생태계서비스의 수치화와 예측으로 정책적인 자료로 활용이 가능하다. 추후 보다 세밀한 분석과 기초자료의 접근가능성 부분이 보충된다면, 환경영향평가에서 생태계서비스 평가기법에 적용성이 높아질 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.353-362
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• 2018

본 연구에서는 가뭄 극복을 위하여 댐의 비활용용량 구간에 있는 저수량의 활용을 제고할 수 있는 구조적인 방안을 마련하고자 한다. 댐에서의 비활용용량(inactive storage)은 비상용량(emergency storage)과 사수용량(dead storage)으로 구성되어 있으며, 비상용량은 가뭄과 같은 비상시에 활용가능 하도록 하고 있지만 사수용량은 퇴사가 진행되는 구간으로 가정하여 일반적으로 정상적인 이용이 불가능한 용량으로 정해져 있다. 그러나 본 연구에서는 극심한 가뭄시에 비상용량과 더불어 사수용량 일부를 활용할 수 있는 방안을 모색하였으며, 비상용량과 퇴사위(Sediment Level, SL) 위의 사수용량을 추가적으로 활용할 수 있다고 가정하였고, 이 구간을 '댐의 갈수용량'이라고 새롭게 명명하였다. 갈수용량의 산정을 위해서는 정확한 퇴사위 분석이 선행되어야하므로, 본 연구에서는 SMS의 RMA-2 및 SED-2D 모형을 이용하여 현재와 미래의 댐 저수지의 퇴사위를 산정하였으며, 추가 이용 가능한 용량을 고려한 뒤 최종적으로 갈수용량을 산정하였다. RMA-2 및 SED-2D 모형 구축을 위해 현재는 과거 관측 자료를 이용하였으며, 미래는 대표농도경로(Representative Concentration Pathways, RCP) 8.5 시나리오에 의해 미래 기후 인자를 예측하고 TANK 모형을 이용하여 댐 유입량을 결정한 뒤 미래 기간별 퇴사위를 예측하였다. 현재와 미래의 퇴사위를 바탕으로 갈수용량을 제시한 결과, 활용할 수 있는 갈수용량은 현재에 비해 감소되었으며 특히, 미래 기간이 진행될수록 활용할 수 있는 양이 점진적으로 감소하는 결과를 보였다. 이는, 기후 변화의 변동성이 증가하는 것에 기인하며, 미래에 활용할 수 있는 갈수용량의 증대를 위해 기후 적응 대책 및 퇴사량을 효율적으로 저감할 수 있는 연구가 추가로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권2호
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• pp.85-96
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• 2019

일사량은 자연 생태계와 농업 생태계에서 에너지 수지와 물 순환을 추정하는데 중요한 변수이다. 일별 일사량을 추정하기 위해 심층 신경망(DNN) 모델이 개발되었다. 일조시간 등의 변수보다 기상 관측소에서의 가용성이 더 높은 온도와 강수량이 심층 신경망 모델의 입력 자료로 사용되었다. five-fold crossvalidation 을 사용하여 심층 신경망을 훈련시키고 검증하였다. 국내 15 개의 기상 관측소에서 30 년 이상 장기간의 기상 자료가 수집되었다. Cross-validation을 통해 얻어진 심층 신경망 모델은 수원 지역 기상 관측소의 일별 일사량 추정치에 대해 비교적 작은 RMSE($3.75MJ\;m^{-2}\;d^{-1}$) 값을 가졌다. 심층 신경망 모델은 수원 지역 기상 관측소의 일사량의 변위의 약 68%를 설명했다. 1985 년과 1998 년의 일사량 관측값은 일조시간에 비해 상당히 낮은 값이 관측되었다. 이는 후속 연구에서 일사량 관측 데이터의 품질 평가가 필요할 것임을 시사했다. 해당 연도의 데이터를 분석에서 제외했을 때, 심층 신경망 모델의 추정값은 통계적 수치가 약간 높게 나타났다. 예를 들어, $R^2$ 와 RMSE 의 값은 각각 0.72 와 $3.55MJ\;m^{-2}\;d^{-1}$ 이었다. 심층 신경망 모델은 기온과 강수량을 통해 일사량을 추정하는데 유용하며, 이는 미래 기후 시나리오 자료에 대해서 활용할 수 있을 것이다. 따라서, 공간에 대한 제약이 완화된 심층 신경망 모델은 작물 모델의 입력 자료로 일사량이 필요한 작물 생산성에 대한 기후 변화 영향 평가에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제100권4호
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• pp.630-638
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• 2011

본 연구의 목적은 북한지역의 REDD 탄소배출권 잠재량과 그 사업비용을 추정하여 REDD 사업의 경제적 타당성을 가늠해 보는 데에 있다. 북한지역의 REDD 잠재량은 국제통계의 1990년부터 2010년까지의 산림면적과 인구수를 활용하여 산정하였으며, REDD 사업비용은 북한에서 단위면적 당 생산할 수 있는 식량을 남한이 지원해준다고 가정하고, 농업 부문의 토지기회비용을 활용하여 간접 추정하였다. 북한지역의 산림전용을 참조수준 대비 25% 감소시키는 시나리오를 적용했을 때의 REDD 탄소배출권 잠재량은 20년간 4,232만~5,290만$tCO_2eq.$으로 추정되었다. 이는 우리나라 중기 온실가스 감축 목표의 28~35%에 해당하는 양이다. 한편, 북한지역에서 산림 농지로 전용한 곳에서 농사를 지을 때 얻을 수 있는 수익과 같은 수준의 REDD 사업의 수익이 보장되는 REDD 크레딧 가격, 즉 REDD 사업의 손익분기가격은 산림의 비영속성에 대한 위험율을 20%로 가정할 경우 19.19$/$tCO_2eq.$으로 추정되었다. 이 가격은 2010년 자발적 시장에서 거래된 REDD 탄소배출권 가격인 5$/$tCO_2eq.$보다 높아 경제적 타당성이 없는 것으로 나타났다. 하지만 REDD 사업이 탄소 흡수 이외에 공편익을 제공한다는 점에서는 선행연구에서 제시한 산림소실에 의한 온실가스 배출의 사회적 한계비용인 20$/$tCO_2eq.$보다 낮다는 점에서 그 타당성을 인정할 수 있다. 북한에서의 REDD 사업의 타당성은 위험율에 의해 결정된다고 할 것이다. 따라서 북한지역 REDD 사업의 경제적 타당성을 담보하기 위해서는 북한 정부와 주민들의 사업에 대한 확고한 보장과 참여가 필요하다.

• 적정기술학회지
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• 제7권2호
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• pp.127-135
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• 2021

전 세계적인 지구온난화의 위협에 대응하고자 세계 각국은 신재생 에너지의 확산, 탄소 배출 감소 등을 추진하고 있다. 또한, UN의 SDGs에도 포함된 기후변화에 맞서기 위한 노력으로 글로벌 자동차 제조사들은 향후 10년내에 전기 자동차로의 전면 전환을 추진하고 있다. 전기자동차는 탄소 배출 감소를 위한 유용한 수단이 될 수 있으나, 충전용 전기를 생산하는 단계에서 발생하는 탄소의 저감을 위해서는 친환경 신재생 에너지를 이용한 발전시스템이 요구된다. 본 연구에서는 아프리카 탄자니아에 설립된 태양광 발전소와 통합된 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템에 대한 비전을 제안한다. 아두이노 컴퓨팅 장치를 기반으로 하는 스마트 모니터링 및 통신 기능을 적용하여 전기자동차 또는 전기 오토바이의 배터리 잔존용량, 배터리 상태, 위치, 속도, 고도, 도로 상태 등의 정보를 모니터링한다. 또한, 주변의 독립형 태양광 발전소 인프라와 통신하여 주행가능거리를 예측하고 충전 스케쥴 및 목적지까지의 경로 최적화를 수행하는 시나리오를 제시한다. 제안된 시스템의 구현 가능성은 전기 오토바이의 시험운행을 통해 검증되었다. 탄자니아에서 운영될 전기 모빌리티 시스템은 현지의 환경과 특성을 고려하여 친환경성, 경제성, 운용 용이성, 호환성 등의 요소가 고려되어야 한다. 본 연구에서 제안하는 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템은 SDGs의 이행을 위한 중요한 기반이 될 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
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• 제111권4호
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• pp.461-472
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• 2022

우리나라 산림의 임상은 자연적·인위적 요인에 의해 지속적으로 변화하고 있다. 임상(침엽수림, 활엽수림, 혼효림)면적의 비율은 국가 산림자원 특성 파악에 중요하게 활용되는 정보이기 때문에 임상 변화에 대한 정확한 이해와 전망이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국가산림자원조사 시계열 자료를 이용하여 임상 변화 발생 특성을 이해하고 이를 기반으로 미래 임상 변화 예측치를 도출하는 것을 목표로 하였다. 제5차, 제7차 국가산림자원조사 자료의 10년 기간 임상 변화정보와 임상 변화에 영향을 미칠 수 있는 변수(기후, 지형, 임분, 교란 등)를 이용하여 임상 변화 특성을 분석한 결과, 우리나라 산림은 침엽수림이 감소하고 혼효림과 활엽수림이 증가하는 방향으로 변화하고 있는 것으로 확인되었다. 침엽수림에서 혼효림으로, 혼효림에서 활엽수림으로 변화되는 지역은 주로 지형적으로 습윤하고 강수량이 많아서 수분관련 생육환경이 양호하며 주변에 활엽수림이 많은 지역이었다. 또한 기온이 높은 지역, 임분의 임령과 밀도가 낮은 지역, 주변 지역에 비산림이 많은 지역 등 교란 가능성이 높은 지역에서 변화가 많이 발생했다. 이러한 임상의 변화 특성을 반영하여 기계학습 모형(SVM)을 구축하고 기후변화시나리오(RCP 8.5)를 이용하여 미래의 임상 변화를 전망한 결과, 2015년에서 2055년까지 40년 동안 침엽수림은 38.1%에서 28.5%로 감소, 활엽수림은 34.2%에서 38.8%로 증가, 혼효림은 27.7%에서 32.7%로 증가할 것으로 예측되었다. 본 미래 임상분포 변화 정보는 향후 산림관리 전략 수립의 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제112권2호
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• pp.173-187
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• 2023

우리나라의 산림은 조림과 산림보호정책의 결과로 임목축적이 크게 증가하였으며, 이에 따라 공익적 가치도 매우 높게 평가받게 되었다. 최근 벌기령이 도래함에 따라 간벌과 수확벌채 등의 시업을 비롯한 산림경영활동의 필요성이 대두되고 있으며, 이에 따라 산림경영활동의 장기적인 영향을 과학적으로 비교분석하는 것은 매우 중요한 일이다. 이 연구는 가리왕산 모델숲을 대상으로 실시되었으며, 산림경관모형 LANDIS-II를 활용하여 주요 16개 수종에 대한 식생자료와 환경 특성 모수, 4가지 산림경영활동을 반영하여 수행한 모의를 통해 추정한 수종별 지상부생물량 변화를 바탕으로 산림경영활동이 식생의 천이와 목재생산량에 미칠 수 있는 영향을 평가하였다. 모형에 적용된 산림경영활동은 벌채강도와 벌채주기, 벌채기간에 따라 택벌림(Selection), 산벌림(Shelterwood), 이단림(Two-stories)과 비시업(no-mgt)으로 구성되어있으며, 이를 시나리오로 모형에 적용하여 산림경영활동에 따른 200년간의 지상부생물량의 변화를 통해 산림경관 변화를 모의하였다. 모의 결과 가리왕산 모델숲의 총 지상부생물량은 간벌과 수확벌채 시업 직후 크게 감소하였으나, 시나리오에 따라 수확벌채 시업 후 15년에서 50년이 지나며 시업 전 수준으로 회복되었고 200년 후에는 산림경영활동이 전혀 없는 시나리오보다 더 많은 지상부생물량을 지닐 것으로 평가되었다. 특히 내음성이 양수와 중성수로 분류된 수종의 지상부생물량은 수확벌채 시업 직후 크게 감소하였지만 신규개체의 발아와 정착으로 지상부생물량이 일부 회복하는 경향을 보였으며, 음수인 수종은 초기 수확벌채 시업에서 임령이 낮아 시업 대상으로 선정되지 않고 지속적으로 생장하여 모의 100년 이후에는 주요 우점수종이 되는 것으로 나타났다. 각 시나리오의 최종 누적 목재생산량은 택벌림 산림경영활동 시나리오에서 545.6 ton/ha, 산벌림 산림경영활동 시나리오에서 141.6 ton/ha, 이단림 산림경영활동 시나리오에서 299.9 ton/ha일 것으로 추정되었다. 목재생산량의 수종구성은 벌채강도와 벌채기간에 따라 차이를 보였으며, 특히 택벌림과 이단림의 산림경영활동 시나리오에서 수확벌채 시업 초기 목재생산량은 양수와 중성수 비율이 큰 것으로 나타났으나 시간이 지남에 따라 음수의 비율이 증가하였다. 이에 따라 산림경영활동은 산림생태계의 수종별 지상부생물량과 수확벌채 시업에 의한 목재생산량에도 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 산림경관모형 LANDIS-II를 활용한 시공간적 분석의 가능성을 규명하였으며, 이를 통해 산림생태계 관리 목표에 부합하는 산림경영활동 선정에 대한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.