• 환경정책연구
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• 제10권1호
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• pp.49-70
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• 2011

농업 지역에서의 비점 오염원에 대한 기작과 발생을 해석하기 위해 많은 노력이 진행되고 있다. 또한 우리나라뿐 아니라 다른 나라에서도 수질 악화가 점점 심해지고 있는 것이 사실이다. 비점 오염물질은 직접유출과 기저유출로 분리되어 하천으로 이동된다. 보통 지하수는 지표수에 비여 수질이 양호하다고 여기지만 농업지역에서의 오염된 하천 주위의 지하수 오염은 심각할 수 있다. SWAT 모형은 용성 및 정확도가 높기 때문에 수문 및 수질 연구에 있어 국내외에서 널리 사용되고 있다. 하지만 SWAT 모형은 소유역별 수문학적 반응단위인 HRU를 이용하여 유역 내 수문 및 수질을 평가하는데, 소유역 내 HRU의 공간적인 정보를 표출하도록 되어 있지 않기 때문에 다양한 영농방법이 지표수 및 지하수에 미치는 영향을 공간적으로 분석하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 SWAT 모형의 단점을 개선할 수 있는 SWAT HRU Mapping module을 개발하였으며 이를 횡계 2리 유역에 적용하여 지하수 함양량 및 대수층 유입 $NO_3-N$ 부하량 및 농도를 분석하였다. 이에 따라 농경지에서 대수층으로 유입되는 $NO_3-N$ 부하량이 산림에 비해 상당히 많은 것으로 분석되었다. 또한 같은 밭 지역이라고 해도 재배되는 작물의 종류 및 시비량 등에 따라 대수층으로 유입되는 오염부하에는 상당히 다른 영향이 있을 수 있으며, 재배작물과 토양 특성에 따라 $NO_3-N$이 대수층으로 유입될 것으로 판단된다. 본 연구에서 개발된 SWAT HRU Mapping module은 유역에서의 기저유출을 통한 오염원의 시공간적 분석을 하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권2호
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• pp.182-187
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• 2013

밀폐된 식물공장 환경에서 환경 조절 및 에너지 소비예측을 위해서는 환경요소들의 변화 요인을 파악해야 한다. 식물체는 광합성 과정에서 많은 양의 물을 증산을 통해 대기 중으로 방출하게 되는데, 일반적으로 식물공장의 특성상 비교적 높은 습도 유지가 필요하며, 증산은 실내 습도에 직접적인 영향을 주기 때문에 식물의 증산량에 대한 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 식물공장 생육조건에서 4가지 품종의 상추를 재배하면서 생육기간에 따른 엽면적 변화와 증산속도를 측정하고 이를 바탕으로 Penman-Monteith 방정식을 식물공장 조건에 맞게 변형시켰다. 그리고 이러한 결과들을 토대로 식물공장에서 재배 기간 중 증산으로 인해 발생하는 수분의 양을 시뮬레이션을 통해 예측하였다. 그 결과 작물의 엽면적과 증산속도는 생육기간이 진전됨에 따라 점차 증가하는 것으로 나타났으며 엽면적과 증산량 사이는 비례관계를 나타냈다. 증산량 추정 모델식 변형은 일반적으로 다양한 환경 요인들에 의해 증산량이 결정되던 기존의 모델식들에 비해 엄밀한 환경 요소들에 대한 제어가 가능한 식물공장에서 증산량은 환경 요소들은 상수로 취급 가능하며, 작물의 엽면적지수의 변화에 대해서만 주로 결정되었다. 또한 설정된 환경 조건에서 생육기간에 따른 증산량 추정모델을 이용하여 전체 생육기간 중 작물 개체당 누적 증산량을 높은 결정계수($r^2$)로 예측할 수 있었다. 이렇게 예측된 증산량은 식물공장 환경 제어 기술 중 냉난방 부하 계산 및 관수 계획을 세우는데 활용 가능할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제33권3호
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• pp.169-177
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• 2014

본 연구는 철강산업에서 배출되는 산업폐기물의 일종인 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그의 인공습지나 여과시스템에서 인을 효과적으로 흡착 처리하기 위해 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그를 입경별(유효입경: 0.5 mm, 2.5 mm)로 구분하여 Freundlich 및 Langmuir 등온흡착실험을 통해 인에 대한 흡착특성을 조사하였다. Freundlich 등온흡착식에 의한 페로니켈슬래그(FNS)와 제강급랭슬래그(RCS)의 인 흡착능(K)은 RCS 0.5(0.5105) > RCS 2.5(0.3571) > FNS 2.5(0.0545) ${\fallingdotseq}$ FNS 0.5(0.0400) 순이었으며, 본 실험에 사용된 모든 슬래그의 흡착강도(1/n) 값이 0.19954-0.3657범위로 1보다 작으므로 모두 L형의 등온흡착식으로 판단 할 수 있었다. Langmuir 등온흡착식에 의한 인의 최대흡착능(a)은 FNS 0.5, FNS 2.5, RCS 0.5, RCS 2.5가 각각 320, 187, 3,582 및 2,983 mg/kg이었다. 슬래그의 실제 흡착량과 Freundlich와 Langmuir 등온흡착 일반식을 적용한 결과 실제 인의 흡착량은 전반적으로 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해서 잘 일치하였다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, Freundlich와 Langmuir 등온흡착식을 이용한 슬래그의 인 흡착능력은 제강급랭슬래그(RCS)가 페로니켈슬래그(FNS)보다 높았으며, 고로급랭슬래그는 인공습지나 여과시스템에서 인 흡착을 위한 여재로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권4호
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• pp.192-203
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• 2011

보리생육모형인 CERES-Barley 모형을 적용하여, 한반도 A1B 기후시나리오에 따른 국내 쌀보리의 잠재수량 변화를 평가하였다. 생육 모의 지역은 30년 평년의 기상자료가 구축되어 있는 56개 지역으로 하였고, 생육모의 연도는 현재 30년 평년(1971-2000년, 기준 연도)과 세가지의 미래 30년 평년(2011-2040, 2041-2070, 2071-2100년)으로 하였다. 그리고 온도 효과(온도 변화 및 $CO_2$ 농도 고정), $CO_2$ 효과(온도 고정 및 $CO_2$ 농도 변화), 온난화 효과(온도 및 $CO_2$ 농도 변화) 등 세가지 생육모의 환경으로 구분하여 기후변화에 따른 쌀보리의 잠재수량 변화를 평가하였다. CERES-Barly 모형은 국내 쌀보리의 발육단계뿐 아니라 수량을 실제 관측값과 아주 유사하게 모의하여 ($R^2$=0.78), 기후변화시나리오에 따른 쌀보리 잠재수량의 변화 예측에 활용하는데 큰 무리가 없다고 판단되었다. 온도효과 분석에서는 미래의 온도상승으로 쌀보리의 잠재수량이 크게 감소하는 것으로 평가되었다. 즉, 세가지 미래 기후조건에서 쌀보리의 평균 잠재수량은 기준연도에 비해 각각 9, 17, 34%씩 감소하는 것으로 예측되었다. 반면에, $CO_2$ 효과분석에는 세가지 미래 기후조건에서 쌀보리의 평균 잠재수량이 기준연도에 비해 각각 6, 20, 31%씩 증가하는 것으로 예측되었다. 마지막으로, 온난화 효과 분석에서는 미래 기후조건에서 쌀보리의 평균 잠재수량이 기준연도에 비해 각각 8, 15, 13%씩 증가하는 것으로 예측되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제8권3호
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• pp.190-198
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• 2006

본 연구는 벼의 질소영양 상태가 광 이용효율에 미치는 영향을 검토하여 벼 생육모델을 구축하기 위한 기초자료를 얻기 위해 수행되었다. 1998년부터 2000년까지 3개년에 걸쳐서 일반계 및 통일계 품종을 공시하여 다양한 질소시비 조건에서 건물중, 군락의 흡광량 및 질소영양 상태를 조사하였고, 이들 자료를 이용하여 군락의 광 이용효율 및 광 이용효율과 질소영양 상태와의 관련성을 검토하였다. 벼 군락의 흡광계수(K)는 최고분얼기까지 벼의 생장과 함께 증가하다가, 최고분얼기에서 출수기까지는 0.4정도로 일정하게 유지되고, 출수기 이후부터 다시 급격하게 증가하였다. 출수전 벼 군락의 누적 PAR interception과 건물중과는 직선 회귀관계가 성립하였고, 이 직선 회귀계수를 이용하여 군락의 출수전 평균 광 이용효율(RUE, g/MJ of PAR)을 추정하였는데, 평균 RUE는 질소시비량이 많을수록 높아지는 경향이었다. 벼에서 출수전의 RUE는 질소영양 상태를 나타내는 질소영양지수(NNI, nitrogen nutrition index) 및 비엽 질소농도(SLN, specific leaf nitrogen concentration; $g/m^2$ leaf area)가 증대됨에 따라 최대 RUE에 점근하는 다음과 같은 지수함수로 잘 표현할 수 있었다. $$RUE=3.13\{1-exp(-4.33NNNI+1.26)\}$$ $$RUE=3.17\{1-exp(-1.33SLN+0.04)\}$$ 위의 식은 질소영양 조건에 따른 RUE의 변이를 각각 80%와 75% 정도를 설명할 수 있다. 여기에서 구해진 RUE와 NNI 및 SLN 관계는 출수전 전 기간의 평균적인 관계에 근거한 것으로서, 벼 생육모델의 건물중 추정의 구성모델(component model)로서 활용하는 데는 한계가 있으며, 건물중 추정 구성모델로 이용하기 위해서는 보다 짧은 기간을 대상으로 이와 같은 분석이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Ginseng Research
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• 제30권3호
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• pp.165-171
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• 2006

인삼 한 뿌리 생산하지 않는 홍콩은 국제 인삼시장의 중심지 역할을 하고 있다. 전 세계 인삼 수출의 70% 이상을 취급하면서 또한 이를 주변 국가로 재 수출하여 국가의 부를 창출하여 왔다. 이러한 홍콩 국제 인삼시장에서 한국산 고려인삼의 시장 점유율 하락으로 고려인삼의 존재가 점점 희박해지고 있다. 이에 홍콩 국제 인삼시장에서 한국산 고려 인삼과 다른 나라 인삼의 수입 현황을 분석하였다. 한국산 고려인삼이 다른 나라 삼에 비해 비싸게 팔리는 것으로 파악하였다. 그리고 홍콩 인삼 수입수요 분석에서는 한국산 고려인삼의 수입물량과 수입가격 변수가 홍콩 국제 인삼시장에서 다른 나라 인삼수입에 영향을 미치는 것으로 분석되어 졌다. 이는 한국산 고려인삼이 홍콩 국제 인삼시장에서 중요한 역할을 한다고 볼 수 있다. 그러나 이러한 중요한 역할 에 비해 홍콩으로 한국산 고려인삼 수출 물량의 감소는 안타까운 일이다. 홍콩 국제 인삼시장으로 한국산 고려인삼의 수출 확대에 다시 한번 우리 모두 지혜를 모아야 할 때이다. 분석 결과처럼 한국산 고려인삼의 수출가격이 중요한 변수이므로 다양한 가격 전략에 따른 수출 마케팅 전략이 수립 되어야 한다. 더 나아가 적극적인 수출 마케팅 전략으로 고려인삼의 우수성을 꾸준히 홍보하며 객관적인 효능 연구 자료도 발표하여야 한다. 인삼 한 뿌리 생산하지 않는 홍콩이 국제 인삼시장의 물류 중심지이고 인삼 한 뿌리 생산하지 않은 스위스 제약회사 파마톤(지금은 독일 베링게 인겔하임) 의 연간 인삼제품 세계 수출액이 적어도 1억불 이상으로 고려인삼 종주국인 우리나라 인삼 총 수출액보다 많음을 다시 한번 생각해야겠다. 그리고 향후 WTO/DDA 협상이나 FTA 협상에 따른 험난한 파고에 우리 민족의 유산인 고려인삼을 어떻게 지켜 나갈 것인가를 우리 인삼인들이 모두 함께 고민해야할 문제이다.

• 생명과학회지
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• 제24권8호
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• pp.827-836
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• 2014

서구화된 식습관의 변화와 편리한 생활에 따른 운동 부족, 유전적 요인, 심리적 요인 등이 복잡하게 얽히면서 비만이 꾸준히 증가하는 추세이다. 한편, 감귤류에는 carotenoid, coumarin, phenylpropanoid, limonoid 등 60여종의 생리활성 물질이 함유되어 있으며 감귤박에는 bioflavonoid, carotenoid, hesperidin, terpenes 등이 풍부하게 함유되어 있다. 감귤박은 항산화 효과, 고혈압 예방, 혈중 LDL 콜레스테롤 함량 감소 효과 등이 있음이 보고되어 있고 최근 들어 감귤박의 비만을 억제하는 효능이 밝혀져 항비만 효과가 입증되었다. 본 연구에서는 고지방식으로 유도한 비만모델 ICR 생쥐에서 Aspergillus oryzae로 발효한 감귤박의 증강된 항비만 효과를 확인하고자 하였다. 항비만 효과를 확인하기 위해 생쥐의 체중변화와 조직의 무게변화를 관찰하였고, 그룹별 혈청 지질 농도, 간 지질농도 및 동맥경화지수를 관찰하였다. 그 결과, 고지방식이 투여군(HFD)에 비해 감귤박 추출물 투여군(CP)과 감귤박 발효 추출물 투여군(CPA)은 체중 증가량과 증체율이 감소하였고, 혈청과 간의 total cholesterol (TG), triglyceride (TC) 함량이 현저히 감소하였다. 한편, 유익한 cholesterol로 알려진 high density lipoprotein cholesterol (HDL-C) 함량은 일반식이 투여군(NFD)과 CPA 투여군이 비슷하였다. CP 투여군과 CPA 투여군의 조직 무게에서도 HFD 투여군보다 감소하여, 전체적으로 CPA 투여군에서 특히 유의적으로 감소하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-11
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• 1999

작물의 수량은 재배하는 식물의 특성과 토양 그리고 기후 등 환경에 의하여 지배된다. 주곡인 쌀 수확량의 지역성과 변이성을 알아내기 위하여 기상청의 기상 자료와 농림부의 쌀생산량 통계 자료를 수집 분석하였다. 기상 자료로부터 순복사량, 증발산량 및 순1차 생산력지수 NPP를 산출하고, Jung의 모형을 이용하여 우리 나라 각 지역의 쌀 생각량을 산출하고, 이를 실생산량과 비교하였다. 7, 8월 기온의 장기 변이를 검토한 결과, 수원의 경우 장주기는 15.1년, 단주기는 7.4년으로 나타났고, 대구의 장주기는 32.9년, 단주기는 4.1년으로 나타났다. 장주기는 대구가 수원 보다 약 2배이상으로 주기성이 강했고, 단주기는 반대로 수원이 대구보다는 주기성이 강하게 나타났다. 한국의 67개 지점에서 순1차생산력지수인 NPP와 총생산력지수 GPP를 추정 결과, 순 복사량이, 16개 지점에서 기온, 1개 지점에서 강수량이 NPP의 제한 요소로 작용하는 것으로 나타났다. 순 복사량은 한국에서의 자연 생산력에 1차적으로 주된 제한 요인으로서 작용하였고, 2차적인 제한 요인는 주로 기온이 작용하였다. 남한 지역의 NPP는 10.87~17.52 Mg ha$^{-1}$, GPP가 18.63~36.31 Mg ha$^{-1}$의 범위이었고, 평균은 NPP와 GPP가 각각 14.69 Mg ha$^{-1}$, 27.94 Mg ha$^{-1}$의 값을 나타냈다. 북한 지역의 경우에는 NPP가 6.47~15.50Mg ha$^{-1}$, GPP가 10.08~24.64 Mg ha$^{-1}$의 범위이었고, 평균은 NPP와 GPP가 각각 12.59 Mg ha$^{-1}$, 13.62 Mg ha$^{-1}$의 값이 나타났다. Jung의 모델에 의하여 97년과 98년의 쌀 생산량을 추정한 결과 실제 쌀 생산량과 근접하였다. 경상도 지역은 타 지역에 비해 실측치보다 예측치가 높게 평가되었고, 추정 생산량과 실제 생산량간 사이에 상관이 없었다. 이 지역에 대한 모델의 수정이 필요하며, 순복사량과 강수량 요인이 고려되면 좀 더 정확한 분포도가 작성될 수 있을 것이다.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권4호
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• pp.317-331
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• 2011

보리 생육모형인 DSSAT의 CERES-Barley를 적용하여, 한반도 A1B 기후변화시나리오에 따른 겉보리의 잠재생산량을 평가하였다. 생육 모의 지역은 30년 평년의 기상자료가 구축되어 있는 56개 지역으로 하였고, 생육 모의 연도는 기준연도(1971~2000년)와 3가지 미래 30년 평년(2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년)으로 하였다. 그리고 온도효과 분석(온도 변화, $CO_2$ 농도 고정), $CO_2$효과 분석(온도 고정, $CO_2$ 농도 변화), 온난화효과 분석(온도 및 $CO_2$ 농도 변화) 등 3가지 생육모의 환경으로 구분하여 기후변화에 따른 겉보리의 잠재생산성 영향을 평가하였다. CERES-Barly 모형은 국내 겉보리의 발육단계뿐 아니라 수량을 실제 관측값과 아주 유사하게 모의하여($R^2=0.84$), 기후변화에 따른 겉보리의 잠재생산성 변화 예측에 활용하는데 무리가 없다고 판단되었다. 생육 모의 조건별 결과를 나타내면, (1) 온도효과 분석에서, 미래의 온도상승이 상대적으로 낮은 2011~ 2040년 생육 모의 연도의 잠재수량은 기준년도와 비슷한 반면에, 온도상승 정도가 큰 2041~2070, 2071~2100년의 미래 기후조건에서는 잠재수량이 기준년도에 비해 각각 6, 20%씩 감소하였다. 다음으로, (2) $CO_2$ 효과 분석에서, 3가지 미래 기후조건(2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년)에서 겉보리의 평균 잠재수량이 기준년도에 비해 각각 12, 28, 43%씩 증가하였다. 마지막으로 (3) 온난화효과 분석에서, 미래 생육 모의 연도별(2011~2040년, 2041~2070년, 2071~2100년) 잠재수량은 기준년도에 비해 각각 13, 21, 19%씩 증가하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제23권4호
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• pp.316-328
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• 2021

본 연구에서는 간척지의 염분 모니터링을 위한 다중 분광 센서를 개발하기 위해 400~1000 nm 초분광센서를 사용하여 봄 감자의 잎 Na 함량 예측 모델을 구축하고자 하였다. 관개조건은 표준, 한해, 염해(2, 4, 8 dS/m)로, 관수량은 증발량을 기준으로 산정하였다. 영양생장기, 괴경형성기, 괴경비대기에 각각 관개를 시작한 후 1주와 2주 후에 잎의 Na 함량을 측정하였다. 잎의 반사율은 10nm 파장 간격을 기준으로 5 nm에서 10nm, 25nm, 50nm FWHM (full width at half maximum)으로 변환되었다. PLS-VIP를 사용하여 봄 감자 잎의 Na 함량에 따른 염분 피해 수준을 예측하기 위한 10개의 밴드비가 선택되었다. 선택된 10개의 밴드비 중 가중치가 가장 낮은 순서대로 밴드비를 하나씩 제거하면서 MLR모델을 추정하였다. 모델의 성능은 R2, MAPE 뿐만 아니라 밴드비의 수, 다중 분광센서를 작게 만들기 위한 최적의 FWHM 수로 비교하였다. 1, 2주차의 영양생장기, 괴경형성기와 2주차의 괴경비대기에서 봄 감자의 잎 Na 함량을 예측하기 위해서는 25 nm의 FWHM을 사용하는 것이 유리하였다. 선택된 밴드필터는 430/440, 490/500, 500/510, 550/560, 570/580, 590/600, 640/650, 650/660, 670/680, 680/690, 690/700, 700/710, 710/720, 720/730, 730/740 nm로 Red 및 Red-edge 영역에서 15개 밴드비가 선택되었다.