• 한국환경농학회지
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• 제22권2호
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• pp.153-165
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• 2003

만경강 본류를 대상으로 수질을 개선하기 위한 일환으로 하천식생의 종구성, 하천형태에 따른 군락의 구조, 단면분석을 통한 현존식생의 분포 등을 종합적으로 분석하여 하천 생태계에 대한 종합적 해석과 식생에 의한 자연정화능 활용방안을 평가하고자 2001년 6월부터 2002년 3월까지 수질 및 식생에 관한 자연정화능을 조사, 평가하였다. 만경강 본류 수질중 T-N의 농도는 갈수기인 겨울철이 17.23 mg/L로 가장 높았으며, 여름철이 8.59 mg/L로 낮았고, 상류보다는 하류에서 그 농도가 높았다. 또한 평균 T-P의 농도는 여름철과 가을철에 각각 0.45, 0.47 mg/L로 비슷하였으나 겨울철에 1.79 mg/L로 농도가 높아졌다. BOD의 농도는 상류유역에서 $0.95{\sim}2.57\;mg/L$로 $I{\sim}II$급수 수질를 나타내었으나 하류유역에서는 $6.87{\sim}9.72\;mg/L$로 V급수에 가까운 수질이었다. 만경강 상류의 식물상은 73과 134속 218종 33변종으로 총 251종류가 조사되었으며, 중류 일대에서 조사된 식물은 33과 69속 82종 16변종으로 총 98종류가 조사되었다. 그리고 만경강 하류 일대에서 관찰된 식물은 27과 58속 %종 14변종으로 총 85종류가 조사되었다. 만경강 유역에서 자연정화능에 의한 수질개선을 도모하기 위해 식물 생활형별로 하천 정화능이 뛰어난 식물을 조사 분석한 결과 침수식물은 붕어마름, 검정말, 부엽식물은 어리연꽃, 왜개연꽃, 추수식물은 갈대, 줄, 부들, 습생식물은 큰황새 냉이, 고마리 등이 질소 인 흡수능이 우수한 식물이었다.

• 생명과학회지
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• 제23권3호
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• pp.368-376
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• 2013

Helicobacter pylori 억제효과가 우수한 청목노상의 캘러스 배양을 위한 최적조건은 MS 고체배지에서 $27^{\circ}C$에서 20일간 배양하였을 때 6.4 mm의 크기로 가장 크게 자랐으며, 청목노상의 callus 형성에 미치는 생장조절제로는 NAA, 2,4-D, BA 및 kinetin 등을 2 mg/l의 농도로 첨가하여 $27^{\circ}C$에서 20일간 배양했을 때 높은 캘러스 성장률을 확인 할 수 있었고, 생장조절제의 혼합처리구가 단독처리구 보다 캘러스 형성율이 높은 것을 확인 할 수 있다. 따라서 본 연구에 사용된 청목노상 품종의 평판기내 배양을 위한 direct callogenesis의 최적 조건은 생장호르몬으로 2,4-D/NAA를 2 mg/l의 농도로 혼합 처리하여 $27^{\circ}C$에서 20일간 배양이 최적조건이었다. 청목노상 callus로부터 Helicobacter pylori 억제물질의 대량생산을 위한 방법인 biomass를 위한 bioreactor배양은 MS 액체배지에 호르몬으로 2,4-D와 BA를 각각 1 mg/l의 농도로 처리하여 20일간 배양하였을 때가 최적조건이었다. 최적조건에서 배양한 callus 추출물의 Helicobacter pylori 에 대한 억제효과는 16 mm의 clear zone으로 가장 높은 저해율을 확인할 수 있었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권4호
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• pp.319-341
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• 2024

The utilization of multispectral imaging systems (MIS) in remote sensing has become crucial for large-scale agricultural operations, particularly for diagnosing plant health, monitoring crop growth, and estimating plant phenotypic traits through vegetation indices (VIs). However, environmental factors can significantly affect the accuracy of multispectral reflectance data, leading to potential errors in VIs and crop status assessments. This paper reviewed the complex interactions between environmental conditions and multispectral sensors emphasizing the importance of accounting for these factors to enhance the reliability of reflectance data in agricultural applications.An overview of the fundamentals of multispectral sensors and the operational principles behind vegetation index (VI) computation was reviewed. The review highlights the impact of environmental conditions, particularly solar zenith angle (SZA), on reflectance data quality. Higher SZA values increase cloud optical thickness and droplet concentration by 40-70%, affecting reflectance in the red (-0.01 to 0.02) and near-infrared (NIR) bands (-0.03 to 0.06), crucial for VI accuracy. An SZA of 45° is optimal for data collection, while atmospheric conditions, such as water vapor and aerosols, greatly influence reflectance data, affecting forest biomass estimates and agricultural assessments. During the COVID-19 lockdown,reduced atmospheric interference improved the accuracy of satellite image reflectance consistency. The NIR/Red edge ratio and water index emerged as the most stable indices, providing consistent measurements across different lighting conditions. Additionally, a simulated environment demonstrated that MIS surface reflectance can vary 10-20% with changes in aerosol optical thickness, 15-30% with water vapor levels, and up to 25% in NIR reflectance due to high wind speeds. Seasonal factors like temperature and humidity can cause up to a 15% change, highlighting the complexity of environmental impacts on remote sensing data. This review indicated the importance of precisely managing environmental factors to maintain the integrity of VIs calculations. Explaining the relationship between environmental variables and multispectral sensors offers valuable insights for optimizing the accuracy and reliability of remote sensing data in various agricultural applications.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권4호
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• pp.358-383
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• 2015

지구 온난화를 유발하는 온실가스들의 구체적인 배출량을 정량화하는 수단으로서 2000년대 중반부터 '탄소발자국'의 개념이 발전하였다. 아직도 명확한 정의나 측정 단위 또는 범위에 대한 규정이 존재하지 않지만, '개인이나 조직에 의해 제품의 전 생산 과정에서 직간접적으로 대기로 배출된 전체 온실가스의 양을 이산화탄소 상당량으로 나타낸 것'이라는 의미로 널리 사용되고 있다. ISO/TS 14067에 따르면, 제품의 탄소발자국은 온실가스를 배출하는 단위 공정들의 활동량 자료에 해당 공정의 배출계수를 곱하고 이를 모두 합산하여 산정한다. 이를 바탕으로 소비자들에게 비교 선택의 기회를 제공하고 생산자들의 자발적인 온실가스 배출 감축 활동을 장려하기 위한 '탄소성적표지' 제도가 전 세계적으로 다양하게 시행되고 있다. 이 제도의 일환으로 농업 분야에서 시범 운영되고 있는 '저탄소농축산물인증제'는 구매자의 윤리적 소비를 돕는 판단 근거로서 활용 가치가 클 것으로 기대된다. 이 과정에서 농산물에 대한 전과정평가의 경계를 설정하는 데에는 주로 사용 및 폐기 단계가 제외된 'cradle to gate' 접근법이 사용된다. 범위를 넓혀 농림 부문 전체에 대한 탄소발자국 산정은 "국가 온실가스 인벤토리 보고서"에서 유일하게 배출량뿐만 아니라 제거량도 고려해야 하는 특징을 가지고 있다. 현재 산정이 이루어지지 않는 농경지의 다년생 입목 바이오매스에 축적된 탄소의 변화량을 계산할 수 있다면 전체 온실가스 배출량을 상당 부분 감축할 수 있을 것이다. 이를 위해 전 과정의 이산화탄소 교환을 직접 정량화할 수 있는 타워 기반의 플럭스 관측이 사용될 수 있다. 탄소발자국 정보는 다른 지표들과 융합하여 지속가능한 농림생태계를 위한 좀 더 총체적인 지표 개발에 사용될 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제69권1호
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• pp.56-68
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• 1985

본(本) 연구(硏究)는 경기도(京畿道) 광주군(廣州郡) 도척면(都尺面)에 위치(位置)한 서울대학교(大學校) 중부연습림(中部演習林)의 24년생(年生) 잣나무 인공조림지(人工造林地)를 대상(對象)으로 하여 (1) 임분내(林分內) 전질소(全窒素)의 분포(分布)를 조사(調査)하여 갱신법(更新法)에 따른 잣나무림(林) 생태계(生態系)의 자기시비계(自己施肥系)가 받는 충격(衝擊)의 정도(程度)를 알아보며, (2) 그 임분(林分)의 토양(土壤)에서 여러 깊이에 따른 무기태(無機態) 질소(窒素)의 계절별(季節別) 변화양상(變化樣相)을 암모니아태(態) 질소(窒素)와 질산태(窒酸態) 질소(窒素)로 나누어 분석연구(分析硏究) 하고, 또한 잣나무림(林)에 있어서 질소질양료(窒素質養料)에 대(對)한 자기시비기구(自己施肥機構)를 연구(硏究)하여 적절(適切)한 시비시기(施肥時期)와 방법(方法)에 대한 정보(情報)를 얻으려고 시도(試圖)하였는데 다음과 같은 결론(結論)을 얻을 수 있었다. 1) 뿌리를 제외(除外)한 현존량(現存量)에 포함(包含)된 전질소중(全窒素中) 61.5%는 침엽중(針葉中)에, 20%는 가지에, 5.5%는 수피(樹皮)에, 13%는 수간(樹幹)의 목질부(木質部)에 분포(分布)한다. 따라서 수간(樹幹)의 목질부(木質部)만 수확(收穫)하는 것이 생태계(生態系)의 자기시비계(自己施肥系)에 충격(衝擊)을 가장 적게 준다고 볼 수 있다. 2) 토양중(土壤中)의 무기태질소(無機態窒素)의 함량(含量)은 토양(土壤)이 깊게 들어 갈수록 변화(變化)가 약해졌으며 그 함량(含量)을 계절별(季節別)로 보면 봄, 가을, 한여름, 초여름 순(順)으로 감소(減少)하였다. 이러한 양상(樣相)은 질산태질소(窒酸態窒素)의 손실(損失)이 환경인자(環境因子)에 크게 좌우(左右)되기 때문에 일어나며, 이러한 결과(結果)에 따라 속효성(速效性) 질소비료(窒素肥料)를 봄에 시비(施肥)하는 것이 가장 적합(適合)하다고 결론(結論)을 내릴 수 있었다.

• 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.

• 한국산림과학회지
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• 제107권4호
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• pp.351-360
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• 2018

본 연구는 이산화탄소를 인위적으로 주입하여 주입구로부터의 거리와 이산화탄소 플럭스에 따른 소나무와 굴참나무 묘목의 엽록소 함량과 생장반응을 살펴보고자 실행하였다. 이를 위하여 음성 EIT 시험지에서 2년생 소나무와 1년생 굴참나무 묘목을 2015년 5월에 식재하였으며, 2016년 6월 1일부터 30일까지 $6L\;min^{-1}$의 속도로 2.5 m 깊이의 토양에 이산화탄소를 주입하였다. 2016년 7월 중순 경에 엽록소 함량을 분석하였고, 2016년 5월과 11월에 근원경, 수고, 생물량을 측정하였다. 소나무 묘목의 엽록소 함량은 이산화탄소 플럭스와 유의한 관계를 보이지 않은 반면에 굴참나무 묘목의 엽록소 함량은 이산화탄소 플럭스의 증가에 따라 유의한 음의 상관관계(P<0.05)를 보였다. 또한, 근원경과 수고 생장률은 두 수종 모두 이산화탄소 인위누출 처리구의 이산화탄소 누출구로부터 5 m 이내에서 유의한 차이를 보였다. 특히, 두 수종의 근원경 및 소나무 묘목의 수고 생장률은 누출구에 가까워질수록 유의하게 증가하였지만, 굴참나무 묘목의 수고 생장률은 유의하게 감소하는 것으로 나타났다. ${\Delta}R/S$율은 지중 이산화탄소 농도가 증가할수록 두 수종 모두 증가하는 것으로 나타나 상대적으로 지하부로의 탄소 분배량이 촉진되는 것으로 사료된다. 본 연구결과는 향후 지중 저장된 이산화탄소의 누출에 따른 수종별 생리 생장 반응과 이를 이용한 누출감지 모니터링에 필요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.346-358
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• 2023

기후변화가 심화됨에 따라 작물에 미치는 영향을 평가하고 개선 방안을 도출하는 것은 필수적이다. 본 연구에서는 고온, 고이산화탄소 조건에서 벼의 질소 흡수 반응 및 질소이용효율 등을 분석하여 기후변화에 따른 벼의 적응 대책을 검토하고자 수행하였다. 21C 후반 RCP8.5 시나리오에 근거하여 온도는 2001~2010년 대비 +4.7 ℃ 상승, CO₂는 800 ppm을 기후변화 조건으로 하였으며, 질소를 0, 9, 18 kg 10a^-1 수준으로 각각 시비하였다. 그리고 벼 낱알의 질소 흡수를 보기 위해 수비 시비시 안정동위원소¹⁵N-urea를 표층 시비하였다. 기후변화 조건에서는 현재 기후 대비 잎, 줄기의 바이오매스량은 증가하나 등숙률 감소로 정조중이 38 % 감소하여 수확지수도 47% 감소하였다. 기후변화로 인해 잎과 줄기에서 질소흡수량은 현재기후 대비 각각 87%, 139% 증가하였으며, 반대로 곡실의 질소함량은 31% 감소하는 경향을 보였다. 기후변화 조건에서 ANUE, NUEg는 표준시비 시 각각 76%, 54% 유의하게 감소하였으며, 수비 질소의 흡수량과 회수율(RE)도 이와 동일한 경향을 보였으며 질소시비를 증가하였을 경우에도 동일한 경향을 보였다. 임실 및 등숙률 저하로 sink/source 균형이 무너져 질소 화합물 및 광합성 산물의 이동이 저하되어 질소함량이 영양생장기관에 머물러있고 곡실로의 전류가 되지 않으므로 향후 이를 극복할 수 있는 고온 적응 품종 육성과 이앙시기 조절 등이 선행되어야 한다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.387-397
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• 2023

식물의 초장은 작물의 생육상태를 가시적으로 파악 할 수 있는 생육지표로 수량과 상관성이 높아 작물 육종이나 재배 연구에 널리 사용된다. 초장과 같은 작물의 생육특성 조사는 전통적으로 자를 이용하여 사람이 직접 조사하였으나 최근 센싱, 영상 기술이 발전하면서 작물의 생육을 효율적으로 조사하기 위해 생육계측 기술을 디지털 전환하려는 연구가 시도되고 있다. 본 연구에서는 넓은 범위에 걸쳐 정밀한 측정이 가능한 레이저 스캐너를 사용하여 다양한 질소 시비 수준에서 재배된 벼 군락의 높이를 측정하고 실측 초장과 비교 분석을 수행하였다. 군락의 높이는 레이저 스캐너로 수집된 포인트 클라우드의 상위 1% 점의 높이를 계산하여 측정하였다. 상위 1% 점의 높이를 이용하여 추정한 초장이 실측 초장과 가장 높은 결정계수를 보였고(R² = 0.93, RMSE = 2.73), 선형회귀식을 도출하 여 이를 근거로 레이저 스캐너로 측정된 군락의 높이를 실측 초장으로 변환하였다. 질소 시비 조건 및 생육 시기별로 수집된 실측 초장과 추정 값(레이저 스캐너로 측정된 군락 높이 기반으로 계산된 초장)을 종합하여 벼의 생육그래프를 도출한 결과, 레이저 스캐너 기반 초장 측정 기술이 벼의 초장과 생육을 평가하는데 충분히 활용될 수 있음을 확인할 수 있었다. 향후, 레이저 스캐너에서 도출된 3차원 영상은 작물 군락의 생육량 추정, 작물 초형 분석 등에 적용 가능할 것으로 판단되며, 기존 작물 생육조사 방식의 디지털 전환을 위한 기술로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.398-403
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• 2023

과정 기반 작물모형인 K-배추 모델은 광합성, 생물 계절 등의 생리학적 과정을 기반으로 이전에 경험하지 못한 다양한 기후 조건에서 작물의 생장을 예측할 수 있게 해준다. 현재 1단계 프로세스 기반 모델은 기후 변화 시나리오에 따른 생산량 예측을 통해 기후영향을 평가하는 데 활용될 수 있지만, 지금까지 주산지 빅데이터와 모델 예측 간의 비교는 수행되지 않았다. 본 연구는 생산량 예측을 위해 현재 모델을 사용하고자 할 때 모델의 개선 방향을 검토하기 위해 수행되었다. 이를 위해, 강원 태백 및 삼척에서 수집된 관측 자료를 바탕으로 모델의 예측력을 평가하였다. 조사 대상 농가들은 정식일 및 토양관리 면에서 재배방법이 상이하였다. 분석 결과는 K-배추 모델을 사용하여 추정한 잠재적 바이오매스가 모든 경우에서 관측 값을 초과하는 것으로 나타났다. 한편, 모델 평가 과정에서 생체중 사용에 따른 한계 등으로, 수확 2주 전의 값을 기준으로 모델을 피팅했음에도 수확기 무렵 예측값과 관측값은 완전한 양의 상관관계를 보이지 않았다(R²=0.74, RMSE=866.4). 또한 생장적합지수는 농장별로 상이하였는데, 이러한 결과는 농가 간 토양특성 및 관리방식의 차이에 의한 것으로 추정된다. 따라서 농장별 토양 및 관리방식의 차이를 고려한 생산 예측기술 고도화를 위해서는 현재 K-배추 모델에서 임의의 생장적합지수를 사용하는 대신 동적 토양 양분 및 수분 모듈을 작물 모델에 통합하는 것이 필요하다.