• 제목/요약/키워드: Land Use Climate Change

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Principle of restoration ecology reflected in the process creating the National Institute of Ecology

  • Kim, A. Reum;Lim, Bong Soon;Seol, Jaewon;Lee, Chang Seok
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제45권3호
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    • pp.105-116
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    • 2021
  • Background: The creation of the National Institute of Ecology began as a national alternative project to preserve mudflats instead of constructing the industrial complexes by reclamation, and achieve regional development. On the other hand, at the national level, the research institute for ecology was needed to cope with the worsening conditions for maintaining biodiversity due to accelerated climate change such as global warming and increased demand for development. In order to meet these needs, the National Institute of Ecology has the following objectives: (1) carries out studies for ecosystem change due to climate change and biodiversity conservation, (2) performs ecological education to the public through exhibition of various ecosystem models, and (3) promotes regional development through the ecological industry. Furthermore, to achieve these objectives, the National Institute of Ecology thoroughly followed the basic principles of ecology, especially restoration ecology, in the process of its construction. We introduce the principles and cases of ecological restoration applied in the process. Results: We minimized the impact on the ecosystem in order to harmonize with the surrounding environment in all the processes of construction. We pursued passive restoration following the principle of ecological restoration as a process of assisting the recovery of an ecosystem degraded for all the space except in land where artificial facilities were introduced. Reference information was applied thoroughly in the process of active restoration to create biome around the world, Korean peninsula forests, and wetland ecosystems. In order to realize true restoration, we pursued the ecological restoration in a landscape level as the follows. We moved the local road 6 and high-voltage power lines to underground to ensure ecological connectivity within the National Institute of Ecology campus. To enhance ecological diversity, we introduced perch poles and islands as well as floating leaved, emerged, wetland, and riparian plants in wetlands and mantle communities around the forests of the Korean Peninsula in the terrestrial ecosystem. Furthermore, in order to make the public aware of the importance of the intact nature, the low-lying landscape elements, which have disappeared due to excessive land use in most areas of Korea, was created by imitating demilitarized zone (DMZ) landscape that has these landscape elements. Conclusions: The National Institute of Ecology was created in an eco-friendly way by thoroughly reflecting the principles of ecology to suit its status and thus the impact on the existing ecosystem was minimized. This concept was also designed to be reflected in the process of operation. The results have become real, and a result of analysis on carbon budget analysis is approaching the carbon neutrality.

충남 고성천 유역의 하천 수질 평가를 이용한 유역단위 질소와 인 수지 분석 (Assessing Effects of Farming Activities on the Water Quality in a Small Agricultural Watershed)

  • 김민경;노기안;박성진;최철만;고병구;윤순강;이종식
    • 한국환경농학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.32-37
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    • 2009
  • 본 연구는 산촌형 조건불리 지역의 농업 소수계에서 영농활동이 주변 수질환경에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 고성천 유역에서 토지이용형태별 토양의 화학적 특성을 비교한 결과, 논토양과 밭토양의 pH와 유기물의 함량은 비슷하였으나, 밭토양은 논토양에 비해 유효인산과 치환성 칼리와 칼슘의 함량이 월등히 높았다. 또한, 고성천의 수질 모니터링 결과, 하부로 내려갈수록 영양물질의 농도는 높았으며, 특히 전 조사지점에서 평상시에 비해 강우시에 $COD_{Mn}$과 T-P의 농도가 높았다. 유역내 논과 밭이 혼재되어 있는 지류에서 토지이용형태별 SS 및 T-N과 T-P의 농도 부하 특성을 평가한 결과, 논은 다른 토지이용형태에 비해 영양물질을 흡수하는 특성을 가지고 있어 영양물질의 지표배출 감소 효과 및 유입된 영양물질의 저류 능력을 지니고 있어 수질정화 효과가 있었다. 산촌형 조건불리 지역인 고성천 유역에서 영농기간 동안 질소와 인의 유입량-유출량은 -98.9와 -29.7 kg $ha^{-1}$로 유출되는 양이 많았는데, 이는 고성천 유역이 전형적인 농업지역으로 영농활동으로 인한 투입량이 적은 반면에 수확물로의 배출량이 많았기 때문으로 생각된다.

장기간 SPOT/VEGETATION 정규화 식생지수를 이용한 지면 변화 탐지 개선에 관한 연구 (The Study of Land Surface Change Detection Using Long-Term SPOT/VEGETATION)

  • 염종민;한경수;김인환
    • 한국지리정보학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.111-124
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    • 2010
  • 지표면의 환경변화를 관측하는 것은 토지사용과 기후변화, 기상연구, 농업, 지표면의 에너지 균형 및 환경시스템에 매우 중요한 연구로 이용되어지고 있다. 최근 위성영상을 이용한 변화탐지는 국지 단위 환경변화 탐지를 위해 그 필요성이 높아지고 있는 실정이며, 특히 잦은 개발과 변화로 주기적인 탐지가 필요한 도심지역의 변화탐지는 국토환경변화 및 지역계획 연구에 대한 효율적인 의사결정 지원이 가능하므로 그 활용성이 매우 높아지고 있다. 이러한 배경으로, 위성 영상을 이용한 원격탐사 자료를 활용한 분석은 비교적 짧은 시간에 광범위한 지역의 영상 정보를 취득할 수 있기 때문에 국토 환경변화 관리 분야에서의 적용 가능성이 높다. 본 연구에서는 인공위성 자료를 활용하여 변화탐지를 수행할 때 공간정보 추출의 정확성을 높이는 기술 개발을 위해 시계열자료의 통계적 분석을 통한 변화탐지기법 개발을 수행하였다. 전처리된 자료를 이용하여 정규화 식생지수를 산출하고 K-mean clustering 무감독 분류를 통해 처리된 데이터를 연구영역의 10년간 자료를 이용한 평균 정규화 식생지수 값과 표준편차 값을 계산하여 각각의 화소별 상대적인 변화량을 측정하여 변화 정도를 탐지하였다. 일반적으로 변화 탐지 수행 시, 태양광 채널을 이용할 경우 기하학적 특성에 의해 발생하는 방향성 효과를 보정하여야 한다. 본 연구에서는 대기 보정과 방향성 보정이 수행된 중 저해상도 정규화 식생지수를 이용하여 객관적인 변화 임계치 값을 결정하였다. 연구결과 반사도 값의 차이를 이용한 변화탐지보다 객관적이고 명확하게 변화지역을 탐지할 수 있었다.

전남 서남부 농촌지역에 분포하는 나비군집의 변화 양상에 관한 연구 (Pattern of Change of the Local Butterfly Community in a Rural Area of Southwestern Part of Korea)

  • 최세웅;안정섭
    • 환경생물
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    • 제33권1호
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    • pp.53-62
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    • 2015
  • 농촌 논과 밭 경작지 및 야산지역에 분포하는 나비군집 변화가 지난 10년 동안 어떻게 변화했는가를 알아보기 위하여 2001년부터 2002년에 이루어진 자료와 2014년 자료를 비교, 분석하였다. 나비 조사는 선 조사법을 통하여 동일한 지점에서 이루어졌다. 조사 결과 나비의 종 수와 개체수는 10년 전과 비교하였을 때 줄어드는 양상을 나타내었는데 2001년과 2002년에 비하여 2014년에는 종 수와 개체수 모두 감소하였다. 조사지역의 출현 종 수가 그들의 생태학적 특성인 서식지, 서식지 범위, 먹이식물, 먹이식물 범위, 세대수 및 겨울나기 유형 등에 변화가 있는 가를 조사한 결과 종 수는 차이가 나타나지 않았으나 개체수에서는 겨울나기 유형을 제외하고 차이가 있는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과는 지난 10년간 지역적으로 나비 군집에 많은 변화가 있었다는 것을 나타내고 있으며 주 원인은 조사지역의 서식지 변화가 주요 요인이었을 것으로 추측한다. 조사 지역에서 나비 군집의 변화를 일으키는 원인을 알기 위해서는 앞으로 지역적 수준에서 종 변화 및 이 변화의 원인을 알기 위해서는 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 생각한다.

북한 산림황폐지 복구를 위한 REDD 메커니즘 사전 검토 (A Preliminary Review of REDD Mechanism for Rehabilitating Forest Degradation of North Korea)

  • 배재수
    • 한국산림과학회지
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    • 제102권4호
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    • pp.491-498
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    • 2013
  • 북한 산림황폐화를 방지하기 위한 남북한 협력 수단으로 REDD 메커니즘의 적용 가능성을 사전 검토하였다. 북한은 기후변화협약이 국가 단위의 REDD+ 메커니즘의 이행 조건으로 요구한 REDD+ 국가 전략 수립과 산림모니터링 시스템 등을 구비하지 못하였다. 또한 북한은 REDD 메커니즘을 적용하기 위한 토대인 산림자원 통계의 신뢰성 역시 부족하였다. 인공위성 영상자료를 활용하여 추정한 산림면적 자료를 제외한 대부분의 산림자원 통계는 신뢰할만한 산림조사 결과를 바탕으로 하지 않고 단순한 가정을 기초로 추정된 것이다. 이러한 검토 결과는 북한이 산림황폐지 복구 수단으로 REDD 메커니즘을 당장 적용할 수 없다는 것을 보여준다. 이를 바탕으로 향후 REDD 메커니즘을 북한에 적용하기 위한 연구 주제와 남북한 산림부문의 협력 의제를 제안하였다. (1) 최소한 2000년 이후 북한지역의 토지이용변화 탐지, 탄소축적변화 추정 및 산림전용 산림황폐화의 원인 구명 연구가 필요하다. (2) 남북한의 REDD+ 협력은 북한의 'REDD+ 국가 전략 수립' 및 '국가산림조사 체계 구축' 부문에 초점을 맞추어야 한다.

경기도 대기질 개선 정책의 온실가스 동시 저감 및 그에 따른 공편익 효과 분석 (Greenhouse Gas Reduction by Air Quality Management Policy in Gyeonggi-do and Its Co-benefit Analysis)

  • 김동영;최민애
    • 한국대기환경학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.570-582
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    • 2017
  • In recent years, national and local government's air quality management and climate change adaptation policy has been significantly strengthened. The measures in the two policies may be in a relationship of trade-off or synergy to each other. Greenhouse gases and air pollutants are mostly emitted from the same sources of using considerable amounts of fossil fuels. Co-benefits, in which either measure has a positive effect on the other, may be maximized by reducing the social costs and by consolidating the objectives of the various policies. In this study, the co-benefits were examined by empirically analyzing the effects of air pollutants and greenhouse gas emission reduction, social cost, and cost effectiveness between the two policies. Of the total 80 projects, the next 12 projects generated co-benefits. They are 1) extend restriction area of solid fuel use, 2) expand subsidy of low-$NO_x$ burner, 3) supply hybrid-vehicles, 4) supply electric-vehicles, 5) supply hydrogen fuel cell vehicles, 6) engine retrofit, 7) scrappage of old car, 8) low emission zone, 9) transportation demand management, 10) supply land-based electric of ship, 11) switching anthracite to clean fuel in private sector, 12) expand regional combined-energy supply. The benefits of air pollutants and greenhouse gas-related measures were an annual average of KRW 2,705.4 billion. The social benefits of the transportation demand management were the highest at an annual average of KRW 890.7 billion, and followed by scrappage of old cars and expand regional combined-energy supply. When the social benefits and the annual investment budgets are compared, the cost effectiveness ratio is estimated to be about 3.8. Overall, the reduction of air pollutants caused by the air quality management policy of Gyeonggi-do resulted in an annual average of KRW 4,790.2 billion. In the point sources management sector, the added value of $CO_2$ reduction increased by 4.8% to KRW 1,062.8 billion, while the mobile sources management sector increased by 3.6% to KRW 3,414.1 billion. If social benefits from $CO_2$ reduction are added, the annual average will increase by 7.2% to KRW 5,135.4 billion. The urban and energy management sectors have shown that social benefits increase more than twice as much as the benefits of $CO_2$ reduction. This result implies that more intensive promotion of these measures are needed. This study has significance in that it presents the results of the empirical analysis of the co-benefits generated between the similar policies in the air quality management and the climate change policy which are currently being promoted in Gyeonggi-do. This study suggested that the method of analyzing the policy effect among the main policies in the climate atmospheric policy is established and the effectiveness and priority of the major policies can be evaluated through the policy correlation analysis based on the co-benefits. It is expected that it could be a basis for evaluation the efficiency of the climate change adaptation and air quality management policies implemented by the national and local governments in the future.

Long-term and multidisciplinary research networks on biodiversity and terrestrial ecosystems: findings and insights from Takayama super-site, central Japan

  • Hiroyuki Muraoka;Taku M. Saitoh;Shohei Murayama
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제47권4호
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    • pp.228-240
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    • 2023
  • Growing complexity in ecosystem structure and functions, under impacts of climate and land-use changes, requires interdisciplinary understandings of processes and the whole-system, and accurate estimates of the changing functions. In the last three decades, observation networks for biodiversity, ecosystems, and ecosystem functions under climate change, have been developed by interested scientists, research institutions and universities. In this paper we will review (1) the development and on-going activities of those observation networks, (2) some outcomes from forest carbon cycle studies at our super-site "Takayama site" in Japan, and (3) a few ideas how we connect in-situ and satellite observations as well as fill observation gaps in the Asia-Oceania region. There have been many intensive research and networking efforts to promote investigations for ecosystem change and functions (e.g., Long-Term Ecological Research Network), measurements of greenhouse gas, heat, and water fluxes (flux network), and biodiversity from genetic to ecosystem level (Biodiversity Observation Network). Combining those in-situ field research data with modeling analysis and satellite remote sensing allows the research communities to up-scale spatially from local to global, and temporally from the past to future. These observation networks oftern use different methodologies and target different scientific disciplines. However growing needs for comprehensive observations to understand the response of biodiversity and ecosystem functions to climate and societal changes at local, national, regional, and global scales are providing opportunities and expectations to network these networks. Among the challenges to produce and share integrated knowledge on climate, ecosystem functions and biodiversity, filling scale-gaps in space and time among the phenomena is crucial. To showcase such efforts, interdisciplinary research at 'Takayama super-site' was reviewed by focusing on studies on forest carbon cycle and phenology. A key approach to respond to multidisciplinary questions is to integrate in-situ field research, ecosystem modeling, and satellite remote sensing by developing cross-scale methodologies at long-term observation field sites called "super-sites". The research approach at 'Takayama site' in Japan showcases this response to the needs of multidisciplinary questions and further development of terrestrial ecosystem research to address environmental change issues from local to national, regional and global scales.

질소비료의 심층시비에 의한 논과 밭 토양의 암모니아 배출 억제 효과 (Reducing the Effect of Ammonia Emissions from Paddy and Upland Soil with Deep Placement of Nitrogen Fertilizers)

  • 홍성창;김민욱;김진호
    • 한국환경농학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.230-235
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    • 2022
  • BACKGROUND: Ammonia gas emitted from nitrogen fertilizers applied in agricultural land is an environmental pollutant that catalyzes the formation of fine particulate matter (PM2.5). A significant portion (12-18%) of nitrogen fertilizer input for crop cultivation is emitted to the atmosphere as ammonia gas, a loss form of nitrogen fertilizer in agricultural land. The widely practiced method for fertilizer use in agricultural fields involves spraying the fertilizers on the surface of farmlands and mixing those with the soils through such means as rotary work. To test the potential reduction of ammonia emission by nitrogen fertilizers from the soil surface, we have added N, P, and K at 2 g each to the glass greenhouse soil, and the ammonia emission was analyzed. METHODS AND RESULTS: The treatment consisted of non-fertilization, surface spray (conventional fertilization), and soil depth spray at 10, 15, 20, 25, and 30 cm. Ammonia was collected using a self-manufactured vertical wind tunnel chamber, and it was quantified by the indophenol-blue method. As a result of analyzing ammonia emission after fertilizer treatments by soil depth, ammonia was emitted by the surface spray treatment immediately after spraying the fertilizer in the paddy soil, with no ammonia emission occurring at a soil depth of 10 cm to 30 cm. In the upland soil, ammonia was emitted by the surface spray treatment after 2 days of treatment, and there was no ammonia emission at a soil depth of 15 cm to 30 cm. Lettuce and Chinese cabbage treated with fertilizer at depths of 20 cm and 30 cm showed increases of fresh weight and nutrient and potassium contents. CONCLUSION(S): In conclusion, rather than the current fertilization method of spraying and mixing the fertilizers on the soil surface, deep placement of the nitrogen fertilizer in the soil at 10 cm or more in paddy fields and 15 cm or more in upland fields was considered as a better fertilization method to reduce ammonia emission.

침입교란종 개념 정립 및 영향요인 고찰 (Definition of Invasive Disturbance Species and its Influence Factor: Review)

  • 김은영;송원경;윤은주;정혜진
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.155-170
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    • 2016
  • This study established the definition of invasive disturbance species for a sustainable management and biodiversity, and derived the influence factors caused by the species. To define the species, the paper reviewed similar words such as alien species and invasive species, using standard definitions. Also reviewed the results of recent research on the factors of the species. The paper defined the invasive disturbance species as an species whose establishment and spread threaten ecosystems, habitats or species with economic or environmental harm including native and non-native. Through the reviews, The factors were classified as geographic (altitude, slope, and soil, etc.), climate (temperature, precipitation, climate change, etc.) and, anthropogenic (land use, population, road, and human activity, etc.), and species & vegetation structure (species property, local-species richness, and canopy, etc.). Especially, human activity such as urbanization and highways may be associated with both higher disturbance and higher propagule pressure. In the further study, it is required development of mitigation strategies and vegetation structure model against invasive disturbance species in urban forest based on this study.

기후변화를 고려한 남강댐 유역의 홍수량 재산정 (Revisiting design flood estimation of Nam River Dam basin considering climate change)

  • 이현승;이태삼;박태웅;손찬영
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권8호
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    • pp.719-729
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    • 2016
  • 최근에 기후변화로 인해 극치호우사상들이 증가하고 있으며 이는 토지이용의 증가와 더불어 심각한 홍수를 야기 시키고 있다. 이에 따라 생명과 재산의 안전을 담보하기 위해 건설되는 댐 및 제방 등의 수리구조물에 대한 적절한 설계홍수량의 산정이 매우 중요한 부분으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 기상수문에 미치는 기후변화의 영향을 고려해서 남강댐 유역의 홍수량을 재산정하였다. 이를 위해서 시간강우로 상세화 시킨 RCP 4.5와 RCP 8.5의 기후변화 시나리오를 사용하였다. 현재 설계 빈도 값인 200년 빈도와 최대홍수량(PMF)인 10,000년 빈도의 홍수량에 초점을 맞춰 재산정하였다. 기후변화를 반영한 시나리오 값이 현재만을 고려한 값보다 현저히 큰 값을 보여주고 있음을 알 수 있었으며, 특히 RCP 8.5값에서 가장 큰 값을 보여주고 있다. 본 연구결과는 남강댐지역의 안정성이 기후변화에 취약하다는 것을 보여 주었으며 향후 하류지역인 사천만의 피해를 감소시키는 방안을 함께 고려하여 대책이 마련되어져야 할 것으로 판단된다.