• 제목/요약/키워드: Leaf Area Index (LAI)

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그늘시렁 Wisteria floribunda의 엽면적지수가 온열환경에 미치는 영향 (The Effects of Pergola Wisteria floribunda's LAI on Thermal Environment)

  • 류남형;이춘석
    • 한국조경학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.115-125
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    • 2017
  • 본 연구는 등(Wisteria floribunda(Willd.) DC.)으로 피복된 그늘시렁($L\;7,200{\times}W\;4,200{\times}H\;2,700mn$)의 엽면적지수(LAI)의 변동에 따른 온열환경을 규명하고자 한 것이다. 이를 위해 진주시내 광장($N35^{\circ}10^{\prime}59.8^{{\prime}{\prime}}$, $E128^{\circ}05^{\prime}32.0^{{\prime}{\prime}}$, 표고: 38m)의 등으로 피복된 그늘시렁 하부와 햇빛에 노출된 포장지를 대상으로 맑은 날 미기상을 측정하였다. 범용온열기후지수(UTCI)를 산정하기 위해 봄철과 여름철의 미기상환경으로서 지상 60cm 높이에서 기온, 풍속, 상대습도 그리고 6방향의 장파 및 단파복사를 2017년 4월 9일부터 8월 27일까지 측정하였다. 또한, LAI는 LAI-2200C 수관분석기로 측정하였다. 18일간 오전 10시부터 오후 4시까지의 앉은 자세의 인체가 흡수한 매 1분 간격 인체-생기상학적 자료를 분석한 결과는 다음과 같다. 측정기간 동안 햇빛노출지에 비해 그늘시렁 하부의 일평균 기온은 $0.7{\sim}2.3^{\circ}C$ 낮았으며, 일평균 풍속과 일평균 상대습도는 각각 0.17~0.38m/s와 0.4~3.1% 높았다. LAI와 쥴리안 데이 사이의 회귀식은 $y=-0.0004x^2+0.1719x-11.765(R^2=0.9897)$였다. 그늘시렁 하부의 일평균 평균복사온도($T_{mrt}$) 값은 햇빛 노출지에 비해 각각 $11.9{\sim}25.5^{\circ}C$로 낮았으며, 최대 평균복사온도 감소(${\Delta}T_{mrt}$)는 $24.1{\sim}30.2^{\circ}C$였다. LAI의 변동에 따른 햇빛 노출지 대비 일평균 $T_{mrt}$ 감소율(%) 사이의 회귀식은 $y=0.0678{\ln}(x)+0.3036(R^2=0.9454)$였다. 그늘시렁 하부의 일평균 UTCI 값은 햇빛 노출지에 비해 각각 $4.1{\sim}8.3^{\circ}C$로 낮았으며, 최대 범용온열기후지수 감소 값(${\Delta}UTCI$)는 $7.8{\sim}10.2^{\circ}C$였다. LAI의 변동에 따른 햇빛 노출지 대비 일평균 UTCI 감소율(%) 사이의 회귀식은 $y=0.0322{\ln}(x)+0.1538(R^2=0.8946)$였다. 종합적으로 보면 여름철에 덩굴식물로 피복된 그늘시렁에 의한 녹음은 차양에 의한 $T_{mrt}$의 감소를 통해 낮 동안 UTCI를 감소시킴으로써 열스트레스를 매우 강한(UTCI>$38^{\circ}C$) 또는 강한(UTCI >$32^{\circ}C$) 단계에서 강한(UTCI >$32^{\circ}C$) 또는 보통(UTCI >$26^{\circ}C$) 단계로 낮추어 준다. 따라서 여름철 열스트레스를 완화하고 쾌적한 인체 온열쾌적성을 제공하기 위해서는 덩굴식물로 피복된 그늘시렁의 도입은 필수적이다. 하지만 폭염 시에는 덩굴식물로 피복된 그늘시렁 하부의 온열환경도 이용자들에게 매우 강한 열 스트레스(UTCI >$38^{\circ}C$)를 주므로 노약자의 옥외활동은 자제시킬 필요가 있다고 판단된다.

Noah Multi Physics 모델과 CERES-Rice 모델의 작물 생육 및 증발산 모의 비교 (Comparison of Crop Growth and Evapotranspiration Simulations between Noah Multi Physics Model and CERES-Rice Model)

  • 김광수;강민석;정하늘;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.282-290
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    • 2013
  • 대기와 지표면을 구성하고 있는 토양 및 식생은 생물리학적/생지화학적인 과정을 통해 서로 상호작용을 한다. 이러한 과정을 모의하기 위해 지표모델과 작물 생육모델이 사용되고 있다. 지표모델인 Noah MP 모델과 작물생육모델인 CERES-Rice 모델을 비교하기 위해 해남 플럭스 관측소 인근 지역에서 작물의 생육과 증발산량을 모의하였다. 플럭스 관측자료가 수집된 2003년부터 2012년까지 해남 플럭스 관측소의 주요 식생인 벼를 대상으로 생육과 증발산량을 모의되었다. Noah MP 모델은 단순한 식생 모의 과정으로 인해 개화기를 전후로 하는 벼의 LAI 변화양상을 정확하게 반영하지 못하였다. 벼의 생체중 예측에 있어서도 실제 관측될 수 있는 생체중보다 대략 10분의 1 수준에 해당하는 생체중이 모의되었다. 증발산량 모의의 경우에도, CERES-Rice 모델의 모의값보다 약 21%에 해당하는 증발산량을 모의하였다. 반면, CERES-Rice 모델의 경우 LAI의 변화와 생체중 모의 값은 실제의 벼 생육 양상과 유사할 것으로 추정되었다. 또한, 증발산량의 경우에도 해남 플럭스 관측소에서 측정된 값과 비교하였을 때 Noah-MP모델의 모의값이 CERES-Rice 모델의 모의값에 비해 RMSE 값이 1.8배 높았다. Noah MP 모델이 보이는 높은 오차값들은 Noah MP모델이 논의 지표상태를 적절히 반영하지 못하였기 때문으로 사료되었고, 특히 과소추정된 생체중을 보정하여 증발산량을 예측할 경우 오차를 30%까지 줄일 수 있을 것으로 보인다. 따라서, Noah MP 모델에 논에서의 지표 특성을 반영할 수 있다면 보다 정확한 물질순환과 에너지 교환을 예측할 수 있을 것으로 사료된다.

지상관측 레이다 산란계를 이용한 벼 군락의 후방산란계수 측정 (Measurement of Backscattering Coefficients of Rice Canopy Using a Ground Polarimetric Scatterometer System)

  • 홍진영;김이현;오이석;홍석영
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.145-152
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    • 2007
  • 본 논문은 지표면 현상의 관측에 날씨의 영향을 거의 받지 않는 마이크로파 L-밴드(1.95 GHz)와 C-밴드(5.3 GHz) scatterometer 시스템을 이용하여 농업과학기술원 내의 논에서 자라는 추청벼를 대상으로 2006년 5월 29일부터 10월 9일까지 생육에 따른 군락의 후방산란계수를 관측한 데이터와 작물의 생육과의 관계를 살펴보고 또한, 측정 시스템의 개요, 측정 시스템의 보정 방법들을 기술하고자 한다. Scatterometer 시스템의 송수신기로 HP 8753D 벡터 네트워크 분석기를 사용하며, 타워 위에 안테나를 설치하여 3.4 m의 높이에서 측정하도록 하였다. L-밴드와 C-밴드 scatterometer는 VV-, VH-, HV-, HH-편파를 측정하여 fully polarimetric한 데이터를 얻도록 설계된 레이더시스템으로 입사각을 $30^{\circ}{\sim}60^{\circ}$에서 $10^{\circ}$간격으로 각각 30개의 독립적인 샘플을 측정하여 통계적으로 후방산란계수를 얻었다. 타워에서 발생하는 전파 잡음과 안테나 패턴의 부엽에 의한 지면에서의 수직반사(coherent 성분) 전파를 제거하기 위해 네트워크 분석기의 time gating 기능을 사용하며, 55 cm 크기의 trihedral 전파반사기를 보정용 반사기로 사용하고, STCT(single target calibration technique) 방법을 이용하여 시스템을 보정하였다. 측정 결과를 분석하여 주파수, 입사각도, 편파의 변화에 대한 벼의 후방산란 특성과 벼의 생육상태와의 관계를 살펴보았다. L-밴드와 C-밴드 모두 벼의 생육과 밀접한 결과를 나타내었으나, 입사각이 작을 때는 C-밴드와의 상관이 높게 나타났고 입사각이 커질수록 L-밴드와의 상관이 높게 나타났다. 편파는 L-밴드와 C-밴드 모두 hh 편파가, 입사각은 50도에서 가장 생육의 변이를 잘 설명하는 것으로 나타났다. 생육 데이터 모두를 이용한 경우보다는 유수형성기 또는 출수기 등 벼 생육의 질적인 변화를 보이는 시기에 따라 나누어 분석하는 것이 변화추이를 더 잘 설명하는 것으로 나타났다.

무인비행체 영상 기반 연차 간 벼 생육 및 흰잎마름병 병해 추정 (Yearly Estimation of Rice Growth and Bacterial Leaf Blight Inoculation Effect Using UAV Imagery)

  • 이경도;김상민;안호용;박찬원;홍석영;소규호;나상일
    • 한국농공학회논문집
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    • 제62권4호
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    • pp.75-86
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    • 2020
  • The purpose of this study is to develop a technology for estimating rice growth and damage effect according to bacterial leaf blight using UAV multi-spectral imagery. For this purpose, we analyzed the change of aerial images, rice growth factors (plant height, dry weight, LAI) and disease effects according to disease occurrence by using UAV images for 3 rice varieties (Milyang23, Sindongjin-byeo, Saenuri-byeo) from 2017 to 2018. The correlation between vegetation index and rice growth factor during vegetative growth period showed a high value of 0.9 or higher each year. As a result of applying the growth estimation model built in 2017 to 2018, the plant height of Milyang23 showed good error withing 10%. However, it is considered that studies to improve the accuracy of other items are needed. Fixed wing unmanned aerial photographs were also possible to estimate the damage area after 2 to 4 weeks from inoculation. Although sensing data in the multi-spectral (Blue, Green, Red, NIR) band have limitations in early diagnosis of rice disease, for rice varieties such as Milyang23 and Sindongjin-byeo, it was possible to construct the equation of infected leaf area ratio and rice yield estimation using UAV imagery in early and mid-September with high correlation coefficient of 0.8 to 0.9. The results of this study are expected to be useful for farming and policy support related to estimating rice growth, rice plant disease and yield change based on UAV images.

수도(水稻)의 군락(群落) 및 양분(養分) 흡수(吸收)가 수량(收量)에 미치는 영향 (Effect of Canopy Structure on Paddy Yield in Relation to Nutrient Uptake)

  • 권항광;김영섭;박준규
    • 한국토양비료학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.33-39
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    • 1972
  • 벼의 생산능력을 높이기 위하여 진흥의 곡실 생산량을 기준하여 저위 (500kg/10a 이상), 중위 (600kg/10a 이상), 고위 (700kg/10a 이상)로 구분하고 이들벼의 군락조성 및 영양상태를 조사한 결과 1. 고위수량인 경우에는 출수후 엽면적이 크고 완만하게 줄어드는데 비해 저위수량인 경우는 엽면적이 급격히 감소하였다. 2. 고위수량인 경우는 저위수량인 경우에 비해 생육초기에는 투광율이 높고 생육후기에는 낮았으며 투광율대 엽면적비도 고위수량인 경우에서 높다. 3. 순동화량(N.A.R.)은 엽면적이 증가함에 따라 감소하였으며 저위수량인 경우에 비해 고위수량인 경우가 높았다. 4. 질소흡수량은 고위수량인 경우가 저위수량인 경우에 비해 절대 흡수량이 높고 흡수속도도 전생육기간을 통해 완만하며 저위수랑인 경우는 초기 질소흡수가 많고 출수기에 질수흡수를 종결하는데 비해 고위수량인 경우는 초기 흡수가 적고 출수후에도 상당량의 질소를 흡수하였다. 5. 출수기 전분축적량이 수확기 총생산량에 대하여 저위수량인 경우 40%인 반면 고위수량인 경우에는 약 10%로서 고위수량은 출수후 전분생산량에 의존도가 크다. 6. 수량구성요수중 이차생산능력인 곡실생산능력을 가장지배하는 인자는 등숙비율이였다.

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Gap characteristics and natural regeneration in Mt. Makiling rainforest, the Philippines

  • Kim, Hyun-Ji;Kim, Tae-Geun;Kim, Eun-Hee;Castillo, Manuel L.;Cho, Do-Soon
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제34권2호
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    • pp.157-165
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    • 2011
  • This study was conducted to determine the characteristics of gaps and natural regeneration of trees on Mt. Makiling, the Philippines. Canopy gaps in or around two 1-ha permanent plots and on 3-km line transects were investigated. Most of the gaps studied were formed or affected by Typhoon Milenyo, which hit the study site in September 2006. The most frequent mode of gap maker death was snap-off, whereas uprooting was relatively less important. The most frequent gap maker was balobo (Diplodiscus paniculatus) followed by magabuyo (Celtis luzonica) and katmon (Dillenia philippinensis). In contrast, the most frequent gap filler was magabuyo (C. luzonica). At the sapling layer, the most important species was magabuyo (C. luzonica), but there was a high proportion of lianas and palms. Most of the gaps had leaf area index (LAI) values between 3 and 5. A clear trend of a decrease in gap size and an increase in LAI was observed for 2 years from 2007 to 2009. New seedlings emerged very abundantly during the same time period. The rapid changes in the gaps were partially due to the excellent capability of tropical trees to resprout after the crown or stem was damaged by the typhoon. This study on gap dynamics may contribute to a better understanding of the natural regeneration process of trees in tropical rainforests.

충북 월악산 지역 48년생 소나무림의 바이오매스와 에너지량 (Biomass and Energy Content of Pinus densiflora Stand in Mt. Wolak, Chungbuk Province)

  • 이돈구;김영수;권기철
    • 임산에너지
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    • 제25권1호
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    • pp.24-30
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    • 2006
  • 충북 월악산 동사면(해발 300m)에서 48년생 소나무 천연림의 바이오매스와 연간 순생산량을 추정한 결과, 소나무림의 바이오매스는 줄기부 87.3 ton/ha, 가지부 41.43 ton/ha, 잎 9.41 ton/ha로서 지상부 전체가 138.14 ton/ha로 추정되었으며, 연간 순생산량은 줄기부 5.3 ton/ha/yr, 가지부 2.93 ton/ha/yr, 잎 2.62 ton/ha/yr로서 지상부 전체 10.85 ton/ha/yr로 추정되었다. 또한 소나무림 지상부의 에너지량은 2,981 GJ/ha, 연간 에너지 고정량은 239 GJ/ha/yr로 나타났다. 한편, 월악산 지역 소나무림의 엽면적지수는 6.58로 나타났다.

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사과 생육기의 기온이 사과원의 NEE에 미치는 영향 (The Impact of Air Temperature During the Growing Season on NEE of the Apple Orchard)

  • 김건엽;이슬비;이종식;최은정;유종희
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권6호
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    • pp.1211-1215
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    • 2012
  • Terrestrial ecosystem are a strong sink of carbon. Forest ecosystem, one of them, has been expected to play an important role in climate changing process by absorbing atmospheric carbon dioxide. On the other hand, agricultural ecosystem that consists mainly of annual crops is regarded as poor contributor to carbon accumulation, because its production (carbon hydrate) is decomposed into carbon at a short period, which is emitted to the atmosphere. However, it is thought that fruit tree plays a great role in decreasing atmospheric carbon dioxide concentration, same as forest. Net ecosystem exchange of $CO_2$ (NEE) was measured to estimate carbon fixation capacity using an eddy covariance (EC) system method in 2 years from 2005 to 2006 at an apple orchard in Uiseong, Gyeongbuk. Average air temperature values were higher in 2006 than in 2005 during the dormant season, and lower by about $5^{\circ}C$ over the growing season causing visible cold injuries. Accordingly, we investigated long-term exchange of carbon to determine how much difference of carbon fixation capacity was shown between 2006 and 2005 in terms of environmental and plant variables such as NEE, leaf area index (LAI), and Albedo. NEE was $4.8Mg\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$ in 2005 and $4.7Mg\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$ in 2006, respectively. Low temperature after July in 2006 decreased LAI values faster than those in 2005. Meanwhile, Albedo values were higher after July in 2006 than in 2005. These results show that the low temperature after July in 2006 apparently affected apple growth.

월악산 24년생 잣나무 인공림의 바이오매스와 에너지량 (Biomass and Energy Content of Pinus koraiensis Stand Planted in Mt. Wolak)

  • 권기철;이돈구
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제34권4호
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    • pp.66-75
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    • 2006
  • 충북 월악산 북동 사면 지역(해발 380 m)에서 24년생 잣나무 인공림의 바이오매스와 에너지량을 조사한 결과, 잣나무림의 바이오매스는 줄기부 26.6 ton/ha, 수피부 4.3 ton/ha, 1년생 가지 0.2 ton/ha, 가지부 8.6 ton/ha, 고사지 1.5 ton/ha, 당년생 잎 1.3 ton/ha, 전년생 잎 6.1 ton/ha로서 고사지를 제외한 지상부 전체는 47.0 ton/ha으로 나타났다. 또한 연간 순생산량은 줄기부 3.0 ton/ha/yr, 수피부 0.4 ton/ha/yr, 1년생 가지 0.2 ton/ha/yr, 가지부 1.1 ton/ha/yr, 당년생 잎 1.3 ton/ha/yr이며, 지상부 합계는 6.0 ton/ha/yr로 추정되었다. 이것을 열 에너지량으로 환산하면 지상부 전체의 에너지량은 1,028 GJ/ha, 연간 에너지 고정량(지상부)은 133 GJ/ha/yr로 나타났다. 한편, 잣나무림의 엽면적 지수는 20.2로 나타났다.

준 분포형 수문모형에서의 원격탐사자료의 적용 및 평가 (Application and Evaluation of Remotely Sensed Data in Semi-Distributed Hydrological Model)

  • 김병식;김경탁;박정술;김형수
    • 한국지리정보학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.144-159
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    • 2006
  • 수문모형은 많은 물리적, 식생적, 기후적, 인위적 요소들의 결과로 기인하는 수문학적 특성을 나타내는 유역의 복잡한 시스템을 현실적으로 표현하는 도구로써 인식되어 왔다. 공간적으로 분포된 수문모형들은 1960년대 처음으로 개발되었으며, 수문학과 수자원관리 분야에서 원격탐사데이터와 지리정보시스템의 역할은 급속도록 증가하였다. 비록 원격탐사자료가 수문학분야에 실제 적용된 경우는 매우 적지만, 그 효용성은 크다고 할 수 있다. 수문 모델링과 모니터링분야에서 원격탐사자료를 이용함에 있어 가장 큰 장점 중의 하나는 시공간적인 정보를 지속적으로 생산할 수 있게 되었다는 점이다. 이와 같은 능력은 성공적인 모형의 분석과 예측, 검증을 위한 작업에 필수적이다. 본 연구는 준 분포형 수문학적 모형인 SLURP 모형을 경안천 유역을 대상으로 적용하였으며, MODIS 위성영상을 이용하여 제작한 엽면적지수(LAI), 정규식생지수(NDVI)를 수문모형의 입력자료로 활용하여 경안 수위표 지점에서 일 유출량 모의를 실시하였다. 또한, 각각의 원격탐사자료가 모의된 증발산량의 민감도에 어떤 영향을 미치는 가를 분석하였다.

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