• Advances in environmental research
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• 제9권1호
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• pp.1-17
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• 2020

Pharmaceutically active compounds (PhACs) have become an environmental havoc in last few decades with reported cases of antibiotic resistant bacteria (ARB) and antibiotic resistant genes (ARGs), lethal effects over aquatic organisms, interference in natural decomposition of organic matter, reduced diversity of microbial communities in different environmental compartments, inhibition of growth of microbes resulting in reduced rate of nutrient cycling, hormonal imbalance in exposed organisms etc. Owing to their potential towards bioaccumulation and persistent nature, these compounds have longer residence time and activity in environment. The conventional technologies of wastewater treatment have got poor efficiency towards removal/degradation of PhACs and therefore, modern techniques with efficient, cost-effective and environment-friendly operation need to be explored. Advanced oxidation processes (AOPs) like Photocatalysis, Fenton oxidation, Ozonation etc. are some of the promising, viable and sustainable options for degradation of PhACs. Although energy/chemical or both are essentially required for AOPs, these methods target complete degradation/mineralization of persistent pollutants resulting in no residual toxicity. Considering the high efficiency towards degradation, non-toxic nature, universal viability and acceptability, AOPs have become a promising option for effective treatment of chemicals with persistent nature.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권1호
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• pp.14-21
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• 2019

Background: Stoichiometry plays an important role in understanding nutrient composition and cycling processes in aquatic ecosystems. Previous studies have considered C:N:P ratios constant for both DOM (dissolved organic matter) and POM (particulate organic matter). In this study, water samples were collected in the six major rivers in Korea and were incubated for 20 days. C:N:P ratios were determined during the time course of the incubations. This allowed us to examine the changes in N and P contents of organic matter during decomposition. Results: POM and DOM showed significant differences in N and P content and the elemental ratios changed during the course of decomposition; DOM showed higher C:N and C:P ratios than POM, and the C:N and C:P ratios increased during decomposition, indicating the preferential mineralization of P over N and N over C. Conclusions: The N and P contents of organic matter in aquatic ecosystem are far from constant and vary significantly during decomposition. More detailed information on the changes in C:N:P ratios will provide improved understanding of decomposition processes and improved modeling of aquatic ecosystems.

• 한국산림과학회지
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• 제108권2호
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• pp.139-146
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• 2019

This study was conducted to determine the carbon (C) and nitrogen (N) distribution within tree components (i.e., stem, branches, leaves, and roots) of the Japanese larch (Larix kaempferi Carriere) plantation and natural oriental cork oak (Quercus variabilis Blume) stands. Fifteen Japanese larch and 15 oriental cork oak trees were destructively sampled to compare the C and N stocks in the components of the trees from three different regions-Hadong-gun, Hamyang-gun and Sancheong-gun-in Gyeongnam Province, South Korea. Species-specific allometric equations were developed to estimate the C and N contents in the tree components based on the diameter at breast height (DBH). There were differences in mean C and N concentrations between the Japanese larch and the oriental cork oak. The mean C concentrations of the tree componentswere significantly higher in Japanese larch than in oriental cork oak; whereas, the N concentration in the stems was significantly lower in Japanese larch than in oriental cork oak. The allometric equations developed for C and N content were significant (p < 0.05) with a coefficient of determination ($R^2$) of 0.76 to 0.99. The C and N stocks in the tree components do not appear to be affected by the species such as Japanese larch plantations and oriental cork oak stands. This study emphasizes the importance of C and N concentrations to estimate the C and N distribution according to tree components in different tree species.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제35권2호
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• pp.121-139
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• 2019

Decomposition of litter is a function of various interrelated variables, both biotic and abiotic factors. Litter decomposition acts like a natural fertilizer play a prime role in maintaining the productivity and nutrient cycling in agroforestry systems. There are few studies of decomposition carried out in agroforestry systems with coffee; so it is necessary to perform more research work to fill the research gap, which will allow a better understanding of the management of the coffee agroforestry systems. This paper is based on the theoretical and conceptual aspects of leaf litter decomposition in agroforestry systems, emphasizing the combination with coffee cultivation and critically examined the role of the different factors involved in the decomposition. This study made a comparison of different investigations with regards to weight loss, decomposition rates (k), initial chemical composition, and release of the main nutrients. This study suggested that it is necessary to implement studies of decomposition and mineralization, and the microflora and fauna associated with these processes, so that serves as an important tool to develop a model for enabling a description of the short, medium, and long-term dynamics of soil nutrients in coffee agroforestry systems.

• ALGAE
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• 제37권4호
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• pp.265-279
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• 2022

The primary production (PP) by phytoplankton in marine ecosystems is essential for carbon cycling and fueling food webs. Hence, estimating the PP in the territorial sea of each country is a necessary step to achieving carbon neutrality. To estimate the PP in the territorial sea of the Republic of Korea from 2005 to 2021, we analyzed various physiochemical parameters, such as sea surface temperature (SST), Secchi depth, and concentrations of chlorophyll-a and nutrients in the seas of five regions, including the East Sea, West Sea, western South Sea, eastern South Sea, and the waters off Jeju Island. During the 17-year study period, the SST tended to increase, while the nutrient concentrations declined, except in the Jeju area. Overall, the PP did not show a specific temporal trend, but daily PP in the western South Sea was the highest among the five regions. Moreover, the maximum PP in the Korean territorial waters (76,450 km²) was estimated at 11,227 Gg C y^-1, which accounts for 0.03% of the global PP. The results may give insights into a better understanding of the PP, further resource utilization, and environmental sustainability in the studied region.

• Mycobiology
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• 제51권5호
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• pp.343-353
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• 2023

Lichens play crucial roles in the ecosystems, contributing to soil formation and nutrient cycling, and being used in biomonitoring efforts to assess the sustainability of ecosystems including air quality. Previous studies on heavy metal accumulation in lichens have mostly relied on manipulated environments, such as transplanted lichens, leaving us with a dearth of research on how lichens physiologically respond to heavy metal exposure in their natural habitats. To fill this knowledge gap, we investigated lichens from two of South Korea's geographically distant regions, Gangwon Province and Jeju Island, and examined whether difference in ambient heavy metal concentrations could be detected through physiological variables, including chlorophyll damage, lipid oxidation, and protein content. The physiological variables of lichens in response to heavy metals differed according to the collection area: Arsenic exerted a significant impact on chlorophyll degradation and protein content. The degree of fatty acid oxidation in lichens was associated with increased Cu concentrations. Our research highlights the value of lichens as a bioindicator, as we found that even small variations in ambient heavy metal concentrations can be detected in natural lichens. Furthermore, our study sheds light on which physiology variables that can be used as indicators of specific heavy metals, underscoring the potential of lichens for future ecology studies.

• 농업과학연구
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• 제42권4호
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• pp.431-437
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• 2015

자원순환 및 친환경 농업을 실천하는 농가가 증가함에 따라 유기물을 활용한 농경지 양분관리에 대한 필요성이 대두되고 있다. 질소 공급원으로 유기물을 시용했을 때 질소 공급효과에 대한 연구들을 정리한 결과는 다음과 같다. 농경지에 유기물을 시용했을 때 질소의 공급은 질소 순환에서 무기화 과정을 통해 이루어지기 때문에 작물의 단기적인 질소 이용률은 무기질 비료에 비해 낮다. 유기물의 질소 공급량은 유기물의 C/N율이 낮을수록 무기화율이 높아지므로 C/N율을 고려한 유기물 시용이 중요하다. 가축분 퇴비의 경우 축종별 분뇨 질소함량과 퇴비와 혼합된 부산물 종류에 따라 질소 무기화율이 달라질 수 있으며, 녹비는 작물 종류와 환원시기, 토양 양분조건 등에 따라 C/N율이 달라진다. 또한 적정량의 질소를 추천하기 위해서는 토양 중 유기태 질소로부터 가용화 될 수 있는 질소의 양을 측정하여야 한다. 지금까지 보고된 퇴비, 녹비에 대한 질소공급과 작물 생산성에 대한 연구결과는 재배 여건과 작물 종류 등에 따라 다르게 나타나 질소 공급을 위한 유기물 추천 모델을 구성하기 위한 기초자료로 활용하기에는 어려움이 있다. 유기물 추천 모델을 구성하기 위해서는 우선적으로 유기물질 종류별 질소 공급량에 대한 기초 데이터가 구축되어야 하며, 토양의 질소공급량을 평가할 수 있는 분석 방법의 구축이 필요하다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권2호
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• pp.119-125
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• 2002

생태계의 필수원소이고 대기오염의 주물질인 질소와 황의 유입량, 유출량과 연물질 수지를 밝히기 위하여 집수역의 특성이 알려지고, 수문학 연구시설이 구비된 산림청 임업연구원중부시험장내 관릉 시험림의 침엽수림과 활엽수림 소유역 생태계에서 강수량과 유출수량을 측정하고, 이 속에 있는 두 물질의 함량을 분석하고 이를 수문학적 자료와 통합하였다. 광릉의 연평균 강수량은 12,916 ton·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었고, 연평균 유출량은 각각 5,094(39%)와 7,467 ton·ha/sup -1/·yr/sup -1/(59%)로서 침엽수림이 활엽수림보다 더 낮았다. 강수에 의한 N(NO₃/sup -/+NH₄/sup +/)와 SO/sup 2-/₄의 연평균 유입량은 각각 12.50과 81.72kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었다. 유출수를 통하여 생태계로부터 유출되는 N(NO₃/sup -/+NH₄/sup +/)와 SO/sup 2+/₄의 유출량은 침엽수림소유역에서 각각 0.06과 39.23 kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/이었고, 활엽수림소유역에서 각각 0.15, 55.46kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/로서 질소와 황은 생산성이 높은 천이초기 단계에 있는 침엽수림이 극상단계에 있는 활엽수림 소유역보다 적었는데 이는 물질생산에 의하여 이들 물질이 생물체의 조직에 축적되었음을 시사하였다. 이 결과로부터 계산한 N(NO₃/sup -/+NH₄/sup +/)와 SO/sup 2-/₄의 연수지는 침엽수림소유역에서 각각 +12.46, +42.49kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/, 활엽수림소유역에서 각각 -11.35, +26.26 kg·ha/sup -1/·yr/sup -1/로서 두 생태계에 축적되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제17권2호
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• pp.120-129
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• 2012

낙동강 하구에 위치한 갯벌 퇴적물에서 2005년 7월부터 2006년 9월까지 퇴적물-수층을 통한 산소와 용존 무기질소 플럭스, 그리고 탈질소화율을 계절별로 조사하였다. 현장 조건 수온에서 퇴적물 배양을 통해 측정된 산소 플럭스의 범위는 $-37.0{\sim}0.5mmol\;O_2\;m^{-2}\;d^{-1}$이었고, 수온이 증가할수록 퇴적물에 의한 산소소모가 많아져, 수층에서 퇴적물로의 산소 플럭스가 증가하였다. 탈질소화율은 $4{\sim}2732{\mu}mol\;N\;m^{-2}\;d^{-1}$의 범위로 같은 방법으로 측정한 국내 연안의 결과보다 높은 값을 나타냈고 산소 플럭스와 유사한 계절변화를 보였다. 질소동위원소를 이용하여 측정된 탈질 소화율은 수층에서 퇴적물로 유입되는 질산염 플럭스와 높은 상관관계를 보였다. Isotope pairing technique에서 계산되는, 총 탈질소화 중 "수층에서 유입된 질산염을 이용하는 탈질소화($D_w$)"도 수층에서 유입되는 질산염 플럭스와 양의 상관 관계를 보여 수층에서 유입되는 질산염이 탈질소화의 계절변동의 원인임을 시사하였다. 여름철에 질산염농도가 높은 담수의 유입 증가가 낙동강 하구 퇴적물로의 질산염 유입과 탈질소화를 촉진시킨 것으로 추정된다. 낙동강 하구 퇴적물에서 생지화학적 과정의 일반적인 패턴 및 경향을 파악하기 위하여, 이 연구에서 측정된 여러 생지화학적 플럭스를 방향과 크기에 따라 분류하여 보았다. 그 결과, 수온과 질산염 유입 변화에 따라서 여름철에는 수층에서 퇴적물로의 산소와 질산염 플럭스가 높게 나타나고 탈질소화도 높은 반면, 여름철을 제외한 나머지 시기에는 이들 플럭스가 낮아, 갯벌 퇴적물의 생지화학적 과정이 낙동강 담수 유입에 민감하게 반응함을 알 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제85권3호
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• pp.416-425
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• 1996

경기도 양평지역의 사질식양토 위에 인접하여 생육하고 있는 37년생 리기다소나무와 낙엽송 인공조림지에서 지상부 식생의 생체량, 임목과 낙엽층 및 지표로부터 20cm 깊이까지의 토양내 질소(N)와 인(P)의 분포 그리고 낙엽량 등을 측정하였다. 리기다소나무와 낙엽송의 지상부 임목의 생체량은 각각 138.2t/ha와 127.2t/ha로 수종간의 차이는 없었다. 수피와 엽내 N의 농도는 낙엽송에서 리기다소나무 보다 높았다. 하층식생이 지상부 식생의 총생체량에 차지하는 비율은 2% 이하이었으나, 양료량에서는 12.0%까지 차지하여 양료의 주요 분포장소로 나타났다. 토양내 N과 P의 농도는 낙엽송 임지에서 리기다소나무 임지에 비해 높게 나타났으며 생태계내 총N의 함량은 낙엽송에서 5,579kg/ha로 리기다소나무의 4,147kg/ha보다 많았다. 연간 낙엽량은 리기다소나무에서 6,020kg/ha로 낙엽송의 4,191kg/ha보다 많았으나 낙엽중 엽내 N의 함량은 낙엽송에서 2배정도 많게 나타났다. 본 연구결과 수종이 산림생태계내 양료의 분포와 순환에 중요한 영향을 미치고 있음이 나타났다.