• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제52권3호
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• pp.289-299
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• 2024

The current study aimed to investigate the impact of CO₂ enrichment on the width of annual tree rings, earlywood and latewood, and the area of annual growth of Pinus densiflora Siebold & Zucc. grown in open-top chamber (OTC). To this end, two CO₂ enrichment cases were considered, namely 1.4 × increment (560 ppm in OTC-II) and 1.8 × (720 ppm in OTC-III) were compared with the current atmosphere (400 ppm in OTC-I). The CO₂ enrichment conditions for a period of 12 years (2010-2021) were considered, and all measurements were done through image analysis. The study showed that the increment in CO₂ concentrations positively affected the tree growth. The measurement data from the trees in OTC-III were considerably higher than those from OTC-I, whereas those from OTC-II were slightly higher than those from OTC-I. Decreasing patterns of the measured widths and area in 6-7 years after the beginning of CO₂ enrichment was found for all the OTCs. These patterns were possibly due to changes in the physiological features, such as aging. The findings of the present study can have potential uses as fundamental data for forest management considering CO₂ concentrations.

• 한국초지조사료학회지
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• 제41권3호
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• pp.183-188
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• 2021

The increase in temperature due to climate warming is predicted to affect crop yields in the future. Until now, various types of OTC (open top chamber) that simulate the future climate condition have been developed and used to study the effect of temperature increase due to global warming on maize growth. However, in most OTCs, high equipment and maintenance costs were required to artificially increase the temperature. This study was carried to develop a cost-effective and simple OTC suitable for climate warming experiments for forage maize. Three octagonal OTCs with a height of 3.5 m × a diameter of 4.08 m and a partially covered top were constructed. The lower part of OTC covered film was opened at a height of 26 cm (OTC-26), 12 cm (OTC-12) from the ground surface, or not opened (0 cm, OTC-0). Mean air temperatures during the daytime on a sunny day in OTC-0, OTC-12 and OTC-26 increased to 3.23℃, 1.33℃, and 0.89℃, respectively, compared to the ambient control plot. For a pilot test, forage maize, 'Gwangpyeongok' was grown at OTCs and ambient control plots. As a result, in the late maize vegetative growth phase (July 30), the plant height was increased more than 45% higher than the ambient control plot in all OTC plots, and the stem diameter also increased in all OTC plots. These results indicate that it is possible to set the temperature inside the OTC by adjusting the opening height of the lower end of the OTC, and it can be applied to study the response of forage maize to elevated temperature. An OTC, with its advantages of energy free, low maintenance cost, and simple temperature setting, will be helpful in studying maize growth responsiveness to climate warming in the future.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권1호
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• pp.19-27
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• 2012

본 연구는 외국에서 이용해 왔던 기존의 상부 개방형 온실의 단점을 보완하여, 장기적인 연구가 요구되는 수목을 대상으로 설치한 상부 개방형 온실의 운영결과를 제공하고자 하는 것이다. 이 자료에는 이산화탄소의 농도 조절 능력 및 안정성을 비롯하여, 대기와 OTC 내부 간의 미세환경 차이에 대한 정보를 포함하고 있다. OTC 시설은 대조구인 OTC 외부 시험구, 대기와 동일 $CO_2$ 농도의 OTC 시험구, 대기 $CO_2$ 농도의 1.4배 증가시킨 OTC 시험구, 대기 $CO_2$ 농도의 1.8배 증가시킨 OTC 시험구로 구성되어 있다. 이시설은 온실 6기, $CO_2$ 폭로장치 6기, $CO_2$ 제어장치 6기, 액화탄산가스 탱크 1기, 제어감시실 1실로 구성되어 있다. 온실 6기는 직경 10m, 높이 7m의 10각형 구조물로 제작되었으며, 상부 개구율은 75% 이상을 유지하고 있다. $CO_2$ 폭로를 위해 16개 원통형 토출배관을 도입하였다. OTC의 평균 가동률은 2010년 6월에 94.2%로 가장 낮았으나, 7월 이후부터는 98% 이상의 가동률을 나타냈고, 2011년에는 100% 가동률을 보였다. 2010년과 2011년 모두 $CO_2$ 농도 조절 결과는 목표 값에 도달하였으며, 2011년이 보다 안정된 값을 나타냈다. 2011년 무처리 OTC의 $CO_2$ 농도는 목표 값의 106%였으며, 1.4배 OTC는 목표 값의 100%, 1.8배 OTC는 목표 값의 94%였다. 대기와 OTC 내부의 온도는 오전 10시부터 오후 2시 사이에 차이가 가장 컸는데, 편차는 $1.2{\sim}2.0^{\circ}C$를 기록했으나, OTC간 온도 차이는 크지 않았다. 대기와 OTC 내부간 상대 습도의 차이는 0.1~1% 사이로 매우 적었다. OTC를 운영하는데 사용된 $CO_2$ 가스 소비량은 2010년과 2011년 6월에 가장 많은 11.33톤과 17.04톤을 기록했다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제22권2호
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• pp.79-83
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• 1999

Phytotoxic effects of ozone and ethylenediurea (EDU) on soybean (Glycine max) and spinach (Spinacia oleracea) were observed by using open-top field chamber system (OTC). Gas exchange rates (photosynthesis. stomatal conductance and transpiration rates) of soybean plants were decreased by 20% to 30% by ambient ozone and resulted in 30% reduction of seed yields. In OTC. ambient ozone and 0.12 $\mu$l/l $O_3$ decreased gas exchange rates of spinach by 25% to 40% and by 50%. respectively. The protective effect of EDU against ozone induced injury was obtained at 100 mg/l on soybean. and at 250 mg/l on spinach, respectively. The excessive application of EDU. however. inhibited photosynthesis. transpiration. and stomatal conductance without any specific visible damage.

• Advances in environmental research
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• 제3권4호
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• pp.355-365
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• 2014

The present study has been performed on one year old tree saplings of Azadirachta indica (L.), Cassia siamea (L.), Dalbergia sissoo (Roxb.), Eucalyptus rostrata (L.), Mangifera indica (L.) and Schyzygium cumini (L.) in order to assess the effect of exposure of $SO_2-NO_2$, alone and combination of two gases. Tree saplings have been exposed to an average of $495{\mu}g\;m^{-3}$ $SO_2$ and $105{\mu}g\;m^{-3}$ $NO_2$ for 40 d at the rate of $4hd^{-1}$ during 10:00 am to 01:00 pm in OTC. Total chlorophyll, specific leaf area (SLA), nitrate reductase (NR) activity, foliar protein, free proline content and free amino acids (AAs) of foliage have been the plant parameters, taken into consideration to evaluate the effect of gaseous exposure. Exposure of two gases has caused reduction in total chlorophyll content (P < 0.05, 0.01). Physiological and biochemical process has been seemed to be altered noticeable due to the combined effect of $SO_2+NO_2$ followed by $SO_2$ alone (P < 0.05, 0.01). $NO_2$ mediated stress has produced, stimulatory and inhibitory responses in tree saplings. Results reveal that tree saplings have been attempted to absorb the $NO_2$ through N assimilation pathway. E. rostrata, C. siamea have been emerged as moderate tolerant to $SO_2$ mediated stress followed by A. indica. Response pattern of S. cumini, M. indica and D. sissoo set them as good indicators of $SO_2-NO_2$ exposure. Effects of two gases on tree saplings have been found to be synergistic.

• 한국산림과학회지
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• 제90권3호
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• pp.306-313
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• 2001

본 연구는 질소와 인의 영양상태에 따라서 오존에 노출시킨 조경수목의 생리적 반응과 오존에 대한 저항성을 이해하기 위하여 실시하였다. 1년생 소나무(Pinus densiflora S. et Z.) 묘목을 인공토양(버미큘라이트와 펄라이트)을 담은 플라스틱 화분에 심고, 6월초부터 변형된 Hoagland 용액을 이용하여 질소와 인을 조절하여 양묘하고, 7월 3일부터 8월 31일까지 open-top chamber(직경 2.5m, 높이 2.0m)내에서 8주간 1일 7시간씩(0.12ppm에서는 3시간씩) 오존농도를 자연상태에 유사하게 조절하여 노출시켰다. 오존대조구는 활성탄을 사용하여 오존농도를 0.02ppm 이하로 유지하였다. 8주 후에 부위별 생장량, 탄수화물 함량, 엽록소 함량, 순광합성속도를 측정하였다. 오존에 노출시킨 어떤 묘목에서도 가시적 피해를 관찰할 수 없었다. 오존대조구에서 질소와 인의 각각 혹은 동시 시비로 총건중량이 22%에서 95%까지 증가하여 시비효과를 확인하였다. 오존처리구에서도 시비효과는 비슷하게 관찰되었다. 오존처리는 오존대조구와 비교하여 건중량을 감소시키지 않았으나, S/R(Shoot/Root)용을 14.5% 증가시켰다. 잎의 설탕함량은 오존처리로 평균 23%가 증가한 반면에, 뿌리의 설탕함량은 질소와 인의 시비와 관계없이 오존처리로 평균 20% 감소하였다. 잎의 전분함량은 시비 혹은 오존에 의하여 크게 영향을 받지 않았으나, 뿌리의 전분함량은 오존처리로 41% 감소하여, 뿌리로 탄수화물의 이동이 감소함으로써 뿌리의 발달이 상대적으로 위축되었음을 입증하였다. 잎의 엽록소 함량은 질소시비에 의하여 70% 증가하였으나, 오존에 의해서 감소하지 않았다. 순광합성속도는 오존대조구에서 질소의 단독시비로 80% 증가하였으며, 인의 경우는 질소가 함께 시비될 때에만 광합성을 증가시켰다. 오존처리구의 순광합성속도는 오존대조구보다 평균 11.7% 적었는데, 특히 질소와 인이 동시에 시비되었을 때 오존대조구보다 22.3% 적었다. 반면 질소와 인이 시비되지 않은 경우에는 오존에 의해서 순광합성속도가 거의 영향을 받지 않았다. 위와 같은 질소와 인과 오존 간의 상호작용에서 다음과 같은 결론을 얻게 된다. 소나무 유묘는 단기간의 0.12ppm 오존 노출에서 가시적 피해를 입지 않았으며, 오존에 의하여 지상부의 생장이 감소하지 않지만 S/R 율은 증가하였다. 그러나 오존처리로 뿌리에서는 전분의 함량이 현저히 감소했을 뿐만 아니라, 순광합성속도도 큰 폭으로 감소하였으므로, 장기적으로 관찰하면 생장량이 감소하리라고 판단한다. 질소와 인의 시비에 의한 생장촉진효과는 오존으로 인하여 감소할 가능성이 있으나, 소나무에 시비하면 광합성을 촉진하고 탄수화물의 재분배를 통해서 오존피해를 복구하기 위한 에너지를 저축함으로써 저항성을 증진시킬 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제16권3호
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• pp.169-180
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• 2014

산림토양의 화학적 풍화작용은 대기 중 $CO_2$의 농도를 지질학적 연대에 걸쳐 줄이는 기작일 뿐만 아니라 수목의 생장에 필요한 많은 영양소를 얻게해주는 중요한 반응이다. 대기 중 $CO_2$의 농도 증가($eCO_2$)가 산림의 탄소 저장 능력에 미치는 영향에 대한 연구는 1990년대부터 상부 개방형 온실(Open top chamber) 실험과 FACE(Free air $CO_2$ enrichment) 실험을 통해 활발히 이루어졌으나 $eCO_2$가 산림토양의 풍화작용에 미치는 영향에 대한 연구는 그 중요성에도 불구하고 상대적으로 드물다. 이 총설에서는 대기 중 $CO_2$의 증가가 산림토양의 화학적 풍화작용에 미치는 영향에 대한 기존의 연구 결과를 정리하고 앞으로 필요한 연구에 대해 제언한다. 산림토양의 풍화작용이 $eCO_2$ 하에서 어떻게 변화할 지에 대해 과거에 비해 진전된 연구 결과가 최근 보고되었으나 거대한 부피를 가진 산림 토양이 미래의 $eCO_2$ 대기 하에서 어떻게 반응할 지는 여전히 명확하지 않다. 연구 대상지의 실험군 처리 전 자료를 세밀히 분석하고, 열대 지방에서 극지에 이르는 넓은 지역을 포괄하는 산림토양의 풍화작용에 대한 연구를 진행하면 지구의 생명체를 지속시키는 동력인 토양이 기후변화 하에서 어떻게 변화할 지에 대한 중요한 정보를 얻을 수 있을 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권3호
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• pp.108-118
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• 2012

본 연구는 기후변화 하에서 우리나라 기후와 산림토양에 적합한 수종을 개발하기 위해서, 상부 개방형 온실(Open Top Chamber)을 이용하여, $CO_2$ 농도를 대기보다 1.4배와 1.8배 증가시킨 상태에서, 질소 농도에 따른 백합나무의 생리적 반응을 조사하고자 실시하였다. 백합나무 유묘의 건중량은 모든 $CO_2$ 농도 하에서, 질소 시비량의 증가와 함께 증가하였다. 그러나 $CO_2$ 농도 증가에 따른 백합나무 건중량 변화는 질소 시비 농도에 따라 다른 결과를 보였다. 총 엽록소와 카로테노이드 함량은 모든 질소 시비구에서 $CO_2$ 농도 증가와 함께 증가하였으나, 질소 시비에 대한 효과는 $CO_2$ 농도에 따라 차이가 있었다. 백합나무의 광합성 특성은 $CO_2$ 측정 농도, $CO_2$ 처리 농도 및 질소 시비 농도에 따라 차이를 보였으며, 기공전도도와 증산속도는 $CO_2$ 처리에 의해 증가하였다. 백합나무의 탄소고정효율은 $CO_2$ 농도 증가와 함께 증가하는 경향을 보였으나, 질소 시비구에서는 $CO_2$ 농도 증가에 의해 오히려 감소하였다. 백합나무의 잎, 줄기, 뿌리에 축적된 질소와 탄소 함량은 $CO_2$ 증가와 질소 시비와 함께 증가하였다. 결론적으로 $CO_2$ 농도가 높은 상태에서 백합나무의 생리적 특성과 탄소 흡수 능력은 질소 시비에 의해서 개선되거나 증가하였지만, $CO_2$ 농도에 따라 크게 영향을 받았다.