• 제목/요약/키워드: Open top chamber

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기후 변화에 대비 상부 개방형 온실을 이용한 대기 중 이산화탄소 농도 증가 환경에서 우리나라 자생 수종의 생리, 생태적 변화 (Responses of Native Trees Species in Korea under Elevated Carbon Dioxide Condition-Open Top Chamber Experiment)

  • 류다운;배진호;박주한;조성식;문민규;카인조윈;오창영;김현석
    • 한국농림기상학회:학술대회논문집
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    • 한국농림기상학회 2014년도 추계 학술발표논문집
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    • pp.105-107
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    • 2014
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오존 환경(環境)이 잡종(雜種) 포플러의 생장(生長)과 기공개폐(氣孔開閉)에 미치는 영향(影響) (Effects of Ozone Environmental Stress on Growth and Stomatal Response in the F2 Hybrid Poplar (Populus trichocarpa × Populus deltoides))

  • 우수영
    • 한국산림과학회지
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    • 제87권1호
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    • pp.50-56
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    • 1998
  • 오존에 약(弱)하거나 저항성(抵抗性)을 가지는 포플러 개체(個體)를 선발(選拔)하기 위해서 36개의 잡종(雜種)포플러 클론을 오존에 노출(露出)시켰다. Open-top chamber를 이용(利用)하여 하루에 6-8시간, 3개월 동안 90-115ppb의 농도(濃度)로 오존을 노출시켰다. 수고(樹高), 직경(直徑), 엽수(葉數), 물질생산량(物質生産量), root/shoot비율(比率), 낙엽률(落葉率), 기공반응(氣孔反應) 조사(調査)하였다. 수고, 직경, 엽수, 물질생산량, root/shoot비율, 기공 conductance는 오존 때문에 감소(減少)하였고, 낙엽률은 증가(增加)하였다. 이 연구에서는 기공 conductance와 물질생산량과의 관계(關係)는 아주 낮게 나타났다. 오존환경(環境)에 대해서 저항성을 갖는 것은 기공(氣孔)의 개폐(開閉)와 항상(恒常) 관계(關係)가 있는 것은 아니라고 사료(思料)되며, 아마도 생화학적(生化學的)이고 생리적(生理的)인 다른 요인(要因)에 대(對)한 연구(硏究)가 포플러 클론이 갖는 저항성을 이해(理解)하는데 도움이 될 것이다.

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이산화탄소 농도 증가가 상수리나무 잎의 계절현상에 미치는 영향 (Effects of Elevated CO2 Concentration on Leaf Phenology of Quercus acutissima)

  • 서동진;오창영;한심희;이재천
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.213-218
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    • 2014
  • 대기 이산화탄소 농도 증가가 상수리나무 잎의 생물계절현상에 미치는 영향을 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 상부개방형온실을 이용하여 대기 이산화탄소 농도를 높여 처리하였다. 대기 이산화탄소 처리 농도의 설정은 현재 농도, 현재 농도의 1.4배, 현재 농도의 1.8배 등 3 처리구로 하였고, 온실효과에 대한 검정을 위하여 상부개방형온실 외부에 비교구를 설치하였다. 잎의 생물계절현상은 2013년에 동아 파열, 개엽, 단풍, 낙엽에 대하여 각 생물계절현상이 나타나는 일자와 적산온도를 조사하였고, 2014년에는 봄철 계절현상인 동아 파열과 개엽에 대하여 각가의 일자와 적산온도를 조사하였다. 동아 내의 탄수화물 함량 분석을 위하여 2014년 3월에 각 처리구별로 동아를 채취하여 분석하였다. 봄철의 생물계절현상이 연도간에 차이가 나타났는데, 2013년도에는 동아 파열과 개엽 시기가 이산화탄소 처리 농도가 증가함에 따라 빨라지는 것으로 나타났다. 봄철 기온이 높았던 2014년도에는 동아 파열 및 개엽 시기 모두 처리구간에 차이가 나타나지 않았다. 단풍과 낙엽 등 가을철의 생물계절현상은 이산화탄소 처리 농도가 증가함에 따라서 늦어지는 것으로 나타났다. 동아 내의 탄수화물 함량 분석 결과 이산화탄소 처리 농도가 증가함에 따라서 전분, 총 비구조 탄수화물, 총 수용성 당류의 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 대기 이산화탄소 농도의 상승은 상수리나무의 개엽을 빠르게 하고 낙엽을 늦추어 전체적인 생육기간을 연장시키게 될 것이다. 봄철의 이른 개엽은 동해피해의 가능성을 높이나, 개엽 시기는 온도에 의한 영향을 크게 받으며, 전년도 이산화탄소 농도 증가에 의하여 동아 내의 전분, 수용성 당 등 탄수화물 함량이 증가되기 때문에 봄철의 동해피해 가능성은 낮을 것으로 판단된다.

수목의 장기 기후변화 연구시설: CO2 폭로용 상부 개방형 온실 (Long-term Climate Change Research Facility for Trees: CO2-Enriched Open Top Chamber System)

  • 이재천;김두현;김길남;김판기;한심희
    • 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.

Characteristics of soil respiration temperature sensitivity in a Pinus/Betula mixed forest during periods of rising and falling temperatures under the Japanese monsoon climate

  • Oe, Yusuke;Yamamoto, Akinori;Mariko, Shigeru
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제34권2호
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    • pp.193-202
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    • 2011
  • We studied temperature sensitivity characteristics of soil respiration during periods of rising and falling temperatures within a common temperature range. We measured soil respiration continuously through two periods (a period of falling temperature, from August 7, 2003 to October 13, 2003; and a period of rising temperature from May 2, 2004 to July 2, 2004) using an open-top chamber technique. A clear exponential relationship was observed between soil temperature and soil respiration rate during both periods. However, the effects of soil water content were not significant, because the humid monsoon climate prevented soil drought, which would otherwise have limited soil respiration. We analyzed temperature sensitivity using the $Q_{10}$ value and $R_{ref}$ (reference respiration at the average temperature for the observation period) and found that these values tended to be higher during the period of rising temperature than during the period of falling temperature. In the absence of an effect on soil water content, several other factors could explain this phenomenon. Here, we discuss the factors that control temperature sensitivity of soil respiration during periods of rising and falling temperature, such as root respiration, root growth, root exudates, and litter supply. We also discuss how the contribution of these factors may vary due to different growth states or due to the effects of the previous season, despite a similar temperature range.

벼 품종별 오존 피해 저항성 차이 (Varietal Difference of Resistance to Ozone Injury in Rice Plant)

  • 손재근;이상철
    • 한국작물학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.338-343
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    • 1997
  • 벼 품종의 오존 저항성 판단을 위한 시험에서 오존의 처리농도는 0.3 ppm이 0.1 ppm보다 뚜렷한 결과를 보였고, 처리시간은 2∼4시간이 알맞은 것으로 나타났다. 묘대일수에 따른 저항성 정도는 파종후 3주까지는 생육이 진전될수록 높아지는 경향이었으나 3∼5주간에는 큰 차이가 없었다. 인디카와 통일형 품종들이 자포니카 품종보다 저항성이 높은 경향이었고, 자포니카 품종 중에서 장안벼외 7 품종은 높은 저항성을 나타내었다. 벼의 생육시기에 따른 피해엽율은 간척벼는 유묘기에서 밀양 2003외 4 품종은 최고 분열기에서 가장 높게 나타났고 임실율은 수잉기 처리에서 가장 낮았다.

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상부 개방형 온실을 이용한 대기 중 이산화탄소 농도 증가가 우리나라 자생 수종에 미치는 형태적, 생리적 영향 (Responses of Native Trees Species in Korea under Elevated Carbon Dioxide Condition - Open Top Chamber Experiment)

  • 류다운;배진호;박주한;조성식;문민규;오창영;김현석
    • 한국농림기상학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.199-212
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    • 2014
  • 상부 개방형 온실을 이용하여 현재 대기의 이산화탄소 농도(ambient), 현재 농도의 1.4배(~550 ppm) 및 1.8배(~700 ppm)로 증가된 미래 대기 환경에서 약 4년간 생장한 소나무, 물푸레나무, 팥배나무를 대상으로 하여 대기 중 이산화탄소 농도 증가에 대한 수목의 반응을 알아보고자 하였다. 이를 위해 2013년 4월~9월의 연구기간 동안 각 수종의 기공 크기 밀도 면적, 최대 광합성 속도, 최대 카르복실화 속도, 최대 전자전달 속도 및 직경생장을 측정하였다. 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 물푸레나무의 기공 크기가 유의하게 증가하였고 팥배나무의 기공 밀도가 증가하였다. 기공 면적의 경우 소나무는 감소한 반면 팥배나무는 증가하는 등 수종에 따라 다양한 반응을 보였다. 하지만 최대 광합성 속도는 모든 수종에서 대기 중 이산화탄소 농도에 따라 대체로 증가하는 경향을 나타냈는데 팥배나무에서는 계절이 지남에 따라 그 차이가 더 커져 최대 43.5%까지 증가하였다. 그러나 4년에 걸친 비교적 장기간의 폭로에도 불구하고 이산화탄소 시비에 의한 최대 카르복실화 속도와 최대 전자전달 속도의 저감효과는 모든 수종에서 나타나지 않았다. 특히 팥배나무의 경우 잎의 질소 농도가 높아지는 개엽 시기에는 높은 이산화탄소 농도하에서 일시적으로 최대 카르복실화 속도와 최대 전자전달 속도가 향상되어 저감과는 반대의 양상을 나타냈다. 모든 수종에서 개체목간의 변이로 인해 연구 기간 중 이산화탄소 농도에 따른 직경 생장량은 유의한 차이를 보이지 않았으나 약 4년간 누적된 직경의 크기와 생체량에서는 모든 수종에서 유의한 차이를 보였으며 팥배나무 직경의 경우 대조구에 비해 1.8배에서 최대 59.0%까지 높게 나타났다.

지진과 해진시 개단강관말뚝 주변에 유발된 간극수압의 발생 양상 (Porewater Pressure Buildup Mode Induced in Near-field of Open-ended Pipe Pile during Earthquake and Sequake)

  • 최용규
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제2권4호
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    • pp.23-30
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    • 1998
  • 지진시 지진의 3가지 진동 성분이 나타난다. 즉 수평진동 성분, 지반의 연직 진동에 의해 발생된 상부 구조물과의 피드백의 의한 말뚝의 연지 진동, 그리고 연직 지반 진동에 의한 해수의 진동, 즉, 해진이 그것들이다 이들 진동들을 해양에 설치된 개단 강관 말뚝 주변에 유발된 간극수압의 크기와 관내토 폐색력에 영향을 미칠수 있다 지반과 말뚝의 진동은 유사 지진 진동으로써 흙과 말뚝을 진동시켜서 모델링할 수 있지만 연직 지반 거동에 의해 유발된 해진 진동은 해저면에 정현파 형상의 동수압을 가해주어 모델링할 수 있다 이 연구에서는 유사화된 지진과 해진시 압력토조에 설치된 개단강관말뚝에 유발된 간극수압의 발생양상과 이에 따라 관내토 폐색력의 저감원인을 관찰하였다 연직 지진 진동시 관내토 상단에서는 관내토 하단에서와 비슷한 크기의 간극수압이 발생하였으므로 관내토에서는 상향의 침토가 유발되지 않았으며수평지진 진동시 관내토에서는 상향의 침트를 유발시켜 관내토 폐쇄력을 20%정도 저감시켰다. 해진시 수심이 220m 이상의 심해에 설치된 개단 강과 말뚝의 경우 관내토 하부 지반과 관대토 상단과의 매우 큰 동수경사로 인하여 관내토 내에 상향의 침투가 발생하여 관내토의 폐색을 파괴시켰다.

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축산 돈사에서 온실가스 측정 방법에 대한 연구 (Measurements of Greenhouse Gas from the Manure in the Piggery)

  • 감동환;박규현;최동윤;정만순;민병로;이대원;김진경
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.155-162
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    • 2011
  • 기후변화협약 대응을 위해 IPCC 온실가스 인벤토리 가이드라인에 따라 축산분야 온실가스인 $CH_4$, $N_2O$가스의 배출량을 평가하고 배출계수를 산출하여 국가 Database 확보 및 측정기준을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 돈사 슬러리 피트에 샘플링 챔버를 설치 운영하기 위해 돈분뇨위에 띄울 수 있는 반구형태의 플로팅 챔버(Open chamber method or flow-through steady-state)를 고안 제작하였다. Open chamber method의 특성상 외부의 공기를 일정한 제어를 통해 챔버내로 유입시켜 돈사 슬러리에서 발생된 가스를 희석하고 정상상태의 최적조건에서 발생된 가스의 일정량을 제어하여 포집하는 장치로 시스템을 구성하였다. 돈분뇨 슬러리에서 온실가스 발생 특성상 돈사 내부에 위치에 따라 10개의 챔버를 투입하여 Data의 신뢰성을 갖출 수 있게 하였다. 유입유량을 $5{\sim}9{\ell}/min$, 포집유량을 $1{\ell}/min$으로 변경하면서 포집된 가스를 GC/ECD를 통해 분석하였고 챔버로 유입되는 공기가 슬러리 표면을 직접 접촉하지 않는 방법으로 기구를 구성하고 잉여 공급공기는 챔버 상부를 통해 외부로 배출하는 방법으로 최적조건의 정상상태 온실가스를 샘플링 할 수 있었다. 포집 가스를 GC/ECD 분석결과 $N_2O$ 가스의 배출형태는 대기중의 신선한 공기에 포함된 $N_2O$ 농도와 돈사 10곳의 샘플링 가스 시료의 농도를 볼 때 오차 범위 안의 농도로 슬러리 돈사내 분뇨에서는 $N_2O$의 발생은 없다고 판단된다. $CH_4$ 가스 발생량은 $0.15{\sim}1.02mg/m^2{\cdot}s$로 나타났다.

대기 중 이산화탄소의 증가가 산림 토양의 화학적 풍화작용에 미치는 영향 (The Effects of Elevated Atmoshpheric CO2 on Chemical Weathering of Forest Soils)

  • 오능환
    • 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.