• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권4호
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• pp.390-399
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• 2019

Background: The Northern Hemisphere forest ecosystem is a major sink for atmospheric carbon dioxide, and the subalpine zone stores large amounts of carbon; however, their magnitude and distribution of stored carbon are still unclear. Results: To clarify the carbon distribution and carbon budget in the subalpine zone at volcanic Jeju Island, Korea, we report the C stock and changes therein owing to vegetation form, litter production, forest floor, and soil, and soil respiration between 2014 and 2016, for three subalpine forest ecosystems, namely, Abies koreana forest, Taxus cuspidata forest, and Juniperus chinensis var. sargentii forest. Organic carbon distribution of vegetation and NPP were bigger in the A. koreana forest than in the other two forests. However, the amount of soil organic carbon distribution was the highest in the J. chinensis var. sargentii forest. Compared to the amount of organic carbon distribution (AOCD) of aboveground vegetation (57.15 t C ha^-1) on the subalpine-alpine forest in India, AOCD of vegetation in the subalpine forest in Mt. Halla was below 50%, but AOCD of soil in Mt. Halla was higher. We also compared our results of organic carbon budget in subalpine forest at volcanic island with data synthesized from subalpine forests in various countries. Conclusions: The subalpine forest is a carbon reservoir that stores a large amount of organic carbon in the forest soils and is expected to provide a high level of ecosystem services.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권4호
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• pp.551-554
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• 2012

The present laboratory investigation was conducted to assess the effect of heavy metals on carbon mineralization. Soil was treated with three concentrations (50, 100 and $150{\mu}mol\;g^{-1}$ soil) of two heavy metals (Cd and Zn) in a factorial combination of treatments replicated four times. Determination of carbon mineralization was carried out at 3, 7, 14, 21, 28, 42 and 56 days after metal treatments.. The amount of $CO_2$-C released from heavy metal treated soils was found to be decreased at an increasing rate during the first 28 days, followed by slow release as incubation progressed. The total amounts of $CO_2$-C released were 448, 382 and $348mg\;kg^{-1}$ soil respectively for soils treated with 50, 100 and $150{\mu}mol\;g^{-1}$ soil of Zn. The corresponding figures for Cd treated soils were 406, 354 and $282mg\;kg^{-1}$ soil implying that dose-dependent reduction in cumulative $CO_2$-C released from soils. The inhibition of carbon mineralization was found to be high in Cd treated soils than that of Zn treated. Therefore, tolerance and adaptation of the microbial community is likely to be related to the concentration and the type of metal. According to the results, carbon mineralization can be considered as possible indicator of soil pollution by means of heavy metals.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.167-167
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• 2023

Soil organic carbon (SOC) is a critical component of soil health and is crucial in mitigating climate change by sequestering carbon from the atmosphere. Accurate estimation of SOC storage is essential for understanding SOC dynamics and developing effective soil management strategies. This study aimed to investigate the factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea, using bulk density (BD) prediction to estimate SOC stock. The study utilized data from 393 soil series collected from various land uses across South Korea established by Korea Rural Development Administration from 1968-1999. The samples were analyzed for soil properties such as soil texture, pH, and BD, and SOC stock was estimated using a predictive model based on BD. The average SOC stock in South Korea at 30 cm topsoil was 49.1 Mg/ha. The study results revealed that soil texture and land use were the most significant factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea. Forested areas had significantly higher SOC storage than other land use types. Climate variables such as temperature and precipitation had a relative influence on SOC storage. The findings of this study provide valuable insights into the factors influencing the spatial distribution of SOC storage in South Korea.

• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.201-211
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• 2013

바이오차는 바이오매스를 이용하여 산소가 없는 환경에서 열분해할 때 만들어지는 탄소함량이 높은 고체 물질이다. 바이오차의 탄소격리, 재생 에너지, 폐기물 관리, 농업 생산성 개선, 환경복원 관점에서의 중요한 기능으로 인해 최근에 크게 주목을 받고 있다. 바이오차는 토양에서 수천 년간 안정적으로 보존될 수 있기 때문에, 결국에는 분해될 수 밖에 없어 탄소중립이라 불리는 바이오매스 에너지와는 달리 탄소 네가티브의 특징을 가지고 있다. 게다가 바이오차를 토양에 적용하면 바이오차의 높은 pH와 물 및 영양분의 우수한 보유능으로 인해 농업 생산성이 크게 개선될 수 있다. 본 논문은 바이오차의 탄소격리 원리와 물리화학적 특징, 농업 및 환경에의 적용과 관련된 최근의 연구 동향을 총설하여 기술하고자 한다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제34권5호
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• pp.382-389
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• 2009

An in-situ probe-based spectrophotometer has been developed. This system used two spectrometers to measure soil reflectance spectra from 450 nm to 2200 nm. It collects soil electrical conductivity (EC) and insertion force measurements in addition to the optical data. Six fields in Kansas were mapped with the VIS-NIR (visible-near infrared) probe module and sampled for calibration and validation. Results showed that VIS-NIR correlated well with carbon in all six fields, with RPD (the ratio of standard deviation to root mean square error of prediction) of 1.8 or better, RMSE of 0.14 to 0.22%, and $R^2$ of 0.69 to 0.89. From the investigation of carbon variability within the soil profile and by tillage practice, the 0-5 cm depth in a no-till field contained significantly higher levels of carbon than any other locations. Using the selected calibration model with the soil NIR probe data, a soil profile map of estimated carbon was produced, and it was found that estimated carbon values are highly correlated to the lab values. The array of sensors (VIS-NIR, electrical conductivity, insertion force) used in the probe allowed estimating bulk density, and three of the six fields were satisfactory. The VIS-NIR probe also showed the obtained spectra data were well correlated with nitrogen for all fields with RPD scores of 1.84 or better and coefficient of determination ($R^2$) of 0.7 or higher.

• 한국환경생태학회지
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• 제17권4호
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• pp.360-365
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• 2004

충청북도 충주지역에서 생육하는 굴참나무림에서 세근에 의한 지하부에서의 연간 탄소축적량을 조사하기 위하여 2001년 4월부터 11월까지 매달 토양샘플러를 사용하여 0-30cm, 30-60cm, 그리고 60-90cm 토양 깊이에서 샘플을 채취하였다. 세근에 의한 탄소생체량(fine root carbon biomass)은 다른 두 개의 조사 토양깊이에서 보다 0-30cm 토양깊이에서 가장 많은 것으로 나타났다. 세근에 의한 순탄소생산량 (kg/㏊/yr)은 0-30cm에서 671kg, 30-60cm에서 599kg, 그리고 60-90cm토양깊이에서 479kg로 나타났으며, 0-90cm토양깊이에서 세근에 의한 총 순탄소생산량은 1749kg이었다 세근고사율은 0-30cm에서 0.43, 30-60cm에서 0.96. 그리고 60-90cm에서 1.03로 나타났다. 세근고사율에 의한 토양으로의 연간 양분투입량은 N의 경우 33.9kg/㏊/yr, P의 경우 1.8kg, K의 경우 11.4kg, 그리고 Ca의 경우 20.1kg으로 나타났다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.330-338
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• 2023

산림 사업이 산림의 탄소저장량에 미치는 영향을 알아보기 위하여 임상도, 산림사업 정보 및 토양 정보 등을 활용하여 산림 사업 전후의 지상부 및 토양의 탄소저장량을 산정하고 그 변화를 분석하고자 하였다. 먼저 임상도 정보에 기초하여 면적이 넓고 영급이 감소하는 도엽 6곳을 선정하였다. 그리고 임상도와 생장계수, 산정 지역의 토양유기물함량, 토양용적밀도 등 데이터를 수집하여 산림 탄소저장량을 산정하였다. 그 결과 모든 곳에서 산림 탄소저장량은 산림사업 후 약 34.1~70.0%가 감소하였다. 그리고 기존 연구와 비교했을 때 국내 산림 토양은 지상부에 비해 더 적은 탄소를 저장하고 있어 우리나라의 산림 토양은 더 많은 탄소를 저장할 수 있는 잠재성이 큰 것으로 판단되며 탄소저장량 증대를 위한 전략이 필요할 것으로 판단되었다. 산림사업이 없을 때 있을 때보다 탄소저장량은 약 1.5배 많은 것으로 추정되었다. 그리고 본 연구에서 산림사업에 따라 간벌 전 산림 탄소저장량으로 회복되기까지 약 27년이 걸리는 것으로 추정되었다. 산림은 물리적 훼손에 의해 탄소저장량이 감소하면 원래의 탄소저장량으로 회복되기까지 오랜 시간이 걸리므로 특히 자연성이 높은 산림은 최대한 보전하는 계획을 수립하여 산림의 탄소저장 기능을 유지할 수 있도록 하여야 할 것이다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제41권1호
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• pp.19-28
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• 2017

Background: In order to investigate organic carbon distribution, carbon budget, and cycling of the subalpine forest, we studied biomass, organic carbon distribution, litter production, forest floor litter, accumulated soil organic carbon, and soil respiration in Taxus cuspidata forest in Halla National Park from February 2012 to November 2013. Biomass was calculated by using allometric equation and the value was converted to $CO_2$ stocks. Results: The amount of plant organic carbon was $13.60ton\;C\;ha^{-1}year^{-1}$ in 2012 and $14.29ton\;C\;ha^{-1}year^{-1}$ in 2013. And average organic carbon introduced to forest floor through litter production was $0.71ton\;C\;ha^{-1}year^{-1}$. Organic carbon distributed in forest floor litter layer was $0.73ton\;C\;ha^{-1}year^{-1}$ on average and accumulated organic carbon in soil was $51.13ton\;C\;ha^{-1}year^{-1}$ on average. In 2012, Amount of released $CO_2$ from soil to atmosphere was 10.93 ton $CO_2ha^{-1}year^{-1}$. Conclusions: The net ecosystem production based on the difference between net primary production of organic carbon and soil respiration was $-1.74ton\;C\;ha^{-1}year^{-1}$ releasing more carbon than it absorbed.

• 한국산림과학회지
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• 제90권3호
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• pp.242-248
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• 2001

토지 이용 변화는 토양 내 유기물과 양분 상태에 영향을 줄 것으로 기대된다. 본 연구에서는 경기도 광주군 검단산 일대에서 과거 논으로 이용되다가 현재는 버드나무-신나무 우점의 산림으로 변한 지역, 밭에서 잣나무 인공조림지로 변한 지역, 그리고 과거부터 지속적으로 참나무류가 우점하고 있는 산림 지역 등 세 가지 토지 이용 형태를 선정하고 여기에서 토양 내 탄소와 질소의 농도, 토양 호흡, 그리고 질소 유효도 등을 측정, 비교하였다. 경작지의 휴경 후 20년이 경과한 다음, 토양 내 탄소와 질소의 농도는 토양 깊이 0-10cm, 10-20cm에서 과거 논이었던 지역이 다른 지역에 비하여 높은 것으로 나타났다. 또한 일반적으로 탄소와 질소의 농도는 표층에서 높고 토양 깊이가 증가할수록 점차 낮아지는 경향을 보였다. 이것은 유기물의 유입과 분해의 차이로 인한 축적량이 과거 논이었던 지역에서 가장 많기 때문이며, 탄소와 질소의 증가는 주로 표층에 국한한데에 기인하는 것으로 보인다. 토양 발생 이산화탄소량은 논에서 산림으로 변한 지역에서 가장 높게 나타났으며, 이는 토양 내 높은 탄소 농도와 습윤한 수분 조건 때문인 것으로 보인다. 이온교환수지봉지법으로 측정한 토양 내 질소 유효도는 토지 이용 형태에 따라 유의한 차이를 나타내었는데, 무기태 질소 $NH_4{^+}+NO_3{^-}$)의 유효도와 암모니움태 질소의 농도는 산림지역에서 가장 높고, 밭에서 산림으로 변한 지역, 논에서 산림으로 변한 지역의 순으로 점차 감소하였다.

• 농촌계획
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• 제16권4호
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• pp.109-116
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• 2010

Climate change is known to affect both natural and managed ecosystems, and will likely impact on the terrestrail carbon balance. This paper reports the effects of climate change on spatial-temporal changes in carbon reductions in South Korea's during 2000-2100. Future carbon (C) stock distributions are simulated for the same period using various spatial data sets including land cover, net primary production(NPP) and leaf area index (LAI) obtained from MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), and climate data from Data Assimilation Office(DAO) and Korea Meteorological Administration(KMA). This study attempts to predict future NPP using multiple linear regression and to model dependence of soil respiration on soil temperature. Plants store large amounts of carbon during the growing periods. During 2030-2100, Carbon accumulation in vegetation was increased to $566{\sim}610gC/m^2$/year owing to climate change. On the other hand, soil respiration is a key ecosystem process that releases carbon from the soil in the form of carbon dioxide. The estimated soil respiration spatially ranged from $49gC/m^2$/year to $231gC/m^2$/year in the year of 2010, and correlating well with the reference value. This results include Spatial-Temporal C reduction variation caused by climate change. Therefore this results is more comprehensive than previous results. The uncertainty in this study is still large, but it can be reduced if a detailed map becomes available.