• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 1993년도 수공학연구발표회논문집
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• pp.3-26
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• 1993

I have briefly described some of the important advances in hydrosystems and to remark on the important scientific research priorities in hydrological sciences. We have concentrated on data collection systems, real-time control of hydrosystems, global climate change and decision support systems and GIS. In summary, I would like to stress the following points: - the advances in data collection systems, advanced methodologies for interfacion hydrologic, hydraulic, and optimization models through optimal control approaches; and the advances in decision support systems and GIS will allow the interfacing of all these technologies into some sophisticated and much needed tools for operating hydrosystems; - the ability to better understand the hydrologic processes and their relationships to other earth processes is important to understanding and modelling of the hydrologic cycle and its interactions with the ocean-atmosphere system; - and the solution to a better understanding of hydrologic sciences needs to be an international effort such as the GEWEX program briefly discussed above. I would like to thamk each of you for listening to my lecture and to once again thank those responsible for me being here today. Thank you.

• 한국산림과학회지
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• 제109권3호
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• pp.259-270
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• 2020

최근 20년 동안 고온, 건조 등 이상기상 현상이 빈발해지면서 병해충으로 인한 피해가 아닌 생리적 스트레스로 인한 소나무 피해 사례가 지속적으로 보고되고 있다. 2014년도에는 울진 소광리 산림유전자원보호구역 내에 금강소나무(Pinus densiflora for. erecta Uyeki)의 집단고사가 발견되어 이에 대한 원인 구명과 산림관리방안 마련이 요구되었다. 이에 본 연구는 2008~2015년 항공사진에서 발견된 울진 소광리 금강소나무 고사 피해 발생 지역의 지형 및 임분 특성을 파악하여 고사 발생의 영향 요인을 도출하고 이를 기반으로 전체 지역의 고사피해 발생 위험지역을 예측하는 것을 목표로 하였다. 소나무 고사발생 지점 정보와 해발고도, 경사 등의 지형정보, 영급, 경급 등의 임분 정보 등 총 14개의 설명변수를 이용하여 고사발생 예측모델을 구축하였다. 모형 개발에는 Decision Tree, Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM) 등 기계학습 기법을 적용하였으며, RF와 SVM가 정확도 93% 이상으로 좋은 성능을 보였다. 소나무 고사와 관련된 주요 변수 분석 결과, 소나무 고사의 지형적인 취약지역은 해발고도가 높은 동시에 일사량이 높으며 수분 조건이 불리한 지역이었으며, 임분 특성 중에서는 특히 5~15m 높이의 수직적 임분밀도가 높은 소나무림, 그리고 영급이 높은 소나무림에서 고사 위험성이 높다고 평가되었다. RF와 SVM 모형 예측에 따라, 소나무 고사위험도가 높은 지역의 면적은 연구대상지 전체 소나무림 면적의 약 9.5%, 115ha로 평가되었다. 본 연구의 고사위험도 평가 결과는 금강소나무 취약지역의 현황을 조사하고 아직 피해가 발생하지 않은 취약지역에 대한 적극적인 기후변화 적응 산림관리를 수행하기 위한 기반자료로 활용될 수 있다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권11호
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• pp.1403-1413
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• 2013

The effects of cadmium ions ($Cd^{2+}$) on the Chl a fluorescence of Ricciocarpos natans were investigated in order to determine whether Chl fluorescence can be used as a biomarker to estimate the physiological responses of plants to cadmium stress. In all plants treated with $Cd^{2+}$, the image of Fv/Fm, which represents the maximum photochemical efficiency of PSII, changed as the $Cd^{2+}$ concentration increased, when treated for 48 h or more. Changes of ${\Phi}_{PSII}$ and $Q_P$ images were recognized even at 10 ${\mu}M$ $Cd^{2+}$. The Chl a O-J-I-P fluorescence transient was also affected even at 10 ${\mu}M$ $Cd^{2+}$. The fluorescence yield decreased considerably in steps J, I and P in plants treated with $Cd^{2+}$, although a typical polyphasic rise was observed in non-treated plants. The Chl fluorescence parameters, Fm, Fv/Fo, Sm, SFIabs, PIabs and ETo/CS, decreased as the $Cd^{2+}$ concentration increased, while the Mo and Kn parameters increased. Peroxidase activity decreased significantly and catalase activity increased as the $Cd^{2+}$ concentration increased. Because of its sensitivity to $Cd^{2+}$ Ricciocarpos natans is useful in experiments investigating the responses of plants to cadmium exposure. Several parameters (Fm, Fv/Fo, Sm, SFIabs, PIabs, ETo/CS, Mo and Kn) can be applied to determine quantitatively the physiological states of plants under cadmium stress.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제44권3호
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• pp.162-177
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• 2020

Background: Ecologists have achieved much progress in the study of mechanisms that maintain species coexistence and diversity. In this paper, we reviewed a wide range of past research related to these topics, focusing on five theoretical bodies: (1) coexistence by niche differentiation, (2) coexistence without niche differentiation, (3) coexistence along environmental stress gradients, (4) coexistence under non-equilibrium versus equilibrium conditions, and (5) modern perspectives. Results: From the review, we identified that there are few models that can be generally and confidently applicable to different ecological systems. This problem arises mainly because most theories have not been substantiated by enough empirical research based on field data to test various coexistence hypotheses at different spatial scales. We also found that little is still known about the mechanisms of species coexistence under harsh environmental conditions. This is because most previous models treat disturbance as a key factor shaping community structure, but they do not explicitly deal with stressful systems with non-lethal conditions. We evaluated the mainstream ideas of niche differentiation and stochasticity for the coexistence of plant species across salt marsh creeks in southwestern Denmark. The results showed that diversity indices, such as Shannon-Wiener diversity, richness, and evenness, decreased with increasing surface elevation and increased with increasing niche overlap and niche breadth. The two niche parameters linearly decreased with increasing elevation. These findings imply a substantial influence of an equalizing mechanism that reduces differences in relative fitness among species in the highly stressful environments of the marsh. We propose that species evenness increases under very harsh conditions if the associated stress is not lethal. Finally, we present a conceptual model of patterns related to the level of environmental stress and niche characteristics along a microhabitat gradient (i.e., surface elevation). Conclusions: The ecology of stressful systems with non-lethal conditions will be increasingly important as ongoing global-scale climate change extends the period of chronic stresses that are not necessarily fatal to inhabiting plants. We recommend that more ecologists continue this line of research.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.121-131
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• 2018

Climate change has caused changes in environmental factors that have a direct impact on agriculture such as temperature and precipitation. The meteorological disaster that has the greatest impact on agriculture is drought, and its forecasts are closely related to agricultural production and water supply. In the case of terrestrial data, the accuracy of the spatial map obtained by interpolating the each point data is lowered because it is based on the point observation. Therefore, acquisition of various meteorological data through satellite imagery can complement this terrestrial based drought monitoring. In this study, Evaporative Stress Index (ESI) was used as satellite data for drought determination. The ESI was developed by NASA and USDA, and is calculated through thermal observations of GOES satellites, MODIS, Landsat 5, 7 and 8. We will identify the difference between ESI and other satellite-based drought assessment indices (Vegetation Health Index, VHI, Leaf Area Index, LAI, Enhanced Vegetation Index, EVI), and use it to analyze the drought in South Korea, and examines the applicability of ESI as a new indicator of agricultural drought monitoring.

• 식물병연구
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• 제28권4호
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• pp.209-220
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• 2022

Charcoal canker of oak, which has recently increased in southern Iran, could pose a serious threat to the entire forest ecosystem in the near future. In addition, it seems that climate change and its consequences, such as drought in the southern regions of Iran, have exacerbated this phenomenon. Consequently, the objective of this study was to identify the fungal pathogens that could cause charcoal canker disease in the oak forests of South Zagros. It was also sought to find associations between changes in the occurrence/exacerbation of charcoal canker disease under non and intense drought stress in non-inoculated or inoculated Quercus brantii seedlings. In total, 120 isolates were obtained from eight oak forests located in the Zagros Mountains of Southern Iran, Kohgiluyeh & Boyer-Ahmad and Fars provinces, which were classified as Biscogniauxia mediterranea based on morphological assessment. Subsequently, molecular assay confirmed the result by phylogenetic inference of internal transcribed spacer-rDNA regions, α-actin, and β-tubulin genes. The results of the pathogenicity test showed that the response of isolates of B. mediterranea (Iran-G1 and Iran-M70) was varied in different environments for the measured necrotic lesion length. In comparison with the control moisture treatments (non-stress), the necrotic lesion length in inoculated treatments increased under intense drought stress. In general, inoculated oak seedlings' exposure to water-deficient stress by the pathogen of B. mediterranea could affect the spread/severity of the charcoal canker disease.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권2호
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• pp.156-164
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• 2015

기후변화로 야기되는 미래의 고온 환경은 벼의 생산성을 저하시킬 것으로 예측되고 있다. 본 연구에서는 기후변화에 따른 국내 벼 생산성의 신뢰성 있는 영향평가 기초자료를 확보하기 위해 고온 환경에서의 벼의 수량과 수량 구성 요소의 반응을 조사하고 분석하였다. 실험은 1/5000a 와그너 포트를 이용하여 2008년과 2009년에 걸쳐 서울대학교 부속실험농장($37^{\circ}16^{\prime}N$, $128^{\circ}59^{\prime}E$)의 온도조절 플라스틱 하우스에서 실시되었다. 2008년에는 자포니카계의 화성벼를 공시품종으로 이용하였으며, 시비수준을 $120kg\;N\;ha^{-1}$와 $180kg\;N\;ha^{-1}$로 하였다. 온도처리는 대기온도, 대기온도 대비 $+1.5^{\circ}C$, $+3.0^{\circ}C$의 세 수준으로 하였다. 2009년에는 화성벼와 통일계의 다산벼를 공시품종으로 하여 $120kg\;N\;ha^{-1}$ 수준으로 시비하였다. 온도처리는 대기온도, 대기온도 대비 $+1.5^{\circ}C$, $+3.0^{\circ}C$ 및 $+5.0^{\circ}C$ 수준으로 처리하였다. 수량 및 수량구성요소의 온도처리에 따른 영향은 품종별로 상이한 반응을 보였다. 이삭수와 이삭당 영화수는 두 품종 모두 온도처리의 영향을 받지 않았으나, 천립중과 등숙률에 대해 화성벼는 $5.0^{\circ}C$, 다산벼는 $1.5^{\circ}C$ 이상의 온도처리에서 유의하게 감소하였다. 포트당 수량은 화성벼의 경우 $5.0^{\circ}C$, 다산벼는 $3.0^{\circ}C$ 및 $5.0^{\circ}C$ 온도처리에서 유의한 감소를 나타냈다. 등숙기간 동안의 평균기온에 대한 천립중과 등숙률 반응 또한 품종별로 다르게 나타났다. 다산벼의 경우 $23^{\circ}C$ 이상의 평균 온도에 대해 등숙률과 천립중이 급격히 감소한데 반해, 화성벼는 $23^{\circ}C$부터 $27^{\circ}C$ 범위에 대해 등숙률과 천립중의 변화가 크지 않았다. 기후변화에 의한 지속적인 기온상승이 예상되는 가운데 온도상승에 따른 등숙률과 천립중의 감소는 미래 기후 환경에서의 벼의 수량 감소를 야기하는 주요 원인으로 예측된다. 다만, 상승된 기온에 대한 벼의 반응은 품종별로 상이하기 때문에 고온에 둔감한 품종의 도입 또는 그러한 특성을 지닌 품종의 육종을 통해 기후변화에 따른 수량 감소의 위험을 낮출 수 있을 것이다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.45-59
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• 2023

세계적으로 온실가스 감축을 위해 주로 이산화탄소 발생에 초점을 맞춰왔지만, 최근에는 메탄 발생에 대한 관심이 커지고 있다. 습지, 저수지, 호소 등 수중 환경을 포함한 자연은 온실 가스 중요한 발원지이다. 호수와 저수지 바닥에 쌓인 퇴적된 유기 오염물질은 산소가 부족한 상태에서 미생물 분해를 통해 메탄과 같은 온실 가스를 생성할 수 있다. 메탄 배출은 비점오염원의 증가와 하천에 설치되는 횡단 구조물에 의한 흐름변화에 의해 증가하고 있는 실정이다. 또한, 기후 변화로 인한 수온의 상승 등은 메탄 배출을 가속화하는 원인이다. 메탄은 다양한 경로를 통해 대기로 배출될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 메탄발생의 주요인자가 미치는 영향을 정량화하기 위하여 BMP test을 수행하였다. 실험조건에 따라 메탄발생량을 직접 계측하였으며, 실험조건은 온도, 기질의 종류, 전단응력 및 퇴적물 특성으로 구분하였다. 또한, 바닥의 전단 응력은 실험적으로 측정하기가 어려워 수치모의를 수행하였다. 실험결과, 생화학적 요소는 메탄 생성에 영향을 미치지만, 전단 속도는 메탄 분리에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 퇴적물 특성은 메탄 생성 및 분리에 영향을 미칠 수 있다. 메탄 생성과 주요인자들 간의 관계를 경험식으로 제시하였으며, 향후 전단응력 및 유기물에 대한 실험조건을 구체화하고 실험규모를 확대한다면 메탄발생과 생지화학 및 수환경인자간의 관계를 도출할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제44권4호
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• pp.264-274
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• 2020

Background: Climate change has altered the various ecosystem processes including forest ecosystem in Himalayan region. Although the high mountain natural forests including treelines in the Himalayan region are mainly reported to be temperature sensitive, the temperature-related water stress in an important growth-limiting factor for middle elevation mountains. And there are very few evidences on growth performance of planted forest in changing climate in the Himalayan region. A dendrochronological study was carried out to verify and record the impact of warming temperature tree growth by using the tree cores of Pinus roxburghii from Batase village of Dhulikhel in Central Nepal with sub-tropical climatic zone. For this total, 29 tree cores from 25 trees of P. roxburghii were measured and analyzed. Result: A 44-year long tree ring width chronology was constructed from the cores. The result showed that the radial growth of P. roxburghii was positively correlated with pre-monsoon (April) rainfall, although the correlation was not significant and negatively correlated with summer rainfall. The strongest negative correlation was found between radial growth and rainfall of June followed by the rainfall of January. Also, the radial growth showed significant positive correlation with that previous year August mean temperature and maximum temperature, and significant negative correlation between radial growth and maximum temperature (Tmax) of May and of spring season (March-May), indicating moisture as the key factor for radial growth. Despite the overall positive trend in the basal area increment (BAI), we have found the abrupt decline between 1995 and 2005 AD. Conclusion: The results indicated that chir pine planted population was moisture sensitive, and the negative impact of higher temperature during early growth season (March-May) was clearly seen on the radial growth. We emphasize that the forest would experience further moisture stress if the trend of warming temperatures continues. The unusual decreasing BAI trend might be associated with forest management processes including resin collection and other disturbances. Our results showed that the planted pine forest stand is sub-healthy due to major human intervention at times. Further exploration of growth climate response from different climatic zones and management regimes is important to improve our understanding on the growth performance of mid-hill pine forests in Nepal.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제63권4호
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• pp.347-355
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• 2020

기상이변으로 인한 식물 스트레스를 평가하기 위해 토양과 식물에 적용할 수 있는 여러 센서가 개발되었다. 따라서 본 연구의 목적은 식물의 온도 스트레스를 평가하기 위해 다양한 센서를 사용하여 기후 및 토양 상태와 식물 반응을 모니터링하는 것이다. 식물 반응을 평가하기 위한 식물 센서로 식물 줄기의 전기전도도, sap flow rate를 모니터링하였다. 식물 줄기의 전기전도도는 물과 이온 수송을 포함한 식물의 생리적 활성을 반영한다. 완전히 자란 Brassica oleracea var. italica를 온도 20/15 ℃ (낮/밤), 16시간 광주기로 하여 대조구로 설정하였으며 저온 15/10 ℃ 및 고온 35/30 ℃에 노출시키면서 토양 및 식물 상태를 모니터링하였다. 식물 줄기의 전기전도도, sap flow rate는 낮에는 증가하고 밤에는 감소하였다. 저온 스트레스 하에서 Brassica oleracea var. italica 줄기의 전기전도도는 대조구보다 낮았고, 고온 스트레스 하에서는 대조구보다 높아 물과 이온 수송이 온도에 의해 영향을 받았음을 나타낸다. 그러나 엽록소 a와 b 함량은 저온 스트레스를 받은 잎에서 증가했고 고온 스트레스를 받은 잎에서는 대조구와 차이가 없었다. 잎의 프롤린 함량은 저온 스트레스에서는 대조구와 차이가 없는 반면, 고온 스트레스에서는 증가했다. 프롤린 합성은 환경 스트레스 하에서 식물의 방어 메커니즘으로 작용한다. 따라서 Brassica oleracea var. Italica는 저온보다 고온 스트레스에 더 민감한 것으로 판단된다.