• 대한공간정보학회지
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• 제18권4호
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• pp.119-129
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• 2010

원격탐사 자료와 현장 자료를 이용한 산림 바이오매스 탄소량 추정은 전 세계적으로 각광을 받고 있으며, 국내의 경우 2010년 국립산림과학원에서 개발한 수종별 탄소배출계수를 통해 보다 정확한 탄소량 추정이 가능하게 되었다. 본 연구에서는 2006년부터 2009년까지 구축된 제5차 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI) 자료를 기반으로 k-Nearest Neighbor(kNN) 알고리즘을 이용하여 충청북도 단양군의 지상부 바이오매스 탄소량을 추정하였다. 원격탐사 자료로는 계절 변화가 뚜렷한 한반도의 기후가 산림 지역의 분광 특성 및 이에 따른 탄소량 추정에 미치는 영향을 조사하기 위해 2004년부터 2005년까지 계절별로 취득된 Landsat TM 위성영상을 이용하였다. 분석결과 단양군 지역의 지상부 바이오매스 총 탄소량은 최대 3542768.49tonC에서 최소 3329037.51tonC 사이로 추정되었으나, 계절에 따른 특정 경향은 발견되지 않았다.

• 대한공간정보학회지
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• 제19권2호
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• pp.39-48
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• 2011

대기 중 온실가스 증가로 인한 지구온난화의 영향으로 각종 자연 재해가 증가하면서, 온실가스에서 가장 큰 비율을 차지하는 이산화탄소의 자연 포집지인 산림이 저장하고 있는 탄소량을 추정하기 위한 많은 연구가 진행 중에 있다. 하지만 국내 지역의 환경에 적합한 탄소저장량 추정 기법 및 자료 선정에 대한 연구는 아직 부족한 상황으로, 이에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 논문에서는 전 세계적으로 탄소저장량 추정에 보편적으로 이용되고 있는 회귀 모델과 $k$NN($k$-Nearest Neighbor) 알고리즘을 이용하여 충청북도 단양군을 대상으로 산림이 저장하고 있는 탄소 저장량을 추정하고 결과를 비교 분석하였다. 연구 자료로써 Landsat TM 영상과 제5차 NFI(National Forest Inventory) 자료를 이용하였으며, 지형효과 보정 및 식생 구분에 특화된 다양한 비율영상을 사용하였다. 분석 결과, 단양군의 탄소저장량 추정에는 회귀 모델보다 $k$NN 알고리즘을 이용하는 것이 더 유리하며, 비율영상의 경우 정확도 향상에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제44권1호
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• pp.8-25
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• 2020

Background: Species of the genera Eucalyptus, Cupressus, and Pinus are the most widely planted tree species in the country in general and in Chilimo dry Afromontane forest in particular. Eucalyptus covers 90% of the total planted forest area in the country. However, only limited information exists in the country regarding aboveground biomass (AGB), belowground biomass (BGB), growth, and yield. This study was conducted to assess the variables on 25 and 30 years of age for three planted species: Cupressus lusitanica, Eucalyptus saligna, and Pinus patula in Chilimo plantation forest, in the Central Highlands of Ethiopia. A two-times inventory was conducted in 2012 and 2017. A total of nine square sampled plots of 400 ㎡ each, three plots under Cupressus lusitanica, 3 Eucalyptus saligna, and 3 Pinus patula were used for data collection. Data on height, diameter, soil, and tree stumps were collected. Percent C, % N, and bulk density was performed following chemical procedure. Results: The aboveground biomass ranged from 125.76 to 228.67 t C ha^-1 and the basal area and number of stems from 3.76 to 25.50 ㎡ ha^-1 and 483 to 1175 N ha^-1, respectively. The mean annual basal area and volume increment were between 0.97 and 1.20 ㎡ ha^-1 year^-1 and 10.79 and 16.22 ㎥ ha^-1 year^-1. Both carbon and nitrogen stock of the planted forest was non-significant among the tree species. Conclusion: The aboveground biomass, growth, and yield significantly varied among the species. Cupressus lusitanica had the highest aboveground biomass, volume, and basal area, while Eucalyptus saligna had the lowest value. To a depth of 1 m, total carbon stored ranged from 130.13 to 234.26 t C ha^-1. The total annual carbon sequestration potential was 12,575.18 t CO₂ eq. Eucalyptus has the highest carbon stock density and growth rate than other species.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제37권3호
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• pp.193-205
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• 2021

The importance of forests and trees in climate change mitigation and soil nutrient cycling cannot be overemphasized. This study assessed the above-ground carbon stock of two exotic and two indigenous tree species - Gmelina arborea, Tectona grandis, Khaya grandifoliola and Nauclea diderrichii and their litter impact on soil nutrient content of an arboretum within the University of Port Harcourt, Nigeria. Data were collected from equal sample plots from the four species' compartments. Tree growth variables including total height, diameter at breast height, crown height, crown diameter and merchantable height were measured for the estimation of above-ground carbon stock. Soil samples were collected from a depth of 0-30 cm from each compartment and analyzed for particle size distribution, organic carbon, total nitrogen, available phosphorus, exchangeable bases, exchangeable acidity, cation exchange capacity, base saturation, pH, Manganese, Iron, Copper and Zinc. Analysis of Variance (ANOVA) was used to test for significant difference (p<0.05) in the carbon contents of the four species and the soil nutrient contents of the different species' compartments. Pearson correlation was used to assess the relationships between the carbon contents, growth parameters and soil parameters. The highest and lowest carbon stock per hectare was observed for G. arborea (151.52 t.ha^-1) and K. grandifoliola (45.45 t.ha^-1) respectively. Cation exchange capacity and base saturation were highest and lowest for soil under G. arborea and K. grandifoliola respectively. The pH was highest and lowest for soil under G. arborea and T. grandis respectively. Carbon stock correlated positively with dbh, crown diameter, merchantable height and Zn and negatively with base saturation. The study revealed that G. arborea and N. diderrichii can effectively be used for reforestation and afforestation programmes aimed at climate change mitigation across Nigeria. Therefore, policies to encourage and enhance their planting should be encouraged.

• 한국산림과학회지
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• 제110권4호
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• pp.569-576
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• 2021

This study developed an estimation model for litterfall input using the stand parameters (basal area, stand density, mean DBH, and carbon stocks of the aboveground tree biomass) collected from the Korean red pine (Pinus densiflora S. et Z.) stands of seven regions in Gyeongsangnam-do. The mean annual litterfall was 2,779 kg ha^-1 year^-1 for needles, 883 kg ha^-1 year^-1 for miscellaneous, 611 kg ha^-1 year^-1 for broadleaved, 513 kg ha^-1 year^-1 for branches, and 340 kg ha^-1 year^-1 for bark litter. The mean annual total litterfall was 5,051 kg ha^-1 year^-1. Litterfall components were significantly correlated with stand parameters, except for broadleaved litter. A stronger correlation was observed between the carbon stock of the aboveground tree biomass and all the litterfall components compared with the other stand variables. The allometric equations for all the litterfall components were significant (P < 0.05), with the stand parameters accounting for 5%-43% and 8%-42% of the variation in the needle litter and total litterfall, respectively. The results indicated that the annual litterfall inputs of the Korean red pine stands on a regional scale can be effectively estimated by allometric equations using the basal area and carbon stocks of the aboveground tree biomass.

• 대한원격탐사학회지
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• 제30권5호
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• pp.651-664
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• 2014

최근 주기적이고 정확한 산림바이오매스 탄소저장량 추정에 대한 필요성이 한국에서도 점차 증가하고 있다. 본 연구에서는 k-Nearest Neighbor (kNN) 및 Regression Tree Analysis (RTA) 알고리즘을 대상으로 공주 및 세종시를 대상으로 한 탄소량 변화 탐지를 통해 그 효용성을 비교 분석 하고자 하였다. 현장 자료로는 제 3차 및 제 5, 6차 국가산림자원조사 자료를 이용하였으며, 위성영상자료는 1992년, 2010년에 취득된 Landsat TM과 2009년에 취득된 Aster 영상을 이용하였다. 또한, 추정정확도를 향상시키기 위해 각 영상으로부터 다양한 식생지수를 생성하였다. 두 방법론의 비교를 위해 RMSE 및 평균편의(mean bias)를 포함한 각종 탄소통계량을 계산하였으며, 대상지역에 대한 탄소분포지도를 생성하고 비교를 수행하였다. 그 결과, kNN 알고리즘은 영상에 상관없이 보다 안정적인 추정결과를 나타낸 반면, 스무딩 효과로 인해 탄소의 공간분포가 뚜렷하지 않은 단점이 발견되었다. RTA의 경우 평균편의 결과 및 탄소의 공간분포가 명확히 나타나는 장점이 있으나, 위성영상에 따라 탄소추정량에서 큰 차이를 나타내었다. 최종적으로 2009년 및 2010년 탄소지도에서 1992년 탄소지도를 차분한 탄소차분지도를 생성을 통해 공주시 및 세종시 지역의 산림 탄소저장량이 급격히 증가했음을 확인하였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제26권5호
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• pp.33-46
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• 2023

In this study, carbon storage in the aboveground biomass, litter layer, and soil layer was calculated for abandoned mining restoration areas to determine the level of carbon storage after the restoration project through comparison with the ecological reference. Five survey sites were selected for each abandoned mining restoration area in Boryeong-si, Chungcheongnam-do, and the ecological reference that can be a goal and model for the restoration project. The carbon storage in the restoration area was 0~21.3Mg C ha^-1, the deciduous layer 3.3~6.0Mg C ha^-1, and the soil layer(0-30cm) 8.3~35.1Mg C ha^-1, showing a significant difference in carbon storage by target site. The total carbon storage was between 6.1 and 35.3% of the ecological reference, with restoration area ranging from 14.0 to 62.4 Mg C ha^-1. The total carbon storage in the restoration area and the ecological reference differed the most in the aboveground biomass and was less than 12%. Based on these results, forest restoration area need to improve the carbon storage of forests through continuous management and monitoring so trees can grow and restore productivity in the early stages of the restoration project. The results of this study can be used as primary data for preparing future forest restoration indicators by identifying the storage of abandoned mining restoration areas.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권2호
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• pp.161-182
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• 2019

Quantifying the amount of carbon pools in forest ecosystems enables to understand about various carbon pools in the forest ecosystem. Therefore, this study was conducted in the Chilimo dry afromontane forest to estimate the amount of carbon stored. The natural forest was stratified into three forest patches based on species composition, diversity, and structure. A total of 50 permanent sample plots of 20 m × 20 m (400 ㎡ ) each were established, laid out on transects of altitudinal gradients with a distance of 100 m between plots. The plots were measured twice in 2012 and 2017. Tree, deadwood, mineral soil, forest floor, and stump data were collected in the main plots, while shrubs, saplings, herbaceous plants, and seedling data were sampled inside subplots. Soil organic carbon (SOC %) was analyzed following Walkely, while Black's procedure and bulk density were estimated following the procedure of Blake (Methods of soil analysis, 1965). Aboveground biomass was calculated using the equation of Chave et al. (Glob Chang Biol_20:3177-3190, 2014). Data analysis was made using RStudio software. To analyze equality of means, we used ANOVA for multiple comparisons among elevation classes at α = 0.05. The aboveground carbon of the natural forest ranged from 148.30 ± 115.02 for high altitude to 100.14 ± 39.93 for middle altitude, was highest at 151.35 ± 108.98 t C ha^-1 for gentle slope, and was lowest at 88.01 ± 49.72 t C ha^-1 for middle slope. The mean stump carbon density 2.33 ± 1.64 t C ha^-1 was the highest for the middle slope, and 1.68 ± 1.21 t C ha^-1 was the lowest for the steep slope range. The highest 1.44 ± 2.21 t C ha^-1 deadwood carbon density was found under the middle slope range, and the lowest 0.21 ± 0.20 t C ha^-1 was found under the lowest slope range. The SOCD up to 1 m depth was highest at 295.96 ± 80.45 t C ha^-1 under the middle altitudinal gradient; however, it was lowest at 206.40 ± 65.59 t C ha^-1 under the lower altitudinal gradient. The mean ecosystem carbon stock density of the sampled plots in natural forests ranged from 221.89 to 819.44 t C ha^-1. There was a temporal variation in carbon pools along environmental and social factors. The highest carbon pool was contributed by SOC. We recommend forest carbon-related awareness creation for local people, and promotion of the local knowledge can be regarded as a possible option for sustainable forest management.

• 한국지리정보학회지
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• 제15권1호
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• pp.16-33
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• 2012

본 연구에서는 크리깅 기법 중 가장 일반적으로 사용되고 있는 정규 크리깅(ordinary kriging)과 여러 보조 자료를 활용한 회귀 모델에 크리깅 기법을 결합한 형태인 회귀 크리깅(regression kriging)을 이용하여 지상부 바이오매스의 탄소저장량 추정을 시도하였다. 분석 결과 단양군의 산림 탄소저장량은 정규 크리깅의 경우 3,459,902 tonC, 회귀 크리깅의 경우 3,384,581 tonC로 추정되었으며 회귀 크리깅에 이용된 회귀 모델의 결정계수는 0.1033으로 나타났다. 표본점을 임상별로(활엽수림, 침엽수림&혼효림) 층화하여 회귀 크리깅을 수행한 경우에는 탄소저장량은 3,336,206 tonC로 가장 낮게 추정되었으며 회귀 모델의 결정 계수는 각각 0.35, 0.18로 표본점 전체를 이용했을 때보다 높은 값을 보였다. 각 기법의 교차 검증(cross validation) 결과 표본점 전체를 이용한 회귀 크리깅의 RMSE(22.32 ton/ha)가 가장 낮았으나 기법간의 차이(0.23 ton/ha)는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권2호
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• pp.258-266
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• 2017

본 연구의 목적은 국가산림자원조사 자료와 수치임상도를 활용하여 무주군 지역 리기다소나무림의 추정된 탄소 저장량에 대한 공간분포도를 작성하고자 하였다. 국가산림자원조사 자료를 이용하여 바이오매스 추정식을 개발하기 위해서 수고, 임령, 흉고직경, 수관밀도와의 상관관계를 분석한 결과, 수관밀도(0.74)인자가 가장 높은 양(+)의 상관성을 보였고, 다음으로는 수고(0.61)인자에서 높은 상관관계가 나타났다. 상관분석 결과를 기반으로 탄소 저장량 추정식을 도출한 후 수치임상도를 활용하여 추정된 탄소 저장량 공간지도를 작성하였다. 수관밀도와 수고를 적용하여 추정된 탄소 저장량을 산출한 결과, 평균 58.2 ton C/ha로 나타났으며 전북 무주지역 리기다소나무림의 지상부 총 탄소저장량은 430,963 C ton으로 추정되었다.