• 제목/요약/키워드: annual primary production

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MODIS 영상을 활용한 한반도의 시공간적 물 이용효율 변동 및 가뭄과의 연관성 분석 (Spatial and Temporal Variations in the Water Use Efficiency and its Drought Signal on the Korean Peninsula using MODIS-derived Products)

  • 김정빈;호현주;엄명진;김연주
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.553-564
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    • 2018
  • 최근 대두되고 있는 기후변화는 물과 탄소의 순환으로 이뤄진 생태계 간의 상호작용으로 인해 발생한다. 이를 분석하기 위해 물 이용효율(Water Use Efficiency, WUE)이 사용되는데, 이는 광합성 시 사용되는 수분 대비 흡수되는 탄소의 비율이다. 물 이용효율은 주변 환경의 기상 및 지표 조건에 영향을 받으며, 생태계의 변화를 반영하는 지표다. 본 연구에서는 한반도의 시공간적 물 이용효율을 분석하며, 나아가 가뭄과의 연관성을 가뭄 지수를 통해 보고자 한다. 물 이용효율과 가뭄 지수를 측정하기 위해서 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS) 영상으로부터 Gross Primary Production(GPP, 총일차생산량)과 Evapotranspiration(ET, 증발산량) 자료를 산정하였다. 이를 통해 계산한 물 이용효율은 한반도의 전 지역과 모든 식생 종류에 대해 여름 우기철에 감소하는 것으로 밝혀졌다. 나아가 연간 물 이용효율은 가뭄 지수와 음의 상관관계를 보이며 한반도의 남쪽 지역으로 갈수록 그 상관계수가 증가하였다.

위성영상으로 분석한 장기간 남한지역 순 일차생산량 변화: 기후인자의 영향 (Net Primary Production Changes over Korea and Climate Factors)

  • 홍지연;심창섭;이명진;백경혜;송원경;전성우;박용하
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.467-480
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    • 2011
  • 본 연구는 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)과 MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) 위성관측을 바탕으로 산출된 남한지역의 장기간(1981-2006년) 순 일차생산량(Net Primary Production, NPP)의 시공간적 변화를 분석하고 그 변화에 영향을 미치는 기후요소와의 상관성을 분석하였다. 남한지역의 AVHRR과 MODIS에서는 연간순 열차생산량이 AVHRR의 경우 893-1068 $g{\cdot}C/m^2$ /yr과 MODIS의 경우 610-695 $g{\cdot}C/m^2$/yr로 나타나고 있으며 두 자료는 통계적으로 약 325 $g{\cdot}C/m^2$/yr 의 차이를 보이고 있다. 해상도 등의 차이가 있으나 지상 관측과 비교한 결과 MODIS 센서에 의한 관측이 보다 근접한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 위성관측자료 분석결과 NPP 값은 식생의 밀도가 높은 산림지역 및 연평균기온이 높은 지역에서 큰 것으로 나타났다. 두개의 위성센서로 산출된 순 열차생산량은 경년변화가 다소 크지만, 각각 장기간에 걸쳐 서서히 증가하고 있는 것으로 나타났으며 1981-2000년 동안 AVHRR에서 매년 평균 2.14 $g{\cdot}C/m^2$/yr, 2000-2006년 동안 MODIS에서 매년 평균 6.08 $g{\cdot}C/m^2$/yr 만큼 증가하였다. 특히 남서해안 지역은 두 위성관측결과 모두 순 일차생산량의 증가가 상대적으로 높았다. 토지피복 지도와 대조결과 그 이유는 논 밭 등의 관개와 비료시용에 의한 농작물의 생산성 증대와 관계가 있는 것으로 추정된다. NPP값은 월별 강수량 및 평균기온에 밀접한 관계가 있는 것으로 확인되었으며, 특히 남한지역의 여름몬순시기에서 강수량과 기온이 모두 가장 큰 상관관계를 보이고 있다. NPP 절대값의 차이 외에도 두 센서로 산출된 순 일차생산량과 기후요소와의 상관성 등의 차이는 두 자료의 토양호흡 등을 포함하는 등 위성자료 복원과정 및 관련 모텔의 차이에 의해 발생하는 것으로 사료된다. 또한 향후 보다 정확한 순 일차생산량을 계산하기 위해 복원과정에서 기상 실측자료 및 보다 현실적인 토지피복 등을 고려해야 할 것이다.

Potential of Agricultural Residues for Small Biomass Power Generation in Thailand

  • Panklib, Thakrit
    • International Journal of Advanced Culture Technology
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    • 제4권1호
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    • pp.1-9
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    • 2016
  • The demand for energy in Thailand has been continually increasing as the economic and social country grows. Approximately 60% of Thailand's primary energy is imported, mostly petroleum products. In 2008 Thailand's total energy consumption was 80,971 ktoe and the net price of energy imported was up to 1,161 billion Baht which is equivalent to 12.8% of GDP at the current price. The energy consumption or energy demand has been growing at an annual compounded growth rate of 6.42% and the peak electric power demand and electricity consumption was recorded at 22,568 MW and 148,264 GWh and grew at a rate of 7.0% and 7.5% per annum during the period from 1989 to 2008. The gross agriculture production in 2008 was recorded at 135.4 Mt which represents agriculture residue for energy at 65.73 Mt, which is equivalent to energy potential of about 561.64 PJ or 13,292 ktoe an increase in average of 5.59% and 5.44% per year respectively. The agricultural residues can converted to 15,600 GWh/year or 1,780 MW of power capacity. So, if government sector plan to install small biomass gasification for electricity generation 200 kW for Community. The residue agricultural is available for 8,900 plants nationwide. The small biomass power generation for electricity generation not only to reduce the energy imports, it also makes the job and income for people in rural areas as well. This paper's aim is to report the energy situation in Thailand and has studied 5 main agricultural products with high residue energy potential namely sugarcane, paddy, oil palm, cassava, and maize appropriate for small electricity production. These agricultural products can be found planted in many rural areas throughout Thailand. Finally, discuss the situation, methods and policies which the government uses to promote small private power producers supplying electricity into the grid.

Ecosysteme de I′Etang de Berre (Mediterranee nord-occidentale) : Caracteres Generales Physiques, Chimiques et Biologiques

  • Kim, Ki-Tai
    • 환경생물
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    • 제22권2호
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    • pp.247-258
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    • 2004
  • Climatological, hydrological and planktonical research studies, measurements of primary production and photosynthetic efficiency from December 1976 to December 1978 have been carried out in two brackish lakes: Lake Etang de Berre and Lake Etang de Vaine located in the French Mediterranean coast, in the region of Carry-le-Rouet located on the north-west Mediterranean near Marseilles, and in fresh water inflows from 4 Rivers (Touloubre, Durance, Arc, Durancole) to Lake Etang de Berre. Physico-chemical parameters were measured for this study: water temperature, salinity, density, pH, alcalinity, dissolved oxygen (% saturation), phosphate, nitrate, nitrite, silicate etc. Diverse biological parameters were also studied: photosynthetic pigments, phaeopigments, specific composition and biomass of phytoplankton, primary pelagic production etc. Climatical factors were studied: air-temperature, solar-radiation, evaporation, direction (including strength) of winds, precipitation and freshwater volume of the four rivers. The changes in Lake ‘Etang de Berre’ ecosystem depend on the quality of the water in the Durance River, and on the effects of seawater near the entrance of the Caronte Canal. The water quality of the lake varies horizontally and vertically as a result of atmospheric phenomena, maritime currents and tides. The distribution of water temperatures is generally heterogeneous. Southeasterly winds and the Northeasterly Mistral wind are important in the origins of circulated and mixed water masses. These winds are both frequent and strong. They have, as a result, a great effect on the water environment of Lake Etang de Berre. In theory, the annual precipitation in this region is well over eight times the water mass of the lake. The water of the Durance River flows into Lake Etang de Berre through the EDF Canal, amounting to 90% of the precipitation. However, reduction of rainfall in dry seasons has a serious effect on the hydrological characteristics of the lake. The temperature in the winter is partially caused by the low temperature of fresh water, particularly that of the Durance River. The hydrological season of fresh and brackish water is about one month ahead of the hydrological season of sea water in its vicinity. The salinity of Lake Etang de Berre runs approximately 3$\textperthousand$, except at lower levels and near the entrance to the Caronte Canal. However, when the volume of the Durance River water is reduced in the summer and fall, the salinity rises to 15$\textperthousand$. In the lake, the ratio of fresh water to sea water is six to one (6:1). The large quantities of seston conveyed by rivers, particularly the Durance diversion, strongly reduce the transparency in the brackish waters. Although the amount of sunshine is also notable, transparency is slight because of the large amount of seston, carried chiefly by Tripton in the fresh water of the Durance River. Therefore, photosynthesis generally occurs only in the surface layer. The transparency progressively increases from freshwater to open seawater, as mineral particles sink to the bottom (about 1.7kg $m^{-2}a^{-1}$ on the average in brackish lakes). The concentration of dissolved oxygen and the rate of oxygen saturation in seawater (Carry-le-Rouet) ranged from 5.0 to 6.0 $m\ell$ㆍ.$1^{-1}$, and from 95 to 105%, respectively. The amount of dissolved oxygen in Etang de Berre oscillated between 2.9 and 268.3%. The monographs of phosphate, nitrate, nitrite and silicate were published as a part of a study on the ecology of phytoplankton in these environments. Horizontal and vertical distributions of these nutriments were studied in detail. The recent diversion of the Durance River into Lake Etang de Berre has effected a fundamental change in this formerly marine environment, which has had a great impact in its plankton populations. A total of 182 taxa were identified, including 111 Bacillariophyceae, 44 Chlorophyceae, and 15 Cyanophyceae. The most abundant species are small freshwater algae, mainly Chlorophyceae. The average density is about $10^{8}$ cells $1^{-1}$ in Lake Etang de Berre, and about double that amount in Lake Etang de Vaine. Differences in phytoplankton abundance and composition at the various stations or at various depths are slight. Cell biovolume V (equivalent to true biomass), plasma volume VP (‘useful’ biomass) and, simultaneously. the cell surface area S and S/V ratio through the measurement of cell dimensions were computed as the parameters of phytoplankton productivity and metabolism. Pigment concentrations are generally very high on account of phytoplankton blooms by Cyanophyceae, Chlorophyceae and Cryptophyceae. On the other hand, in freshwaters and marine waters, pigment concentrations are comparatively low and stable, showing slight annual variation. The variations of ATP concentration were closely related to those of chlorophyll a and phytoplankton blooms only in marine waters. The carbon uptake rates ranged between 38 and 1091 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with an average surface value of 256 mg; water-column carbon-uptake rates ranged between 240 and 2310 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with an average of 810, representing 290 mg$Cm^{-2}$, per year 45 000 tons per year of photosynthetized carbon for the whole lake. Gross photosynthetic production measured by the method of Ryther was studied over a 2-year period. The values obtained from marine water(Carry-le-Rouet) ranged from 23 to 2 337 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with a weighted average of 319, representing about 110 gCm$^{-2}$ per year. The values in brakish water (Etang de Berre) ranged from 14 to 1778 mg$Cm^{-2}d^{-1}$, with a weighted average of 682, representing 250 mg$Cm^{-2}$ per year and 38 400 tons per year of photosynthesized carbon for the whole lake.

서낙동강에서 식물플랑크톤의 1차 생산성 (Primary Productivity of Phytoplankton in the Shallow and Hypertrophic River (Seonakdong River))

  • 전승일;조경제
    • 생태와환경
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    • 제37권1호통권106호
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    • pp.57-63
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    • 2004
  • 서낙동강에서 $^{14}C$법으로 1996년 1월부터 10월까지 식물플랑크톤의 1차 생산성을 측정하였다. 서낙동강은 수심이 얕고, 국내 호수와 하천 중에서 가장 수질오염이 심한 곳으로 진광층의 깊이는1.4${\sim}$2.1 m 범위였다. 식물플랑크톤의 chi-a 농도는 67${\sim}$894 ${\mu}g\;L^{-1}$ 범위였고, 8월에는 chi-a 농도가 크게 증가하였다. 최대 물질생산성은 수표면 ${\sim}$0.4 m 깊이에서 나타났으며 2.1${\sim}$4.3 mg C mg $chl-a^{-1}$ 범위였다. 광합성 (P)-광(I)의 관계에서 식물플랑크톤의 광합성 저해는 높은 고광에서 현저히 저해되었으나 Microcystis가 대발생한 기간에는 광저해 현상이 나타나지 않았다. Chl-a 당 식물플랑크톤의 1차 생산성은 입사 광에너지의 양에 비례하였으며 면적 당 1차 생산성은 chl-a현존량과 직선적으로 비례하여 식물플랑크톤의 1차 생산성은 결과적으로 생물량과 광의 함수였다. 과거 자료를 수집한 결과. 낙동강 하구 지역에서 식물플랑크톤의 생산성은 하구둑 건설(1987년) 이후 해가감에 따라 점진적으로 증가하여 이 지역의 부영양화 현상을 반영하였다. 식물플랑크톤의 연 생산성 개념에서 평균 10 ${\mu}g\;chl-a\;L^{-1}$의 생물량 증가는 30 mg C $m^{-2}\;day^{-1}의 단위면적 당 생산성 증가를 가져왔다.

지도지생태계의 물리화학적환경과 식물성 플랭크톤군집의 생산성 (Physico-Chemical Environment and Productivity of the Phytoplankton Community in the Jido Pond Ecosystem)

  • Song Seung-Dal;M. Anwarul Huque
    • 환경위생공학
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    • 제5권2호
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    • pp.117-122
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    • 1990
  • 인공지인 지도지생태에 대하여 1979년 4월부터 1980년 3월까지 수온, pH, $Cl^-,\; Mg^{++}$, alkalinity, detergent, $SiO_2-Si, PO_4-P\;^{3-}, NO_3-N\;NO_2-N\;NH_4-N$, BOD, COD, DO, OM 및 OC등의 물리화학적 수질환경의 동태를 분석하고 일차생산자인 식물성플랭크톤의 다양성 및 생장과 생산성을 측정하여 생태계의 물직대사와 에너지이효율을 정량화하였다. 식물성플랭크톤의 분포는 총 28종의 우점종(Chlorophyta 11종, Bacillariophyta 9종 및 Cyanophyta 3종)이 출현하였고, chlorophyta는 전체 algal counts의 75%를 점하였다. 다양성지수는 d=0.85~2.80, $\={H}$=1.10~2.40, e=0.56~0.90였다. 현재량은 0.043~0.385g chl/$m^2$의 범위였고, 광합성율 및 호흡율의 변화는 각각 0.36~4.50와 0.10~1.40mg $O_2$/l/hr이며, 동화량은 0.6~3.8mg C/$m^2$, 태양에너지 이용효율은 연평균 2.44%였다. 인과 질소의 turnover time은 각각 20days와 3days였다.

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자란만 패류양식어장의 기초생산력 및 환경인자 변동 특성 (Spatio-Temporal Variation Characteristics of Primary Productivity and Environmental Factors of Shellfish Mariculture in Jaran Bay, Korea)

  • 이대인;최용현;홍석진;김형철;이원찬
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.721-734
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    • 2022
  • 본 논문은 남해안 자란만 패류양식어장에서 약 2년 동안 월별로 기초생산력, Chl. a, 영양염류, 입자유기물질과 퇴적물의 유기오염 정도 및 생화학 조성 등 주요 양식생물의 서식환경인자의 변동특성과 상관성 등을 분석하였다. 또한, 다른 연안 어장과 기초생산력을 비교하고 어장환경관리와 관련된 정책방안을 제시하였다. 월별 평균 기초생산력은 6.43~115.43 mgC m-2 hr-1 범위로 여름과 가을에 높았는데, 가막만과 마산만 보다는 낮았고, 가로림만과 서해보다는 높았으며, 대체적으로 양식장이 많이 분포한 내만은 그 변동 폭이 상대적으로 컸다. Chl. a를 구성하는 식물플랑크톤의 크기별 점유율이 시기별로 다소 차이가 있었고, 영양염의 고갈로 인한 식물플랑크톤의 생산력 제한은 거의 없었으나, 대부분 시기에 N/P비가 16 이하로 질소가 상대적으로 부족한 것으로 판단되었다. 수층 입자유기물질의 생화학적 조성은 탄수화물이 가장 높았으나, 반면 표층 퇴적물에서는 지질과 단백질 함량이 높았다. 퇴적물의 TOC와 AVS 농도는 만 안쪽에서 높았고 일부 시기에는 어장환경기준을 초과한 상태였으며, C:N 비는 평균 8.1~10.4 범위로 나타났다. 기초생산력은 Chl. a와의 상관성이 가장 높았고, 입자물질성분 중에서는 탄소보다는 질소 및 단백질과의 상관성이 높았다. 최근 5년 동안의 수층에서의 Chl. a, DIN, DIP 농도는 감소하는 경향이었지만, 반대로 퇴적물의 오염도는 증가하는 추세였다. 자란만의 연간 기초생산력 125.9 gC m-2 yr-1, 굴 양식장 면적 4.97 km2를 고려하면 연간 식물플랑크톤으로부터 생산되는 탄소량이 약 625 ton이며, 연간 굴 생산 습중량은 약 6,250 ton으로 추정되었다.

생태계 모형과 시공간 환경정보를 이용한 우리나라 식생 탄소 수지 추정 (Estimation of Vegetation Carbon Budget in South Korea using Ecosystem Model and Spatio-temporal Environmental Information)

  • 유성진;이우균;손요환;이토 아키히코
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.145-157
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    • 2012
  • 본 연구에서는 시공간 환경정보를 이용하여 VISIT(Vegetation Integrated Simulator for Trace gases)이라는 생태계 모형 구동하였고, 우리나라의 생태계 탄소 수지를 추정하였다. 모델 구동 결과, 모델은 시뮬레이션 기간인 총 10년 동안 연평균 총일차생산량(GPP)과 순일차생산량(NPP)을 각각 $91.89Tg\;C\;year^{-1}$, $40.16Tg\;C\;year^{-1}$로 추정하였다. 그리고 이 기간 동안 우리나라의 식생 생태계는 연평균 $3.51Tg\;C\;year^{-1}$의 탄소를 흡수하는 역할을 수행한 것으로 추정되었다. 이를 우리나라의 인위적 탄소배출량 자료와 비교한 결과, 2007년 우리나라 식생 생태계는 탄소 흡수원으로서 인위적 탄소배출량의 3.3%를 상쇄시킨 것으로 나타났다. 향후 정확한 탄소수지 추정을 위해서는 신뢰성 있는 입력자료 구축과 다양한 연구 결과와의 비교를 통해 모델 변수의 보정이 필요하다. 하지만 본 연구의 결과는 기후변화 완화를 위한 생태계 관리 전략을 수립하는데 도움을 줄 것으로 생각된다.

위성영상 시공간 융합과 CASA 모형을 활용한 산지 개발사업의 식생 순일차생산량에 대한 영향 평가 (Impact Assessment of Forest Development on Net Primary Production using Satellite Image Spatial-temporal Fusion and CASA-Model)

  • 김예화;주경영;성선용;이동근
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.29-42
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    • 2017
  • As the "Guidelines for GHG Environmental Assessment" was revised, it pointed out that the developers should evaluate GHG sequestration and storage of the developing site. However, the current guidelines only taking into account the quantitative reduction lost within the development site, and did not consider the qualitative decrease in the carbon sequestration capacity of forest edge produced by developments. In order to assess the quantitative and qualitative effects of vegetation carbon uptake, the CASA-NPP model and satellite image spatial-temporal fusion were used to estimate the annual net primary production in 2005 and 2015. The development projects between 2006 and 2014 were examined for evaluate quantitative changes in development site and qualitative changes in surroundings by development types. The RMSE value of the satellite image fusion results is less than 0.1 and approaches 0, and the correlation coefficient is more than 0.6, which shows relatively high prediction accuracy. The NPP estimation results range from 0 to $1335.53g\;C/m^2$ year before development and from 0 to $1333.77g\;C/m^2$ year after development. As a result of analyzing NPP reduction amount within the development area by type of forest development, the difference is not significant by type of development but it shows the lowest change in the sports facilities development. It was also found that the vegetation was most affected by the edge vegetation of industrial development. This suggests that the industrial development causes additional development in the surrounding area and indirectly influences the carbon sequestration function of edge vegetaion due to the increase of the edge and influx of disturbed species. The NPP calculation method and results presented in this study can be applied to quantitative and qualitative impact assessment of before and after development, and it can be applied to policies related to greenhouse gas in environmental impact assessment.

우포늪 지역에서 버드나무류 군집의 현존식생도, 현존량 및 1차 생산성 (The Actual Vegetation Map, Standing Crop Biomass and Primary Productivity of Salix spp. in the Upo Wetland)

  • 김태근;이팔홍;오경환
    • 한국습지학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.33-43
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    • 2007
  • 버드나무속의 분포 현황과 생산성을 조사하여 버드나무속 군집을 보전하고 생태공학적으로 이용하는 데 필요한 기초 자료를 제공하기 위하여 경남 창녕군 우포늪에서 2005년 4월부터 2006년 4월까지 버드나무속의 군집별 분포 면적, 현존식생도, 현존량, 상대생장 및 1차 생산성을 조사하였다. 1. 우포 지역에 분포하는 버들류 7종류 중 선버들이 우점종이고 왕버들이 아우점하였으며, Salix 군락은 선버들, 왕버들, 버드나무, 선버들-왕버들, 왕버들-선버들, 선버들-버드나무 군락 등 총 6종류였다. 2. Salix 군락의 분포 면적은 선버들 군락이 28.46 ha로 가장 넓고, 선버들-왕버들 군락, 왕버들-선버들 군락이 각각 6.12 ha, 선버들-버드나무 군락 2.92 ha, 왕버들 군락 1.86 ha, 버드나무 군락 0.81 ha 등의 순이었다. 3. Salix 군락을 구성하는 선버들은 수령 5~13년, 수고 4.1~7.2 m, DBH 3.0~14.0 cm 등이고, 왕버들은 수령 2~36년, 수고 3.5~10.1 m, DBH 3.2~26 cm 등이었다. 4. 선버들의 현존량은 408 ton 이었으며, 왕버들의 현존량은 336 ton 이었다. 5. 선버들의 연순생산성은 $235g\;m^{-2}yr^{-1}$이고, 이를 우포지역으로 환산한 연순생산량은 $86.4ton\;yr^{-1}$였으며, 왕버들은 $1,006g\;m^{-2}yr^{-1}$$80.3ton\;yr^{-1}$이었다.

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