• 한국수자원학회논문집
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• 제53권11호
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• pp.973-983
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• 2020

최근 인공위성 자료를 기반으로 한 수자원 관측 분야에서는 공간해상도의 한계를 극복하기 위한 방안으로 SAR (Synthetic Aperture Radar) 센서에 대한 관심이 높아지고 있다. 토양수분을 관측하는 기존 위성 자료가 10 km 이상의 공간해상도를 지닌 반면, SAR 센서는 후방산란계수를 10 m 까지 관측할 수 있으므로 공간적인 분포를 보다 세밀하게 분석할 수 있다. 이러한 자료를 활용하기 위해서는 관측된 후방산란계수에 다양한 수문인자 및 환경적 요인이 미치는 영향을 다각적으로 분석하여 토양수분을 산출하는 과정이 필요하다. 본 연구는 토양수분 산정에 주로 적용되고 있는 WCM(Water Cloud Model)과 선형회귀 기법을 국내 5개 지점에 적용함으로써, SAR 영상을 기반으로 토양수분을 산정하고 이를 지점 관측 자료와 비교하여 평가하고자 하였다. WCM의 경우 토양수분의 즉각적인 변화를 관측하기에 용이하나 오차에 대한 보정이 필요한 것으로 판단되며, 선형회귀 방법은 순간적인 토양수분의 변동이 크게 나타나지 않았으나 안정적인 오차 범위를 나타내었다. 또한 토양수분이 후방산란계수에 미치는 영향은 토지피복, 식생의 분포, 식생 내 수분량의 정도에 따라 모델별로 크게 상이한 결과를 나타냄을 알 수 있으며, 기존의 모델을 동일하게 적용하기에는 한계점이 많음을 알 수 있다. 따라서 복잡한 지형적, 수문학적 특성을 가진 한반도에서 SAR 영상을 수자원 분야에 적용하기 위해서는, 추후 각 지점 별 특성에 따른 영향을 다각적으로 분석하는 과정이 필수적이며 한반도에 적합한 토양수분 모델을 구축하기 위한 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권5호
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• pp.344-355
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• 2003

우리나라는 농경지 단위면적 당 화학비료 시용량이 높은 국가로 분류되고 있다. 화학비료 시용량 저감을 위해 정부에서는 1990년 들어 다양한 정책적 지원을 지속해오고 있다. 본 연구에서는 1999년 전국의 시군을 대상으로 농가비료이용실태를 작물별, 농지이용유형별로 조사하여 1992년 농가비료이용실태와 비교하였다. 주요 작물에 대한 유기질비료의 평균 시용율은 최근 크게 감소하였으나, 시설재배지와 밭토양에서의 유기물 시용율은 1992년과 큰 변화가 없었다. 농가포장의 화학비료 시용율은 대부분의 곡류와 채소작물에서 다소 감소하는 경향을 보였다. 화학비료 중 질소질 비료 시용율 감소는 거의 없었으며, 인산과 칼리질 비료의 시용량 감소가 전체 화학비료 시용량에 감소에 영향을 주었다. 이러한 화학비료 시용량 감소에도 불구하고 대부분의 작물에 대한 비료사용량은 추천 시비량을 크게 초과하고 있었다. 양분 투입량과 회수량간 차이를 이용하여 계산된 양분수지를 계산한 결과, 질소의 과잉시용은 거의 감소되지 않고 있으나, 인산과 칼리의 시용량은 1992년에 비해 1999년 각각 21%와 13% 감소되었다. 결과적으로 정부와 관련기관의 적극적인 홍보에도 불구하고 1999년 현재까지 농가포장에서는 비료가 과잉시용되고 있었으며, 이를 개선하기 위해 토양검정치를 기준으로 산정한 추천시비량 수준으로 양분 시용량의 저감을 위한 효과적인 기술지원과 지도관리가 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권2호
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• pp.122-128
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• 2013

본 연구는 제주지역 농경지 이용유형과 토양특성별 미생물체량과 탈수소효소활성을 평가 하고자 수행하였다. 제주지역 밭(50), 과수원(50), 논(30), 시설재배(30) 토양을 3월에 채취 후 토양화학성과 탈수소효소활성, 미생물체량을 분석하였다. 밭 토양의 평균 pH는 6.3이었고 과수원, 시설재배지 토양은 조사지점간에 화학성분 함량의 차이가 크게 나타났다. 돈분퇴비를 시용하는 감귤재배농가의 토양 내 아연과 구리함량은 증가하는 경향을 보였다. 토양 탈수소효소활성과 미생물체량은 농경지 이용유형에 상관없이 비화산회 토양이 화산회토양보다 높았다. 탈수소효소활성은 밭 토양이 과수원, 논, 시설재배지 토양보다 2-4배 이상 높았고 비화산회토의 밭토양은 38.7 ug TPF $24^{h-1}g^{-1}$를 나타냈다. 미생물체량은 시설재배지 토양이 가장 많았으며 시설재배지 비화산회토양은 216.8 $mg\;kg^{-1}$였다. 시설재배지의 비화산회토양은 탈수소효소활성과 토양유기물($R^2$=0.59), 아연($R^2$=0.65), 구리($R^2$=0.66)의 함량간에 높은 정의 상관관계를 보였다. 화산회토의 밭토양은 유기물함량과 탈수소효소 활성간에 높은 부의상관관계($R^2$=0.57)를 나타냈다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제20권2호
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• pp.65-76
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• 2004

본 연구는 위성으로부터 얻어진 지표온도와 Elevation Derivative Database(EDD)를 사용하여 일 최고기온을 산출하기 위해 수행되었다. 실험은 다중 회귀 분석을 통하여 일 최고기온의 반 경험적 산출 시스템을 구축하는데 초점이 맞추어졌다. 회귀식 내에서 EDD가 하나의 독립변수로 추가되었을 때 온도 산출에 어떤 영향을 미치는지도 테스트 되었다. 본 연구에서는 EDD가 회귀식에 추가되었을 때가 그렇지 않았을 때 보다 좋은 상관을 보였고 이는 EDD가 좀 더 정확한 산출을 위해 필요한 자료임을 나타낸다. 진보된 산출시스템을 만들기 위해 본 연구는 3가지 접근을 시도하여 그 결과론 비교하였다. 3가지 접근방법은 다음과 같다: 1) 토지피복을 고려하지 않은 계절별 산출법, 2) 토지피복을 고려한 계절별 산출법, 그리고 3) 계절의 구분이 없는 토지피복 형태별 산출법이다. 세번째 방법이 0.56$^{\circ}C$에서 3.14$^{\circ}C$ 사이의 정확도와 함께 가장 최상의 결과를 보여주었다. 산출결과를 검증하기 위해 가장 정확도가 좋았던 세 번째 산출 시스템에 대한 교차검증을 농경지와 산림지역을 대상으로 수행하였다. 검증결과는 토지 피복의 종류에 관계없이 좋은 결과를 보였다. 따라서 제시된 일 최고기온 산출 시스템은 남한의 대부분 지역에서 적용 가능하리라 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권10호
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• pp.779-793
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• 2021

총일차생산량은 물 스트레스와 환경 변수에 의해 크게 영향을 받는다. 총일차생산량과 환경변수의 상관관계는 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 알고리즘과 process-based model에 적용되어 총일차생산량을 계산하는데 활용된다. 그러나 MODIS 알고리즘에서는 물 스트레스를 수증기압차이(vapor pressure deficit)로만 고려하고 있으며, process-based model에서도 제한된 변수만으로 물 스트레스를 표현하여 총일차생산량을 산출하고 있다. 본 연구에서는 에디 공분산 기법, MODIS 알고리즘, 그리고 Community Land Model 4 (CLM 4) 시뮬레이션 결과에서 얻어진 총일차생산량이 환경 변수와 가지는 상관관계를 평년과 가뭄연도를 대상으로 분석하였다. 물 스트레스를 대표하는 지수는 수증기압차이와 evaporative fraction (EF)가 사용되었다. 본 연구에서는 structural equation modeling (SEM)을 활용하여 환경 변수와 EF가 총일차생산량에 끼치는 영향을 수치화하여 평가하였다. SEM을 통해 상관성을 분석한 결과, 수증기압차이가 과소평가될 경우 MODIS 알고리즘과 CLM 4 시뮬레이션에서 생산된 총일차생산량이 수증기압차이로부터 받는 영향이 제한적임을 확인하였다. 에디 공분산 기법으로 산출한 총일차생산량의 상관성 분석 결과, 경작지에서는 관개작업으로 인해 수증기압차이가 총일차생산량에 끼치는 영향이 감소하였으나 MODIS와 CLM 4에서 산출된 총일차생산량 데이터는 이러한 관개작업의 영향을 설명하는데 제한적이었다. 본 연구결과는 MODIS와 CLM 4에서 산출된 총일차생산량의 특성을 이해하고 한계를 분석하는 연구에 도움을 줄 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권1호
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• pp.11-19
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• 2019

본 연구에서는 인공위성 및 재분석 자료인 Global Land Data Assimilation System (GLDAS), Global Land Evaporation Amsterdam Model (GLEAM), MOD16의 실제증발산량 산출물을 활용하여 한국수자원조사기술원(Korea Institute of Hydrological Survey, KIHS)에서 관리하고 있는 청미천(cheongmicheon farmland site, CFK)과 설마천(seolmacheon site, SMK) flux tower에서 검증하였고, Triple collocation (TC) 방법을 활용하여 자료간의 불확실성 및 상관성분석을 수행하였다. 플럭스타워와의 검증 결과에서는 전반적으로 GLEAM>GLDAS>MOD16순으로 좋은 결과를 나타내었으며, 세가지 산출물의 조합(S1: flux tower vs. GLDAS vs. MOD16, S2: flux tower vs. GLDAS vs. GLEAM, S3: flux tower vs. GLEAM vs. MOD16)을 통한 TC 결과에서는 청미천(설마천)에서 GLEAM>GLDAS>MOD16>flux tower (GLDAS>GLEAM>MOD16>flux tower)순으로 좋은 결과를 나타내었다. TC 분석 결과에서 Flux tower의 error variance와 correlation coefficient가 상대적으로 좋은 결과를 나타내지 못하였으므로, 한반도 지역에서 인공위성과 재분석 자료(GLDAS vs. GLEAM vs. MOD16)만을 활용하여 TC를 적용하였다. 그 결과, GLDAS와 GLEAM이 한반도 영역에서 낮은 error variance 와 높은 correlation coefficient를 나타낸 반면, MOD16의 경우, 농지에서 낮은 correlation coefficient과 높은 error variance를 나타내었다.

• 한국환경농학회지
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• 제39권4호
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• pp.334-342
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• 2020

BACKGROUND: To quantify carbon exchange at agricultural ecosystems in South Korea, net ecosystem exchange (NEE) at three croplands including a rice paddy, a bean field and an apple orchard was measured on the basis of the eddy covariance technique. METHODS AND RESULTS: NEE of CO2 during the growing season (June to September) averaged over the recent two years (2018-2019) was the highest at rice (-4.49 g C m-2 day-1), followed by the bean (-3.12 g C m-2 day-1) and apple (-0.93 g C m-2 day-1). The diurnal variation of NEE was the highest at the rice, while the seasonal variation of it was the highest at the bean than others. In terms of yearly variation, the rice paddy and the bean field absorbed more CO2 in 2019 compared to 2018, while the apple orchard absorbed less. CONCLUSION: Our results confirmed that these croplands consistently acted as net sinks for CO2 during the growing season because an amount of CO2 uptake from photosynthesis was larger than one of its emissions from respiration. The quantification of net CO2 exchange at agricultural ecosystems may help to better understand the local carbon cycle over various time scales.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.417-425
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• 2023

생태계는 탄소순환에 있어 매우 중요한 탄소 저장고이다. 기후변화가 점점 심화됨에 따라, 생태계의 이러한 기능을 활용하여 기후변화를 완화하려는 노력들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 생태계를 대상으로 생태계 유형(산림, 농경지, 습지, 초지, 정주지) 및 탄소저장고별(지상부·지하부 생체량, 고사목, 낙엽, 토양유기탄소 및 생태계 전체) 탄소 저장 및 거동과 관련된 연구를 목록화 하고 분석하였다. 또한, 선행연구 결과를 모아 각 생태계 유형과 탄소저장고를 대상으로 탄소 저장 및 거동량의 평균값을 산정하였다. 그 결과, 대부분의(66%) 국내 탄소 저장·거동 관련 연구가 산림에서 수행된 것을 확인할 수 있었다. 산림에서 수행된 연구 결과를 토대로 탄소저장고별 저장량을 분석한 결과, 식생의 지상부(4,166.66gC m^-2)와 지하부(3,880.95gC m^-2)와 토양(4,203.16gC m^-2)에 많은 양의 탄소가 저장되어 있는 것을 확인하였다. 특히 산림 지하부에 많은 탄소가 저장되어 있는 것을 확인할 수 있었다. 다른 생태계 유형의 경우, 데이터의 제한으로 탄소저장고별 저장·거동량은 확인이 불가능하였다. 다만, 토양유기탄소 저장의 경우 산림과 초지의 데이터가 비교 가능하였는데, 두 생태계가 상대적으로 비슷한 탄소의 양을 저장하고 있는 것으로 나타났다(각각 4,203.16 gC m^-2, 4,023.23 gC m^-2). 본 연구를 통하여, 상대적으로 다양한 생태계 유형에서의 탄소 연구가 필요함을 확인할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권1호
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• pp.47-56
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• 1999

경기도 군포시 및 수원시에서 축산지역과 영농지역 및 주거지역의 토지이용방식을 반영하는 14곳의 지하수 과측정을 대상으로 1997년 1원부터 12월까지 지하수 시료를 채취하여 지하수질의 화학성과 질산태 질소농도를 소사한 결과 지하수의 양이온 조성은 토지이용방식에 따라 큰 차이가 없었지만, 음이온 조성에서는 축산지역 소재 지하수의 $NO{_3}^-$의 비율이 상대적으로 높았다. 영농지역 지하수의 질산태질소 농도는 영농활동의 영향으로 4월과 7월사이에서 증가하는 것으로 나타났으며, 축산지역 지하수는 강우유형에 영향을 받는 것으로 판단할 수 있었고 주거지역의 질산태질소농도는 시기에 상관없이 일정한 수준을 유지했다. 질산태 질소의 오염원을 구명하기 위해 Urea, Ammonium sulfate, 축산 폐수, 청정지역 지하수 중에 포함된 질소의 동위원소비를 측정한 결과 각각 +1.4, -2.7, +27.2, +5.5% 로 나타나 이 ${\delta}^{15}N$ 값을 근거로 지하수중 질산태질소의 ${\delta}^{15}N$ 값이 +5% 이하인 경우 화학비료영향 +5~+10‰은 토양 질소, +10‰ 이상은 축산폐수 또는 생활하수 영향으로 오염원 구분기준을 설정할 수 있었다. 관측정 지하수중 질산태 질소의 ${\delta}^{15}N$ 값은 대부분 토지이용방식에 따른 오염원을 반영했지만, 영농과 축산이 복합적으로 운영되는 농촌지역의 특성상 단일 오염원보다는 두 종류 이상의 오염원이 공동으로 지하수질에 영향을 미치는 것으로 판단할 수 있었다. 또한 각 오염원의 오염 기여도는 관측정 주위의 토지이용방식에 따라 차이가 있었지만, 같은 관측정 내에서도 시기에 따라 그 기여도가 변함을 알 수 있었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제17권4호
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• pp.358-383
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• 2015

지구 온난화를 유발하는 온실가스들의 구체적인 배출량을 정량화하는 수단으로서 2000년대 중반부터 '탄소발자국'의 개념이 발전하였다. 아직도 명확한 정의나 측정 단위 또는 범위에 대한 규정이 존재하지 않지만, '개인이나 조직에 의해 제품의 전 생산 과정에서 직간접적으로 대기로 배출된 전체 온실가스의 양을 이산화탄소 상당량으로 나타낸 것'이라는 의미로 널리 사용되고 있다. ISO/TS 14067에 따르면, 제품의 탄소발자국은 온실가스를 배출하는 단위 공정들의 활동량 자료에 해당 공정의 배출계수를 곱하고 이를 모두 합산하여 산정한다. 이를 바탕으로 소비자들에게 비교 선택의 기회를 제공하고 생산자들의 자발적인 온실가스 배출 감축 활동을 장려하기 위한 '탄소성적표지' 제도가 전 세계적으로 다양하게 시행되고 있다. 이 제도의 일환으로 농업 분야에서 시범 운영되고 있는 '저탄소농축산물인증제'는 구매자의 윤리적 소비를 돕는 판단 근거로서 활용 가치가 클 것으로 기대된다. 이 과정에서 농산물에 대한 전과정평가의 경계를 설정하는 데에는 주로 사용 및 폐기 단계가 제외된 'cradle to gate' 접근법이 사용된다. 범위를 넓혀 농림 부문 전체에 대한 탄소발자국 산정은 "국가 온실가스 인벤토리 보고서"에서 유일하게 배출량뿐만 아니라 제거량도 고려해야 하는 특징을 가지고 있다. 현재 산정이 이루어지지 않는 농경지의 다년생 입목 바이오매스에 축적된 탄소의 변화량을 계산할 수 있다면 전체 온실가스 배출량을 상당 부분 감축할 수 있을 것이다. 이를 위해 전 과정의 이산화탄소 교환을 직접 정량화할 수 있는 타워 기반의 플럭스 관측이 사용될 수 있다. 탄소발자국 정보는 다른 지표들과 융합하여 지속가능한 농림생태계를 위한 좀 더 총체적인 지표 개발에 사용될 수 있다.