• Journal of Ecology and Environment
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• 제47권4호
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• pp.241-249
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• 2023

Background: This study analyzed the drought responses of five forest tree species grown in Korean peninsula, Korean fir Abies koreana (Ak), eastern white pine Pinus strobus (Ps), keyaki Zelkova serrata (Zs), tulip tree Liriodendron tulipifera (Lt), and Japanese elm Ulmus japonica (Uj). Physiological (chlorophyll, root collar diameter [RCD]) and biochemical responses (non-structural carbohydrates, proline, lipid peroxidase and abscisic acid [ABA]) of the plants grown under mild (MD) and severe drought (SD) were compared. Results: In this study, three soil moisture regimes: control (100% precipitation), MD (60% reduction in precipitation) and SD (20% reduction in precipitation) were applied. Soil moisture content showed high water content in control site compared to MD and SD. A decline in RCD was found for Korean fir, keyaki, and tulip plants, with eastern white pine and Japanese elm showing no significant decline to the prolonged drought exposure (both MD and SD). Total chlorophyll showed a significant decline in Korean fir and tulip, with the sugar levels indicating a significant increase in Korean fir and keyaki species under SD compared to control plants. Non-significant decline in sugar level was noted for eastern white pine and Japanese elm. High accumulation of ABA, malondealdehyde and proline was noted in Korean fir, tulip, and keyaki under SD compared to control. Signs of tree mortality was only observed in Korean fir under MD (38%) and SD (43%). Conclusions: The observed findings indicate the drought responses of five tree species. The majority of the morpho-physiological (especially mortality) and biochemical variables assessed in our study indicate superior long-term drought resistance of Ps and Uj compared to the highly sensitive Ak, and moderately sensitive Lt and Zs. The results provided will help species selection for afforestation programs and establishment of sustainable forests, especially of drought-tolerant species, under increased frequency and intensity of spring and summer droughts.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.32-36
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• 2011

가뭄은 홍수와 같이 단기간에 피해를 발생시키는 것이 아니라 장기간에 걸쳐 서서히 진행되므로 그 심각성을 인식하기 어렵고 국가 차원의 대책 또한 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 가뭄의 발생특성을 파악하기 위해 기상학적 가뭄지수를 산정하여 가뭄빈도해석을 실시하였다. 빈도해석방법은 weibull분포를 이용한 매개변수적 방법과 경계핵밀도함수(Boundary Kernel Density Function)를 이용한 비매개변수적 방법을 병행하여 재현기간별 가뭄심도를 산정하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.373-382
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• 2006

본 연구에서는 구조가 비교적 간단한 구형펄스모형을 이용하여 가뭄의 심도-지속기간-생기빈도 해석을 이론적인 방법으로 수행하였다. 주어진 절단수준에 대해 다양한 지속기간의 자료계열을 구성하고 이에 대한 통계 특성치를 산정하여 모형의 매개변수를 추정하였다. 이렇게 추정된 매개변수는 이론적인 방법으로 가뭄심도-지속기간-생기빈도 해석을 수행하는데 이용되었다. 가뭄심도-지속기간-생기빈도 해석은 각 펄스의 중첩을 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우에 대해 각각 나누어 수행하였고 중첩을 적용하는 경우의 가뭄심도는 재현기간이 증가할수록 더욱 커지는 것을 파악할 수 있었다. 그러나 지속기간이 증가할수록 중첩의 정도는 감소하였으며 이는 지속기간이 증가할수록 사상의 발생확률이 크게 작아지기 때문이다. 지속기간이 증가할 경우 발생하는 사상이 거의 없거나 또는 아예 발생하지 않는 경우가 생기며 이러한 경우에는 모형의 매개변수를 추정할 수 없으므로 재현기간에 따른 심도의 추정도 어렵게 된다. 이 점이 구형펄스모형을 적용하는 경우의 한계가 된다 본 연구에서는 서울지점에 발생한 주요 가뭄사상에 대해 본 연구에서의 결과를 적용하여 그 재현기간을 추정하였다. 어떤 가뭄사상의 재현기간을 가능한 지속기간별로 추정된 재현기간 중 가장 큰 것으로 가정한다면 서울지점의 주요 가뭄사상은 약 14년${\sim}$35년 정도의 재현기간을 갖는다. 이는 상대적으로 아주 크지 않은 재현기간이며 이와 같은 가뭄의 발생이 자주 있을 수 있음을 의미한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권4호
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• pp.275-282
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• 2016

본 연구에서는 가뭄사상과 확률 가뭄심도를 결정하는 새로운 방법을 제안하였다. 강우자료로부터 가뭄사상을 추출하기 위해 연속이론과 누적 강우부족량을 동시에 고려하였다. 절단수준 이상의 강우사상이 발생할 경우, 그 때까지의 누적 강우부족량을 해갈할 수 있을 만큼의 강우량이 발생하였는가를 확인하여 가뭄사상의 종료여부를 최종 결정하였다. 이와 같이 추출된 가뭄사상의 지속기간과 심도의 상호 의존성 구조를 파악하여 결합분포함수를 추정하기 위해 코플라 함수를 적용하였다. 또한 이변량 코플라 함수의 조건부 함수를 이용하여 가뭄의 특정 지속기간에 대한 가뭄심도의 재현특성을 분석하였으며, 신뢰구간을 추정하여 이변량 빈도해석의 불확실성을 정량화하였다. 서울지점의 1909~2015년 강수자료에 적용한 결과 과거 극한가뭄으로 판단되었던 가뭄사상은 대부분 최소 10년에서 최대 50년 정도의 재현기간을 갖는 반면 2013년 발생하여 현재까지 지속되고 있는 2015년 가뭄은 현저히 높은 재현기간을 가지고 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 향후 가뭄대책을 마련하는 데 있어 빈도개념을 바탕으로 하는 신뢰성 있는 기준으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.925-932
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• 2021

가뭄-홍수 급변사상은 가뭄과 홍수가 중첩된 사상으로, 생태계뿐만 아니라 산업과 농업 그리고 사회경제까지 큰 영향을 미치기 때문에 가뭄이나 홍수의 개별 사상보다 대처하기 어렵다. 하지만 국내의 가뭄-홍수 급변사상에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 표준가중평균강수(SWAP) 지수를 사용하여 가뭄-홍수 급변사상의 특성들을 분석하였다. SWAP 지수는 일강수량에 시간 가중치를 적용한 가중평균강수(WAP) 지수를 표준화 것으로, 한강유역의 중권역별 면적평균강수량(1966-2018년)을 사용해 산정하였다. SWAP 지수는 가뭄·홍수의 단일사상 분석 뿐 아니라 가뭄-홍수 급변사상을 분석하는데 용이하고, 시간의 척도 측면에서도 유연하게 사용할 수 있다. 또한, 심각도 K를 사용해 가뭄-홍수 급변사상의 상대적인 심각도를 지역별로 분석할 수 있다. 연구 결과, 한강유역 30개의 중권역 중 20개의 중권역이 시간이 지남에 따라 가뭄-홍수 급변사상의 심각도가 상승하는 추세가 확인되었고, 중권역별 가뭄-홍수 급변사상의 발생 빈도와 심각도 등을 고려하여 위험지역을 확인할 수 있었다. 예를 들어, 한강유역 내 가뭄-홍수 급변사상으로 인한 위험지역은 남한강상류(#1001) 유역으로 나타났다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제27권3호
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• pp.249-256
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• 2011

Tall fescue (Schedonorus phoenix Scop.) is resistant to abiotic and biotic stresses through a symbiotic relationship with Neotyphodium coenophialum. However, this endophyte has been considered detrimental since it produces toxic alkaloids to animals. It is vital to understand mutuality between these two to maximize positive impact of the endophyte on agri-ecosystem. Little research has been conducted on endophyte transmission mechanism in planta. To provide basic information related to endophyte transmission, an experiment was conducted to examine the effect of endophyte genotype and water stress on endophyte transmission by imposing soil moisture deficits at different stages of panicle development. There was water stress effect on endophyte frequency but not on concentration, whereas endophyte genotype significantly influenced endophyte concentration in pseudostem of tall fescue at boot stage. Reproductive tillers showed greater endophyte frequency and concentration. Endophyte frequency in florets or seeds depended on position within panicle. There was no drought effect on endophyte concentration, but showed the effect of endophyte genotype on endophyte concentration in florets and seeds. Overall endophyte concentration in seeds was higher. From this study, we may conclude that although water stress reduced endophyte frequency in vegetative tiller, water stress does not have effect on endophyte transmission, suggesting that drought is not an important factor controlling the endophyte transmission from plant to seed. Endophyte genotype and seed position in a panicle affected endophyte transmission, indicating that these two factors are involved in endophyte transmission and may determine seed transmission of endophyte in tall fescue.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1775-1779
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• 2010

최근의 지구온난화에 따른 기후변화로 인하여 홍수와 가뭄과 같은 극한 사상의 발생 빈도가 증가하고 있는 추세이다. 특히, 가뭄은 장기간에 걸쳐 피해를 유발시키는 대표적인 자연재해 중의 하나이다. 따라서 본 연구에서는 가뭄의 크기와 정도를 정량화 할 수 있는 가뭄빈도해석을 수행하였다. 가뭄빈도해석을 위하여 우리나라의 61개 지점을 대상으로 EDI 가뭄지수를 산정하였다. 일별로 산정된 EDI 지수를 이용하여 연도별로 최저값을 추출하였다. 추출된 EDI 자료를 이용하여 빈도해석을 수행하였다. 빈도해석은 복합 확률 분포형 등의 장점을 갖고 있는 경계핵밀도함수를 이용하여 수행하였다. 분석 결과에서 재현기간 5년 내지 10년에서 극단적으로 건조함을 나타내는 가뭄지수인 -2.0 이하의 값을 갖는 것으로 나타났다. 따라서 가뭄은 평균적으로 재현기간 5년에서 10년 사이에 반복적으로 발생할 수 있다. 그러므로 가뭄에 대한 지속적인 모니터링 시스템의 구축과 가뭄피해를 최소화 할 수 있도록 해야 한다.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권2호
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• pp.111-120
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• 2020

This study assessed the reliability of the agricultural water supply based on future climate change scenarios, and suggested plans to improve the reliability in order to promote the adaptability of irrigation water in agricultural reservoirs to climate change. The assessment of agricultural water supply reliability was performed on reservoirs which had a lower water quantity than their design basis and which had recently been subject to drought. In other words, from the irrigation districts of main intake works among the reservoirs managed by the Korea Rural Community Corporation, 1~2 districts in each province-that is, a total of 13 districts -that were recently designated as a district for securing agricultural water (drought prevention district) were selected. Climate change scenarios were applied to the selected districts to analyze their future water supply reliability compared to the current level. All districts selected showed a drought frequency of 4 years or shorter, which demonstrated the need to establish climate change response plans. As plans for responding to climate change, a plan that utilizes supplemental intake works to reduce the area of the irrigation districts of main intake works, and another one that increases the capacity of main intake works were adopted to reanalyze their water supply reliability. When the area of the irrigation districts of main intake works was reduced by about 30~40%, the drought frequency dropped to more than 10 years, securing the reliability of water supply. To secure the reliability by increasing the capacity of main intake works, it was calculated that about 19,000~2,400,000 tons need to be added to each reservoir. In addition, climate change response plans were suggested to improve the reliability of the water supply in each district based on the results of economic analysis.

• 한국농공학회지
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• 제35권4호
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• pp.95-105
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• 1993

The purpose of this study is to develop a multireservoir water balance model which may be used to evaluate rural water demands such as agricultural water, domestic water, industrial water and livestock water and to determine effective storage of reservoir. The model was verified to compare the observed reservoir release data with the simulated reservoir release data of the existing Munsan and Dongbu reservoirs located in the Gisan rural district for 3 years('87~'89). For model application, the effective storages of existing reservoirs(Munsan & Dongbu) were evaluated for 10-year frequency drought and that of newly planned reservoirs(Kumbok & Kudong) were determined for 10-year frequency drought. In addition, the behavior of effective storages for existing reservoirs were analyzed in the case of introducing new reservoirs in the existing system.

• 한국농공학회지
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• 제35권4호
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• pp.106-118
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• 1993

The purpose of this study is to develop a multireservoir water balance model which may be used to evaluate rural water demands such as agricultural water, domestic water, industrial water and livestock water and to determine effective storage of reservoir. The model was verified to compare the observed reservoir release data with the simulated reservoir release data of the existing Munsan and Dongbu reservoirs located in the Gisan rural district for 3 years('87~'89). For model application, the effective storages of existing reservoirs(Munsan & Dongbu) were evaluated for 10-year frequency drought and that of newly planned reservoirs(Kumbok & Kudong) were determined for 10-year frequency drought. In addition, the behavior of effective storages for existing reservoirs were analyzed in the case of introducing new reservoirs in the existing system.