• 제목/요약/키워드: ecosystem respiration

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인공간석지 창출과 복원을 위한 최적환경조건 선정에 관한 연구 (A Study on the Optimum Environmental Conditions for the Creation and Restoration of Artificial Tidal Flat)

  • 이정규
    • 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.102-112
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    • 1999
  • 히로시마만에 존재하고있는 간석지에 있어서 유입하천의 유무, 폐쇄성 등의 환경조건이나 조성 후 경과연수가 다른 인공간석지 7개소와 자연간석지 3개소를 선정해 간석지 토양에 있어서 물리화학적 및 생물학적인 구조나 유기물분해기능에 관해 비교 검토하였다. 또한 인공간석지에 있어서는 입지장소, 조성방법, 조성 후 경과연수 등의 차이에 의한 영향, 자연간석지와 동일하게 조성하기 위한 조성인자를 검토해서, 아래와 같은 결과를 얻었다. 인공간석지는 자연간석지와 다른 특성을 갖고 있는 것과 그렇지 못한 것으로 분리되었다. 그렇지만 대부분이 자연간석지와 전혀 다른 특성을 나타내었다 토양구조 중에서 가장 다르게 나타난 것은 세균수, 실트함유량, 유기물함유량을 들 수 있으며, 각 실험 항목이 인공간석지 보다 자연간석지가 높은 값을 나타내었다. 자연간석지와 현저하게 차이를 보인 세균수, 실트함유량 및 유기물함유량에 관해서, 각 인공간석지의 조성 후 경과연수, 표면구배, 유입 하천의 유무, 폐쇄성 등의 조성 인자와의 상관성을 분석 했지만, 명확한 상관관계는 알 수 없었다. 자연간석지와 유사한 토양구조 특성을 갖기 위한 간석지를 조성하는 데에는, 간석지 전면에 있어서 해수로부터 실트 성분이 침강 가능한 장소의 선정이 중요하다.

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멧돼지(Sus scrofa coreanus Heude)의 임상 교란이 토양의 생물학적 활성에 미치는 영향 (Effects of Grubbing by Wild Boars on the Biological Activities of Forest Floor)

  • 차상섭;이상훈;채희명;심재국
    • 한국환경생태학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.902-910
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    • 2012
  • 한반도 낙엽활엽수림에서 멧돼지(Sus scrofa coreanus Heude)는 그 수효가 날로 증가하고 있으며 그들의 임상 교란은 광범위하게 일어나고 있다. 본 연구는 멧돼지의 임상을 파헤치는 교란이 토양생태계의 기능에 어떠한 영향을 미치는지 알아보고자 환경부 장기생태연구지소인 점봉산 지역에서 미생물량 C와 토양 효소의 활성 측정을 실시하였다. 멧돼지에 의해 생성된 교란지형은 표층토양과 하층토양이 섞인 흙더미와 파인 구덩이의 노출된 바닥 2종류로 구분하였고, 인근의 교란을 받지 않은 지역을 대조구로 설정하였다. 토양 유기물 함량은 유기물 함량이 높은 표층의 토양과 하층의 토양이 섞이면서 대조구에서 20.22%로 가장 높은 값이 나타났고, 흙더미와 구덩이의 바닥은 각각 16.91%, 15.52%를 나타내었다. 용적밀도는 구덩이 바닥 토양에서 가장 높은 값을 보였다. 미생물량 C와 토양 $CO_2$의 발생은 교란을 받지 않은 대조구에서 가장 높이 나타났으며 이는 토양의 유기물 함량과 양의 상관관계를 나타내었다. 토양의 cellulase와 invertase의 활성은 미생물량 C와 높은 상관관계를 나타내어 유기물의 함량이 토양 효소 활성에 영향을 미침을 나타내었다. 질산환원효소는 구덩이 바닥 토양에서 가장 높은 값을 나타내었고, 용적밀도와 높은 상관관계를 나타내어 토양 공극이 적은 다소 혐기적 조건에서 그 활성이 높게 나타났다. 본 연구의 결과 멧돼지의 파헤치는 교란은 토양의 물리적 특성을 변화시키고, 토양 효소의 활성에 영향을 미쳤다고 판단된다.

Neomysis awatschensis에 미치는 원유의 급성독성 (Acute Toxicity of Kuwait Crude Oil (WSF) to Mysid, Neomysis awatschensis)

  • 안경욱;진평
    • 한국수산과학회지
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    • 제19권6호
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    • pp.599-607
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    • 1986
  • Kuwait산 원유의 수용성 획분이 곤쟁이, Neomysis awatschensis의 폐사와 대사에 미치는 급성독성을 실험하였다. 본 실험은 지수식, 단기, 급성으로 표준생물검정법을 사용하였다. 폐사실험의 경우, 곤쟁이 성체를 대조구 포함 8개의 농도구에 폭로시켜서 반수치사농도($LC_{50}$)를 구했다. 96-hr $LC_{50}$을 총 탄화수소양으로 나타내면 $14^{\circ}C$에서는 1.01ppm, $20^{\circ}C$에서는 0.78ppm이었다. 반수치사시간($LT_{50}$)은 $14^{\circ}C$, 0.56ppm의 경우 100시간이었다. $20^{\circ}C$에서는 이보다 약간 앞당겨져 0.56ppm에서 95시간, 5.60ppm에서는 17시간이 경과하면서 $50\%$ 폐사에 도달했다. 대사실험의 경우, 농도간에 산소소비율의 감소가 크게 나타나지는 않았으나 전반적으로 대조구에 비해 뚜렷한 대사 감소를 보였고 동일농도에서 96시간이 48시간에 비해 더 낮은 대사율을 나타냈다. 이러한 실험결과, 저농도의 수용성 유류획분으로도 소형 해산 갑각류에 강한 독성을 미칠것이 예상된다.

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영양염류가 풍부한 온대 해역 내만(한국, 진해만)에서의 영양염류와 용존산소의 연변화 (Annual cycles of nutrients and dissolved oxygen in a nutrient-rich temperate coastal bay, Chinhae Bay, Korea)

  • 홍기훈;김경태;배세진;김석현;이수형
    • 한국해양학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.204-222
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    • 1991
  • 한반도 남해안에 위치한 반폐쇄성 연안해역으로 영양염류가 풍부한 진해만에서의 영양염류와 용존 산소의 계절적인 순환양상을 최초로 보고 하였다. 진해만의 수리학적 인 양상은 성층화된 여름 (4-9월)과 수직적으로 잘 혼합된 겨울로서 특징지울 수 있 다. 진해만의 내부는 여름에 표층에서는 용존산소가 400 uM을 넘으나 저층에서는 50 uM 이하로 무산소 환경을 이룬다. 10월경 성층이 파괴된 후에도 2월경까지는 물기둥 절체가 용존산도로 불포화 되어 있다. 질소계 영양염류는 육지로부터 일년내내 유입된 다. 그러나 간단한 수지 계산결과 모든 영양염류들은 진해만 생태계 내에서 효과적으 로 순환되고 외부 대륙붕으로의 유출은 거의 없는 것으로 생각된다. 따라서 엄밀한 의 미에서 영양염류의은 거의 일어나지 않는 것으로 보인다. 겨울철 벤틱층(해저표면을 포함하는 인접수층)에서의 호흡률을 용존산소 현존량과 대기-해양 교환량을 이용하여 추정하면 최소 21-24 mmol m/SUP -1/d/SUP -1/이다. 이는 겨울철 식물플랑크톤에 의한 광합성량의 20% 정도를 차지하는 양이다.

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보리-고추와 보리-콩 작부체계에서 이산화탄소수지 평가 (Evaluation of CO2 Balance in the Barley-Red Pepper and Barley-Soybean Cropping System)

  • 김건엽;서상욱;고병구;정현철;노기안;심교문
    • 한국토양비료학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.408-414
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    • 2008
  • 온실가스의 농도 증가에 따른 지구온난화로 기후변화 및 환경적 영향이 증가하고 있으며, 다른 산업 분야별 온실가스 저감 노력이 계속 되고 있다. 농경지에서 온실가스 배출 저감 및 탄소 수지 연구를 통하여 농업생산 활동이 온실가스를 배출 이외에도 탄소를 고정 또는 축적 기능이 있다는 것을 밝히고자 하였다. 먼저 작물 작부체계에 따른 탄소 수지를 평가하고자 대기 중 이산화탄소 자동측정 장치를 개발하여 $CO_2$ 함량 변화를 조사하였다. 이를 통해 작물 생태계 내에서 보리-콩 및 보리-고추 작부체계의 생태계 순 생산량이 화학비료를 사용한 NPK 처리구와 돈분 퇴비를 추가한 NPK+돈분 퇴비 처리구를 두고 $CO_2$ 함량을 조사하였다. 보리-콩 작부체계의 NPK 및 NPK+퇴비처리구는 각 $6.3,\;10.6ton\;CO_2\;ha^{-1}$ 그리고 보리-고추작부체계에서는 $12.0,\;13.2ton\;CO_2\;ha^{-1}$이 축적된 것 으로 나타났다. 토양 탄소수지 평가에서는 보리-콩 작부체계에서 토양 유기 탄소 축적은 $0.7ton\;C\;ha^{-1}$, 보리-고추에서 $0.5ton\;C\;ha^{-1}$이 토양 중에 저장하였다. 이로써 농경지가 탄소 저장원 역할을 하는 것으로 해석할 수 있다.

플럭스 타워 설치 유역을 대상으로 탄소수지 분석을 위한 위성영상자료기반의 CO2 정량화 연구 (Quantitative Study of CO2 based on Satellite Image for Carbon Budget on Flux Tower Watersheds)

  • 정충길;이용관;김성준;장철희
    • 한국농공학회논문집
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    • 제57권3호
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    • pp.109-120
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    • 2015
  • Spatial heterogeneous characteristics of solar radiation energy from Climate Change gives rise to energy imbalance in the general ecological system including water resources. This study is to estimate the $CO_2$ flux of South Korea using Terra MODIS image and to assess the reliability of MODIS data from the ground measured $CO_2$ flux by eddy covariance flux tower data at 3 locations (two at mixed forest area and one at rice paddy area). The MODIS Gross Primary Productivity (GPP) product (MOD17A2), 8-day composite at 1-km spatial resolution was adopted for the spatial $CO_2$ flux generation. The MOD17A2 data by noise like cloud and snow in a day were tried to fill by Inverse Distance Weighted (IDW) method from valid pixels and the damping effect of MOD17A2 data were corrected by Quality Control (QC) flag. The MODIS $CO_2$ flux was estimated as the sum of GPP and Re (ecosystem respiration) by Lloyd and Taylor method (1994). The determination coefficient ($R^2$) between MODIS $CO_2$ and flux tower $CO_2$ for 3 years (2011~2013) showed 0.55 and 0.60 in 2 mixed forests and 0.56 in rice paddy respectively. The $CO_2$ flux generally fluctuated showing minus values during summer rainy season (from July to August) and maintaining plus values for other periods. The MODIS $CO_2$ flux can be a useful information for extensive area, for example, as a reliable indicator on ecological circulation system.

Changing C-N Interactions in the Forest Floor under Chronic N Deposition: Implications for Forest C Sequestration

  • Park, Ji-Hyung
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제31권3호
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    • pp.167-176
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    • 2008
  • Atmospheric N deposition has far-reaching impacts on forest ecosystems, including on-site impacts such as soil acidification, fertilization, and nutrient imbalances, and off-site environmental impacts such as nitrate leaching and nitrous oxide emission. Although chronic N deposition has been believed to lead to forest N saturation, recent evidence suggests that N retention capacity, particularly in the forest floor, can be surprisingly high even under high N deposition. This review aims to provide an overview of N retention processes in the forest floor and the implications of changing C-N interactions for C sequestration. The fate of available N in forest soils has been explained by the competitive balance between tree roots, soil heterotrophs, and nitrifiers. However, high rates of N retention have been observed in numerous N addition experiments without noticeable increases in tree growth and soil respiration. Alternative hypotheses have been proposed to explain the gap between the input and loss of N in N-enriched, C-limited systems, including abiotic immobilization and mycorrhizal assimilation, both of which do not require additional C sources to incorporate N in soil N pools. Different fates of N in the forest floor have different implications for C sequestration. N-induced tree growth can enhance C accumulation in tree biomass as observed across temperate regions. C loss from forests can amount to or outweigh C gain in N-saturated, declining forests, while another type of 'C-N decoupling' can have positive or neutral effects on soil C sequestration through hampered organic matter decomposition or abiotic N immobilization, respectively.

Short-Term Effect of Elevated Temperature on the Abundance and Diversity of Bacterial and Archaeal amoA Genes in Antarctic Soils

  • Han, Jiwon;Jung, Jaejoon;Park, Minsuk;Hyun, Seunghun;Park, Woojun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제23권9호
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    • pp.1187-1196
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    • 2013
  • Global warming will have far-reaching effects on our ecosystem. However, its effects on Antarctic soils have been poorly explored. To assess the effects of warming on microbial abundance and community composition, we sampled Antarctic soils from the King George Island in the Antarctic Peninsula and incubated these soils at elevated temperatures of $5^{\circ}C$ and $8^{\circ}C$ for 14 days. The reduction in total organic carbon and increase in soil respiration were attributed to the increased proliferation of Bacteria, Fungi, and Archaea. Interestingly, bacterial ammonia monooxygenase (amoA) genes were predominant over archaeal amoA, unlike in many other environments reported previously. Phylogenetic analyses of bacterial and archaeal amoA communities via clone libraries revealed that the diversity of amoA genes in Antarctic ammonia-oxidizing prokaryotic communities were temperature-insensitive. Interestingly, our data also showed that the amoA of Antarctic ammonia-oxidizing bacteria (AOB) communities differed from previously described amoA sequences of cultured isolates and clone library sequences, suggesting the presence of novel Antarctic-specific AOB communities. Denitrification-related genes were significantly reduced under warming conditions, whereas the abundance of amoA and nifH increased. Barcoded pyrosequencing of the bacterial 16S rRNA gene revealed that Proteobacteria, Acidobacteria, and Actinobacteria were the major phyla in Antarctic soils and the effect of short-term warming on the bacterial community was not apparent.

설마천 유역 CO2 Flux 실측 자료에 의한 총일차생산성 (GPP)과 MODIS GPP간의 비교 평가 (Evaluation of MODIS Gross Primary Production (GPP) by Comparing with GPP from CO2 Flux Data Measured in a Mixed Forest Area)

  • 정충길;신형진;박민지;조형경;김성준
    • 한국농공학회논문집
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    • 제53권2호
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    • pp.1-8
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    • 2011
  • In this study, In order to evaluate reliable of MODIS GPP, the MODIS GPP and Flux tower measured GPP were compared to evaluate the use of method on 8 days composite MODIS GPP. The 2008 Flux data ($CO_2$ Flux and air temperature) measured in Seolmacheon watershed ($8.48\;km^2$) were used. The Flux tower GPP was estimated as the sum of $CO_2$ Flux and $R_{ec}$ (ecosystem respiration) by Lloyd and Taylor method (1994). The summer Monsoon period from June to August mostly contributed the underestimation of MODIS GPP by cloud contamination on MODIS pixels. The 2008 MODIS GPP and Flux tower GPP of the watershed were $1133.2\;g/m^2/year$ and $1464.3\;g/m^2/year$ respectively and the determination coefficient ($R^2$) after correction of cloud-originated errors was 0.74 (0.63 before correction). Even though effect of Cloud-Originated Errors was eliminated, Solar radiation and Temperature are affected at GPP. Measurement of correct GPP is difficult. But, If errors of MODIS GPP analyze on Cloud Moonsoon Climate in korea and eliminated effect of Cloud-Originated Errors, MODIS GPP will be considered GPP increasing of 9 %. There, Our results indicate that MODIS GPP show reliable and useful data except for summer period in Moonsoon Climate.

팔당호에 설치된 인공식물섬에서의 세균 수와 체외효소 활성도의 변화 (Bacterial Abundances and Enzymatic Activities under Artificial Vegetation Island in Lake Paldang)

  • 변명섭;유재준;김옥선;최승익;안태석
    • 생태와환경
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    • 제35권4호통권100호
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    • pp.266-272
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    • 2002
  • 팔당호에 설치된 인공식물섬에서 미생물의 역할을 알아보기 위하여 동물플랑크톤 군집 크기, 총세균수, 활성세균수, ${\beta}$-glucosidase와 phosphatase의 체외효소활성도를 2001년 11월 3일부터 2002년 4월까지 격주로 인공식물섬이 설치된 지역과 바깥지역을 대상으로 조사 분석하였다 인공식물섬 아래에서는 일반적으로 측정하는 환경요인들은 대조구보다 수질이 나쁜 것으로 나타났다. 그러나, 동물 플랑크톤의 수는 대조구보다 굉균 25배, 활성세균의 수는 평균 3-8배, 그리고 체외효소활성도는 훨씬 높은 값을 보였다. 이러한 결과는 인공식물섬에서는 동물플랑크톤-식물플랑크톤-수초-세균의 밀접한 관계가 존재하고, 이 관계에 의하여 동물플랑크톤과 세균의 호흡, 분해작용으로 유기물이 제거되는 것으로 판단되었다.