• 환경생물
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• 제41권3호
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• pp.204-214
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• 2023

본 연구는 북한의 과거 토지이용 변화의 경향성을 반영한 토지이용 변화 시나리오에 따라 2050년까지의 탄소저장량 변화를 평가하였다. 토지이용 변화 시나리오는 과거 시점의 상태로부터 현 상태를 예측할 수 있는 CA-Markov 모델링을 통해 구축하였으며, 이를 위해 북한 산림복원을 위한 대내·외 노력이 시도된 2010년 전후의 토지이용 공간정보를 통해 추정한 토지이용 유형별 변화 경향성을 활용하였다. 이를 통해 산림황폐화(non-reforestation)와 산림복원(reforestation) 시나리오를 마련하였으며, 토지이용 변화에 따른 북한 탄소저장량 변화를 평가하였다. 북한의 토지이용 유형별 탄소저장량은 우리나라를 대상으로 수행된 연구문헌 조사를 통해 도심지, 산림, 농경지, 초지, 나지의 지상부, 지하부, 토양, 기타 유기물에 대한 추정값을 적용하였다. 북한을 대상으로한 대내·외 산림복원 노력은 2050년의 탄소저장량을 2020년 대비 4.4% 증진시킬 수 있는 잠재력을 지닐 것으로 판단된다. 그러나 산림복원의 노력없이 황폐화가 지속된다면 2050년 탄소저장량은 2020년 대비 11.5% 감소할 것으로 예측되었다. 이에 따라 북한의 탄소저장량 증진을 위해서 대내·외의 지속적인 노력이 매우 중요할 것으로 판단된다. 따라서, 장기적으로 북한의 산림복원을 위한 노력과 협력을 추진됨에 있어 본 연구에서 제시하는 결과가 기여할 수 있길 기대한다.

• 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.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제10권6호
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• pp.62-69
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• 2007

This study has been carried out to estimate aboveground carbon contents in an average 30-years-old Betula platyphylla and 32-years-old Juglans mandshurica stands in Chungju, Chungbuk Province. Nine sample trees were cut in each forest and soil samples were collected. Carbon concentration in stemwood, stembark, branch, and foliage were ranged from 54.6% to 57.0% in Betula platyphylla and 53.5% to 56.9% in Juglans mandshurica stands. Aboveground carbon contents was estimated by the equation model logWt=A+BlogD where Wt is oven-dry weight in kg and D is DBH in cm. Total aboveground carbon contents was 34.31t/ha in Betula platyphylla stand and 21.10t/ha in Juglans mandshurica stand. Aboveground net primary carbon production was estimated at 2.31t/ha/yr in Betula platyphylla stand and 2.03t/ha/yr in Juglans mandshurica stand.

• 환경생물
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• 제22권1호
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• pp.93-100
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• 2004

속리산 국립공원 내 용바위골 지역(a.s.1. 560∼640 m)의 신갈나무림에서 토양에 축적된 유기탄소, 질소, 인 및 칼륨의 함량을 측정하고 또 O1son(1963)의 부지수곡선 모델을 적용하여 낙엽의 분해상수(k)와 분해시간(t)를 측정하였다. 유기탄소량은 L층 231.25 g $m^{-2}$, F층 291.50 g $m^{-2}$, H층 166.91 g $m^{-2}$, 그리고 $A_1$층 174.51 g $m^{-2}$, 로 L층과 F층에서 높은 함량을 보였고, 질소함량 역시 L층과 F층에서 각각 17.47 mg $g^{-1}$, 17.00 mg $g^{-1}$으로 많았으며, 인과 칼륨함량은 H층과 $A_1$층에서 433.34 mg $g^{-1}$ 392.74 mg $g^{-1}$ 및 2,323.31 mg $g^{-1}$, 2,155.57 mg $g^{-1}$으로 다른 토양층에 비하여 많았다. 토양 속 유기물의 분해상수는 유기탄소 k = 0.3657, 질소 k = 0.3319, 인 k = 0.2050, 칼륨 k = 0.0934이였고, 99%가 분해되는데 소요되는 시간은 유기탄소 13.94년, 질소 15.18년, 인 24.79년 그리고 칼륨 55.11년으로 순환 cycle이 없는 칼륨이 분해되는데 가장 오랜 시간이 소요되는 것으로 측정되었다. 신갈나무림에서 매년 유입되는 영양염류량과 집적층에 축적되는 영양염류량을 Turbo Pascal로 Programming한 후 신갈나무 군락의 상태를 진단해 본 결과, 임상에 유입된 유기탄소 중 87.67%인 714.84 mg $g^{-1}$, 축적된 유기탄소 중 81.62%인 1,594.62 g mg $g^{-1}$이 분해되어 유입되는 양과 분해되는 양이 거의 비슷하였다. 질소, 인 그리고 칼륨도 유입되는 영양염류량과 분해되는 영양염류량이 비슷하여 안정상태(steady state)를 유지하고 있는 군락으로 판단되었다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제33권2호
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• pp.165-173
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• 2010

Soil respiration ($R_S$) is a critical component of the annual carbon balance of forests, but few studies thus far have attempted to evaluate empirical regression models in $R_S$. The principal objectives of this study were to evaluate the relationship between $R_S$ rates and soil temperature (ST) and soil water content (SWC) in soil from a cool-temperate deciduous broad-leaved forest, and to evaluate empirical regression models for the prediction of $R_S$ using ST and SWC. We have been measuring $R_S$, using an open-flow gas-exchange system with an infrared gas analyzer during the snowfree season from 1999 to 2001 at the Takayama Forest, Japan. To evaluate the empirical regression models used for the prediction of $R_S$, we compared a simple exponential regression (flux = $ae^{bt}$Eq. [1]) and two polynomial multiple-regression models (flux = $ae^{bt}{\times}({\theta}{\nu}-c){\times}(d-{\theta}{\nu})^f:$ Eq. [2] and flux = $ae^{bt}{\times}(1-(1-({\theta}{\nu}/c))^2)$: Eq. [3]) that included two variables (ST: t and SWC: ${\theta}{\nu}$) and that utilized hourly data for $R_S$. In general, daily mean $R_S$ rates were positively well-correlated with ST, but no significant correlations were observed with any significant frequency between the ST and $R_S$ rates on periods of a day based on the hourly $R_S$ data. Eq. (2) has many more site-specific parameters than Eq. (3) and resulted in some significant underestimation. The empirical regression, Eq. (3) was best explained by temporal variations, as it provided a more unbiased fit to the data compared to Eq. (2). The Eq. (3) (ST $\times$ SWC function) also increased the predictive ability as compared to Eq. (1) (only ST exponential function), increasing the $R^2$ from 0.71 to 0.78.

• 환경영향평가
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• 제21권5호
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• pp.757-765
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• 2012

The purpose of this study was to estimate the spatial-temporal NPP(Net Primary Productivity) and SCS(Soil Carbon Storage) of forest ecosystem under climate change in the capital area of South Korea using Mapss-Century1 (MC1), one of Dynamic Global Vegetation Models (DGVMs). The characteristics of the NPP and SCS changes were simulated based on a biogeochemical module in this model. As results of the simulation, the NPP varies from 2.02 to 7.43 tC $ha^{-1}\;yr^{-1}$ and the SCS varies from 34.55 to 84.81 tC $ha^{-1}$ during 1971~2000 respectively. Spatial mean NPP showed a little decreasing tendency in near future (2021~2050) and then increased in far future (2071~2100) under the condition of increasing air temperature and precipitation which were simulated by the A1B climate change scenario of Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). But it was estimated that the temporal change of spatial mean NPP indicates 4.62% increasing tendency in which elevation is over 150m in this area. However, spatial mean SCS was decreased in the two future periods under same climate condition.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권2호
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• pp.109-120
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• 2007

한국 산악 경관에서의 물과 탄소의 순환을 이해하고 예측하기 위해서는 물과 탄소의 유역 내 이동 경로, 저류, 체류시간 및 상호작용에 대한 정보가 선행되어야 한다. 이와 관련하여 본 논문에서는 HydroKorea 및 CarboKorea 연구에서 사용하고 있는 연구 방법들과 현재까지의 주요 결과를 소개한다. 유역 내 다양한 수문순환 과정을 이해하기 위해 지하수위 변동, end-member mixing model, 교차상관 분석, 대기 기원의 천연방사성 동위원소를 이용하였다. 광릉 산림 유역에서는 지표유출의 기여도가 상대적으로 높았고, 강수량과 강수강도 및 패턴의 변화가 물의 유출경로와 체류 시간에 영향을 주었다. 특히, 몬순으로 인한 강수형태와 유역 내 수문과정의 변화가 탄소 순환에 영향을 미쳤는데, 지속적인 강우의 유입이 산림토양의 표층에 분포하는 고농도의 용존유기탄소의 유출을 증가시켰다. 본 연구를 통하여 시도된 수문순환과정에 대한 정량적인 규명은 기후 변화가 수자원 관리와 산림유역 탄소순환에 미치는 영향을 예측하기 위한 과학적 방법론을 확립하는데 기여할 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제85권2호
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• pp.210-224
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• 1996

SLODSVAT 모델은 (1)식생의 환경 조건과 생태 생리학적 특징에 의해 결정된 두개 수관층에서의 복사, 수분증발, 열, 이산화탄소 및 바람(momentum) 등의 이동과, (2)식물의 뿌리, 줄기, 잎으로 이어지는 수분의 흡수와 저장 및, (3)수관에 의한 강우의 차단, 그리고 토양에 의한 강우의 저장과 유하 등을 Simulation한 상호관련된 몇 개의 하위 모델들로 구성되어 있다. 본 연구에서는 독일 중부에 위치한 Solling지방의 독일가문비림(Picea abies L Karst)을 대상으로 기후 관측 결과와 모델링에 의한 결과를 서로 비교해 본 바, SLODSVAT는 서로 다른 환경 조건하에서 수분증발과 열 흐름의 계절적 변화 뿐만 아니라 일변화도 자연적 과정에 맞게 적절히 설명할 수 있음을 알 수 있었고, 또한 대기, 임관 및 토양 구조에 대한 기상학적, 식물학적, 수문학적 자료들이 유능하다면 독일가문비림 생태계에 대한 증산과 증발산의 비를 평가하고 예측함이 가능함을 알 수 있었다.

• 환경생물
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• 제33권4호
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• pp.459-467
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• 2015

지역적 규모의 탄소순환과 저장량 변화에 대한 자료는 지구적 규모의 탄소순환 형태 변화를 예측하는 중요한 자료가 된다. 따라서 다양한 지역적 규모의 생태계에 대한 자료 수집은 필수적이다. 본 연구는 국내 다양한 생태계 중 자연성이 높은 국립공원지역 산림 생태계의 탄소축적량을 산정하여 자연군락이 축적 가능한 탄소축적 잠재량을 평가하기 위해 진행되었다. 연구대상지인 덕유산국립공원은 신갈나무 우점군락 10,881.5 ha (47.2%), 굴참나무 우점군락 2,314.6 ha (10.0%), 소나무 우점군락 1,952.6 ha (8.5%), 졸참나무 우점군락 402.9 ha (1.7%) 등이 분포하고 있는 것으로 조사되었다. 조사구는 군락의 분포지역을 확인하고, 수목밀도와 종조성 등을 고려하여 선정하였고, biomass 탄소축적량을 산정하기 매목조사를 실시하였다. 각 매목조사구 내 토양샘플구 ($30cm{\times}30cm$)를 각 3개씩 설치하여 토양 탄소축적량을 조사하였다. Biomass 탄소축적량과 토양 탄소축적량은 신갈나무 우점군락에서 각각 1,749,000 tC와 7,776,000 tC로 가장 높은 값이 측정되었다. 군락별 전체 생태계에 축적되어 있는 탄소량은 신갈나무 우점군락과, 굴참나무 우점군락, 졸참나무 우점군락, 소나무 우점군락에서 각각 9,536,000 tC, 1,405,000 tC, 147,000 tC, 346,000 tC로 나타났다. 또한 덕유산국립공원의 전체 생태계 탄소축적량은 11,434,000 tC로 산정되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.66-77
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• 2005

과정-중심적인 생지화학 모형인 BIOME-BGC을 이용해 기복이 심한 산림유역에서 미기후가 순일차생산성(NPP)의 시공간적 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 임분규모에서의 물과 탄소순환과정에 대한 모형예측 을 검증하기 위하여 2000년부터 각각 낙엽활엽수림 (DBF)과 상록침엽수림(ENF)에서 현장 조사를 수행하였다. 모형예측은 지온, 토양수분, 토양호흡 등의 다양한 현장 측정치들과 높은 상관성을 보였다. 모형에서 예측한 NPP의 계절변화는 기온과 높은 상관성을 보였으나, 물 관련 인자들과는 통계적으로 유의한 상관성이 나타나지 않았다. 반면에 여러 인자 중에서, 강우빈도가 NPP의 연변화를 설명하는 가장 좋은 기후인자로 판명되었다 또한 DBF 임분보다 ENF 임분의 NNP가 강우빈도에 보다 민감한 것으로 나타났다. 공간적인 NPP 분포는 조사 유역에서 식생피복 및 지형의 기복에 따라 매우 이질적으로 나타났는데, NPP 이질성의 정도는 NPP의 절대량과 음의 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 생육환경이 부적절할 때에 산림경관에서의 NPP 이질성이 커짐을 보여준다. 본 연구결과에 의하면 본 조사유역의 NPP는 연간 1,400mm 이상의 많은 강우에도 불구하고 식생이 이용할 수 있는 물의 양에 의해 제한 받는다는 것을 알 수 있었으며, 이러한 모형연구결과는 향후 현장조사를 통하여 검증할 필요가 있다.