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2014년 특별관측 기간 동안 청미천 농경지에서의 WRF/Noah-MP 고해상도 수치모의 (High-Resolution Numerical Simulations with WRF/Noah-MP in Cheongmicheon Farmland in Korea During the 2014 Special Observation Period)

  • 송지애;이승재;강민석;문민규;이정훈;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.384-398
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    • 2015
  • 본 연구에서는 청미천 농경지를 중심으로 고해상도 지형 및 토지피복 자료 기반의 WRF/Noah-MP 결합시스템을 구축하고 수치모의 한 결과를 2014년 8월 21일부터 9월 10일까지의 청미천 하계 특별관측 자료와 비교하여, 농경지에서의 지면 및 대기모의 성능을 평가하였다. 지면 및 대기 변수의 단기 및 중기모의에 있어서 Noah-MP의 동적 식생 가동이 얼마나 유용한지를 살펴보기 위하여, 동적 식생을 포함하지 않은 실험(CTL)과 포함한 실험(DVG)을 관측기간에 대해 양방향 6중 둥지격자 시스템으로 수행하였다. 본 연구의 결과는 크게 세 가지로서 다음과 같다. 1) CTL 실험은 낮 동안의 순단파 복사 에너지를 과대 모의 함에 따라 현열 및 잠열 플럭스와 보웬비도 관측에 비해 과대 모의하는 경향을 보였다. CTL 실험의 기온은 관측을 대체로 잘 따라갔으나 일출 후 기온의 상승 속도가 관측에 비해 빠른 모습을 보였다. 최저 기온 및 최고 기온의 시점은 잘 모의하였는데, 특히 일 최저기온의 모의는 관측과 $0.3^{\circ}C$ 오차 이내의 성능을 보여, 동해 및 병해충과 연관된 엽면수분 지속시간 예측에 고무적인 결과로 평가되었다. CTL 실험의 10m 바람은 동서 및 남북 풍속 모두 대체로 과대 모의하는 경향을 보였고, 강수 또한 과대 모의하는 경향을 보였으나 강수의 시작 종료시점은 대체로 잘 포착하였다. 2) Noah-MP의 동적 식생을 구동시킨 DVG 실험은 CTL 실험에 비해 엽면적지수, 단파 복사, 지표면 플럭스, 보웬비, 기온, 바람, 강수의 모의를 전반적으로 관측에 더 가깝게 생산하는 것으로 나타났다. 강수, 온도, 복사, 가용 영양소 등의 변동에 대응하여 엽면적지수를 예단하는 DVG 실험은 CTL 실험보다 더 큰 엽면적지수를 생산했으며, 이는 실측에 더 가까운 결과였다. DVG 실험에서도 일출 후 기온 상승률은 관측에 비해 높았는데, 이는 CTL와 DVG 실험 모두에서 공통으로 사용한 YSU 경계층 방안이 갖는 혼합층의 조기 성장 특성과 관련이 있는 것으로 분석되었다. CTL 실험이 보인 바람과 강수의 과대모의 경향도 DVG 실험에서는 어느 정도 완화되는 개선점을 보였다. 3) 수평 해상도의 증가에 따른 청미천 농경지의 수치모의 성능 향상은 지표면 플럭스, 기온, 바람 강수 모두에서 미비하거나 거의 없는 것으로 나타났으며, 보다 정확한 평가를 위해서는 농경지 상의 여러 지점에서 입체적인 관측이 이뤄져야 하고, 모형에 사용되는 지형 및 토지피복 자료의 도메인 간 일관성이 확보되어야 할 것이다.

인공피음처리가 주요 활엽수종의 생장과 물질생산에 미치는 영향 (Effect of Artificial Shade Treatment on the Growth and Biomass Production of Several Deciduous Tree Species)

  • 최정호;권기원;정진철
    • 임산에너지
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    • 제21권1호
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    • pp.65-75
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    • 2002
  • 본 연구는 주요 활엽수종을 대상으로 인위적으로 광선의 강도를 달리한 유묘의 생장과 물질생산량에 대한 수목의 생장패턴을 구명하기 위하여 실시되었다. 연구대상 수종은 자작나무, 박달나무, 느티나무, 고로쇠나무, 산벚나무, 쥐똥나무 등이며, 자연전광을 100%, 38-62%, 22-28%, 7-20%, 2-6%로 조절된 피음포지를 조성후 2년간 실시한 결과는 다음과 같았다. 일반적으로 양수로 분류되는 수종으로서 전광에서의 묘고와 근원경의 상대생장율이 자작나무와 박달나무는 피음 강도가 강한 투광을 2-6% 처리구보다 약 2배 이상 우수한 생장율을 나타냈다. 내음성이 상대적으로 강하다고 분류되는 수종의 묘고와 근원경 생장율은 투광을 38∼62% 피음 처리구에서 고로쇠나무와 쥐똥나무는 다른 처리구에 비해 양호한 생장을 보였다. 대부분의 수종에서 피음처리 수준에 따른 광량 감소와 함께 총물질생산량이 급격히 감소하였고, 잎과 줄기의 비율이 뿌리에 비해 증가하는 경향을 보였다. 유묘의 T/R율은 대부분의 수종이 피음의 강도가 강할수록 T/R율이 높아지는 경향으로 전광처리구 0.6∼3.2보다 투광을 2-6% 피음 처리구가 1.1∼5.0으로 높게 나타냈다. 전체적으로 비교할 때 조사 대상의 모든 활엽수 묘목에서 피음처리에 의한 광량이 감소할수록 SLA가 증가하는 경향으로, LAR과 LWR에서도 유사한 경향을 보여 광환경의 변화에 따른 피음의 강도가 강할수록 통계적으로 유의적인 차이를 보이며 증가하였다. 그러나 자작나무의 경우에는 LWR이 점진적으로 증가하다가 투광을 6% 미만의 최강피음 처리구에서 급격히 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 강한 피음에 의한 식물테의 물질생산 저하가 엽면적 및 엽량의 감소등 수체 내의 생리적 특성에 영향을 미친 것으로 생각된다.향상되었음을 알 수 있다. 이상의 결과에서 다양한 개입활동들이 환자의 치료순응도를 향상시키는 데 기여할 수 있음을 제시할 수 있다. 그러나 계량적 메타분석 기준에 부합되는 연구의 논문 수가 제한적이라는 한계점이 있으며, 연구에 사용되는 개입방법의 시도가 더욱 다양화될 필요성이 제시되고 있어 향후 이와 관련된 많은 연구들이 활성화되기를 기대한다.bscessation은 수술 후 4개월에서 7개월 사이에 발생하므로 follow-up 은 8개월까지 이루어져야 한다.장 싫어하는 것으로 나타났으며, 갈색란(Brown)과 난각색이 갈색에 가까운 시료(Trt-Brown)사이와 백색란(White)과 백색에 가까운 시료(Trt-White) 사이에는 통계적으로 유의차가 없었다. 난각색과 영양이 상관이 없다는 것을 교육한 후 실시한 두 번째 설문에서는 갈색에 가까운 계란(Tn-Brown)을 가장 좋아하여 1순위와 2순위가 바뀐 것 이외에는 첫 번째 질문의 결과와 같았다. 결론적으로 현재 우리나라에서는 갈색 정도의 차이 문제이지 갈색란을 좋아함을 알 수 있었고, 교육에 의해 조금씩은 고정 관념을 바꿀 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.ique impact at 0.70 km/s and 0.91 km/s were compared with experimental results and Eulerian hydrocode CTH simulation results. The Lagrangian code NET3D is superior to Eulerian code CTH in the computational accuracy. Agreement with the experimentally obtained final deformed cross-sections of the projectile is

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교육용 시뮬레이션 설계를 위한 온실 환경 제어 모델의 활용 (Application of Greenhouse Climate Management Model for Educational Simulation Design)

  • 윤승리;김동필;황인하;김진현;신민주;방지웅;정호정
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.485-496
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    • 2022
  • 국내외로 첨단 ICT 융합기술이 농업 분야에 적용되기 시작하면서, 시설원예 설비들이 고도화되고, 스마트팜 구축 기술 및 인력이 축적되기 시작하였다. 그러나 우리나라 농촌의 경우, 농업생산 연령의 고령화, 국내 농촌 인구의 지속적인 유출, 저출산 등으로 인하여 스마트팜 확대 및 적용에 어려움이 많은 실정이다. 따라서 공간 및 시간에 구속을 받지 않는 간편한 농업인 교육 프로그램이 필요하며, 최근 부상하고 있는 시뮬레이션 기술을 활용한다면 농업 교육용 시뮬레이션 툴 개발도 가능할 것으로 판단된다. 온실 환경 제어 모델을 이용한 시뮬레이션은 다양한 지역과 기상 조건 하에서 대상 온실의 열과 물질에너지의 상호작용을 합리적으로 예측할 수 있게 해준다. 본 연구에서는 온실 환경 제어 모델을 활용하여 외부 기상 데이터를 통해 온실의 환경 변화를 예측하고 가상의 환경 제어시스템을 통해 환경 제어 시 필요한 에너지값들을 시뮬레이션 할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 이용자가 직접 맞춤형 환경 제어를 할 수 있도록 편의성을 고려한 사용자 인터페이스를 구축할 것이며, 실제 파프리카 재배 온실의 제어 요소들을 반영할 수 있도록 설계될 것이다. 농업용 교육 시뮬레이션 툴을 최근 활발하게 연구가 이루어지고 있는 작물 생육 모델링 기술 및 전산유체역학 기술과 융합하면 더욱타당한 결과를 보일 것이다.

수치모델을 활용한 자란만에서 유해 와편모조류 Cochlodinium polykrikoides와 규조류 Skeletonema sp.의 경쟁에 미치는 영양염의 영향 (Effect of Nutrients on Competition among the Harmful Dinoflagellates Cochlodinium polykrikoides and the Diatom Skeletonema sp. in Jaran Bay Using a Mathematical Model)

  • 오석진;김현정;권형규;양한섭;김석윤
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제20권2호
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    • pp.92-101
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    • 2015
  • 수치모델을 활용한 Cochlodinium polykrikoides와 Skeletonema sp.의 영양염에 대한 종간경쟁을 바탕으로 2013년 하계 자란만에서 C. polykrikoides의 적조 미발생 원인을 고찰하였다. 2013년 하계 자란만의 영양염 조건을 모델에 적용시킨 결과, 실제 현장과 유사하게 Skeletonema sp.의 세포밀도는 C. polykrikoides보다 높았다. 또한 다양한 변수에 대한 민감도 분석에서, C. polykrikoides는 어떠한 변수의 변화에도 일정한 세포밀도를 보였으며, Skeletonema sp.의 세포밀도는 영양염 농도의 증 감에 민감하게 반응하였다. 이러한 결과를 통해 C. polykrikoides는 급격한 환경변화에도 영향을 받지 않고 생장을 유지할 수 있을 것이다. 하지만 영양염 공급이 변화하는 연안환경에서는 Skeletonema sp.의 생장이 촉진될 수 있을 것이다. 따라서 외부로부터 영양염의 공급이 크게 변화하는 자란만에서 Skeletonema sp.와 같은 규조류의 번무에 따라서 C. polykrikoides의 출현이 억제된 것으로 보인다.

시멘트 계 재료를 사용한 녹생토의 내구성 및 사면 안정성 평가 (Evaluation of Durability and Slope Stability of Green Soil using Cementitious Materials)

  • 김일순;최윤석;양은익
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.45-53
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    • 2018
  • 다양한 사면 안정 공법 중 식물의 생육을 기반으로 하는 녹생토 공법의 경우, 환경적인 측면에서는 유리하지만 급경사지나 암반 사면에 시공시 내구성 및 사면 안정성이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 시멘트 계 재료를 사용하여 부착강도를 확보하고 ECG를 첨가하여 식생환경을 개선한 녹생토를 개발하였으며, 내구성 및 사면 안정성 등을 평가하여 암반 식생 기반재로서의 사용 가능성을 검토하였다. 실험 결과, 개발 녹생토의 점착력 및 내부 마찰각은 현장 녹화토 보다 높게 측정되어 현장 시공성에 문제가 없을 것으로 판단된다. 토양 경도는 26 mm 수준으로 식물의 가장 좋은 생육조건인 18~23 mm를 약간 상회하였으며, 건조수축은 약 3%의 수축률을 나타내어 녹생토의 내구성에 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단된다. 사면 부착력을 평가하기 위한 강우강도 모사 실험 결과 모든 사면에서 붕괴는 발생하지 않았으며, 사면이 급경사일수록 강우에 의한 손상은 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 녹생토는 내구성 및 사면 안정성이 우수하여 암반 사면에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

Modeling the effects of excess water on soybean growth in converted paddy field in Japan 1. Predicting groundwater level and soil moisture condition - The case of Biwa lake reclamation area

  • Kato, Chihiro;Nakano, Satoshi;Endo, Akira;Sasaki, Choichi;Shiraiwa, Tatsuhiko
    • 한국작물학회:학술대회논문집
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    • 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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    • pp.315-315
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    • 2017
  • In Japan, more than 80 % of soybean growing area is converted fields and excess water is one of the major problems in soybean production. For example, recent study (Yoshifuji et al., 2016) suggested that in the fields of shallow groundwater level (GWL) (< 1m depth), rising GWL even in a short period (e.g. 1 day) causes inhibition of soybean growth. Thus it becomes more and more important to predict GWL and soil moisture in detail. In addition to conventional surface drainage and underdrain, FOEAS (Farm Oriented Enhancing Aquatic System), which is expected to control GWL in fields adequately, has been developed recently. In this study we attempted to predict GWL and soil moisture condition at the converted field with FOEAS in Biwa lake reclamation area, Shiga prefecture, near the center of the main island of Japan. Two dimensional HYDRUS model (Simuinek et al., 1999) based on common Richards' equation, was used for the calculation of soil water movement. The calculation domain was considered to be 10 and 5 meter in horizontal and vertical direction, respectively, with two layers, i.e. 20cm-thick of plowed layer and underlying subsoil layer. The center of main underdrain (10 cm in diameter) was assumed to be 5 meter from the both ends of the domain and 10-60cm depth from the surface in accordance with the field experiment. The hydraulic parameters of the soil was estimated with the digital soil map in "Soil information web viewer" and Agricultural soil-profile physical properties database, Japan (SolphyJ) (Kato and Nishimura, 2016). Hourly rainfall depth and daily potential evapo-transpiration rate data were given as the upper boundary condition (B.C.). For the bottom B.C., constant upward flux, which meant the inflow flux to the field from outside, was given. Seepage face condition was employed for the surrounding of the underdrain. Initial condition was employed as GWL=60cm. Then we compared the simulated and observed results of volumetric water content at depth of 15cm and GWL. While the model described the variation of GWL well, it tended to overestimate the soil moisture through the growing period. Judging from the field condition, and observed data of soil moisture and GWL, consideration of soil structure (e.g. cracks and clods) in determination of soil hydraulic parameters at the plowed layer may improve the simulation results of soil moisture.

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모델링기법을 이용한 A2O 하수처리공정에서 주요 공정관리에 관한 연구 (The Process Control Using Modeling Technique in A2O Sewage Treatment Process)

  • 박정수;김성덕;도현승
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.65-75
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    • 2020
  • 본 연구에서는 A2O 공정을 적용하여 운영중인 하수처리시설의 운영데이타를 바탕으로 현재 운영중인 하수처리장의 효율성을 통계적기법을 이용하여 분석하였으며, GPS-X 공정모델프로그램을 활용하여 최적의 운영조건을 도출하였다. 하수처리장의 운영인자는 기초통계분석과 상관관계분석, 일원분산분석을 실시하였다. 기초통계 분석결과 연구대상 하수처리장의 유입량은 여름철에 가장 높게 분석되었으며, 다른 계절에 비해서 유입량의 변동성이 가장 크게 나타났다. 다원변량 분석의 결과 유출 T-N 및 NH4+-N은 C/N비와 통계적으로 유의한 수준이 도출되지 않았다(p-value : > 0.05). A2O하수운영의 각 영향인자중에서 질소 성분의 제거는 유입 수온, HRT, SRT, DO에 주로 영향을 받고, BOD의 경우 모든 운영 인자, COD는 항목은 HRT, SRT, DO 운영인자에 영향을 받았다. GPS-X를 A2O 공정의 이용한 시뮬레이션에서 매개변수는 최대 침전 속도, 종속영양미생물 수율(무산소성), 인 반포화계수, 종속영양미생물 사멸율, 종속영양미생물 최대 성장률, 독립영양미생물 최대 성장률, 최대 침전 속도로 나타나 이러한 매개변수가 시뮬레이션에 주요 영향을 미치는 인자로 확인되었다.

기후변화에 따른 작물의 수량 예측을 위한 시스템 요구도 분석 (Requirement Analysis of a System to Predict Crop Yield under Climate Change)

  • 김준환;이충근;김현애;이변우;김광수
    • 한국농림기상학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-14
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    • 2015
  • 온실가스 증가로 인한 기후변화는 농업 생태계에 다양한 경로로 영향을 미쳐 작물 생산에 영향을 미칠 수 있다. 또한, 농업 생태계는 생물, 기후, 토양 및 경제 환경이 서로 복잡하게 연결되어 있어 개별 분야에 초점을 맞춘 적응 대책들은 농업 부문 내 다른 영역에 의도하지 않은 파급 효과를 초래할 수 있다. 기후변화 조건에서 복잡한 농업 생태계의 상호작용을 고려하면서 최적의 작물 생산성을 유지하기 위해 개별분야별 모델을 연계한 통합 예측 시스템 구축이 요구된다. 이러한 통합시스템을 구축하기 위해서는 단계적 접근이 필요하다. 국내에서 사용되고 있는 모델들은 통합시스템에 적합하도록 설계된 것이 아니기 때문에, 이를 위한 모델의 재개발이 필요하다. 농업생태계 감시를 위한 수퍼사이트와 위성사이트의 구축을 통해 장기간 작물 생육 자료를 확보하고 이를 개별 분야 모델의 개선에 활용할 수 있다. 모델 대상의 추상화와 상속과정을 통해 보다 유연한 형태의 통합 모델의 모듈 개발이 가능할 것이다. 마지막으로, 농업분야는 사회경제적인 요인에 지대한 영향을 받기 때문에, 농업생산과 경제분야가 연계될 수 있는 통합 시스템 구축이 바람직 할 것 이다.

재정지출의 시점 간 재원배분 조정에 따른 경기조절 효과성에 관한 연구 (A Study on the Effectiveness of Inter-temporal Reallocation of Fiscal Expenditure in Korea)

  • 김성태;허석균
    • KDI Journal of Economic Policy
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    • 제35권2호
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    • pp.71-105
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    • 2013
  • 최근 유로지역의 재정위기 등으로 재정건전성의 중요성이 부각되면서 경기조절을 위한 수단으로 추경과 같은 통상적인 재정확장 수단 이외에 재정의 조기집행이 강조되고 있다. 원칙적으로 재정의 조기집행은 재정건전성에 영향을 미치지 않으면서 예산범위 내에서 시점 간 재원배분 조정을 통해 경기변동에 대응하는 재정정책 수단이다. 본 연구에서는 재정의 조기집행과 같이 재정지출의 시점 간 재원배분 조정이 경기조절에 얼마나 효과적인지를 실증적으로 살펴보고 있다. 구체적으로 우리나라의 통합재정수지 자료를 이용하여 계절적 요인을 제외한 1년 이내 주기의 변동을 추정한 후, 이를 시점 간 재원배분 조정 규모로 정의하고 종속변수인 실질 경제성장률에 대한 회귀분석을 실시하였다. 그 결과, 재정지출의 시점 간 재원배분 조정의 경기조절효과는 정책효과의 시차가 있기는 하지만 대체로 유의하게 나타났다. 한편, 거시모형을 이용한 시뮬레이션 결과, 특정 시점의 재원배분 변동은 동일 회계연도의 인접 시점에 반대 방향으로의 재원배분 조정이 있을 것임을 의미하는바, 전체적인 경기조절효과는 크지 않은 것으로 나타났다. 다만, 시점 간 재원배분 조정은 주요 거시경제변수의 변동성을 하락시켜 거시경제 안정화에 일부 기여하는 것으로 나타났다. 특히 이러한 안정화 효과는 금융위기 기간에는 명확하게 나타난 반면, 통상적인 경기변동 기간에는 그리 크지 않은 것으로 나타났다.

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인공산성우(人工酸性雨)가 잣나무 유묘(幼苗)의 생장(生長), 엽내함유성분(葉內含有成分) 및 토양(土壤)의 화학적(化學的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響) (Effects of Simulated Acid Rain on Growth and Contents of Chemical Substances in Needles of Pinus koraiensis Seedlings and on Chemical Properties of the Tested Soil)

  • 정용문
    • 한국산림과학회지
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    • 제76권1호
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    • pp.33-40
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    • 1987
  • 잣나무(Pinus koraiensis) 파종상(播種床)에 인공산성우(人工酸性雨)로 처리(處理)하고 생장(生長), 엽내함유성분(葉內含有成分) 그리고 배지(培地) 토양(土壤)의 화학적(化學的) 성질(性質)에 미치는 영향(影響)을 산도수준(酸度水準)에 따라 평가(評價)하였다. 잣나무 종자(種子)를 1985년(年) 봄에 묘포토양(苗圃土壤)을 채운 pot에 파종(播種)하고, 해당지역(該當地域)의 30년간(年間)의 강우양식(降雨樣式)에 모의(模擬)(simulation)해서, 황산(黃酸)과 질산(窒酸)의 비율(比率)을 3:2로 혼합(混合)하여 지하수(地下水)로 희석(稀釋)한 pH 4.0 및 pH 2.0의 산성우(酸性雨)와 지하수(地下水)(pH 6.5)를 5월(月)부터 8월(月)까지 4개월간(個月間)에 걸쳐 살포(撒布)하고, 동년(同年) 10월(月) 30일(日) 시료(試料)를 채취(採取)하여 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같았다; 1) 잣나무 파종묘(播種苗)의 엽내함유성분(葉內含有成分)의 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 저하(低下)됨에 따라 S와 $K_2O$는 증가(增加)를, MgO 와 $P_2O_5$는 감소(減少)되었다. 2) 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 토양산도(土壤酸度)는 저하(低下)되었고, 치환성(置換性) Al 함량(含量)은 크게 증가(增加)하는 상반(相反)된 반응(反應)을 보였다. 3) 토양(土壤)의 치환성(置換性) Ca, Mg 및 K의 함량(含量)과 염기총량(鹽基總量), 염기포화도(鹽基飽和度)는 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 현저(顯著)하게 감소(減少)되었다. 4) 토양내(土壤內) sulfate 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 저하(低下) 될수록 크게 증가(增加)하였다.

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