• 한국농림기상학회지
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• 제16권3호
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• pp.213-218
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• 2014

대기 이산화탄소 농도 증가가 상수리나무 잎의 생물계절현상에 미치는 영향을 알아보고자 본 연구를 수행하였다. 상부개방형온실을 이용하여 대기 이산화탄소 농도를 높여 처리하였다. 대기 이산화탄소 처리 농도의 설정은 현재 농도, 현재 농도의 1.4배, 현재 농도의 1.8배 등 3 처리구로 하였고, 온실효과에 대한 검정을 위하여 상부개방형온실 외부에 비교구를 설치하였다. 잎의 생물계절현상은 2013년에 동아 파열, 개엽, 단풍, 낙엽에 대하여 각 생물계절현상이 나타나는 일자와 적산온도를 조사하였고, 2014년에는 봄철 계절현상인 동아 파열과 개엽에 대하여 각가의 일자와 적산온도를 조사하였다. 동아 내의 탄수화물 함량 분석을 위하여 2014년 3월에 각 처리구별로 동아를 채취하여 분석하였다. 봄철의 생물계절현상이 연도간에 차이가 나타났는데, 2013년도에는 동아 파열과 개엽 시기가 이산화탄소 처리 농도가 증가함에 따라 빨라지는 것으로 나타났다. 봄철 기온이 높았던 2014년도에는 동아 파열 및 개엽 시기 모두 처리구간에 차이가 나타나지 않았다. 단풍과 낙엽 등 가을철의 생물계절현상은 이산화탄소 처리 농도가 증가함에 따라서 늦어지는 것으로 나타났다. 동아 내의 탄수화물 함량 분석 결과 이산화탄소 처리 농도가 증가함에 따라서 전분, 총 비구조 탄수화물, 총 수용성 당류의 함량이 증가하는 것으로 나타났다. 대기 이산화탄소 농도의 상승은 상수리나무의 개엽을 빠르게 하고 낙엽을 늦추어 전체적인 생육기간을 연장시키게 될 것이다. 봄철의 이른 개엽은 동해피해의 가능성을 높이나, 개엽 시기는 온도에 의한 영향을 크게 받으며, 전년도 이산화탄소 농도 증가에 의하여 동아 내의 전분, 수용성 당 등 탄수화물 함량이 증가되기 때문에 봄철의 동해피해 가능성은 낮을 것으로 판단된다.

• 한국자원식물학회지
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• 제24권5호
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• pp.549-556
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• 2011

에 분포하는 기후변화 취약식물종인 목본식물 20종, 초본식물 18종 총 38종을 대상으로 2009년 5월부터 2010년 11월까지 식물계절 변화 모니터링을 실시하였다. 조사식물은 개엽, 개화, 낙화, 단풍, 낙엽 등 5개의 특성으로 구분하여 기후변화에 따른 아고산지대내 기후변화 취약종의 식물계절 변화를 분석하였다. 기상 자료는 2009년 11월 말부터 2010년 12월 초까지 측정되었으며 조사 결과, 기온은 향적봉-중봉 지역에서 최대가 $30.4^{\circ}C$, 최소가 $-20.3^{\circ}C$로 조사되었으며, 상대습도는 최고 100%, 최소 3.4%로 조사되었다. 덕유산 향적봉과 중봉지역의 개엽시기를 조사한 결과 박새, 산오풀 등을 제외한 대부분의 종들은 비슷하거나 전년도에 비해 6~20일 정도 늦게 나타났다. 개화시기는 식물계절 변화 중 가장 큰 차이를 보였으며, 이른 봄에 개화하는 처녀치마, 산철쭉, 노랑제비꽃은 2차년도에 13일~20일 빠른 것으로 관찰되었으며, 늦은 봄과 여름에 개화하는 백당나무, 풀솜대, 개시호 등은 2차년도에 6일~10일 늦은 것으로 나타났다. 낙화시기와 단풍시기는 전년도에 비해 10일~18일 늦은 것으로 나타났고, 낙엽시기는 전년도와 유사한 경향성을 보였다. 본 연구결과 기후변화의 영향이 한반도 아고산지대에 분포하는 기후변화 취약종들에게 상당히 미치고 있는 것으로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권4호
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• pp.318-329
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• 2022

본 연구를 통해 설계된 테스트베드 지역의 식물계절 관측과 적설 탐지는 반복 이미지 학습 및 정량적 RGB 분석을 통해 정확도 높은 산림 식물계절 및 적설 관측 기반을 마련하였다. 무인카메라 기반 식물계절 및 적설 탐지 기술 개발은 복잡한 산악지형이라는 특수한 환경에서 다양한 고도의 환경 데이터를 실시간 수집하는 체계를 구축함으로써 산림환경 연구를 위한 기초 데이터를 수집하는 계기가 되었다. 첨단기술을 활용한 주요 산악지역의 식물계절 변화 탐지 연구는 산림청에서 제공하는 개화 및 개엽 예측 정보의 검증과 산림휴양쾌적지수 고도화 등에 활용 가능하며, 향후 농림위성의 NDVI 등 영상 이미지의 검⋅보정용 자료로써 활용 가치가 매우 높다. 무인카메라 활용 기술은 산림 식물계절 및 적설 탐지뿐만 아니라 산림재해 감시 및 산림관리 등 다양한 산림분야에서도 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국작물학회지
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• 제44권2호
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• pp.149-153
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• 1999

Prediction of rice developmental stage is necessary for proper crop management and a prerequisite for growth simulation as well. The objectives of the present study were to find out the relationship between the plastochrone index(PI) and the developmental index(DVI) estimated by non-parametric phenology model which simulates the duration from seedling emergence(DVI=0) to heading(DVI=l) by employing daily mean air temperature and daylength as predictor variables, and to confirm the correspondency of developmental indice to panicle developmental stages based on this relationship. Four japonica rice cultivars, Kwanakbyeo, Sangpungbyeo, Dongjinbyeo, and Palgumbyeo which range from very early to very late in maturity, were grown by sowing directly in dry paddy field five times at an interval of two weeks. Data for seedling emergence, leaf appearance, differentiation stage of primary rachis branch and heading were collected. The non-parametric phenology model predicted well the duration from seedling emergence to heading with errors of less than three days in all sowings and cultivars. PI was calculated for every leaf appearance and related to the developmental index estimated for corresponding PI. The stepwise polynomial analysis produced highly significant square-rooted cubic or biquadratic equations depending on cultivars, and highly significant square-rooted biquadratic equation for pooled data across cultivars without any considerable reduction in accuracy compared to that for each cultivar. To confirm the applicability of this equation in predicting the panicle developmental stage, DVI at differentiation stage of primary rachis branch primordium was calculated by substituting PI with 82 corresponding to this stage, and the duration reaching this DVI from seedling emergence was estimated. The estimated duration revealed a good agreement with that observed in all sowings and cultivars. The deviations between the estimated and the observed were not greater than three days, and significant difference in accuracy was not found for predicting this developmental stage between those equations derived for each cultivar and for pooled data across all cultivars tested.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제31권2호
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• pp.153-159
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• 2008

The timing of the canopy phenology onset (CPO hereafter) indicates the initiation of the growing season, with rapid increases in exchange rates of carbon dioxide and water vapor between vegetation and atmosphere. The CPO is regarded as a potential indicator of ecosystem responses to global warming, but the CPO shows considerable spatial variation depending on the species composition and local temperature regime. at a given geographic location. In this study, we evaluated the utility of satellite observation data for detection of the timing of the CPO. Leaf area indices (LAI) obtained from the Moderate Resolution Imaging Spectrora-diometer (MODIS) were utilized to detect and map the onset dates from 2001 to 2006. The reliability of MODIS-based onset dates was evaluated with ground measured cherry blossom flowering data from national weather stations. The MODIS onset dates preceded the observed flowering dates by 8 days and were linearly related with a correlation coefficient of 0.58 (p < 0.05). In spite of the coarse spatial (1 km) and temporal (8 days) resolutions of MODIS LAI, the MODIS-based onset dates showed reasonable ability to predict flowering dates.

• 한국농림기상학회지
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• 제24권2호
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• pp.78-82
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• 2022

생물계절은 작물의 발달 시기를 결정하며, 생육기 온도에 의해 크게 영향을 받는다. 과정 기반 모델(PBM)에서 엽면적은 생물계절 및 형태 모듈의 결합에 의해 동적으로 시뮬레이션된다. 따라서 잎 발달 속도 또는 최종 잎 수의 예측은 전체 작물 모델의 성능에 영향을 주게 된다. 기온에 따른 잎 축적 속도 결정을 위한 데이터는 SPAR 챔버로부터 수집되었다. 온도의 함수로서 발달 속도를 설명하기 위해 베타 분포 함수(Yan and Hunt(1999)에 의해 제안됨)가 사용되었으며, 최적온도와 임계온도는 각각 26.0℃와 35.3℃로 추정되었다. 모델 추정치는 기온 모델에 생장기의 일 평균 기온을 입력하여 얻은 양파 잎의 일별 증가량을 누적한 결과이며, 모델 평가를 위해 온도구배하우스에서 관찰된 양파 잎의 누적 개수를 모델 추정치와 비교하였다. 본 연구에서 잎 수 추정 모델의 결정계수(R²)와 RMSE 값은 각각 0.95와 0.89였다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제31권3호
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• pp.193-200
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• 2008

We obtained quantitative information on leaf unfolding and leaf shedding by observing 45 species of cool temperate deciduous trees in an arboretum over 5 growing seasons. These trees were in leaf (the foliage period) for 207 days on average after 1 April; 50% of leaves had been shed by 192 days after 1 April. Duration from the start of leaf unfolding to 50% leaf shedding was 157 days on average. Leaf unfolding began 35 days on average after 1 April. For leaf unfolding to begin, a$ 51^{\circ}C{\cdot}day$ of cumulated daily mean air temperature above $5^{\circ}C$ from 1 January (modified Kira's warmth index) was needed. Fifty-nine days elapsed between initiation and the final stage of leaf unfolding. The period of net photosynthetic assimilation was 157 days. The species with succeeding- type leaf unfolding associated with the anemochore seed type dominated the early stage of succession, while the species with flush-type leaf unfolding tended to dominate the late stage of succession. Few species were found in regions where late frosts occur after the day when the cumulative temperature for leaf unfolding is achieved. Biological characteristics include time of leaf unfolding, which affects the life history of each species, so that each species occupies its own niche in the stand. We conclude that that leaf phenology, such as timing of leaf unfolding and leaf shedding, is one of the components of each species' ecological characteristics.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제31권3호
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• pp.207-211
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• 2008

We investigated the leaf demography of a temperate woody liana, Akebia trifoliata, in a temperate forest in Japan, Akebia is semi-evergreen: some leaves are shed before winter, while others remain through the winter. Previous studies of semi-evergreen species found that variation in leaf life span was caused by variation in the timing of leaf emergence, Leaves that appeared just before winter over-wintered, while leaves appearing earlier were shed, However, it is unclear whether leaves of the same cohort (i.e., leaves that appear at the same time within a single site) show variation in life span under the effect of strong seasonality. To separate variation in life span among the leaves in each cohort from variation among cohorts, we propose a new method - the single leaf diagram, which shows the emergence and death of each leaf. Using single leaf diagrams, our study revealed that Akebia leaves within a cohort showed substantial variation in life span, with some over-wintering and some not. In addition, leaves on small ramets in the understory showed great variation in life span, while leaves on large ramets, which typically reach higher positions in the forest canopy, have shorter lives, As a result, small ramets were semi-evergreen, whereas large ramets were deciduous, The longer lives of leaves on small ramets can be interpreted as a shade-adaptive strategy in understory plants.

• 한국작물학회지
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• 제56권3호
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• pp.255-263
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• 2011

Projected increases in atmospheric $CO_2$ concentration ([$CO_2$]) and temperature ($T_a$) have the potential to alter in rice growth and yield. However, little is known about whether $T_a$ warming with elevated [$CO_2$] modify plant architecture. To better understand the vertical profiles of leaf area index (LAI) and the flag leaf morphology of rice grown under elevated $T_a$ and [$CO_2$], we conducted a temperature gradient field chamber (TGC) experiment at Gwangju, Korea. Rice (Oryza sativa L. cv. Dongjin1ho) was grown at two [$CO_2$] [386 (ambient) vs 592 ppmV (elevated)] and three $T_a$ regimes [26.8 ($\approx$ambient), 28.1 and $29.8^{\circ}C$] in six independent field TGCs. While elevated $T_a$ did not alter total LAI, elevated [$CO_2$] tended to reduce (c. 6.6%) the LAI. At a given canopy layer, the LAI was affected neither by elevated [$CO_2$] nor by elevated $T_a$, allocating the largest LAI in the middle part of the canopy. However, the fraction of LAI distributed in a higher and in a lower layer was strongly affected by elevated $T_a$; on average, the LAI distributed in the 75-90 cm (and 45-60 cm) layer of total LAI was 9.4% (and 35.0%), 18.8% (25.9%) and 18.6% (29.2%) in ambient $T_a$, $1.3^{\circ}C$ and $3.0^{\circ}C$ above ambient $T_a$, respectively. Most of the parameters related to flag leaf morphology was negated with elevated [$CO_2$]; there were about 12%, 5%, 7.5%, 15% and 21% decreases in length (L), width (W), L:W ratio, area and mass of the flag leaf, respectively, at elevated [$CO_2$]. However, the negative effect of elevated [$CO_2$] was offset to some extent by $T_a$ warming. All modifications observed were directly or indirectly associated with either stimulated leaf expansion or crop phenology under $T_a$ warming with elevated [$CO_2$]. We conclude that plant architecture and flag leaf morphology of rice can be modified both by $T_a$ warming and elevated [$CO_2$] via altering crop phenology and the extent of leaf expansion.

• 한국농림기상학회지
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• 제12권2호
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• pp.95-106
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• 2010

본 연구에서는 광릉의 활엽수림에서 관측된 생태자료들을 이용하여 CLM3.5-DGVM(Community Land Model 3.5-Dynamic Global Vegetation Model)의 탄소교환과정에 대한 모의능력을 평가하고 탄소수지를 계산하였다. 또한 식생 종의 구성과 식물계절학, 그리고 기후 변동성이 탄소수지에 미치는 영향을 조사하기 위하여 민감도 실험을 수행하였다. 모델의 식물계절학은 잎의 출현과 낙하의 시기를 잘 모의하지 못하였으며, 특히 낙엽은 관측보다 한달 이상 지연되어 생장기간을 과대모의 하였다. 모의된 최대 엽면적지수(leaf alea index, LAI)는 5.8이며 관측값(4.5)에 비해 과대모의 되었다. 과대 모의된 LAI는 광합성량과 잎의 자가영양호홉의 과대모의를 야기하였으며, 이를 통해 연간 총 일차 생산량(gross primary producing, GPP)과 생태 호흡량(ecosystem respiration, $R_e$)의 과대모의에 기여하였다. 관측과 모델간의 LAI의 차이에도 불구하고 모의된 식생 탄소 저장항의 크기는 관측 보고된 값과 유사하였다. 모델의 식물계절학함수를 사용하는 대신 관측된 PAI로부터 유도된 식물계절학을 사용하면 생육 기간이 감소함에 따라 GPP와 $R_e$의 과대 모의는 완화되었다. 하지만 관측 보고된 값과 비교할 때 여전히 큰 값을 보였다. 모의된 탄소수지는 식생 종의 구성에는 유의한 민감도를 가지지 않았다. 모델입력자료에 기후변동성의 고려 유무에 따른 평형상태의 탄소저장량의 차이는 10%이하로 낮았으며 기후변동성이 평형상태의 탄소저 장량에 미치는 영향은 유의할 수준이 아니라고 사료된다. 모델에서 모의된 GPP와 $R_e$의 1994년부터 2003년간의 연간 변동성은 연 평균 대기온도와 일사량에 의존하였다. 모델의 다른 문제점들에 관해서도 본문에서 논의되었다.