• 제목/요약/키워드: nutrient flux

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Inorganic Nutrient Inputs from Precipitation, Throughfall, and Stemflow in Pinus densiflora and Quercus mongolica Stands in an Urban Forest Ecosystem

  • Kim, Kee Dae
    • 한국환경과학회지
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    • 제28권10호
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    • pp.813-829
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    • 2019
  • We measured the amount of precipitation, stemflow, and throughfall and concentrations of nine major inorganic nutrients ($H^+$, ${NH_4}^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Na^+$, $Cl^-$, ${NO_3}^-$, and ${SO_4}^{2-}$) to investigate the nutrient inputs into soil from precipitation in Pinus densiflora and Quercus mongolica stands from September 2015 to August 2016. The precipitation inputs of $H^+$, ${NH_4}^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $Na^+$, $Cl^-$, ${NO_3}^-$, and ${SO_4}^{2-}$ into soil were 0.170, 15.124, 42.227, 19.218, 14.050, 15.887, 22.391, 5.431, and $129.440kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$, respectively. The P. densiflora stemflow inputs were 0.008, 0.784, 1.652, 1.044, 0.476, 0.651, 1.509, 0.278, and $9.098kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$, and those for Q. mongolica were 0.008, 0.684, 2.429, 2.417, 2.941, 1.398, 2.407, 0.436, and $13.504kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$, respectively. The P. densiflora throughfall inputs were 0.042, 21.518, 52.207 27.694, 20.060, 24.049, 37.229, 10.241, and $153.790kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$, and those for Q. mongolica were 0.032, 15.068, 42.834, 21.219, 20.294, 20.237, 24.288, 5.647, and $119.134kg{\cdot}ha^{-1}{\cdot}yr^{-1}$, respectively. Of the total throughfall flux (i.e., stemflow + throughfall flux) of the nine ions for the two species, ${SO_4}^{2-}$ had the greatest total throughfall flux and $H^+$ had the lowest. The net throughfall fluxes of the ions for the two species had various correlations with the precedent dry period, rainfall intensity, rainfall amount, and pH of precipitation. The soil pH under the Q. mongolica canopy (4.88) was higher than that under the P. densiflora canopy (4.34). The difference in the soil pH between the two stands was significant (P < 0.01), but the difference in soil pH by the distance from the stems of the two species was not (P > 0.01). This study shows the enrichments of inorganic nutrients by two representative urban forests in temperate regions and the roles of urban forests during rainfall events in a year.

단일처리시기의 광도와 양액농도가 Ebb and Flow 재배시스템에서 재배한 칼랑코에(Kalanchoe blossfeldiana 'Rako')의 생육, 양분흡수 및 배지 양분집적에 미치는 영향 (Effects of Light Intensity and Nutrient Solution Strength during Short Day Treatment on the Growth and Nutrient Absorption of Kalanchoe blossfeldiana 'Rako' in Ebb and Flow System and the Accumulation of Nutrients in Growing Medium)

  • 노은희;최종명;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.189-196
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    • 2011
  • Ebb and flow 시스템을 사용한 분화 칼랑코에 재배에서 광도와 양액 농도가 생육, 양분 흡수율 및 배지 내 무기 이온의 집적에 미치는 영향을 구명하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 연구 목적을 달성하기 위하여 광도 3수준(PPF 4.26, 5.51, $9.75mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$)과 양액 농도 3수준(EC 1.2, 1.8, $2.4dS{\cdot}m^{-1}$)을 조합하여 요인실험으로 수행하였다. 분화 재배한 칼랑코에의 생육은 광도와 양액 농도에 뚜렷하게 영향을 받았으며, 광도가 높아질수록 생육이 양호하였다. 각 광도 내에서는 양액의 EC를 $1.8\sim2.4dS{\cdot}m^{-1}$의 범위로 조절할 경우 칼랑코에 지상부 생육이 비교적 양호하였지만, EC를 $2.4dS{\cdot}m^{-1}$로 조절한 처리의 생체중, 건물중 및 엽면적이 가장 크게 나타났다. 광도와 양액 농도는 ebb and flow 시스템의 양액 탱크로부터 양분 및 수분 흡수량과 배지 내 무기 이온의 집적에 유의하게 영향을 미쳤지만, 식물체의 무기물 함량에는 뚜렷한 영향을 미치지 않았다. 광도는 양액의 EC에 비해 이온의 흡수율에 미치는 영향이 상대적으로 적었으며, 양액 EC가 높을 수록 $NO_3^-$, P, K, Mg 이온의 흡수율은 높았다. 이상의 연구결과를 고려할 때 ebb and flow 저면 관수 시스템에서 배지 내 무기 이온 집적에 영향을 주는 주 요인은 양액 농도임을 확인하였으며, 광도와 양액의 EC를 이용하여 배지 내 무기 이온의 집적량을 예측하기 위한 회귀식을 제시하였다.

Production Ecology of the Seagrass Zostera marina in Jindong Bay, Korea

  • Lee, Kun-Seop;Park, Jung-Im;Chung, Ik-Kyo;Kang, Dong-Woo;Huh, Sung-Hoi
    • ALGAE
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    • 제19권1호
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    • pp.39-47
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    • 2004
  • Production dynamics of eelgrass, Zostera marina was examined in Jindong Bay on the south of the Korea peninsula. Eelgrass leaf productivities and environmental factors such as underwater photon flux density, water temperature, and nutrient availabilities in the water column and sediments were monitored from March 2002 to December 2003. While water temperature exhibited a distinct seasonal trend, underwater irradiance and nutrient availabilities exhibited high degree of fluctuation, and did not show a seasonal trend throughout the experimental periods. Eelgrass leaf elongation and production rates showed significant seasonal variations. Leaf productivity was highest in May (30.0 mg dry wt sht$^{-1}$ d$^{-1}$ or 3.7g dry wt m$^{-2}$d$^{-1}$) and lowest in November (3.2 mg dry wt sht$^{-1}$ d$^{-1}$ or 0.12 g dry wt m $^{-2}$ d$^{-1}$). Eelgrass leaf productivities did not show a strong correlation with underwater irradiance or environmental nutrient availabilities. The production rates, however, were positively correlated with water temperature during spring periods, and were correlated negatively at high water temperature exceeded 20℃ during summer months. While relative growth rates were highest in spring and lowest in high water temperature periods, plastochrone interval was longest during summer and shortest during spring. These results imply that seasonal growth dynamics of eelgrass, Z. marina was mainly controlled by water temperature.

도시 하수에서의 생물학적 고도처리를 위한 MBR공정 개발 및 화학세정에 의한 미생물 활성도 영향 분석 (Development of Submerged Membrane Bioreactor for Biological Nutrient Removal on Municipal Wastewater and Analyzing the Effect of Chemical Cleaning on Microbial Activity)

  • 박종부;박승국;허형우;강호
    • 한국물환경학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.120-124
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    • 2009
  • This study was performed to investigate the application of submerged membrane bioreactor (MBR) system for biological nutrient removal of municipal wastewater. MBR bioreactor consists of four reactors such as anaerobic, stabilization, anoxic and submerged membrane aerobic reactors with two internal recycles. The hydraulic retention time (HRT), sludge retention time (SRT) and flux were 6.2 hr, 34.1 days and $19.6L/m^2/hr$ (LMH), respectively. As a result of operation, the removal efficiency of $COD_{Cr}$, SS, TN and TP were 94.3%, 99.9%, 69.4%, and 74.6%, respectively. There was no significant effect of microbial activity after the maintenance cleaning using 200 mg/L of NaOCl. Membrane filtration for the treatment of municipal wastewater was performed for longer than 9 months without chemical recovery cleaning.

호소 부영양화에 있어서 산림임반으로부터 질소부하 평가를 위한 조사 (Prediction of Nitrogen Loading from Forest Stands in Eutrophication of Lake)

  • 정덕영;이영한;이진호;박미숙
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.430-437
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    • 2010
  • The continuous release of nutrient sources into natural water resource can be a continuing problem in eutrophication, as well as severe reductions in water quality. However, any desirable measure is not developed yet even though so many researches and efforts have been done to solve this problem. Forest as one of troublesome nonpoint sources may contributes most to nutrient loading, but the loading of N and P from forest in order to grasp the eutrophication potential of nonpoint sources has not been evaluated. The nutrient sources from the organic litter accumulated on the surface of forest soils can be a critical factor in continuity of eutrophication of a lake. The decomposition rate of litter can be estimated to predict release of N and P from the forest stand. The loss rate of nitrogen is complicated but depends in part upon the physical matrix of the element. Therefore, long-term nutrient budget and flux estimates at stand would be useful tools in calculating potential nutrient fluxes into the watercourses in a sustainable way. The present investigation can give insight to the actual situation of the eutrophication potentials of forest as the practical nonpoint sources.

산성강하물 조건하에서 활엽수림 생태계의 양료순환 양상 (Pattern of Nutrient Fluxes in Deciduous Forest Ecosystem Imparted by Acidic Deposition)

  • 장관순
    • 한국환경생태학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.230-236
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    • 2001
  • 본 연구는 일본 북해도 지방의 임해공업단지에 인접되어 있는 점소목지역 내 활엽수 천연림에서 주요 염기성 양이온에 대한 물질순환 수지를 파악하고자 강우(wet deposition), 임내우(throughfall), 수간류(stemflow) 그리고 토양침투수(soil leachate)에 대한 이온 flux를 정량화하였다. 조사 결과 강우는 평균 pH 4.3의 강한 산성우로 강우에 의한 $H^{+}$ flux는 034kmo1$_{c }$ $ha^{-1}$ /이었고, 임내우와 수간류에 의한 염기성 양이온($K{+ }$ , $Na^{+}$ , $Ca^{ 2+ }$, $Mg^{2+}$ )의 flux는 $1.6kmol_{c}$ ha$^{-1}$ 로 강우의 0.49 kmolc $ha^{-1+}$ /보다 3배 많았다. 수관충 용탈(canopy leaching)에 의한 염기성 양이온의 flux는 0.95kmo1c $ha^{H}$ 로 강우에 의한 $H^{+}$ flux보다 2.8배 높았으며, H$^{+}$는 수관층에서 치환성 양이온들에 의해서 거의 소비되었다. 토양층에서 이온배출 flux는 토양특성에 의존되었으며, 토양 중 Ca은 proton소비에 중요한 인자로 작용하였다. 생태계의 물질순환에 대한 수지에서 Na, Ca및 Mg은 생태계 내부에서 외부로 방출되는 양보다 생태계로 유입되고 있는 양이 많아 생태계에 축적되고 있었으나, K의 경우는 부의 flux를 나타냈다.

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광합성유효광양자속과 배양액의 전기전도도가 감자 플러그묘의 묘소질에 미치는 영향 (Quality of Potato Plug Seedlings as Affected by Photosynthetic Photon Flux and Electric Conductivity of Nutrient Solution)

  • 이상헌;김용현;이명규;최유화
    • 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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    • 한국생물환경조절학회 2003년도 춘계 학술대회 논문집
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    • pp.140-145
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    • 2003
  • 폐쇄형 묘생산 시스템을에서 기내 배양된 감자 소식물체를 이용하여 플러그묘의 생산이 시도(Kim 등, 2002)된 이래 묘소질이 우수한 감자 플러그묘를 생산하기 위한 연구가 지속되고 있다(이 등, 2002, 2003). 묘소질은 정식 후 활착의 용이, 수량 증대 및 품질의 우수성을 제공하는 잠재력으로서, 초장, 절간장, 엽형, 엽색 등과 같은 외적 소질과 광합성속도, 엽록소함량, 근활력 등 내적 소질로 구분된다(Kim, 2002). (중략)

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담수 퇴적물의 영양염 용출 측정 방법에 관한 고찰 (A Study on the Measurement Method for Benthic Nutrient Flux in Freshwater Sediments)

  • 김경희;김성한;진달래;허인애;현정호
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.288-302
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    • 2017
  • 퇴적물이 수층의 영양염 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해서 퇴적물의 용출률을 정확하게 측정할 필요가 있다. 이에 본 연구에서 퇴적물 용출률 측정 방법 중 퇴적물 코어 배양법을 대상으로 용출률의 측정 조건과 실험 절차를 제시하였다. 낙동강 수계 중류에서 2015년 7월에 표층이 교란되지 않은 퇴적물 코어 시료를 채취하여, pre-incubation 시간(6, 12, 24시간), 초기 산소농도(포화도 90, 70 50%), 확산경계층의 두께(0, 0.6-0.8, 1.2-1.4 mm), 배양 온도(10, 17, 20, $25^{\circ}C$) 등을 여러 가지 조건으로 조성하여 측정한 영양염 용출률의 결과를 그 바탕으로 하였다. 네 가지 주요 환경 조건이 달라지면, 안정화 시간 동안 유기물 분해 및 산화 과정에 의한 화학 조성 변화, 퇴적층의 산화-환원 환경 변화에 따른 흡착 및 탈착, 퇴적물-수층 경계면에서의 수리역학적 상황 변동에 의한 물질 교환 증감, 퇴적물 내 미생물의 활성 증가 등을 야기하여 퇴적물의 영양염용출률에 영향을 미친다. 따라서, 퇴적물 코어 배양법으로 실제 현장값과 유사한 결과를 생산하기 위해서는 현장 심수층의 수온 및 용존산소 농도, 유속을 자연 상태와 가깝게 재현하고 퇴적물 시료 채집 후 되도록 빠른 시간 안에 배양 실험을 수행해야 한다. 두 개의 반복구에 대하여 퇴적물 코어 배양법으로 영양염 용출률을 측정하였을 때 대부분의 실험 조건에서 상대백분율차가 20% 이하였다. 측정 조건과 절차를 엄밀히 준수하여 실험하였을 때 정밀도를 확보할 수 있는 것으로 사료되며, 향후 측정 결과의 정확도를 확인하기 위하여 현장 측정법과 비교할 예정이다.

식물공장에서 양액의 종류 및 PPFD가 배초향의 생장 및 항산화 물질에 미치는 영향 (Response of Nutrient Solution and Photosynthetic Photon Flux Density for Growth and Accumulation of Antioxidant in Agastache rugosa under Hydroponic Culture Systems)

  • 김성진;복권정;푸동람;박종석
    • 생물환경조절학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.249-257
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    • 2017
  • 배초향은 항동맥경화나 항박테리아의 특성을 가지는 한약재에 널리 사용되는 영년생 약용식물이다. 연구의 목적은 수경재배에서 배양액의 종류와 PPFD값에 따른 배초향의 생장 및 항산화 물질의 변화를 조사하는 것이다. 배초향은 주야간 16:8 시간의 일장조건에서 150과 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD 조건과 일본원시(HES), 서울시립대(UOS), 유럽채소연구소(EVR), 오오츠카 배양액(OTS)을 이용하여 6주간 재배하였다. OTS 배양액조건에서 자란 배초향의 지상부 및 지하부 건물중은 다른 배양액 처리구와 비교하여 유의적으로 높았다. 배초향의 틸리아닌 함량은 OTS 처리에서 가장 높았으며 다음으로 EVR, HES, UOS 순서로 낮아졌다. 총 아카세틴의 함량은 EVR처리에서 가장 높았으나 OTS처리와는 유의적 차이를 보이지 않았다. 또한 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD 조건에서 자란 배초향은 PPFD 150처리구와 비교하여 유의적으로 생체중과 건물중이 증가하였으며 기능성 물질은 틸리아닌과 아카세틴의 함량도 높았다. 본 연구는 수경재배 방식을 이용하여 식물공장에서 배초향을 재배할 경우 $200{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ PPFD 조건과 OTS 배양액 조건에서 경제적인 광원조건으로 최적 바이오매스 생산량과 틸라아닌과 아카세틴의 함량을 증가시킬 수 있을 것으로 제안한다.

동해 난수역의 일차생산에 대한 대한해협 유입 영양염의 기여 (Contribution of Nutrient Flux through the Korea Strait to a Primary Production in the Warm Region of the East Sea)

  • 이동섭;노태근
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제18권2호
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    • pp.65-69
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    • 2013
  • 대륙주변해인 동해의 일차생산력은 조사하기 쉬운 듯하지만 해황의 역동적 변동성 때문에 현장 관측으로 파악하기 매우 어렵다. 이 연구에서는 난수역의 평균적인(총)일차생산 배경값을 생지화학적 가설에 기반하여 추정하였다. 계산에 사용된 비혼합-부상 가설은 일단 일차생산이 오로지 대한해협을 통해 수송된 영양염에 의해서만 일어난다고 가정했을 경우로서, 결과($209\;gC\;m^{-2}\;y^{-1}$)는 발표된 위성기반 순일차생산력과 대등한 것으로 나타났다. 그런데 일차생산이 100% 신생산에 의존한다고 가정했었기 때문에 이 구속을 풀어 신생산지표를 0.6이라 가정하면 일차생산력은 40% 가량 높아진다. 결과는 오로지 대한해협을 통해 유입되는 영양염만으로도 기존에 알려진 일차생산을 지지하고도 남음을 말해준다. 그런데 배경값을 구하기 위해 배제시켰던 여러 가지 변동 요인들, 예컨대 용승, 지하수 유입, 대기 유입, 해양 투기, 태풍 등 배경에 더 해지는 교란은 모두 일차생산을 추가로 부양하는 요인이고, 여기에 아직 정량화 되지 못한 초미소남세균의 광합성에 대한 기여까지 고려하게 되면 실제 일차생산력은 배경값의 두 배 이상도 가능할 것으로 추정된다. 이 경우에 일차생산력은 신생산지표가 0.6으로 알려진 페루 용승역과 비등한 규모가 된다.