• Journal of Ecology and Environment
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• 제43권2호
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• pp.104-116
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• 2019

Background: The composition of wild bird populations in temperate zones greatly varies depending on phenological changes rather than other environmental factors. Particularly, wild birds appearing in wetlands fluctuate greatly due to the crossover of species arriving for breeding during the summer and for wintering. Therefore, to understand the changes to species composition related to phenology, we conducted this basic analysis of populations to further the cause of the protection of wetland-dependent wild birds. Methods: It is wrong to simply divide a wild bird population investigation into seasons. This study identifies species composition and indicator species that change along with seasons. Wetlands to be surveyed are protected by natural monuments and wetland inventory and are in a state close to nature. In order to identify as many species as possible in wetlands, a survey was conducted in both shallow and deep wetlands. The water depth varied in these areas, ranging from 0.2 to 2.0 m, allowing for both dabbling and diving ducks to inhabit the area. Surveys were conducted using line-transect and distance sampling methods and were conducted at intervals of 2 weeks. The survey was conducted under the following three categories: the eco-tone and emergent zone, the submergent zone, and the water surface. The survey was conducted along a wetland boundary by observing wild birds. A PC-ord program was used for clustering, and the SAS program was used to analyze the changes in species composition. The data strongly indicates that day length is the main factor for seasonal migration periods, despite the fact that climate change and increasing temperatures are often discussed. Results and conclusions: The indicator species for determining seasons include migrant birds such as Ardea cinerea, Alcedo atthis, Anas penelope, and Poiceps ruficollis, as well as resident birds such as Streptopelia orientalis and Emberiza elegans. Importantly, increases in local individual counts of these species may also serve as indicators. The survey results of seasonal fluctuations in temperate zones shows that spring (April to June), summer (July to September), autumn (October), and winter (November to March) are clearly distinguishable, even though spring and summer seasons tend to overlap, leading to the conclusion that additional research could more clearly identify fluctuation patterns in species composition and abundance in the study area.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.308-308
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• 2017

The low and unstable yield of soybean has been a major problem in Japan. Excess soil moisture conditions are one of the major factors to restrict soybean productivity. More than 80 % of soybean crops are cultivated in converted paddy fields which often have poor drainage. In central and eastern regions of Japan, the early vegetative growth of soybean tends to be restricted by the flooding damage because the early growth period is overlapped with the rainy season. Field observation shows that induced excess water stress in early vegetative stage reduces dry matter production by decreasing intercepted radiation by leaf and radiation use efficiency (RUE) (Bajgain et al., 2015). Therefore, it is necessary to evaluate the responses of soybean growth for excess water conditions to assess these effects on soybean productions. In this study, we aim to modify the soybean crop model (Sinclair et al., 2003) by adding the components of the restriction of leaf area development and RUE for adaptable to excess water conditions. This model was consist of five components, phenological model, leaf area development model, dry matter production model, plant nitrogen model and soil water balance model. The model structures and parameters were estimated from the data obtained from the field experiment in Tsukuba. The excess water effects on the leaf area development were modeled with consideration of decrease of blanch emergence and individual leaf expansion as a function of temperature and ground water level from pot experiments. The nitrogen fixation and nitrogen absorption from soil were assumed to be inhibited by excess water stress and the RUE was assumed to be decreasing according to the decline of leaf nitrogen concentration. The results of the modified model were better agreement with the field observations of the induced excess water stress in paddy field. By coupling the crop model and the ground water level model, it may be possible to assess the impact of excess water conditions for soybean production quantitatively.

• 한국농림기상학회지
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• 제10권3호
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• pp.94-101
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• 2008

Warming trends during winter seasons in East Asian regions are expected to accelerate in the future according to the climate projection by the Inter-governmental Panel on Climate Change (IPCC). Warmer winters may affect short-term cold hardiness of deciduous fruit trees, and yet phenological observations are scant compared to long-term climate records in the regions. Dormancy depth, which can be estimated by daily temperature, is expected to serve as a reasonable proxy for physiological tolerance of flowering buds to low temperature in winter. In order to delineate the geographical pattern of short-term cold hardiness in grapevines, a selected dormancy depth model was parameterized for "Campbell Early", the major cultivar in South Korea. Gridded data sets of daily maximum and minimum temperature with a 270m cell spacing ("High Definition Digital Temperature Map", HDDTM) were prepared for the current climatological normal year (1971-2000) based on observations at the 56 Korea Meteorological Administration (KMA) stations and a geospatial interpolation scheme for correcting land surface effects (e.g., land use, topography, and site elevation). To generate relevant datasets for climatological normal years in the future, we combined a 25km-resolution, 2011-2100 temperature projection dataset covering South Korea (under the auspices of the IPCC-SRES A2 scenario) with the 1971-2000 HD-DTM. The dormancy depth model was run with the gridded datasets to estimate geographical pattern of change in the cold-hardiness period (the number of days between endo- and forced dormancy release) across South Korea for the normal years (1971-2000, 2011-2040, 2041-2070, and 2071-2100). Results showed that the cold-hardiness zone with 60 days or longer cold-tolerant period would diminish from 58% of the total land area of South Korea in 1971-2000 to 40% in 2011-2040, 14% in 2041-2070, and less than 3% in 2071-2100. This method can be applied to other deciduous fruit trees for delineating geographical shift of cold-hardiness zone under the projected climate change in the future, thereby providing valuable information for adaptation strategy in fruit industry.

• 대한원격탐사학회지
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• 제25권5호
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• pp.399-409
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• 2009

NDVI(Normal Difference Vegetation Index)는 식생의 광합성량과 직접적인 상호관련성이 있기 때문에 생태학적인 목적으로 이러한 지수들의 수많은 응용 가능성이 있다. 본 연구에서는 시계열 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) NDVI 자료를 이용하여 9년 동안 (2000~2008)의 북한 북부고원지대 아고산 고산 식생의 생물계절 특징을 모니터링 하였다. 5월 초순의 급격한 성장 이후 6월부터 8월까지 NDVI값은 0.8이상 지속적으로 유지되었고 최대 식생 생산량과 시기는 각 각 0.86, 7월 28일 이었다. 식생 성장의 시작과 쇠퇴는 평균적으로 각각 5월 9일, 9월 30일이었고, NDVI 값은 각각 0.51,0.54이었다. 식생 성장 기간은 2003년에 128일로 가장 짧았고 2000년과 2005년은 176일로 가장 길었다. 그리고, 동일한 수직적 산림 식생 환경을 가지고 있는 남한의 설악산과 지리산의 생물계절 특성과 비교하였다. 남북한의 아고산 고산 식생대는 약 30일 이상의 식생 생육 기간의 차이가 있었고 남한지역이 MODIS 자료의 합성 주기인 16일만큼 개서시기가 빨랐다. 본 연구는 북한 고원지대 산림 식생의 시계열 및 생물계절적인 변화를 정량적으로 분석한 연구로서 그 의의가 클 뿐만 아니라 북한 지역의 산림 식생 라이브러리 작성 및 통일을 대비한 북한 자연환경계획 수립에 기초 베이스맵으로 활용될 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제36권6_1호
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• pp.1379-1391
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• 2020

농업에서의 무인기는 촬영 영역은 작지만, 위성이 가지지 못하는 초고해상도의 영상 수집이 가능하며, 작물의 생물계절에 맞는 영상을 적시에 획득 할 수 있어 들녘단위 농경지의 모니터링에 유용하게 사용될 수 있다. 하지만 무인기의 경우 위성과 달리 다양한 카메라와 촬영 환경에 따른 다중시기 영상을 활용하기 때문에 시계열 영상 활용을 위해서는 정규화 된 영상자료를 활용하는 것이 필수적으로 요구된다. 본 연구는 무인기 다중분광 영상의 농업 모니터링 시계열 활용을 위해 촬영 환경에 따른 무인기 반사율 및 식생지수의 변동성을 분석하였다. 촬영 고도, 촬영 방향, 촬영시간, 운량과 같은 환경요인에 따른 반사율 변동성은 8%에서 11%로 매우 크게 나타났으나, 식생지수의 변동성은 1% ~ 5%로 안정적인 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 현상은 무인기 다중분광센서의 특성과 후처리 프로그램의 정규화 등 다양한 원인이 존재하는 것으로 판단된다. 따라서 무인기 영상의 시계열 활용을 위해서는 식생지수와 같은 밴드비율함수를 활용하는 것이 권장되며 촬영 시 가능한 동일한 촬영시간, 촬영 고도, 촬영 방향을 설정하여 시계열 영상의 변동성을 최소화하는 것이 권장된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권4호
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• pp.699-717
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• 2021

South Korea is pushing for the advancement of crop production technology to achieve food self-sufficiency and meet the demand for safe food. A medium-sized satellite for agriculture is being launched in 2023 with the aim of collecting and providing information on agriculture, not only in Korea but also in neighboring countries. The satellite is to be equipped with various sensors, though reference data for ground information are lacking. Hyperspectral remote sensing combined with 1st derivative is an efficient tool for the identification of agricultural crops. In our study, we develop a system for hyperspectral analysis of the ground-based reflectance spectrum, which is monitored seven times during the cultivation period of three soybean crops using a PSR-2500 hyperspectral sensor. In the reflection spectrum of soybean canopy, wavelength variations correspond with stages of soybean growths. The spectral reflection characteristics of soybeans can be divided according to growth into the vegetative (V)stage and the reproductive (R)stage. As a result of the first derivative analysis of the spectral reflection characteristics, it is possible to identify the characteristics of each wavelength band. Using our developed monitoring system, we observed that the near-infrared (NIR) variation was largest during the vegetative (V1-V3) stage, followed by a similar variation pattern in the order of red-edge and visible. In the reproductive stage (R1-R8), the effect of the shape and color of the soybean leaf was reflected, and the pattern is different from that in the vegetative (V) stage. At the R1 to R6 stages, the variation in NIR was the largest, and red-edge and green showed similar variation patterns, but red showed little change. In particular, the reflectance characteristics of the R1 stage provides information that could help us distinguish between the three varieties of soybean that were studied. In the R7-R8 stage, close to the harvest period, the red-edge and NIR variation patterns and the visible variation patterns changed. These results are interpreted as a result of the large effects of pigments such as chlorophyll for each of the three soybean varieties, as well as from the formation and color of the leaf and stem. The results obtained in this study provide useful information that helps us to determine the wavelength width and range of the optimal band for monitoring and acquiring vegetation information on crops using satellites and unmanned aerial vehicles (UAVs)

• 한국농림기상학회지
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• 제24권1호
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• pp.1-12
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• 2022

본 연구는 국내 중요 밀원식물인 피나무가 주로 자생하는 산악 지역에서 개화시기를 예측하기 위해 수행되었다. 이를 위해 가리왕산 일대 해발 638m 지점 기준목에서 개화 진행을 모니터링 하고, 고도별 개화율을 관찰하였다. 또한 문헌자료, 웹자료, 개화 판별이 가능한 표본자료들을 수집하였다. 이 자료들을 이용하여 고도와 위도에 따른 개화기 변화를 확인하였다. 또한 누적 GDD를 이용하여 누적 개화율 모델을 개발하였다. GDD 계산은 5 ℃의 기준온도와 일별 최고, 최저 온도를 이용하였다. 일일 온일도를 1월 1일부터 누적할 경우 피나무 개화기는 860~1198 DD로 추정되었다. 이 결과는 산림양봉이 이루어지는 산악지역에서 개화기 예측과 채밀 가능기간을 추정에 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제47권3호
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• pp.186-193
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• 2014

본 연구는 MODIS 위성영상을 이용하여 광역적으로 진행되고 있는 식물계절학적 특징을 분석하고자 수행하였다. 위성영상을 이용한 식물계절학적 특징 분석은 현장 관찰 자료의 분석을 위한 전반적인 식물계절 경향성 및 변동성에 필요한 정보를 제공해 줄 수 있으며, 현장 관찰 값과 광역 식물계절 관측 값의 연결을 통하여 광역 수준에서 보다 정밀도 높은 식물 계절현상 모니터링을 가능하게 한다. 본 연구의 기반이 된 MODIS EVI 자료는 Timesat Algorithms의 double logistic function으로 평활화시켜 분석하였다. 제주${\rightarrow}$남해안${\rightarrow}$지리산${\rightarrow}$소백산${\rightarrow}$설악산의 위도 분포에 따라 식물계절 시작일은 늦어지는 경향을 보였다. 그러나 11년간 주요 산림 지역에서의 식물 계절 시작은 해마다 시작일에 다르게 나타나는 연변동의 특징을 보였다. 변동 자료를 고차다항식으로 변형한 결과, 제주도는 연간 0.38일, 소백산지역은 0.174일 계절 시작이 늦어지고, 남해안은 0.32일, 지리산은 0.239일, 설악산 지역은 0.119일 개엽일이 빨라지고 있는 것으로 나타났다. 우리나라 전체 식물계절 시작 시기의 특징을 공간적으로 살펴보면, 주요 산림 지역은 늦어지고, 분지나 산록의 남사면지역에는 빨라지는 것으로 나타났다. 지역적으로 살펴보면, 제주도의 남서해안 및 북동해안 사면지역, 동남해안 지역이 빠른 경향을 보였다. 행정구역별 식물계절 시작 시기를 분석한 결과, 2001년에는 서울과 경기도, 동해안, 남해안, 마산, 창원, 밀양, 대구, 제주도를 중심으로 빠르게 시작되었다. 이는 서울, 경기도, 마산, 창원, 밀양, 대구 등의 도시지역은 도시화에 따른 기온상승의 영향인 것으로 해석된다. 이 같은 경향은 2005, 2010년에도 같은 경향으로 보이고 있어 도시화가 식물계절 변화에 중요한 영향을 미치고 있는 것으로 해석할 수 있다. 본 연구의 시간적 규모인 10년 이내에서는 기후변동에 따른 식물계절 현상의 변이성을 잘 나타내었으며, 이러한 식물계절 모니터링 기법은 30년 이상의 보다 장기적인 자료를 축적을 통하여 기후변화 양상에 따른 생물 계절 현상 변화와 해석에 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.1018-1023
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• 2010

기후변화에 따른 농업기후자원량 변화와 기후자원의 효율적인 이용을 위하여 농업기후자원 요소 가운데 과거 30년 (1931~1960)과 최근 30년 (1971~2000)의 평년 기온을 중심으로 작기의 변화와 생육반응을 분석하였다. 과거 30년간의 이앙기조한은 지역별로 4월 28일에서 5월 23일 이었으나, 최근 30년은 4월 24일에서 5월 16일로 4~7일 빨라졌다. 그리고 과거 30년의 안전출수기만한은 지역별로 8월 22일에서 9월 12일인 반면에 최근 30년은 8월 22일에서 9월 15일로 약 3일 늦어졌다. 출수기별 등숙기온 분포는 과거 30년의 경우, 출수기가 7월 26일 때 등숙기 40일간의 평균기온은 $25{\sim}26^{\circ}C$ 전후였고 출수기가 10일 정도 늦어질수록 등숙기온은 $1{\sim}2^{\circ}C$정도 낮아졌다. 반면에, 최근 30년의 경우는 전체적인 경향은 비슷하였으나, 과거 30년에 비하여 약간 높은 경향이었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제20권2호
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• pp.190-204
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• 2018

본 연구는 북한 27개 기상 관측 지점의 1981~2016년 기온 자료에 벼 주요 생육 단계의 기준 온도를 적용하여 지역별 벼 안전 재배 가능성을 분석하고 각 지역의 기온에 적합한 재배 시기를 설정하기 위하여 수행하였다. 벼 안전 재배 가능 햇수 비율은 개성, 해주, 용연, 신계, 사리원, 남포, 평양, 안주, 구성, 신의주, 장전, 원산, 남포, 평강, 희천, 수풍, 강계의 17 지역에서 90% 이상이었고, 양덕과 신포의 2개 지역에서 80~90%로 벼 재배의 안전성이 높았다. 김책, 청진, 선봉, 중강, 장진, 풍산, 혜산, 삼지연의 8개 지역은 벼안전 재배 가능 햇수의 비율이 80% 미만으로 재배 안전성이 상대적으로 낮게 평가되었다. 특히 북부 고산 지대에 속하는 4개 지역에서는 안전 재배 가능 연도가 한 해도 출현하지 않았으며, 동해안 북부 지대의 선봉에서는 16%로 낮아 벼 안전 재배가 어려울 것으로 분석되었다. 지역에 따라 안전 조기 이앙 한계기는 사리원의 5월 4일~신포의 5월 24일, 안전 출수기는 강계의 7월 21일~해주의 8월 11일, 수확 한계기는 강계의 9월 17일~해주와 장전의 10월 16일 범위였다. 안전 조기 이앙 한계기~안전 출수기 기간은 양덕에서 67일로 가장 짧았고, 해주에서 97일로 가장 길었다. 안전 출수기~안전 수확 한계기 기간은 양덕, 희천, 강계에서 60일 미만으로 짧았고, 장전과 원산에서 70일 이상으로 길었다. 본 연구는 북한 지역별 평균기온에 근거하여 벼 재배 지역의 안전 생육 시기와 기간을 분석하였고, 지역별 강수량과 같은 다른 기상 요소는 고려하지 않았으며, 생산성까지는 추정하지 못하였다. 그러나 북한의 지역별 벼 재배를 위한 기본 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대하며, 생산성 모의나 북한 적응 기술에 대한 후속 연구가 필요할 것으로 생각된다.