• 대한지리학회지
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• 제48권4호
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• pp.497-508
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• 2013

본 연구의 목적은 기후요소와 대기 에어로졸이 한반도 식물계절학적 특성에 미치는 영향을 위성자료 분석을 통해 규명하는 것이다. 매일 관측되는 위성관측 자료의 분석을 통해 지표관측이 갖는 식물계절학적 연구상의 시계열적 한계를 극복하고자 하였다. 연구결과에 따르면, 분석된 4개의 주요 산림생태계 중 상록수림, 낙엽수림, 초지는 서로 유사한 식물계절학적 특성을 보인 반면, 혼합림의 생장 패턴의 연도별변화는 상이하게 나타났다. 식생지수(VI)의 연중 진폭이 큰 삼림은 VI 연중 최대치에 보다 빨리 도달하는 것으로 조사되었지만, 동일 삼림생태계 내에서는 시계열적인 관련성이 나타나지 않았다. 식생지수의 위상(phase)은 VI 최대치가 관측되는 연중 시점을 의미하는데, 기온의 변화와 강한 상관성을 보였다. 에어로졸 광학두께(AOT)의 시계열변화는 연도별 변화뿐만 아니라 계절적 특징을 강하게 나타내었다. 일반적으로, 에어로졸 농도는 늦봄부터 초여름에 걸쳐 가장 높게 나타났다. 하지만 AOT의 연도별변화 패턴은 진폭과 위상 변화 측면에서 식생지수와 통계적으로 강한 상관관계를 보이지 않았다. 단지, AOT의 연중 진폭(amplitude)이 식생지수의 진폭과 미약한 상관관계를 보인 결과로 볼 때, 전반적인 에어로졸의 농도 변화가 식생활동에 영향을 미칠 개연성이 있다고 판단된다.

• Ocean and Polar Research
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• 제27권1호
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• pp.67-74
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• 2005

남해안의 동대만과 앵강만에 생육하는 거머리말 개체군의 생물계절학과 생식 능력을 2002년 9월부터 2003년 8월까지 조사하였다. 동대만의 퇴적물 입도는 앵강만보다 세립하였으며, 퇴적물의 유기물 함량도 유의하게 높았다. 동대만의 수온은 $7.5^{\circ}C$(2월)에서 $25.5^{\circ}C$(8월)까지 분포하였으며, 앵강만은$6.7^{\circ}C$(2월)에서부터 $25.2^{\circ}C$(9월)까지 분포하였다. 두 지역의 거머리말 개체군은 다년생의 생활사를 보였으며, 생식지의 생식 능력들은 동대만이 앵강만보다 유의하게 높았다. 동대만의 생식지는 2003년 2월부터 6월까지 출현하였으나, 앵강만에서는 2003년 3월부터 6월까지 출현하였다. 동대만에서 생식지의 생육밀도는 $11{\sim}33%$를 차지하였으나, 동대만에서는 5% 이하로 나타났다. 생식지의 구조적인 특징은 육수화서 내 열매와 종자 수를 제외하고 동대만에서 유의하게 높았다. 두 생육지에서 거머리말 개체군의 생식 단계의 출현 시기는 수온과 관계하는 것으로 사료되었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.303-303
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• 2017

Japanese agriculture has faced to several threats: aging and decrease of farmer population, global competition, and the risk of climate change as well as harsh and variable weather. On the other hands, the number of large scale farms is increasing, because farm lands have been being aggregated to fewer numbers of farms. Cost cutting, development of efficient ways to manage complicatedly scattered farm lands, maintaining yield and quality under variable weather conditions, are required to adapt to changing environments. Information and communications technology (ICT) would contribute to solve such problems and to create innovative technologies. Thus we have been developing an early warning and decision support system to reduce weather and climate risks for rice, wheat and soybean production in Japan. The concept and prototype of the system will be shown. The system consists of a weather data system (Agro-Meteorological Grid Square Data System, AMGSDS), decision support contents where information is automatically created by crop models and delivers information to users via internet. AMGSDS combines JMA's Automated Meteorological Data Acquisition System (AMeDAS) data, numerical weather forecast data and normal values, for all of Japan with about 1km Grid Square throughout years. Our climate-smart system provides information on the prediction of crop phenology, created with weather forecast data and crop phenology models, as an important function. The system also makes recommendations for crop management, such as nitrogen-topdressing, suitable harvest time, water control, pesticide spray. We are also developing methods to perform risk analysis on weather-related damage to crop production. For example, we have developed an algorism to determine the best transplanting date in rice under a given environment, using the results of multi-year simulation, in order to answer the question "when is the best transplanting date to minimize yield loss, to avoid low temperature damage and to avoid high temperature damage?".

• 한국습지학회지
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• 제22권2호
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• pp.73-80
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• 2020

층층둥굴레는 백합과에 속하고 한국에 자생하는 다년생 초본이다. 이는 멸종위기생물종 목록에서 해제되었지만 하천변에 서식하기 때문에 빈번한 교란으로 개체군은 훼손 등 위협에 처해있다. 따라서 층층둥굴레의 기초 생태학적 특성을 밝히기 위해, 본 연구는 2년 동안 파주시의 하천변에서 자생하는 층층둥굴레의 지상부의 식물계절학 조사와 번식기관인 꽃과 열매의 수를 측정하였다. 그 결과, 층층둥굴레의 지상부는 4월 말에 출현하고 5월 말까지 약 1m로 빠르게 생장하였다. 5월 초, 1개의 꽃자루 당 2개의 꽃봉오리가 줄기 마디에 최대 6쌍까지 형성되었고, 5월 중순부터 개화하였다. 열매는 6월 중순부터 형성되어 9월 말까지 성숙하였다. 층층둥굴레의 꽃과 열매는 줄기의 기저부부터 정단부까지 차례로 달렸고, 꽃과 열매의 수는 줄기의 중앙 부분에서 가장 많이 형성하였고, 지면과 가장 가까운 마디부터 최대 5마디까지는 형성하지 않았다. 본 연구에서 밝힌 하천변에서 자생하는 층층둥굴레의 기초 생태학적 특성은 이들의 보전을 위한 기초 자료로 유용할 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권2호
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• pp.148-155
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• 2005

An accurate prediction of blooming date is crucial for many authorities to schedule and organize successful spring flower festivals in Korea. The Korea Meteorological Administration (KMA) has been using regression models combined with a subjective correction by forecasters to issue blooming date forecasts for major cities. Using mean monthly temperature data for February (observed) and March (predicted), they issue blooming date forecasts in late February to early March each year. The method has been proved accurate enough for the purpose of scheduling spring festivals in the relevant cities, but cannot be used in areas where no official climate and phenology data are available. We suggest a thermal time-based two-step phenological model for predicting the blooming dates of spring flowers, which can be applied to any geographic location regardless of data availability. The model consists of two sequential periods: the rest period described by chilling requirement and the forcing period described by heating requirement. It requires daily maximum and minimum temperature as an input and calculates daily chill units until a pre-determined chilling requirement for rest release. After the projected rest release date, it accumulates daily heat units (growing degree days) until a pre- determined heating requirement for flowering. Model parameters were derived from the observed bud-burst and flowering dates of cherry tree (Prunus serrulata var. spontanea) at KMA Seoul station along with daily temperature data for 1923-1950. The model was applied to the 1955-2004 daily temperature data to estimate the cherry blooming dates and the deviations from the observed dates were compared with those predicted by the KMA method. Our model performed better than the KMA method in predicting the cherry blooming dates during the last 50 years (MAE = 2.31 vs. 1.58, RMSE = 2.96 vs. 2.09), showing a strong feasibility of operational application.

• 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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• 제18권1호
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• pp.16-29
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• 2016

우리나라 농경지 중 논은 약55%로 가장 많은 면적을 차지하고 있으며, 논에 서식하는 생물 중 논 환경변화에 민감하고 일정한 방향의 반응을 보이는 생물종은 생물지표로 활용할 수 있다. 생물계절 및 서식범위 등 생물지표를 이용한 분석은 기후변화의 영향을 직관적이고 정량적으로 판단할 수 있는 수단으로 평가된다. 따라서 논에 서식하는 수서생물의 온도변화에 따른 생물반응 연구는 논 생태계의 생물다양성 보전을 위한 계획 수립과 기후변화 감시를 위한 기초자료로서 활용된다. 본 연구에서는 생물계절을 관측하기 위하여 일 단위 관측이 가능한 무인관측시스템을 구축하였다. 무인관측시스템은 유인부, 촬영부, 전원공급부로 구성되며 위도를 고려하여 해남, 부안, 당진, 철원에 설치하였다. 관측자료를 분석한 결과 철원을 제외한 세 지역에서 잔물땡땡이(Hydrochara affinis)와 애물땡땡이(Sternolophus rufipes)의 개체 수를 계측할 수 있었다. 계측 값을 바탕으로 비행시기의 유효적산온도를 판별하였으며 KMA 기후변화 시나리오를 이용하여 2020년대, 2050년대, 2080년대 평년의 비행시기의 변화를 예측하여 비교하였다. 그 결과 2020년대에 비하여 2080년대는 비행시작시기가 15일 이상 앞당겨졌으며 최대 비행시기가 22일, 최종 비행시기가 27일 이상 빨라지는 것으로 나타났다. 서식 위치에 따라서는 내륙보다 해안, 도심보다 도외지, 평야보다 곡간지 논의 비행시기 변화가 뚜렷하였다. 따라서 본 연구의 결과를 바탕으로 잔물땡땡이와 애물땡땡이를 기후변화 지표종으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제14권4호
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• pp.179-188
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• 2012

제주도의 새로운 소득 과수인 참다래 '헤이워드'를 대상으로 IPCC의 미래 시나리오 기후조건에서 개화기 분포를 정밀하게 추정함으로써 도내 재배적지의 지리적 이동을 가시화 하였다. 개화기 예측을 위해 휴면시계모형과 발육속도모형을 각각 '헤이워드' 품종에 맞도록 조정하였으며, 시공간적으로 독립적인 자료(해남 2006-2009, 제주 2010-2011)에 의해 검증한 결과 개화일 추정오차는 RMSE = 2.5일(휴면시계모형)과 4.0일(발육속도모형)로 나타났다. 제주도의 현재평년(1981-2010) 기온 및 A1B 시나리오에 따른 10년 단위 미래 기온을 종관기상자료와 공간기후추정기술에 의해 상세 격자형 분포도로 제작하였다. 일별 기온분포도를 이용하여 휴면시계모형을 구동시켰으며 그 결과를 30m 해상도의 상세 개화일분포도로 가시화 하였다. 이 모의결과에 따르면 미래로 갈수록 현재평년에 비해 개화일이 앞당겨지는 한편, 저온요구도의 부족으로 개화불량인 지역이 늘어날 것으로 추정된다. 개화기에 근거한 재배적지의 면적은 가까운 미래에는 증가하지만 먼 미래로 갈수록 급격히 줄어들어 21세기 말에는 현재의 절반이 될 것이며, 같은 기간 재배적지는 해안지대로부터 해발 250m 정도 한라산 방향으로 이동할 것으로 예측된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.298-306
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• 2016

주산지 배추재배농가에서 기후변화 적응수단의 하나로 사용할 수 있는 것이 정식기 이동이다. 본 연구에서는 여름배추 품종을 대상으로 주어진 정식일부터 매일 기온의 경과에 의해 최적수확기를 예측하고, 결정된 생육 기간 중 기온자료에 의해 배추의 잠재수량(생체중)을 추정할 수 있는 방법을 고안하였다. 이를 위해 정식기 이동에 따른 생육기간 중 기후조건 변화를 온도 기반 열단위로 표현하고, 이를 생육기와 결구기에 맞게 조절한 발육 속도함수에 적용하여 생리적 성숙기를 추정하는 생물계절모형을 개발하였다. 다음에는 생물계절모형에 의해 결정된 재배가능기간에 대하여 매일 열단위 누적에 의해 여름배추의 잠재수량을 계산할 수 있는 수량예측모형(Ahn et al., 2014)을 결합하였다. 이 생물계절-수량 결합모형을 RCP8.5 기반의 남한 상세 기후시나리오(2000-2100)에 적용하여 7월 1일, 8월 1일, 9월 1일, 그리고 10월 1일 등 다양한 날짜에 배추를 정식할 경우 현재평년(2001-2010)과 미래평년(2011-2040, 2041-2070, 2071-2100)에 예상되는 수량성을 잠재수량에 대한 백분율로 표현하였다. 그 결과를 토대로 남한 전역을 810개 집수역으로 나누고 임의 집수역의 최적정식일을 사용자가 손쉽게 찾을 수 있는 시간 - 공간 - 수량 3차원 평가도표를 고안하였다. 이 방법은 미래 새로운 재배적지 탐색은 물론 기존 주산지에서 품종변경 없이 기후변화 적응이 가능한 작부체계 개발에도 유용할 것으로 기대된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.253-263
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• 2016

단일식물인 국화의 생육은 온도, 일장, 일사량 등 기상 환경과 재배관리 조건에 영향을 받는다. 기상환경과 재배관리를 고려한 국화의 생육예측모델은 국화 재배 시 의사결정을 위한 도구로 이용될 수 있을 것이다. 이 연구에서는 국화 생육모델 구축을 위한 기초 작업으로 온도와 일장뿐만 아니라 에세폰 처리, 야간 전조처리리 등 재배관리 정보를 입력변수로 하여 국화 품종 백선의 출엽과 식물계절을 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 모델은 국화의 생육시기를 유약기(Juvenile phase), 유약기 이후 발뢰기까지 기간, 발뢰기부터 개화기까지의 기간의 기간으로 구분하여 계산을 하도록 구성하였다. 유약기는 출엽속도의 온도 반응 곡선과 유약기의 종료를 결정하는 기준 엽수를 이용하여 추정하도록 구성 하였다. 한편 모주와 이식 후 식물체에 대한 에세폰 처리가 유약기 종료시점의 엽수를 증가시키는 것으로 가정하여 모델에 반영하였다. 유약기 이후에는 온도와 일장에 관한 함수를 이용하여 발육속도를 계산하여 발뢰기와 개화기를 예측하도록 하였는데 야간전조 처리는 임계일장 이상의 장일로 가정하여 모델에 반영하였다. 그리고 최종 엽수는 잎의 출엽이 발뢰 직전까지 진행되는 것으로 가정하여 예측하였다. 위와 같이 구성된 모델의 계수는 온도반응 실험과 정식시기 실험 등을 이용하여 추정하였고 프로그램 언어인 Java를 이용하여 구현하였다. 모델의 계수 추정에 이용한 자료(calibration 자료)뿐만 아니라 이와는 별개의 자료(validation 자료) 모두에 대하여 모델이 비교적 정확하게 발뢰기와 개화기를 예측할 뿐만 calibration에 비하여 validation의 정확도가 떨어지지 않았다. 한편 생육시기에 따른 출엽수와 최종엽수를 모델이 비교적 정확하게 예측하였으나 생육시기에 따라 다소 과소 또는 과대 예측을 하여는 경향을 보여, 온도 이외의 요인을 반영할 수 있는 실험을 통해 개선할 필요가 있는 것으로 판단되었다.