한국 내 농경지의 약 60%를 차지하고 있는 논은 아시아의 주요 농업 생태계의 하나이다. 논은 대기로부터 $CO_2$를 흡수함과 동시에 CH$_4$의 형태로 탄소를 대기 중으로 방출하는데, 관개 상태에 따라 흡수와 방출의 상대적 크기가 달라져서 온실 기체의 전구 수지에 중요한 변수로 작용할 수 있다. 온실 효과와 관련하여 논의 현재 및 미래의 역할을 보다 잘 이해하기 위하여, 주요 농업 생태계에서의 $CO_2$와 에너지 교환을 정량화 하는 것은 매우 중요하다. 이 연구의 목적은, 벼의 전체 생장 기간동안 한국의 전형적인 논에서의 에너지와 $CO_2$ 교환과정을 관측, 분석하고 이해하는 것이다. 2002년 4월부터 한국 타워 플럭스 관측 지역망(KoFlux)에속한 강화도 하리의 논에서 $CO_2$ 및 에너지 플럭스 관측을 지속적으로 해오고 있다. 다양한 보정 단계와 처리 과정을 거친 관측 자료를 통해, 논과 대기간의 $CO_2$ 교환량을 정량화하고, 이를 미기상학적, 생물리학적 관점에서 분석하였다. 날씨 변화와 더불어, 지표 피복 변화와 식물의 생장 단계에 따라 $CO_2$ 교환량이 민감하게 변화하였다. 국내 논에서의 전 생장기간에 걸친 에너지와 $CO_2$ 교환에 관한 최초의 직접 관측 보고인 본 연구는, 아시아 플럭스망(AsiaFlux) 내에서 중요한 참고 자료로서의 가치를 지니며, 지면 모형의 보정과 개선, 전구 생지화학적 순환에 대한 논의 역할, 그리고 생물-대기 상호 작용에 대한 근본적인 이해를 향상시키는 데 기여할 것이다.

육상생태계와 하층 대기와의 상호작용 및 환경변화에 대한 생태계의 반응을 정량적으로 이해하기 위하여 2002년 7월부터 논과 밭이 혼합되어 있는 해남(FK) 관측지에서 이산화탄소 관측이 이루어지고 있다. 관측 초기에는 안정된 자료 확보를 위하여 에디 공분산 시스템의 유지 관리를 중점적으로 추진하였다. 30분 평균된 이산화탄소 평균 농도와 순 생태 교환량(Net Ecosystem Exchange)은 뚜렷한 일변화와 함께 계절적인 차이를 나타내었다. 낮 시간의 이산화탄소 플럭스는 8월에 최대 1.0mg $CO_2$, m$^{-2}$ s$^{-1}$의 흡수율이 관측되었고, 야간에는 최대 0.3mg $CO_2$ m$^{-2}$ s$^{-1}$ 정도의 이산화탄소가 대기중으로 방출되었다. 이산화탄소 흡수량과 방출량 모두 점차적으로 감소하여 겨울철에는 거의 0에 가까운 값이거나 0.05mg $CO_2$, m$^{-2}$ s$^{-1}$ 보다 작은 방출율을 나타내었다. 해남 플럭스 관측지역은 7월부터 9월까지 이산화탄소의 상대적으로 강한 흡원으로 작용하여 일 최대 22g $CO_2$m$^{-2}$ 정도의 이산화탄소를 흡수하였다. 이후 10월부터 12월까지는 약한 발원으로 작용하였는데, 일 평균 2g $CO_2$ m$^{-2}$ 정도의 이산화탄소를 방출하였다. 해남 관측지에서의 환경 변화에 대한 생태계의 반응 및 격년 변동 등에 대한 정량적 연구를 위하여 장기 관측은 지속적으로 이루어질 것이며, 심도 있는 분석과 교환 메커니즘의 이해를 위해 토양 및 식물과 관련된 집중 관측과 단기 실험들이 뒤따라야 하겠다.적인 자극으로부터 개체들에게 더 많은 스트레스를 유발시켜 폐사율을 높일 수 있는 열악한 환경을 조성할 수 있음을 시사하였다.s the strategies on the revitalization and enhancement of small-sized retailers" productivities.에 종양을 가진 환자 치료 시 더욱 질 높은 방사선 치료가 실현될 것으로 기대한다. 30∼40％ 정도 느렸고, 퍼레니얼라이그라스도 퍼레니얼라이그라스 100％ 단일종류에 비해 20∼30％정도 늦었다. 따라서, 뗏장 재배시 여러 종류의 초종을 천편일률적으로 혼합하여 파종하는 것은 바람직하지 않으며, 컨셉에 따라 적절하게 초종 및 품종을 선택해서 사용하는 것이 필요하다. 5. 뗏장의 뿌리 형성 능력은 퍼레니얼라이그라스가 가장 좋았고, 가장 저조한 초종은 켄터키블루그라스였다. 톨훼스큐는 켄터키블루그라스와 퍼레니얼라이그라스의 중간정도로 나타났다. 혼합구의 뗏장 형성 능력은 초종의 혼합비에 따라 뿌리 형성력 차이가 다르게 나타났는데, 특히 퍼레니얼라이그라스 혼합비율이 많을수록 뿌리 형성 능력은 증가하였다. 6. 뗏장 수확시 잔디 품질은 단일 초종구의 품질이 혼합구에 비해 양호하였는데 가장 우수한 초종은 켄터키블루그라스였고, 톨훼스큐는 켄터키블루그라스 다음으로 중간정도, 그리고 퍼레니얼라이그라스는 가장 저조하였다. 켄터키블루그라스는 균일한 잔디 면, 고밀도 및 예초 후 상태가 우수한 특성으로 품질이 양호하였고, 퍼레니얼라이그라스의 품질이 저조하였던 것은 초장이 길어 잔디 면이 누운 상태로 나타나 균일도 저하 및 예초 후 품질이 켄터키블루그라스나 톨훼스큐 보다 떨어지기 때문이다. 그리고 혼합구의 품질은 여러 종류가 혼합됨으로 인해 색상 및 밀도의 균일도가 떨어지고, 또한 예초 시 물결처럼 불균일하게 깎여 잔디 표면이 불량하였기 때문이었다. 7. 골프장이나 경기장 기본 설계 시 초기

본 연구에서는 KoFlux네트워크 타워 관측소의 하나인 광릉 낙엽 활엽수림에서 최초로 직접 관측된 이산화탄소 플럭스를 보고한다. 2002년 6월부터 8월까지 에디 공분산 시스템을 다른 기상 관측 기기들과 함께 30 m 타워에 설치하였다. 관측 장소가 계곡과 같은 경사지에 위치해 있음에도 불구하고 관측된 난류 특성이, 제한된 풍향(즉, 90$\pm$45$^{\circ}$)의 경우, 평평하고 균질한 이상적인 장소에서 관측된 것들과 크게 다르지 않았다. 관측 자료 회수율은 비록 낮았으나, 분석된 예비 결과는 고무적이고, 연구해야 할 가치가 있는 것으로 나타났다. 이류 항을 무시하면, 생태계의 순 $CO_2$ 교환(NEE)은 6월에서 8월까지 약 -1.2에서 0.7 mg m$^{-2}$ s$^{-1}$의 범위를 보였다. 약한 난류가 야간 NEE에 미치는 효과를 마찰 속도(u*)및 저류 항의 산출과 관련하여 살펴보았다. 낮은 u*가 NEE에 미치는 영향은 약 0.2 m s$^{-1}$의 문턱 값을 기점으로 뚜렷하게 나타났다. 야간 NEE에 미치는 저류 항의 역할은 거의 나타나지 않았는데, 이는 밤 동안 산림 내에 축적된 $CO_2$가 경사면을 따라 배수류로 빠져나갔기 때문인 것으로 사료된다. 이는 또한 저류 항을 한 높이에서만 관측된 농도 자료를 사용함으로 생긴 오차로 인한 인위적인 결과일 수도 있다. 쌍곡선 광 반응식을 적용한 결과, 관측된 NEE 변화의 80% 이상이 설명되어, 이 산림 지역의 $CO_2$ 교환이 주로 빛에 의해 조절됨을 보여주었다. 이러한 관계식은 계절에 걸쳐 빠진 자료를 채워 넣는 자료 처리 과정에 효과적으로 사용될 수 있다. 마지막으로, 선형류 모형에 근거한 간단한 규모 분석에 의하면, 이류항의 효과가 NEE산출에 큰 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다.

침엽수림에서 토양열 플럭스의 공간변화를 미기상 관측을 통해 조사하였다. 일평균 최대 하향단파복사(R $s_{dn}$ )와 순복사 (Rn)는 약 260W $m^{-2}$ 와 180 W $m^{-2}$ 였다. 7월 중순에서 8월 중순 사이의 일평균 토양열 플럭스는 대체로 순복사의 10% 였다. 연구기간동안 측정된 토양열 플럭스 ( $G_{6}$)와 계산된 토양열 플럭스 (G)와의 오차는 2% 이내였다. 열 저류항에 의한 최대 플럭스의 지연이 관측되었다. 이러한 열 저류항을 고려하지 않을 경우, 약 10에서 15W $m^{-2}$ 의 오차가 발생 할 수 있다.

산림생태계에서 낙엽낙지의 유입과 유입된 낙엽낙지의 분해는 산림의 주요한 탄소 및 양분의 공급원이다. 본 연구는 온대중부지역에 속하는 경기도 광릉의 천연 활엽수림에 위치한 DK-site를 대상으로 2년 동안 연 낙엽낙지 유입량과 낙엽분해율을 측정하였다. 낙엽낙지량은 원형의 낙엽수집기(수집면적 0.25$m^2$)를 낙엽분해 율은 10${\times}$30 cm 크기의 낙엽분해주머니(메쉬 1.5 mm)를 이용하였다. 광릉 장기생태연구조사구의 연 낙엽낙지량은 5,627 kg/ha/yr로 이중 순수한 엽량은 총 낙엽낙지량의 61%를 차지하였다. 수종별 유입량은 본 조사구의 우점종인 졸참나무 잎이 가장 많은 양을 보였으며 서어나무, 까치박달 순이었다. 낙엽분해율은 서어나무, 까치박달 낙엽이 졸참나무 낙엽에 비해 분해속도가 빨라 2년의 조사기간 동안 까치박달 낙엽 84%, 서어나무 낙엽 77%, 졸참나무 낙엽 48%가 분해되었다. 졸참나무 낙엽의 분해가 느리게 진행된 것은 타수종의 낙엽에 비해 졸참나무 낙엽내 낮은 양분함량 같은 기질의 차가 원인인 것으로 나타났다. 칼륨을 제외한 양분(N, P, Mg)함량은 분해 초기함량에 비해 낙엽분해과정동안 증가하였다. 또한 낙엽분해과정동안 양분(N, P, K, Ca, Mg)의 방출량은 까치박달과 서어나무낙엽이 졸참나무낙엽에 비해 신속한 것으로 나타났다. 본 연구결과에 따르면 광릉장기생태연구 조사구내 우점종의 낙엽분해와 양분의 동태는 동일한 입지에 있어서도 수종간에 상당한 차이를 나타내었다.

토양으로부터의 $CO_2$ 방출은 생태계의 탄소 순환에 중요한 위치를 차지한다. 주요 생태계의 순 $CO_2$ 교환과 일차 생산량 등을 정확히 산출하려면 군락 $CO_2$ 플럭스와 더불어 토양 $CO_2$ 플럭스의 관측이 함께 이루어져야 한다. 본 논문에서는 닫힌 역학 챔버 시스템을 활용한 토양 이산화탄소 플럭스의 관측 방법을 간략히 검토하고, 한반도 주요 생태계에 구축된 한국 타워 플럭스 관측 지역망(KoFlux)의 거점 관측소에서 예비 관측된 결과와 서로 다른 관측 시스템간의 상호비교 결과를 보고하고자 한다.

The study area, Kwangneung Experiment Forest (KEF) is located on the west-central portion of Korean peninsula and belongs to a cool-temperate broadleaved forest Bone. At the old-growth deciduous forest near Soribong-peak (533.1 m) in KEF, we have established a 1 ha permanent plot ($100m{\times}100m$) and a flux tower, and the site was registered as a KLTER(Korean long-term ecological research network) and DK site of KoFlux. In this site, we made a stemmap of trees and analyzed forest stand structure and physical and chemical soil characteristics, and estimated carbon budgets by forest components (tree biomass, soils, litter and so on). Dominant tree species were Quercus serrata and Carpinus laxiflora, and accompanied by Q. aliena, Carpinus cordata, and so on. As a result of a field survey of the plot, density of the trees larger than 2 cm in DBH was 1,473 trees per ha, total biomass 261.2 tons/ha, and basal area $28.0m^2$/ha. Parent rock type is granite gneiss. Soil type is brown forest soil (alfisols in USDA system), and the depth is from 38 to 66 cm. Soil texture is loam or sandy loam, and its pH was f개m 4.2 to 5.0 in the surface layer, and from 4.8 to 5.2 in the subsurface layer. Seasonal changes in LAI were measured by hemispherical photography at the 1.2 m height, and the maximum was 3.65. And the spatial distributions of volumetric soil moisture contents and LAIs of the plot were measured. The carbon pool in living tree biomass including below ground biomass was 136 tons C/ha, and 5.6 tons C/ha is stored in the litter layer, and about 92.0 tons C/ha in the soil to the 30 cm in depth. Totally more than about 233.6 tons C/ha was stored in DK site. These ground survey and monitoring data will give some important parameters and validation data for the forest dynamics models or biogeochemical dynamics models to predict or interpolate spatially the changes in forest ecosystem structure and function.

한계농지 토양 내의 탄소와 질소의 동태에 관한 연구는 적절한 연구 대상지의 부족으로 지금까지 폭 넓게 이루어지지 못했다. 본 연구에서는 서울 근처의 검단산 일대에서 지속적으로 산림이었던 지역, 과거 논으로 이용되었던 지역, 과거 밭으로 이용되었던 지역 등 세 곳의 연구 대상지를 선정하고 여기에서 2002년 7월 25일부터 2003년 1월 24일까지 토양 발생 $CO_2$와 무기태 질소의 유효도를 측정하였다. 현재 지속적으로 산림이었던 지역과 과거 논으로 이용되었던 지역은 낙엽활엽수림이고, 과거 밭으로 이용되었던 지역은 낙엽성 관목이 주 식생을 이루고 있다. 토양 발생 $CO_2$는 토양 온도의 계절적 변화에 따라 차이를 보였다. 본 연구 기간동안 토양 발생 $CO_2$량 (g $CO_2$/$m^2$/hr)의 평균은 각각 과거 논으로 이용되다. 산림으로 변한 지역이 0.42, 과거 밭으로 이용되다 관목으로 변한 지역이 0.50, 지속적으로 산림이었던 지역이 0.41로 나타났다. 토양 발생 $CO_2$와 토양 온도는 연구 지역간에 차이가 나타나지 않았으나 토양 습도는 주목할 만한 차이를 보였고, 토양 발생 $CO_2$에 대해 토양 습도는 매우 약한 상관관계를 나타냈다. 무기태 질소의 유효도는 세 곳의 연구 대상지에 따라 차이를 나타냈으며 이는 토양 수분과 관련이 있는 것으로 보인다.

태국 북서부의 Tak 지방에 KoFlux(Korean Flux Network) 연구의 일환으로서 플럭스 관측소(Tak flux measurement, TFM site)가 설립되었다. 이곳에서 이산화탄소와 물, 그리고 에너지 플럭스를 관측하기 위해 와 공분산시스템(eddy covariance system)을 적용하였으며 관측된 자료는 실시간 자료 감시 및 모사 시스템(Real time monitoring and simulation system, RTMASS)을 이용하여 처리되어 전송된다. RTMASS는 KoFlux-DIS(Data information system)의 핵심 구조이고 원격지 시스템과 중앙 시스템으로 나누어지며 자료의 수집 및 전송. 자료의 저장 및 처리가 본 시스템의 주된 기능이다. 난류특성과 미기상학적인 분석 자료에 따르면, TM 관측소는 열대 낙엽수림에 대한 다양한 플럭스 및 에너지 수지를 관측하고 분석하는데 적합하다고 할 수 있다.

순복사는 지표 에너지 수지의 가장 근본적인 요소 중 하나이다. 순복사의 정확한 관측을 위해, 주기적이고 지속적인 순복사계 보정이 요구된다. 플럭스 관측에 널리 사용되는, 두 가지 타입의 대표적인 순복사계 (Q-7.1과 CNR1)의 상호 비교 및 보정 실험이 약 4개월 간격으로 두 차례 시행되었다. Q-7.1과 CNR1 간의 차이는 7.7% 이내였고, 표준 기기와의 보정 후 오차는 3.2%이내였다. 순복사계의 반응 차이와 보정 계수는 대기 상태, 특히 계절 변화에 따른 온도 차이에 따라 다르게 나타났다. 결론적으로, 주기적으로 보정된 Q-7.1은 CNR1을 대체하여 장기 관측에 사용될 수 있고, 보정 주기로는 4-6개월이 권장된다.

KoFlux는 생태계와 대기 사이에 교환되는 이산화탄소, 수증기 및 에너지에 대한 우리의 이해를 높이고, FLUXNET과 CEOP등의 지역, 대륙 및 전구 규모의 관측망에 기여하기 위해서 시작되었다. 그거나 한반도의 지형적 특성 때문에 KoFlux의 대부분의 플럭스 타워는 관측에 이상적이지 못한 장소에 위치하고 있다. 탄소 및 에너지 교환의 정량화를 위해서 뿐만 아니라 군락 규모에서 지역 규모로 확장하기 위해서는 관측과 모델링을 병용한 다양한 접근 방법의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 지역 규모의 현열 플럭스를 추정하기 위해 타워 플럭스 관측, 대류 경계층(CBL) 수지 방법, MM5 중규모 모형, 그리고 NCAR/NCEP 재분석 자료의 네 가지의 방법을 사용하여 다양한 면적을 대표하는 현열 플럭스를 산출하여 비교하였다. 비록 제한된 짧은 기간의 자료를 사용하였으나, 예비 분석을 통하여 (1) 해남 농경지 플럭스 타워에서 관측된 현열 플럭스가 지표의 불균질성을 보였고, (2) CBL 수지 방법으로 얻어진 지역 규모의 현열 플럭스는 수평 이류 효과의 계산 방법에 따라 다른 결과를 보였으며, (3) MM5 중규모 모형은 타워 플럭스 관측 값과 아주 유사한 현열 값을 수치 모사하였다. 그러나 관측지의 불균질성과 두 방법이 대표하는 면적의 근본적인 차이를 고려할 때, 플럭스 발자국 분석, 지리정보 시스템 및 관측지의 위성 영상 분석에 근거한 타워 플럭스의 공간 대표성을 정량화하는 것이 시급한 것으로 나타났다.