본 연구는 도시의 주요 상록 조경수종인 소나무와 잣나무를 대상으로, 직접수확법을 통해 탄소저장 및 흡수를 용이하게 추정하는 회귀모델을 제시하고 도시수목의 탄소저감 효과를 계량화하는데 필요한 기반정보를 구축하였다. 수종별로 유목에서 성목에 이르는 일정 간격의 흉고직경 크기를 고려하여 개방 생장하는 조경수목을 구입한 후, 근굴취를 포함하는 직접수확법에 의해 개체당 부위별 및 전체 생체량을 측정하고 탄소저장량을 산출하였다. 또한, 흉고 부위의 수간원판을 채취하여 직경생장을 분석하고 탄소흡수량을 산정하였다. 흉고직경을 독립변수로 생장에 따른 수종별 단목의 탄소저장 및 흡수를 계량화하는 활용 용이한 회귀모델을 유도하였다. 이들 회귀식의 $r^2$는 0.98 이상으로서 적합도가 상당히 높았다. 동일 직경의 탄소저장 및 흡수량은 유목의 경우 소나무가 잣나무보다 더 많았으나, 20cm 이상 성목의 경우 생장량 차이에 기인하여 그 반대인 경향을 보였다. 흉고직경 25cm인 소나무와 잣나무는 각각 115.6kg, 130.0kg의 탄소를 저장하고, 연간 9.4kg, 14.6kg의 탄소를 흡수하는 것으로 나타났다. 본 연구는 조경수목의 직접 벌목 및 근굴취의 난이성에 기인하여, 생체량 확장계수, 지하부/지상부 비율, 직경생장 등 산림수목의 계수를 대용하여 대상수종의 탄소저감을 계량화한 기존 연구의 한계성을 극복할 새로운 초석을 마련하였다.
본 연구는 정식 후 토양의 수분 함량에 따른 배추의 생장과 토양 수분에 따른 배추의 생리 반응 모델 개발을 위한 유효 매개변수를 알아보고자 수행되었다. 처리는 5개 수준으로 각각 0, 200, 300, 400 및 500mL/d/plant로 매일 1회 관수하여 토양 수분 함량 차이로 구분하였다. 토양수분과 기공전도도를 정식 후 10일부터 6일 간격으로 총 5회 측정하였으며(단, 0과 200mL/d/plant 처리구는 총 3회 측정), 광합성기구 활성을 알아보고자 정식 후 25일에 충분히 관수된 처리구(500mL/d/plant)와 결핍 처리구(0mL/d/plant)에서 이산화탄소 포화 곡선을 작성하였고, 정식 후 38일에 생장을 조사하였다(단, 관수량 처리구 0과 200mL/d/plant는 위조되어 정식 후 29일에 생장 조사함). 토양수분과 배추의 기공전도도는 밀접한 관계가 있었으며($r^2=0.999$), 직선의 정의 상관관계로 y = 6097.4x - 4.2984였다. 충분히 관수된 배추의 이산화탄소 포화곡선은 정상적인 포화 곡선을 보였으나, 토양수분이 극도로 결핍된 배추는 체내로 이산화탄소가 확산되어 들어가지 않으며, 광합성 속도도 약 $6.5{\mu}mol{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$ 미만으로 급격히 감소하였다. 충분히 관수된 처리구(500mL/d/plant)에 비하여 토양 수분 결핍구(0mL/d/plant 처리)에서는 약 6.8배 이상 건물생산량이 감소하였다. 그리고 토양의 수분 함량에 따라 엽면적 지수가 로그함수적(y = 16.573 + 3.398 ln x)으로 증가하였고, 결정 계수 $r^2=0.913$로 높은 상관 관계가 있었다. 결과적으로, 정식초기의 토양 수분 함량이 결핍되면 배추의 생장이 지연되며, 광합성 속도와 기공전도도가 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 또한, 토양수분 함량과 배추 생장 반응 모델을 기공전도도와 엽면적 지수를 변수로 활용하면 정확도가 우수한 모델을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 목적은 전국에 분포하는 일본잎갈나무 임분에 대해 산림시업 수행이 직경분포변화에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 본 연구에 사용한 자료는 국가산림자원조사 중 시업지 232plots, 비시업지 47plots의 고정표본점 자료를 활용하였다. 직경분포모델은 Weibull 누적분포함수를 사용하였으며, 분석 방법에는 백분위(Percentile)에 근거한 직경모형추정, 백분위(Percentile)에 대한 모수복구 방법을 사용하였다. 개발한 모델을 이용하여 산림시업의 수행여부에 따른 시나리오(임령, 지위지수, 임분밀도) 별임분생장량을 예측한 결과, 시업지 임분의 최대임목본수를 차지하는 평균 흉고직경의 이동이 비시업지 임분에 비해 이동량과 생장량이 더 높게 나타났으며, 대경목이 차지하는 비율 또한 시업지 임분이 높게 예측되었다. 본 연구의 결과는 직경급에 따른 목재생산량의 장기적인 예측과 동적인 임분구조 해석에 기초적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료되어진다.
이 연구의 목적은 주요 조림수종의 적지적수 및 투자효율성을 분석하기 위한 GIS 응용모델을 개발하는데 있다. 이 모델은 잠재적 임분생장력과 투자효율성을 동시에 만족시킬 수 있는 수종을 선정할 수 있도록 개발되었다. 즉, 임분의 잠재적 생장력은 지위지수의 추정을 통해 그리고 산림투자에 대한 효율성은 내부투자수익율을 산출하여 수종을 선발하게 된다. 산림경영 여건과 지위지수는 일련의 FGIS 수치도면들의 처리과정을 통해 추출되는 산림입지환경인자들의 함수로 평가된다. 이와 같은 분석 과정을 거쳐서 결정된 수종별 지위지수를 토대로 잠재적 임분생장량이 높게 예측되는 수종들을 우선 선발하고, 이 수종들을 조림하여 경영하는 경우의 내부투자수익율을 산출하게 된다. 내부투자수익율이 가장 높은 것이 결국 임분의 생장량 측면과 수익성 측면을 동시에 만족시키는 수종으로 볼 수 있다. 이 모델을 서울대학교 태화산학술림에 적용하여 6개 수종에 대한 입지 여건별 적합도 판정을 위한 사례분석을 수행하였고 그 결과를 제시하였다.
일년생 잡초인 물달개비 및 올챙이고랭이의 출아와 초기생장을 예측하기 위한 모델 구축을 위하여 온도조건을 달리한 식물생장상에서 포트실험을 수행하였다. 이들 잡초의 출아 및 초기생장과 유효적산온도와의 관계를 비선형회귀로 분석한 결과 온도조건에 상관없이 각각 Gompertz 모델 및 logistic 모델로 설명이 잘 되었다. 물달개비 및 올챙이고랭이의 최대 출아율의 50%에 필요한 유효적산온도는 각각 69.3 및 $94.8^{\circ}C$이었으며, 4엽기에 이르는데 필요한 유효 적산온도는 각각 247 및 $234^{\circ}C$이었다. 본 연구에서 개발된 모델로 분석한 결과 평균 기온이 $3^{\circ}C$ 상승하게 되면 이들 잡초의 50% 출아는 물달개비의 경우 1일, 올챙이고랭이의 경우는 2일 빨라지고, 4엽기에 다 다르는 날짜는 이들 잡초 모두 3일이 빨라질 것으로 예측되었다. 따라서 온도상승조건에서 물달개비 및 올챙이고랭이를 효과적으로 방제하기 위해서는 현재의 처리시기보다 약 2-3일 빨라져야 할 것으로 예상된다.
식품 위생과 관련하여 그 안전성 확보를 위한 새로운 기술로서 수학적 모델을 이용하여 미생물의 생장 변화를 예측하는 예측미생물학 분야의 중요성이 최근 크게 대두되고 있으며, 이러한 예측미생물학은 정성적 분석 결과 및 경험치의 의존도가 높은 HACCP 시스템의 단점을 보완함과 동시에 병원미생물의 정량적 위험도 평가를 위한 저비용의 유효수단으로 높이 인정되고 있다. (중략)
본 연구에서는 선행연구에서 개발한 식물공장 시스템을 확장하여 가상의 식물공장을 설계하고 운영하는 시뮬레이션을 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 1. 식물공장의 개별 장치들의 성능과 크기에 관한 수학적 모델을 구하였으며 작물의 로지스틱 생장 모델에 따라 재배장치를 배열하였다. 2. 동일조건 하에서 여러 가지 변수를 변화시키며 식물공장의 면적, 재배장치의 길이 등을 시뮬레이션 해보았으며 또한 식물공장의 연간 고정비 및 소득도 비교했다. 3. VRML을 이용하여 3차원 컴퓨터 그래픽을 이용한 가상의 식물공장을 만들어 사용자가 가상현실 속에서 둘러볼 수 있었으며, 가상 식물공장은 인터넷을 통해 WWW으로 제공할 수 있었다.
본 연구에서는 소나무의 수고-흉고직경 생장의 관계를 이용하여 지역적인 차이에 따른 우리나라 소나무의 지역형을 구분하고자 하였다. Weibull 생장식을 이용하여 추정한 수고-흉고직경 생장모델을 기준으로 각 표준지의 잔차를 산출하였으며, 추출된 잔차의 공간적 분포 특성에 따라 공간 연관성 지표(Local indicators of spatial association; LISA) 중 Getis-Ord의 $G_i$를 이용하여 군집을 분류하였다. 그 결과로부터 우리나라 소나무는 총 3개 그룹으로 분류되었으며, 분류된 그룹에 영향을 미치는 입지인자와 기후인자 중 연강수량의 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 우리나라 소나무림의 지역적인 경영 관리를 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
단목(單木) 또는 임분(林分)의 생장파악 및 예측을 위해서는 수간형태(樹幹形態)의 파악이 선행되어야 한다. 또한 임분의 생장을 동적(動的)으로 파악하기 위해서는 수간형태(樹幹形態)를 수식화(數式化)할 필요가 있다. 그러나 수간(樹幹)은 전체적으로는 원추형(圓錐型)에 가깝지만 그 가늘어지는 정도가 부분적으로 다르기 때문에 하나의 식(式)으로 표현하기엔 어려움이 있으므로, 부분적으로 상이한 계수를 갖는 구간추정식(區間推定式)으로 표현하는 것이 이상적이다. 본 논문에서는 spline함수로부터 유도된 단목간곡선의 집합으로부터, 선형관계식을 이용하여 임분간곡선(林分幹曲線)을 수식화하는 방법을 소개하였다. 이와 같이 수간형태(樹幹形態)를 수식화(數式化) 한 단목 및 임분의 간곡선식(幹曲線式)은 임분(林分)의 발달과정을 동적(動的)으로 파악할 수 있게 하여 임분생장연구의 다양성 및 합리적 산림계획모델의 기초를 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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