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광릉 낙엽활엽수 노령림의 CO2 수지 역학: 15년 관측으로부터의 교훈 (The Dynamics of CO2 Budget in Gwangneung Deciduous Old-growth Forest: Lessons from the 15 years of Monitoring)

  • 양현영;강민석;김준;류다운;김수진;천정화;임종환;박찬우;윤순진
    • 한국농림기상학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.198-221
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    • 2021
  • 1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO2 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO2 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO2 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO2 중립인가? (2) 관측된 CO2 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO2 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO2 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO2 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총 일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년변동과 양의 상관관계(R2=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO2 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO2 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO2 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다.

갈참나무와 졸참나무의 기후변화에 따른 생태지위 변화 (Changes of ecological niche in Quercus serrata and Quercus aliena under climate change)

  • 김윤서;박재훈;김의주;이정민;박지원;박여빈;김세희;서지현;전보연;유해인;김규리;이주선;강연준;유영한
    • 한국습지학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.205-212
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    • 2023
  • 본 연구는 우리나라 산지 하천변의 잠재 자연식생의 주요 구성종인 갈참나무와 졸참나무가 기후변화조건이 되면 그들의 생태지위와 종간 관계가 어떻게 변하는지를 알아보기 위하여 시도되었다. 이를 위하여 CO2와 온도를 상승시킨 기후변화조건하에서 토양수분과 토양영양소를 4구배로 처리하고, 생육기 말기에 식물을 수확하여 형질의 생육반응을 측정하고, 생태지위폭과 중복력을 계산하고, 이를 대조구의 것과 비교하였다. 또한 두 종간의 관계는 형질값을 이용하여 주성분분석으로 해석하였다. 그 결과 기후변화시 수분환경 조건에서는 갈참나무의 생태지위폭이 졸참나무의 것보다 넓었다. 영양소 조건에서 두 종의 생태지위폭은 서로 유사하였다. 또한 기후변화시 갈참나무와 졸참나무의 토양수분에 대한 생태지위 중복역은 토양 영양소구배 보다 넓었다. 기후변화로 인하여 생태지위폭의 증가가 감소보다 더 많이 일어나는 형질들을 갖는 종은 수분구배와 영양소구배에서 모두 갈참나무이었다. 그리고 개체군들의 반응에서는 기후변화영향으로 토양수분 조건에서는 갈참나무가 졸참나무보다 적응력이 더 높아졌으나, 영양소 조건에서는 두종이 유사하였다. 이러한 결과는 기후변화조건에서 두 종간의 경쟁은 수분환경에 대하여 더 심하게 일어나고 그 때 갈참나무가 졸참나무보다 적응력이 더 높다는 것을 의미하는 것이다.

상동광산 석영맥의 조직 및 석영의 미량원소 분석을 통한 광맥 침전 기작 도출 (A Study on the Precipitation Mechanism of Quartz Veins from Sangdong Deposit by Analyses of Vein Texture and Trace Element in Quartz)

  • 이유성;박창윤;김영규
    • 자원환경지질
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    • 제56권3호
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    • pp.239-257
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    • 2023
  • 상동 텅스텐(W)-몰리브덴(Mo) 광산은 태백산 광화대에 위치하는 스카른 광상으로, 광화 작용 최후기에 수직적 분포양상을 보이는 회중석-석영맥을 산출한다. 본 연구에서는 이 석영맥의 조직 관찰과 LA-ICPMS를 통한 석영의 미량원소 함량 분석을 통해 석영맥을 형성한 유체의 조성 및 이들의 침전 기작에 대해 파악하고자 하였다. 석영맥 조직 관찰 결과, 상동광산의 상반맥과 하반맥에서는 각각 괴상조직과 신장형 괴상조직이 주로 발달하고, 본맥에서는 두가지 조직이 모두 관찰된다. 이러한 석영맥의 조직적 특징으로 볼 때, 괴상조직을 나타내는 상반맥의 석영맥은 맥상스카른 형성 단계에서 화성암체의 H2O 포화로 인한 수압 파쇄작용들 중 초기에 발생한 작용에 의해 침전되었고, 신장형 괴상조직을 나타내는 본맥과 하반맥의 석영맥은 상반맥의 석영맥 형성 이후 발생한 반복적 수압파쇄작용에 의해 형성된 것으로 생각된다. 석영의 미량원소 분석 결과 대부분 Li+ +Al3+↔Si4+의 치환관계를 만족하지만, 하반맥에서는 Li+이 우세하게 치환되는 경우와, Na+과 K+이 우세하게 치환되는 경우로 뚜렷하게 구분된다. 이는 하반맥의 신장형 괴상조직에 기반하여, 서로 다른 조성을 가지는 유체의 반복적 유입에 의한 결과로 해석된다. 석영의 Ti 함량은 상반맥, 본맥, 그리고 하반맥에서 각각 평균 28.6, 8.2, 그리고 15.7 ppm이며, 침전온도와 Ti 함량이 비례관계를 가진다는 점에서, 상반맥의 석영맥이 가장 고온환경에서 침전된 것으로 고려된다. 유체의 pH와 반비례관계를 가지는 석영의 Al 함량은 상반맥, 본맥, 그리고 하반맥에서 각각 평균 162.3, 114.2, 그리고 182.5 ppm으로 큰 차이를 보이지 않으며, 타 열수 광산들의 석영과 비교하여 매우 낮은 함량을 나타낸다. 이는 상동광산의 석영맥을 구성하는 석영 및 회중석이 약산성 내지 중성의 비교적 일정한 pH조건에서 침전되었음을 지시한다.

팥의 가속화 저장에 따른 미세구조 및 수분흡수 특성 (Effect of Accelerated Storage on the Microstructure and Water Absorption Characteristics of Korean Adzuki Bean (Vigna angularis L.) Cultivar)

  • 곽지은;오선민;오유근;최유찬;박현진;송석보;이정희;이점식
    • 한국작물학회지
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    • 제68권3호
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    • pp.167-174
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    • 2023
  • 팥 종실은 평형수분함량에 도달하는데 30시간 내외의 긴 시간이 소요되어 팥 이용 측면에서 주요 제한 인자로 작용한다. 따라서 수분흡수 특성 연구는 팥의 이용성 증진을 위한 중요한 분야이다. 본 연구는 국내산 팥의 가속화 저장에 따른 미세구조 및 수분흡수 특성을 분석하여 수침 시간 단축을 위한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 팥의 저장은 대조구(control)인 저온(4℃), 상온(25℃) 및 가속화 고온(45℃)의 세 조건에서 3개월 동안 수행하였다. 1. 발아율, 지방산가, 적색도(a*) 및 황색도(b*) 값은 저장전 대비 3개월 후, 대조구(control)인 저온(4℃) 저장 팥은 차이를 나타내지 않았으나, 가속화 고온(45℃)에서는 통계적인 유의차를 보였다. 특히 가속화 고온(45℃) 조건에서 3개월 동안 저장한 팥은 발아율이 0%까지 감소하고, 지방산가는 초기 10.43 mg KOH/100 g에서 33.63 mg KOH/100 g까지 증가하는 등 품질 저하가 유의적으로 일어났다. 2. 저장 3개월 후, 종실의 배꼽, 종피, 자엽의 미세구조를 전자현미경으로 관찰한 결과, 가속화 고온(45℃) 조건에서만 배꼽의 구멍과 찢어진 틈 등의 손상이 있었고, 종피와 자엽 사이의 틈이 벌어지는 변화가 있었으나 자엽자체의 변화는 관찰되지 않았다. 3. 저장 온도별 3개월 저장 시료를 대상으로 수분흡수 kinetic을 분석한 결과, 대조구(control)인 저온 조건(4℃) 대비 가속화 고온(45℃)에서는 팥 종실의 평형수분함량은 낮았으나, 평형수분함량의 50%에 도달하는 시간은 짧고, 수분흡수 속도는 빨랐다. 4. 팥의 수분흡수 특성은 종실의 미세구조 특성과 밀접한 관계가 있는 것으로 해석되며, 가속화 고온(45℃) 조건의 저장 팥에서 관찰되는 배꼽의 구멍 및 손상, 종피와 자엽 사이의 틈 등 미세구조의 변화가 수분흡수 시간과 속도를 단축시킨 것으로 생각된다. 다만, 미세구조의 변화와 평형수분함량과의 관계는 명확한 설명이 되지 않아 이와 관련된 추가 연구가 필요할 것으로 고찰되었다.

동해안지역 온천유형별 수리화학적 특성 및 영족기체 기원 (Hydrochemistry and Noble Gas Origin of Various Hot Spring Waters from the Eastern area in South Korea)

  • 정찬호;;김규한;최훈공;;박지선;박충화;이종익;허순도
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.1-12
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    • 2008
  • 이 연구는 한반도 동해안 일대에 분포하고 있는 주요 온천에 대하여 화학성분, 안정동위원소, 삼중수소 그리고 헬륨과 아르곤 같은 영족기체의 동위원소 특성을 분석하여 온천유형별 온천수의 지화학적 특성을 밝히고, 영족기체의 기원을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 동해안 일대의 6개 온천지에서 11개의 온천수 시료와 14개의 가스시료를 채취하여 분석하였다. 온천수의 수리화학적 특성을 보면 오색탄산온천수를 제외한 모든 온천수의 pH는 $7.0{\sim}9.1$ 범위의 약알카리성 내지 알카리성을 보이며 오색탄산온천의 pH는 5.7의 약산성의 특성을 보였다. 온천수의 토출온도는 $25.7{\sim}68.3^{\circ}C$ 범위를 보였으며 전기전도도는 $202{\sim}7,130{\mu}S/cm$의 넓은 범위로 해운대와 동래온천은 평균 $3,890{\mu}S/cm$으로 높은 값을 보인다. 온천을 용존성분에 따른 분류하면 오색, 척산, 백암, 덕구온천은 소량의 유황가스 함유한 알카리성의 Na-$HCO_3$형으로 분류되고, 해운대와 동래온천은 높은 TDS(총용존고형물질)의 해수형 Na-Cl형을 보인다. 그리고 오색탄산온천은 약산성으로 탄산을 함유한 Na-$HCO_3$형으로 분류된다. 연구지역 온천수의 ${\delta}^{18}O$${\delta}D$값은 각각 $-7.8{\sim}-11.7%o$$-57.3{\sim}86.4%o$의 범위를 보여 온천수가 순환수 기원임을 지시한다. 위도가 높아질수록 낮은 동위원소 조성 값을 보이는 위도효과가 잘 나타난다. 일부 해수형온천수의 삼중수소 함량은 거의 0 TU에 가까운 값을 보여 최소 약 50년 이상 체류한 물임을 알 수 있다. 오색탄산온천수를 제외한 온천수의 $^3He/^4He$ 동위원소비는 $0.1{\times}10^{-6}{\sim}1.1{\times}10^{-6}$ 범위를 보여, 대기-지각 혼합선보다 상위에 분포한다. 이는 온천수내 He 가스가 대부분 대기와 지각기원이며, 일부는 맨틀기원의 He 가스가 부분적으로 존재한다는 것을 의미한다. 판 경계부에 위치한 일본의 온천수내 He가스는 대부분이 맨틀기원으로 알려져 있어 판 경계부에서 떨어진 우리나라의 경우와 뚜렷한 차이를 보인다. 그러나, 오색탄산온천에서는 대기기원 He 동위원소비보다 2.4배 높은 값인 $3.3{\times}10^{-6}$을 보여주어 지하 심부의 맨틀기원의 가스가 지각상부 대수층까지 공급된 것으로 해석된다. 온천수의 $^{40}Ar/^{36}Ar$ 비는 대기기원의 값과 유사한 범위를 보인다.

백운산(白雲山) 성숙활엽수림(成熟闊葉樹林) 개벌수확지(皆伐收穫地)에서 벌출직후(伐出直後)의 환경변화(環境變化) (Environmental Changes after Timber Harvesting in (Mt.) Paekunsan)

  • 박재현
    • 한국산림과학회지
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    • 제84권4호
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    • pp.465-478
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    • 1995
  • 이 연구(硏究)는 성숙활엽수림(成熟闊葉樹林) 개벌수확지(皆伐收種地)에서 벌채(伐採)로 인한 산림환경변화량(山林環境變化量)을 조사하여 산림환경(山林環境)을 구성(構成)하는 인자들에 미치는 벌출(伐出)의 영향을 정량적(定量的)으로 분석(分析)함으로써, 산림환경(山林環境)에 미치는 임목수확작업(林木收穫作業)의 영향(影響)을 구명(究明)할 목적으로 1993년부터 1994년까지 전남(全南) 광양(光陽) 백운산(白雲山) 지역(地域) 천연활엽수림(天然闊葉樹林) 벌채지(伐採地)(서울대학교(大學校) 농업생명과학대학(農業生命科學大學) 부속(附屬) 남부연습림내(南部演習林內) 제(第) 26임반(林班))에서 수행되었다. 이 연구를 위하여 1993년에 벌채한 13ha의 벌채지(伐採地)와 이와 연접한 비벌채지(非伐採地), 그리고 벌채지(伐採地)에 개설(開設)한 약 2.6km의 운재로(運材路)를 조사(調査) 연구대상지(硏究對象地)로 선정하였다. 이 연구지(硏究地)에서 1993년부터 1994년까지 식생(植生), 토양미소동물(土壤微小動物), 강수량(降水量), 토양(土壤)의 이화학성분(理化學成分), 표면유출수량(表面流出水量), 계류수질(溪流水質), 산지사면(山地斜面) 침식량(侵蝕量) 등을 측정(測定) 분석(分析)하여 얻은 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 벌채후(伐採後) 2년간 하층식생(下層植生)의 종수(種數)와 종다양도지수(種多樣度指數)는 증가하였으며, 종구성 상태는 비벌채지(非伐採地)와 상이(相異)하였다. 또한, 벌채지(伐採地) 토양(土壤)에서 용적밀도(容積密度)와 토양경도(土壤硬度)는 증가(增價)하였으며, 이 기간(期間) 동안 벌채지(伐採地)에서 토양유기물(土壤有機物), 전질소(全窒素), 유효인산(有效燐酸), 양이온치환용량(置換容量), 치환성(置換性)이온인 ($K^+$, $Na^+$, $Ca^{{+}{+}}$, $Mg^{{+}{+}}$ 등은 벌채전(伐採前)보다 감소하여 토양의 완충능력(緩衝能力)은 감소하는 것으로 해석(解析)되었다. 벌채지(伐採地)의 토양미소동물중(土壤微小動物中) 톡톡이류나 응애류의 개체수(個體數)는 비벌채지(非伐採地)보다 당년도에 평균(平均) 5배 증가하였다. 반면, 다음 해에는 벌채(伐採) 당년도보다 감소하였지만, 비벌채지(非伐採地)보다는 많은 경향을 보였다. 한편, 토양미소동물(土壤微小動物)의 변화에 유의(有意)한 영향을 미치는 주요인자는 토양수분(土壤水分), 토양(土壤)의 용적밀도(容積密度), $Mg^{{+}{+}}$ 이온, 양이온치환용량, 그리고 토양깊이 5(0~10)cm에서의 지중온도(地中溫度) 순(順)이었다. 강수(降水)의 표면유출수량(表面流出水量)은 벌채(伐採) 당년도에는 비벌채지(非伐採地)보다 28%, 다음 해에는 24.5%가 증가하였다. 이 기간(期間)동안 벌채지(伐採地) 유역(流域) 계류수(溪流水)의 BOD, COD, pH 등은 상수원수(上水源水) 1급 기준(基準)의 범위내였고, Cd, Pb, 유기인(有機燐), Cu 등 중금속(重金屬)은 검출(檢出)되지 않았으며, 음용수(飮用水) 8개 항목은 먹는 물 수질기준(水質基準) 1급의 범위내에 있었다. 또한, 벌채지(伐採地)에서 산지사면(山地斜面) 침식량(侵蝕量)은 벌채(伐採) 당년도에는 비벌채지(非伐採地)의 0.73ton/ha/yr 보다 약 7배, 다음 해에는 비벌채지(非伐採地)의 0.48ton/ha/yr 보다 약 2배 많은 것으로 나타났다. 이상의 결과(結果)를 종합해 볼 때, 대규모(大規模) 벌출작업(伐出作業)으로 인한 환경변화(環境變化)는 환경구성인자(環境構成因子)들에 영향을 미칠 뿐만 아니라 이들 영향인자들은 상호간에 밀접한 상관관계(相關關係)를 이루고 있음을 알 수 있다. 따라서 대규모(大規模) 임목수확계획시(林木收穫計劃時)에는 환경변화(環境變化)에 대한 영향을 고려한 잔존수림대(殘存樹林帶) 배치(配置), 토양침식(土壤浸蝕), 수질보전(水質保全) 등의 연구(硏究)가 지속적으로 수행(遂行)되어야 할 것이다.

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방어 보통육과 혈합육의 단백질 및 아미노산조성의 사후변화 (Changes Occurred in Protein and Amino Acid Compositions during Postmortem Aging of White and Dark Muscle of Yellowtail at $2^{\circ}C$)

  • 김장양;최영준;변재형
    • 한국수산과학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.123-136
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    • 1982
  • 방어의 배육 보통육과 측육 혈합육을 $2^{\circ}C$에 보장하여 두고 선도변화 총계별로 단백질의 조성과 각축의 구성 및 유리아미노산의 조성을 분석하였으며, 건향질단백질과 근원섬유단백질에 대하여는 구성단백질의 분포변화를 확인하기 위하여 $NaDodSO_4$변한 다음, polyacrylamide겔 전기영동상을 비교 해석함으로써 적색육어류의 선도변화와 보통육 및 혈합육의 단백질조성 변화와의 관련성을 검토하였다. K-값과 휘발성염기질소 및 pH값으로 판정했을 때, 혈합육은 보통육에 비하여 선도변화가 빨랐다. 사후 선도변화와 더불어 근원질단백질과 노원섬유단백질은 감소하는 반면, 세포내잔사단백질은 상대적으로 증가하였으며, 이러한 변화는 보통육에 비하여 혈합육이 훨씬 심한 편이었다. Sodium dodecyl sulfate 화한 단백질을 polyacrylamide겔 전기영동함으로 분석한 결과, 보통육의 근원질단백질은 16개 성분, 그리고 혈합육의 근원질단백질은 12개 성분으로 구성되어 있었으며, 보장 10일째부터 보통육의 근원질단백질은에는 41,000dalton과 18,000dalton의 양분이 조금씩 증가하였고, 26,000 dalton과 23,500 dalton 및 23,000 dalton되 각 성분은 점차 감소하였다. 혈합육의 근원질단백질에 있어서는 49,000 dalton의 성분은 감소하였고 47.000 dalton의 성분은 새로이 형성되었으며, 26,000 dalton의 성분은 소감하였다. 근원섬유단백질의 전기영동분석결과에 의하면, 보통육의 근원섬유단백질은 17개 성분, 그리고 혈합육의 근원조직단백질은 16개의 성분으로 구성되어 있었다. 보장 10일에부터 보통육의 근원섬유단백질중에는 40,000 dalton의 성분이 증가하였고, 37,500 dalton의 성분은 점차 감소하였으며, 32,000 dalton의 성분은 새로히 출현하였다. 혈합육의 근원섬유단백질은 보장 9일째부터 58,000 dalton과 64,000 dalton의 성분은 그 농도가 단가하였으며, 17,500의 light chain-2 단백질은 소감하였고, 32,000 dalton의 성분은 새로이 출현하였다. 이 같은 전기영동상의 변화는 근원질단백질이 근원섬유단백질에 비하여 빨랐으며, 근원섬유단백질의 경화에 있어서는 혈합육쪽이 보통육에 비하여 빨랐다. 양 육의 단백질을 구성하는 아미노산을 분석한 결과, 즉살한 방어의 보통육 단백질은 글루탐산, 아스팔트산, 류신. 알기닌, 알라닌 등은 그 양이 어느 정도 많았고, 프롤린과 트?토판은 그 양이 적었으며, 혈합육에 있어서도 비슷한 경형이었다. 그리고 10일이 경과한 보통육에 있어서는 글루탐산과 아스팔트산이 현저히 감소하였으며, 9일이 경과한 혈합육에 있어서는 알라닌, 글리신, 그리고 알기닌이 현저히 감소하였다. 유리아미노산의 조성을 분석 결과, 즉살한 방어의 보통육중에는 히스티딘이 총유리아미노산의 약 $63\%$를, 그리고 혈합육중에는 타우린이 총유리아미노산의 약 $67\%$를 차지하는 양을 보였다. 그리고 $2^{\circ}C$에서 10일이 경과했을 때, 보통육에서는 히스티딘, 발린, 타우린이 증가하였으며, 알라닌, 류신 및 글리신 등은 조금 감소하였다. 같은 온도에서 9일이 경과한 혈합육에서는 타우린, 페닐알라닌, 글리신은 증하였으며, 히스티딘, 알라닌, 세린 등은 감소하였다.

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카자흐스탄 듀셈바이지역의 퇴적분기형 연-아연 광화작용에 대한 잠재력 연구 (Potential Study for the Sedimentary Exhalative Pb-Zn Mineralization in Dyusembay Area, Kazakhstan)

  • 노상건;이승한;박기웅;정현국;윤지성;김선옥;박맹언
    • 자원환경지질
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    • 제51권3호
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    • pp.213-222
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    • 2018
  • 카자흐스탄 듀셈바이지역에서 변성퇴적암을 모암으로 발달한 연-아연 광화대가 확인되었다. 이 광화대에서 채취된 암추시료의 암석학적 특징, 변질지수(Alteration Index) 및 광석의 산화-환원 민감도(Redox-sensitive)를 퇴적분기형(SEDEX-type) 광상과 대비하였다. 광화작용은 습곡과 단층에 의해 규제되며 주로 흑연질천매암의 엽리를 따라 발달한다. 주요 광석광물은 황철석, 자류철석, 섬아연석 및 방연석이며, 세립질 석영과 함께 산점상 또는 층상으로 발달되어 있다. 광화대의 연변부는 전반적으로 견운모 및 녹니석을 수반하는 광역변성작용의 특징을 보인다. 모암을 관입한 마츄빈 화강암류 인근에서 열수작용에 의한 각력화와 망상의 석영-방해석 맥에 수반되는 연-아연 광화작용이 확인된다. 광화작용은 광석광물의 산출형태, 공생광물, 화학조성 및 동위원소 특성에 의해 세 가지 유형으로 구분된다. 광화 제1유형은 엽층리가 잘 발달된 모암 내에 미립의 황철석, 자황철석 및 섬아연석이 엽층리에 평행하게 단속적으로 배태되는 특징을 가지며, 지구화학적 분석결과 퇴적분기형 광화작용의 초기 단계 특징과 유사하다. 광화 제2유형은 광역변성작용에 의해 모암에 형성된 엽리에 평행하게 광석광물이 농집되어 나타나며, 석영 및 백운모(${\pm}$ 흑운모)와 공생하는 특징을 보인다. 광화 제3유형은 열수각력대 내에 발달하며, 모암의 엽리면과 각력 사이의 열극에 규제되어 층상, 망상 및 세맥상의 형태로 발달하는 특징을 가진다. 듀셈바이 연-아연 광화대의 모암은 유사한 변성정도를 나타내고, 명확한 변질대의 분대 현상이 관찰되지 않는다. 또한 광화 제1유형, 제2유형 및 제3유형 모두 유사한 희토류원소(REEs) 패턴을 나타내므로 동일한 기원에 의해 형성된 것으로 해석된다. 광화대에서 산출되는 황화광물은 제한된 범위의 황 동위원소 값(제2유형: ${\delta}^{34}S=-13.3{\sim}-11.7$‰, 제3유형: ${\delta}^{34}S=-13.9{\sim}-8.2$‰)을 가지며, 동위원소 지질온도계 적용 결과, 제2유형($T=251{\pm}38^{\circ}C{\sim}277{\pm}40^{\circ}C$)과 제3유형($T=360{\pm}2^{\circ}C$, $537{\pm}29^{\circ}C$)이 각각 다른 온도 범위로 나타났다. 이는 각각 모암의 변성작용과 마츄빈 화강암류의 관입에 의한 영향을 반영하는 것으로 추정된다. Th-Zr-Sc을 이용한 퇴적환경 분석 및 V/Mo 값을 이용한 산화-환원 민감도 검토 결과, 열수퇴적물은 침전 후 환원환경을 겪었으며 이후 변성작용과 화성암체의 관입에 의한 영향을 받은 것을 지시한다. 또한, 주성분을 이용한 SEDEX 지수를 산출하여 퇴적분기형 광상 판별도에 도시해본 결과 원지성 광화대에 대비된다. 따라서 듀셈바이 연-아연 광화대는 퇴적암을 모암으로 발달하는 층상 퇴적분기형 광상의 원지성 광화대에 해당하는 것으로 판단된다.

양돈농가의 돈분뇨 액비화 처리 우수사례 실태조사 (A Case Study on the Effective Liquid Manure Treatment System in Pig Farms)

  • 김수량;전상준;홍인기;김동균;이명규
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.99-110
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    • 2012
  • 본 연구에서 조사된 일부 선도적인 양돈농가에서는 설치 운영하는 호기적 액상발효 공정은 대부분의 농가가 공정별 설계인자 및 물리 화학적인 성분변화의 특성보다는 경험적인 운영을 토대로 액비를 생산하고 있는 것을 알 수 있었다. 김 등의 조사연구에 따르면 가축분뇨의 발생단계인 분뇨수거방식은 현재 국내 돈사의 70% 이상이 슬러리 형태로 분뇨가 배출되고 있는 것으로 보고되고 있다. 양돈분뇨의 수거방식과 배출형태가 대부분 슬러리라는 사실은 양돈분뇨의 적정처리에 의한 환경오염 차단과 자원화 이용과정에 적용될 각종 공법 및 시스템 적용이 돈사 슬러리부터 집중 관리해야 함을 시사한다. 이처럼 가축분뇨 액비화의 적정처리에 있어서는 발생단계 뿐만 아니라 액비가 토양에 환원되기 직전까지의 모든 과정이 전반적으로 고려되어야 한다. 본 연구의 조사대상 농가의 가축분뇨 액비화 운영에 있어서 핵심적으로 구분 할 수 있는 단계를 주요사항 별로 구분하여 Table 8에 나타내었다. 가축분뇨 액비화 처리에 있어서 고액분리 단계의 경우 고액분리 방식과 효율에 따라 BOD (생물학적산소요구량), COD (화학적산소요구량), VFA (휘발성지방산) 등의 제거율의 차이가 있는 것으로 보고되고 있으며, 이는 후단공정 즉 주발효조에서의 공기주입량의 산정, 공기공급방식, 발효기간 및 2차 발효 등 운영방식 결정에 주요한 요인이 될 수 있다. 이와 같이 액비가 생산되어 토양에 환원되기까지의 과정은 각각의 주요한 요소들이 유기적으로 연계되어 있으며, 농가 현장을 방문조사하고, 생산되는 액비를 비교 분석한 결과 액비화 공정에 있어서 필수적인 핵심적 단계를 도출 할 수 있었다. 이에 대한 주요내용은 다음과 같다. 1. 돈사 슬러리 관리 단계 돈사 슬러리는 혐기부패를 최대한 방지하며, 주요 악취물질인 $H_2S$, $NH_4$, VFAs의 생성을 억제하여야 한다. 돈사환경을 개선하기 위한 방법으로서는 부숙이 완전히 완료되어 유용미생물이 활성화된 액비를 돈사 세척수로 이용하거나, 슬러리 피트에 일부 투입하여 단순 저장일수를 처리일수로의 개념적 전환이 필요하다. 2. 고액분리 단계 일반적으로 BOD의 주요원인인 고농도의 유기물질은 대부분 분뇨의 고형성분에 포함되어 있기 때문에 물리적 처리공정인 고액분리 단계에서 최대한으로 제거하여 후단공정인 주발효조의 부하를 최소화 시킨다. 3. 발효처리-공기공급 단계 축산농가 마다 사료의 종류나 관리방법 등이 각기 다르므로 배출되는 슬러리의 성상을 파악하여 물질수지와 처리일수에 기초한 발효조 용량과 공기주입량의 산정이 필요하다. 또한 공기확산 및 막힘현상을 고려한 자동제어 장치나 발효조의 상태를 감시 제어하기 위한 인자로서 pH 및 산화환원전위 등을 실시간으로 모니터링 하는 것이 중요하다. 4. 발효처리-미생물, 반송 단계 일반점검 (온도, pH, 용존산소, 산화환원전위, 전기전도도 등)과 정밀점검 (BOD, COD, VFAs, SS, N, P 등)의 주기적인 점검을 통하여 미생물 생장에 알맞은 유입농도와 반송량을 결정하고 농가환경에 맞는 발효조 운전방식을 확립 할 필요가 있다. 5. 후숙처리-최종액비 단계 후숙조에서는 공기과잉 투입으로 인한 질소성분의 손실을 방지하고, 유용미생물을 이용하여 토양환원에 적합한 액비를 제조한다. 가스발생에 의한 작물생육 피해를 방지할 수 있는 액비 안정화 운전기술을 확립하고, 살포시기를 대응하여 액비의 유 출입을 집중적으로 관리한다. 6. 액비유통센터 연계-농지환원 단계 제조된 액비는 액비유통센터에 위탁하여 살포하는 체계를 확립하고, 악취 민원의 발생을 최대한 억제한다. 액비유통센터는 철저한 년 중 살포프로그램을 운영하여 원활한 살포조직 체제를 구성하는 것이 중요하다. 축산농가에서 가축분뇨 관리방법은 축사의 입지, 주변 환경 및 각종 환경규제 등 여러가지 여건에 따라 각기 다르며, 다수의 축산농가가 특정한 처리방법을 동일하게 적용하는 것은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구에서 분석된 각 농가의 액비 성상 등은 여러 가지 환경적 요소가 복합적으로 작용하고 있으며, 조사농가 중 일부는 발효과정 중에 있는 액비를 채취하였으므로, 분석결과를 해석하여 가축분뇨 운영관리를 총체적으로 판단하는 것은 다소 무리가 있다. 추후에는 각 공정에 대해 유입되는 슬러리원수에서부터 처리가 완료되는 단계까지의 과정을 일괄적으로 분석하여, 유입 유출농도, 수리학적 체류시간 등 공학적 요소 및 이에 따른 경제성 평가 등을 세밀하게 연구할 필요성이 있다. 이밖에도 가축분뇨의 중요한 관리부분인 병원성미생물과 관련된 위해성 분분을 고려하지 않을 수 없다. 가축분뇨에는 인간에게 직접적인 영향을 미칠 수 있는 Escherichia coli, Campylobacter, salmonella, Listeria 등 다양한 병원성 세균이 발견된다. 최근 전국적으로 발생된 구제역 사태는 우리나라 축산업 자체에 큰 타격을 주었을 뿐만 아니라, 사회 경제적으로도 막대한 손실을 가져왔다. 이 사건을 계기로 국내 축산기반의 전면적 재정비가 불가피하게 되었음은 물론 가축 분뇨에서 유래한 병원성 미생물 및 바이러스 등의 근원적 대처방법 개선과 가축분뇨의 위생적 처리에 대한 안전관리가 시급한 현안이 되었다. 따라서 안전한 경축순환의 액비유통 관리 체계 구축을 위해서는 병원성 미생물, 바이러스 등과 같은 위해요소를 억제 할 수 있는 액비화 처리기술의 표준화 공정 개발 또한 필요하다.

대맥의 수량 및 수량구성요소에 관한 해석적 연구 (Analytical Studies on Yield and Yield Components in Barley)

  • 박정윤
    • 한국작물학회지
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    • 제18권
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    • pp.88-123
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    • 1975
  • 본 연구는 대맥의 다수확 재배기술 개선의 기초자료를 얻고져 작물시험장(수원) 맥류포장에서 수원18호를 공시하여 1969년부터 1970년까지 2개년간 시비량, 파종기 및 파종량을 달리 하여 이들 처리가 수량 및 수량구성요소에 미치는 영향과 이들의 형성과정을 추구하였으며 또한 수원18호외 7품종을 공시하여 파종기이동에 따른 품종들의 수량 및 수량 구성요소의 변화를 검토한바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 수원에서 대맥 수원 18호의 출현이수는 파종기 (9월 21일에서 10월 31일까지)에 따라 8~19일정도 소요되었고 조파할수록 빠른 경향을 보였으며 대체로 지중 5cm의 적산온도가 15$0^{\circ}C$내외면 출현하였다. 2. 파종기에 따른 냉해정도의 차이는 월동기간의 대맥 생육정도와 기상조건의 영향이 크며 월동전 생육이 과도하거나 주간출엽수가 5~6엽에 미달되면 냉해에 약하였다. 3. 주간출엽수는 파종기에 따라 11매로부터 16매까지 변화하지만 대체로 원동전 주간출엽수의 차이가 심하고 원동후 주간출엽수의 차이는 적으며 특히 9월 21일 파종부터 10월 11일 파종까지의 주간출엽수의 차이는 월동전 주간출엽수의 차이에 의하여 나타났다. 4. 월동전 지상부 건물생산량은 조파구에서 많고 만파할수록 적었으나 월동후에는 파종기에 따른 지상부 건물생산량의 차이가 적었으며 생육 재생기부터 출수기까지는 건물생산량이 급증하고 등숙기간에는 증가율이 낮았다. 5. 1$\m^2$당 경수는 대체로 조파한 것이 만파한 것보다, 후파한 것이 박파한 것보다 많았다. 개체당 분얼은 후파할 때는 적고 파종기에 따른 차이는 미미하였으나 박파하였을 때는 파종기에 따른 변이가 컸다. 조파에서는 파종량이 많아 질수록 개체당 분얼수가 현저히 감소되나 만파시에는 파종량의 영향이 적었다. 6. 최고분얼기는 조파할 경우에 일찍 오고 만파할 경우에 늦게 오며 파종량에 따른 차이가 크지는 않았으나 대체로 파종량이 많을수록 빨리 오는 경향이었다. 7. 분얼최성기는 파종기에 관계없이 주간출엽수가 4~6매일 때이었다. 8. 1$\m^2$당수수는 해에 따라 차이가 있으나 시비량이나 파종량이 증가할수록 많아졌으며 시비량과 파종량을 함께 증가할 때에는 수수의 확보가 용이하고 이러한 경향은 특히 적기파종에서 컸다. 또한 많은 수수를 확보하는 데는 적기 파종이 파종량 증가보다 중요하고 만파시에는 파종량을 증가시키는 것이 유리하였다. 9. 품종별 파종기에 따른 1$\m^2$당 수수는 대체로 모든 품종에서 만파할수록 감소되었으나 수원18호, 여기, 항미, 부흥는 수원 004, 수원006 칠보 및 영월 6각보다 만파에 의한 감소율이 적었다. 10. 1$\m^2$당 수수와 1$\m^2$당 경수와의 상관 관계를 보면 9월 21일 파종에서는 출수기부터, 10월 1일 파종에서는 월동전에, 10월 11일 파종부터 10월 31일 파종까지는 전 생육기간에서 대체로 높은 정의 상관이 있었으며 3월 하순부터 4월 상순까지는 어느 파종기에서나 상관정도가 낮았다. 11. 유효경 비율은 파종기 및 파종량에 따라 33~76%까지의 넓은 변이폭을 보였으며 50%정도에서 수량이 가장 높았고 파종량에 따른 변이폭보다 파종기에 따른 변이폭이 컸다. 또한 조파에서 유효경 비율이 낮고 만파일수록 높아 가는 경향이었으며 파종량이 증가하면 유효경 비율이 다소 감소하는 경향이었다. 품종별로는 수원18호, 항미, 여기 및 부흥는 유효경 비율이 높으며 이들 품종들은 만파할 경우의 증가율이 컸고 칠보, 수원004, 수원006, 영월6각은 유효경 비율이 낮고 만파에 의한 증가율도 낮았다. 12. 1수립수는 어느 경우에나 시비량이 증가할수록 증가하였고 파종량이 증가할수록 감소하였으며 파종기에 따라서는 10월 21일(1969), 10월 1일(1970)파종에서 1수립수가 가장 적었으며 이보다 조파하거나 만파할수록 증가하였다. 한편 품종별로는 파종기에 따른 경향이 일정하지 않았다. 13. 천립중은 1$\m^2$당 수수와 1수립수에 비하여 시비량, 파종기 및 파종량 차이에 따른 변이폭이 작았으나 년차변이는 컸으며, 파종량이 증가할수록 천립중은 다소 감소하였다. 품종별로는 차이가 뚜렷하여 부흥과 칠보는 대체로 무거웠고 수원18호, 항미 및 여기는 비교적 가벼웠다. 14. 수원지방의 파종적기는 10월 1일~10월 11일로 인정되었고, 시비량 증가에 따라 수량은 대체로 증가하였으며 조기 파종시의 수량감소를 비료증가로 다소 경감시킬 수 있었다. 15. 파종량 차이에 따른 수량의 변이폭은 시비량이나 파종기차이에 따른 변이폭보다 비교적 적었고, 조파나 소비조건에서는 파종량 차이에 따른 수량 변이가 미미하였다. 또한 파종량은 증가시킬 경우 증비의 효과가 크며 만파시에는 파종량의 증가로 수량의 심한 감소를 보상할 수 있었다. 16. 적정 파종량은 시비량 증감에 따라 다소 차이가 있었으나 10a당 시비량 10.5-6.6kg 수준에서는 10a당 파종량을 18~26$\ell$까지 증가시키는 것이 수량의 안정을 기할 수 있었다. 17. 파종적기는 품종별로 다소 달랐으며, 수원006 수원004 및 부흥은 비교적 조기 파종에서 증수되었고 수원18호, 여기 및 항미는 19월 1일경 파종에서 증수를 보였으며 부흥은 만파 적응성이 높았다. 18. 수량과 수수와는 모든 처리에서 고도의 정상관을 보였는데 시비량이 증가할수록 상관이 높아졌고 파종량이 증가할수록 수량과 수수의 상관은 낮았다. 수량과 1수립수는 대체로 부의 상관을 보였으며 천립중과 수량과는 상관 정도가 낮았다.

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