• 한국습지학회지
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• 제14권4호
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• pp.503-518
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• 2012

지면에서 탄소수지를 모의하는 모형들은 주로 수직적인 탄소 플럭스에 주된 관심을 두어왔다. 반면에 수평 적인 탄소 플럭스에 관한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 수평적인 탄소 플럭스의 흐름에 대해 연구하고자 유역 내 식생에 의해 생산되는 총 일차생산량(Gross primary production, GPP)과 유역에서 배출되는 총 유기탄소(Total Organic Carbon, TOC)의 교차상관분석을 실시하였다. 분석결과, GPP와 유역에서 배출되는 TOC의 유량가중 평균 농도는 서로 지체시간이 없을 경우에 가장 큰 상관관계를 보여주고 있음을 확인하였다. 또한 주기성이 고려된 상관구조를 살펴본 결과, 여름철의 TOC와 GPP 사이의 상관관계가 주기성이 고려되지 않았을 경우의 상관관계와 유사하게 나타났다. 이로부터 GPP와 TOC의 상관관계는 여름철에 맺어지는 GPP와 TOC 상관관계에 의해서 대부분이 규정되고 있음을 살펴볼 수 있었다. 이에 따라 식생에 의해 생산된 탄소와 유역에서 배출되는 유기탄소의 관계가 계절적으로도 긴밀한 관계가 있을 것이라 추측된다. 따라서 향후 연구는 계절에 따른 식생변수와 GPP와 TOC의 관계를 분석함으로서 조금 더 정량적으로 수평적인 탄소 플럭스 흐름에 대해 이해 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권4호
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• pp.467-480
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• 2011

본 연구는 AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)과 MODIS(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) 위성관측을 바탕으로 산출된 남한지역의 장기간(1981-2006년) 순 일차생산량(Net Primary Production, NPP)의 시공간적 변화를 분석하고 그 변화에 영향을 미치는 기후요소와의 상관성을 분석하였다. 남한지역의 AVHRR과 MODIS에서는 연간순 열차생산량이 AVHRR의 경우 893-1068 $g{\cdot}C/m^2$ /yr과 MODIS의 경우 610-695 $g{\cdot}C/m^2$/yr로 나타나고 있으며 두 자료는 통계적으로 약 325 $g{\cdot}C/m^2$/yr 의 차이를 보이고 있다. 해상도 등의 차이가 있으나 지상 관측과 비교한 결과 MODIS 센서에 의한 관측이 보다 근접한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 위성관측자료 분석결과 NPP 값은 식생의 밀도가 높은 산림지역 및 연평균기온이 높은 지역에서 큰 것으로 나타났다. 두개의 위성센서로 산출된 순 열차생산량은 경년변화가 다소 크지만, 각각 장기간에 걸쳐 서서히 증가하고 있는 것으로 나타났으며 1981-2000년 동안 AVHRR에서 매년 평균 2.14 $g{\cdot}C/m^2$/yr, 2000-2006년 동안 MODIS에서 매년 평균 6.08 $g{\cdot}C/m^2$/yr 만큼 증가하였다. 특히 남서해안 지역은 두 위성관측결과 모두 순 일차생산량의 증가가 상대적으로 높았다. 토지피복 지도와 대조결과 그 이유는 논 밭 등의 관개와 비료시용에 의한 농작물의 생산성 증대와 관계가 있는 것으로 추정된다. NPP값은 월별 강수량 및 평균기온에 밀접한 관계가 있는 것으로 확인되었으며, 특히 남한지역의 여름몬순시기에서 강수량과 기온이 모두 가장 큰 상관관계를 보이고 있다. NPP 절대값의 차이 외에도 두 센서로 산출된 순 일차생산량과 기후요소와의 상관성 등의 차이는 두 자료의 토양호흡 등을 포함하는 등 위성자료 복원과정 및 관련 모텔의 차이에 의해 발생하는 것으로 사료된다. 또한 향후 보다 정확한 순 일차생산량을 계산하기 위해 복원과정에서 기상 실측자료 및 보다 현실적인 토지피복 등을 고려해야 할 것이다.

• 한국해양학회지
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• 제28권2호
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• pp.107-113
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• 1993

하구 혼합이 활발한 만경.동진강하구에서 박테리아와 일차생산자와의 상호 관계 의 특징에 대해, 그리고 이러한 관계의 특징이 일차생산자의 군집구조와 어떠한 관련 이 있는가에 대해 1990년 7월에서 1991년 10월 동안 4회에 걸친 측정자료를 분석하였 다. 연구기간 동안 엽록소와 생산량만이 의미있는 관계 ($r^2$>0.36, p<0.02) 를 나타내어, 본 연구해역에서 일차생산자의 생물량에 관련된 과정이 박테리아의 생산 량과 관련이 있었으며를 시사하였다. 그러나 유광대내의 박테리아 생산량은 일차생산 량은 매우 적은 부분(평균2.6%)을 차지하여, 두 변수 사이에 uncouplin이 존재함을 시 사하였다. 이러한 uncoupling은 동물플랑크톤의 먹이인 식물플랑크톤이 주로 개체 크 기가 크고 사슬을 형성하는 규조류로 구성되어 있는 먹이사슬 구조에 기인하는 것으로 추측된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.362-365
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• 2011

단위면적당 증발산량 중 일부가 식생의 물질 생산에 이용될 수 있는지를 나타내는 지표인 수분 이용효율 (Water Use Efficiency, WUE)은 총 일차생산성(Gross Primary Productivity, GPP)과 단위면적당 증발산량(Evapotranspiration, ET)의 비로 산출된다. 이전 연구들에서의 수분 이용효율의 적용은 수분 스트레스에 대한 작물의 생산성 차이 분석과 같은 작물학과 농림학 분야의 연구들이 대부분이었지만. 기후 변화가 생태계 생산성 또는 에너지 수지에 영향을 미치는 등의 전 지구적 규모의 수문학적 연구에도 적용할 수 있다. 본 연구에서는, Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 영상자료에서 1km 해상도로 8일 단위의 총 일차생산성과 증발산량을 산정함으로써 수분 이용효율을 구하였다. 향후에는 산정된 이 지표를 남한지역에 적용하여 수분 이용효율에 대한 지도를 작성하고, 실측된 총 일차생산량과 증발산 값을 이용하여 검증한 후 알고리즘을 개선해 나갈 계획이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.203-203
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• 2023

총일차생산량(GPP, Gross Primary Productivity)은 생태계의 유기물 생산량을 나타내는 지표로써 생태계 생산성과 안정성을 파악할 수 있는 중요한 지표로 알려져 있다. GPP를 산출하는 대표적인 방법에는 다중 센서를 탑재한 원격 탐사 자료를 활용하는 방법과 플럭스타워를 통해 관측한 에디공분산을 분석하는 방법이 있다. 본 연구에서는 Landsat과 MODIS와 같이 시공간 해상도가 다른 원격 탐사 자료들을 기반으로 초고해상도 GPP 자료를 산출하기 위한 공간자료 융합 연구를 수행하였다. 이를 위해 GAN(Generative Adversarial Networks)과 같은 머신러닝 알고리즘을 활용하였으며 최종적으로 산정된 GPP 정보는 설마천과 청미천 등에 설치된 플럭스타워로부터 획득한 자료와의 비교·검증을 통해 평가되었다. 본 연구의 성과는 향후 증발산 자료, 생태계 호흡량 자료 등과의 조합을 통해 얻을 수 있는 물이용효율(WUE, Water Use Efficiency), 탄소이용효율(CUE, Carbon Uptake Efficiency)과 같은 지표 산정 시 적극 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권10호
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• pp.35-42
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• 2014

본 연구는 낙동강유역에 대하여 MODIS 자료로부터 정규화식생지수 NDVI를 계산하여 순일차생산량 NPP를 산정하는 것이다. NPP를 산정함에 있어 기존의 방법을 벗어나 객관적 자료에 의한 자연식생 조건과 NPP 사이에는 선형의 관계가 성립한다는 성질을 이용하고 있다. 자연식생의 NPP는 식물이 흡수하는 가시광선의 양에 비례하며, 또한 이것은 NDVI와 비례하는 것으로 알려져 있다. 따라서 NDVI를 이용한 NPP 산정방법은 대단히 유효하게 이용될 수 있는 하나의 방법이다. 본 연구에서 제안한 방법은 직접 자료획득이 불가능한 넓은 지역 및 기상자료가 충분하지 않은 지역에서 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구에서는 MODIS 센서에 의해 얻어진 NDVI에 근거한 NPP 추정 방안을 제안하고 경험적인 방법에 의해 계산된 값과 비교함으로써 본 연구 성과에 대한 검증을 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.473-473
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• 2022

일차생산은 화학합성 또는 광합성에 의하여 무기탄소가 유기물질로 전환되는 것을 의미한다. 수중의 일차생산자는 광합성을 통하여 유기물을 해당 수역에 공급하는 기능을 수행하며, 이는 수역의 상위 먹이 단계의 총생산력을 결정하는 주요 구성원이다. 한강은 하류로 갈수록 유속이 느리지만 수심이 깊어져 부착조류가 서식하기 쉽지 않은 환경이기에 대부분의 일차생산자는 식물플랑크톤이다. 과거 1994년 이후로 2017년까지 5년 간격으로 총 6회 연구된 결과, 해당 하천의 부영양화가 여름철에 발생하였다. 팔당댐 방류량과 지류의 유입에 의한 유기물 증가로 하천 내 1차 생산의 기여도가 증가하고 있으며, 이는 유기물 근원을 판정하여 수질오염에 대한 처리대책을 위해 지속적으로 연구가 필요하다. 따라서 본 연구는 한강본류에서 식물플랑크톤의 일차생산력을 조사하고, 유기물의 분해속도를 측정하여 당해 유역의 유기물 수지를 추정하여 한강 고유의 특성을 파악하여 부영양화에 의한 유기물 증가로 발생할 수 있는 수질오염을 예측하고자 한다. 조사유역은 한강의 팔당댐 방류구로부터 신곡수중보까지 전 구역 중 총 12개의 지점을 선정하였다. 기간은 2021년 5월부터 2022년 3월까지 계절별 2회로 총 8회 조사를 실시하였으며, 한강본류에서는 식물플랑크톤의 산소소비법을 통해 일차생산력과 유기물 분해속도를 조사하여 내부기원 유기물을 측정하였고, 한강본류로 유입되는 4개의 유입하천에서는 COD를 조사하여 외부기원 유기물을 측정하여 한강에서 발생하는 총유기물량을 산정하였다.

• 한국해양학회지
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• 제27권2호
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• pp.91-100
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• 1992

한국 동해 남부해역 일차생산계의 구조와 특성을 밝히기 위해 엽록소량, 식물플랑 크톤 현존량, 영양염 및 수리적 성분들을 C-14 방법에 의한 일차생산력 측정과 병행하 여 조사, 분석하였다. 그 결과 본는 구해역 일차생산력은 기존의 연구들에서 보다 높 은 284 - 4.574 mgC·m/SUP -2/·day/SUP -1/의 범위로 측정되었으며 평균값은 2,000 mgC·m/SUP -2/·day/SUP -1/로 계산되었다. 진광대 내의 일차생산자 현존량은 비교적 컸으나 해수중 무기 질소태 영양염은 높은 일차생산을 유지시키기는 어려운 낮은 농도 로 측정되었다. 따라서 질소태 영양염은 종속영양 생물과정과 수층의 수직혼합에 의한 상층으로의 유입에 의해 빠른 순환 공급이 예상된다. 표층하 엽록소량 최대 현상은 진 광대의 기저부에서 계속적으로 관찰되었으며 그 깊이는 등밀도 표면대 보다는 영양염 약층과 더 밀접한 관계를 보여 엽록소량 분포와 일차생산이 일차적으로 영양염 공급에 영향받는 것으로 보인다. 따라서 본 연구해역은 낮은 영양염 농도에서 불구하고 식물 플랑크톤 현존량과 생산량은 비교적 크고 자가영양 미소 및 초미소플랑크톤의 생산량 이 중요하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.402-402
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• 2011

식생의 성장은 수문순환과 밀접히 연관되어 있으며 특히 강수량은 식생의 연간변동성의 주된 요인이다. 하지만 국내의 경우 이러한 식생과 강수량과의 관계를 알아보기 위한 정량적인 접근은 시도되지 않은 실정이다. 순일차생산량(NPP)은 광합성으로부터 생성된 유기물질에서 성장에 필요한 호흡량을 뺀 것이며, 이는 식생량을 산정할 때 주로 이용된다. 본 연구에서는 우리나라 전역의 50 지역의 5년간의 NPP와 연강수량이 분석에 사용되었다. 비록 자료기간이 관계를 정립하기에는 다소 부족하며 NPP자료 자체의 불확실성이 내포되어 있지만 각 지점별 NPP와 강수량과의 상관성이 매우 높은 지역들이 있는 것으로( ��0.6) 나타났다. 하지만 모든 지역의 자료를 동시에 고려하였을 경우에는 결정계수가 크게 감소하였다($R^2$=0.310). 추가적으로 강우이용효율과 연강수량의 관계를 분석하였으나 결정계수가 0.022로 기존의 문헌과는 달리 이들 사이에 뚜렷한 관계가 나타나지는 않았다. 본 연구를 통하여 확인된 사실은 우리나라의 식생과 강수량 관계에서는 우리나라 전역을 전반적으로 설명할 수 있는 일반적인 선형 관계를 찾기는 힘들다는 것이며, 다만 지역별로 살펴볼 경우 식생-강수량 관계가 비교적 잘 맞는 지역들이 다수 존재한다는 것이다. 따라서 우리나라를 대상으로 한 생태적요소가 고려된 수문모형을 개발할 경우 지역적 특성들이 모형 구조에 반영되어야 할 것이다.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권2호
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• pp.77-93
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• 2013

지구온난화는 산림 생산성을 증가시켜 토양으로의 탄소 유입량을 늘리는 한편 토양호흡량을 증가시켜 토양으로부터의 탄소 유출량도 늘리기 때문에, 온도변화에 의한 미래 토양탄소 저장량의 변화 경향은 불확실하다. 따라서 본 연구에서는 한국형 산림토양탄소모델(Korean forest soil carbon model; KFSC 모델)을 이용하여 RCP 8.5 기후변화 시나리오 하에서 국내 소나무림 토양탄소의 동태를 추정하였다. 국내에 분포하고 있는 소나무림 총 1,467,458 ha를 16개 행정 구역으로 나누고, 이를 다시 6개의 영급[1영급(1~10년), 2영급(11~20년), 3영급(21~30년), 4영급(31~40년), 5영급(41~50년), 6영급 이상(51~80년)]으로 나누어 모의 단위를 설정하였다. 각 모의 단위별로 2100년까지의 순일차생산량, 토양 호흡량 및 산림토양탄소 저장량 변화를 기후변화가 있을 때(RCP 시나리오)와 없을 때(CT 시나리오; constant temperature)로 나누어 추정하였다. 두 시나리오 모두 순일차생산량은 초기에 감소하다가 점차 증가하는 경향을 나타내었으며, 토양 호흡량은 초기에 증가하다가 점차 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 현재 국내 소나무림이 유령림에서 장령림으로 전환되는 시점에 있기 때문으로 여겨진다. 또한, RCP 시나리오에서의 평균 순일차생산량 및 평균 토양 호흡량이 CT 시나리오에서보다 각각 20.2%와 20.0% 높게 나타났다. 한편, 토양탄소 저장량은 초기 임령이 1, 4, 5영급 또는 6영급 이상일 경우에는 CT 시나리오에서의 모의값이 RCP 시나리오에서의 모의값보다 높았으나, 2, 3영급일 경우에는 반대의 경향이 나타났다. 또한, 지위지수가 낮을 경우 지위지수가 높은 경우에 비해 토양탄소 저장량이 낮았다. 이는 임분의 생장이 빠르게 나타나는 경우, 온도에 의한 순일차생산량 변화의 영향을 더 크게 받았기 때문일 것이다. 모의 후기에 RCP 시나리오에서 토양탄소 저장량이 감소하는 경향이 나타났는데, 이것은 기온 상승에 의해 토양 호흡량이 지수함수적으로 증가하면서 호흡으로 인한 토양탄소 유출량이 상대적으로 많아지기 때문인 것으로 판단된다. 따라서 현재의 기후변화 경향이 지속된다면 산림토양탄소의 손실량은 더욱 커질 것으로 예상된다.