• 제목/요약/키워드: 호흡순환계

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식물 환경 조절 시스템에서의 토양 호흡 관측 챔버법의 비교 실험 (Intercomparison of Chamber Methods for Soil Respiration Measurement in a Phytotron System)

  • 채남이;김래현;황태희;서상욱;이재석;손요환;이도원;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.107-114
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    • 2005
  • 토양 호흡은 주요 육상 생태계의 탄소 순환을 이해하는데 중요한 성분 중 하나이다. 토양 호흡 관측에서 쳄버 방법은 가장 일반적인 방법이다. 다양한 토양 호흡쳄버 방법에 의해 이루어지는 관측 값들을 비교하기 위해서는, 측기의 특성에 따른 오차를 파악하는 것이 필요하다. 이를 위하여 온도 조절이 가능한 식물 환경 조절 시스템에서 네 개의 폐회로 역학 쳄버와 자동 개폐 쳄버를 비교하였다. 식물 환경 조절 시스템의 내부의 이산화탄소 농도의 변동과 토양 수분의 변동으로 어느 정도의 오차가 포함된 결과이지만, 실험을 통해 토양 온도와 이산화탄소 농도의 변화에 따른 대한 네 측기들의 반응 특성과 실내 비교 실험의 계획과 방법에 대한 중요한 교훈을 얻을 수 있었다.

Simple Biosphere Model 2 (SiB2)의 생태학적 응용 (Application of Simple Biosphere Model (SiB2) to Ecological Research)

  • 김원식;조재일
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제27권4호
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    • pp.245-256
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    • 2004
  • Simple Biosphere model 2(SiB2)는 전구기후모형 (global climate model)의 지표면모형으로서 토양-식생-대기 사이의 에너지, 물 및 이산화탄소 교환을 모의한다. 특히 광합성-기공전도 하부모형을 포함하고 있어, 식물군락의 광합성과 기공개폐기작을 근거로 하여 이산화탄소 동화량 및 물의 증산량을 계산한다. 따라서 SiB2 수치실험 결과를 통해, 육상생태계에 있어서의 이산화탄소 순환, 물수지, 그리고 환경과 식물군락간의 상호관계를 분석할 수 있다. 본 종설은 일례로서 개량된 SiB2-Paddy를 이용하여, 다양한 식생 및 토지 이용을 보이는 태국 챠오플라야강 유역의 하천유출량 변화에 관한 연구를 소개한다. 이는 SiB2 수치실험결과가 지표면 식생의 차이에 따른 유출량의 변화를 예측 가능하며, 이를 통하여 육상생태계에 있어서 식생이 갖는 기능적인 측면을 연구하는데 적합한 모형임을 알 수 있었다. 그러나 SiB2모형을 이용하여 더욱 정확도 높은 육상 생태계 모의를 위해서는 토양호흡, 엽면적지수, 식물군락간 경쟁 그리고 뿌리의 분포를 고려한 토양수분 등을 모의할 수 있는 하부모형의 도입이 필요하다.

고등학생의 안전의식, 재난안전교육 및 응급처치 지식 (Safety Awareness of High School Students, Disaster Safety Education and First Aid Knowledge)

  • 정은영;임경숙;김은영
    • 디지털융복합연구
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    • 제16권6호
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    • pp.417-426
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    • 2018
  • 본 연구는 고등학생의 안전의식과 재난안전교육 및 응급처치 지식 정도를 알아보고 안전의식과 응급처치 지식간의 관계를 파악하기 위함이다. 대상자는 G시 인문계 고등학교 3학년에 재학 중인 남학생 293명으로 2018년 3월 19일부터 3월 28일까지 자료수집 후 SPSS 21.0을 이용하여 분석하였다. 연구결과, 응급처치 지식 정답률은 40.15%였으며, 안전의식과 응급처치지식의 하위영역의 관련성에서 응급상황 시 행동요령(r=-.131, p=.025), 호흡계와 순환계(r=.213, p<.001), 드레싱과 붕대(r=.156, p=.008)와 관련성이 있었다. 본 연구는 안전사고에 대응할 수 있는 역량을 배양하기 위한 교육과정 구성의 기초자료로 활용하는데 기여하였으며, 응급처치지식 수준 향상과 다양한 상황에 따른 대처능력을 높이기 위해서 교육프로그램 개발 및 평가가 요구된다.

고라니(Hydropotes inermis)의 분변이 습지 토양의 CO2 flux에 미치는 영향 (Study on effect on CO2 flux of wetland soil by feces of Korean water deer(Hydropotes inermis))

  • 박효민;전승훈;이상돈
    • 한국습지학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.283-292
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    • 2015
  • 토양으로부터 방출되는 $CO_2$의 양은 전 지구적 지구 탄소 순환에서 가장 큰 방출 중 하나로 알려져 있다. 특히 토양 내 미생물의 유기물질 분해 과정에 의해 방출되는 이산화탄소의 양은 토양의 탄소 저장량을 장기적으로 결정하는 요인이 되므로 그 양을 정량화 하는 것이 필요하다. 본 연구는 토양에서 고라니의 분변이 $CO_2$ 배출에 미치는 영향을 파악하기 위해 수행하였다. 그리고 고라니의 분변이 토양의 $CO_2$ 배출에 주는 영향과 토지의 이용에 따라 변화하는 $CO_2$ flux를 정량화 하였다. 그 결과 고라니 분변 내 많은 유기물질은 토양 미생물의 활성화에 영향을 주고 그로 인해 토양의 호흡 및 토양 내 물리 화학적인 변화가 발생되어 토양의 유기물 함량이 서로 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 특히 4개 지역의 토양(경작지, 휴경지, 버드나무 군락, 갈대습지)의 C/N ratio와 $CO_2$ flux는 분변의 유무와 통계적으로 매우 유의미한 상관 관계를 나타냈으며(P<0.01), 분변의 영향을 받은 토양의 $CO_2$ flux는 분변의 영향을 받지 않은 토양보다 2-20배 더 높은 것으로 나타났다. 이 연구는 고라니의 분변이 토양에 주는 영향과 야생동물 분변을 이용한 토양 물질 순환 연구를 통해 육상 생태계 및 토양권의 물질 순환과 그 영향의 정도를 정량화 하였다는 점에서 큰 의의가 있는 연구이다.

심장수술시 백혈구의 폐내정체와 스테로이드의 예방적 효과에 관한 연구 (A Clinical Study on Transpulmonary Leukostasis and Prophylactic Effects of Steroid in Cardiac Surgery)

  • 최석철
    • 대한의생명과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.133-151
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    • 1996
  • 심장수술후 흔히 발생하는 다양한 술후 합병증들은 체외순환으로 인한 체액성 및 세포성 면역계의 손상이 깊이 연루되어 일어나는 것으로 인식되어져 왔다. 특히, 술후 종종 경험하게되는 폐기능 부전은 보체계 활성화 및 염증반응에 따른 백혈구의 폐내 정체(pulmonary leukostasis)가 이와 같은 합병증의 주된 요인으로 알려져 있다. 일부 연구들은 체외순환 실시전 항 염증 약제인 부신피질 호르몬제를 투여함으로써 보체계 및 백혈구 활성화가 억제되어 술후 폐기능 부전의 발생을 예방시켜 주었다고 보고하고 있다. 이에 본 연구의 저자는 체외순환을 이용한 심장수술 동안과 술후, 백혈구의 숫적 변화 및 폐내 정체를 관찰하였다. 술후 시기에 있어 폐기능 평가의 한 지표로 동맥혈 산소분압을 측정하여 술전치와 비교하였고 흉부 X-선 필름을 통한 폐부종 징후와 발열유무, 그리고 그외 여러 변수들을 분석하였다. 또한 체외순환 실시전 투여한 부신피질 호르몬제(solu-Medrol; 30mg/kg)가 이러한 변수들에 어떤 영향을 미치며 과거의 연구에서 설명된 여러가지 예방적 효과가 과연 있는지를 함께 규명하였다. 연구는 무작위로 선정된 심장수술환자 50명을 대상으로 전향적 맹검법(blind fashion)으로 시행하였다 연구의 목적상 전체 환자를 placebo 군(n=25)과 steroid 군(n=25)으로 분류하였고 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 체외순환은 말초혈액의 총백혈구수를 유의하게 변화시키는데 초기엔 그 수를 저하시켰고 시간이 경과할수록 점차 상승시켰으며 유의한 상승은 술후 7일까지 지속되었다(P<0.05). 이러한 총 백혈구의 숫적 변화는 호중구수의 절대적 변화에 기인한 것이었다. 2. 부분체외순환 동안 placebo 군은 백혈구의 폐내정체가 일어났으나, steroid 군은 예방되었다. 3. 양 군 모두에 있어 체외순환 동안 임파구수는 의미있게 변화되지 않고 체외순환 종료후부터 3일 동안 유의한 감소를 보였으나(p<0.05) 술후 7일엔 완전히 기준치로 회복되었다. 4. 단구수는 양 군 모두 체외순환 초기엔 큰 변화가 없다가 이후 점차 상승하여 술후 7일까지 유의한 증가가 지속되었다(P<0.05) .5. 술후 동맥혈 paO$_2$는 placebo 군은 술전치에 비해 감소되었으나(P=0.01) steroid 군은 유의한 감소가 없었다(P=0.90). 폐부종 발생환자는 placebo 군에 비해 steroid 군이 보다 의미있게 낮았고(P=0.001)술후 발열환자 역시 steroid 군이 placebo 군 보다 훨씬 낮았다(P=0.01). 그러나 기계호흡 보조시간과중환자실에서 머문 시간은 양 군 간에 유의한 차이가 없었다(P>0.05).이상의 연구결과를 통해 저자는 체외순환을 이용한 심장수술 동안 백혈구의 활성화로 인한 숫적변화와 폐내 정체를 관찰하였고 스테로이드의 사용이 보다 높은 호중구 수의 보존효과를 가져다 주었으며 백혈구의 폐내 정체를 예방해주고 술후의 일부 관류후 증후군을 경감시켜줌을 확인할 수 있었다. 그러나 술후 시기에 있어 양 군 모두 임파구의 숫적 감소가 3일간 지속됨으로 해서 임파구와 연관된 면역계의 손상이 여전히 우려되는바 이므로 향후 이 부분에 대한 예방적 수단과 스테로이드의 술후 면역학적 기능에 미치는 영향에 관한 연구 역시 더 필요할 것으로 사료된다.

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일본잎갈나무와 리기다소나무 고사목의 호흡속도: 고사목의 부후등급과 이화학적 특성의 영향 (Coarse Woody Debris (CWD) Respiration Rates of Larix kaempferi and Pinus rigida: Effects of Decay Class and Physicochemical Properties of CWD)

  • 이민규;권보람;김성근;윤태경;손요환;이명종
    • 한국산림과학회지
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    • 제108권1호
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    • pp.40-49
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    • 2019
  • 고사목(CWD)은 산림생태계 구성요소의 하나로서 산림의 에너지 흐름과 물질순환에서 주요한 역할을 한다. 특히 고사목은 탄소를 격리하는 장기 저장고로서, 산림에서 대기로 방출되는 탄소의 속도를 지연시키는 측면에서 고사목의 호흡속도를 구명하는 것은 의의가 크다. 따라서 본 연구는 온대중부지역의 일본잎갈나무와 리기다소나무 고사목을 대상으로 호흡속도를 측정하고, 호흡속도에 영향을 미치는 인자(밀도, 함수율, 탄소농도, 질소농도 및 C/N비)의 영향력을 파악하였다. 2018년 여름, 우리나라 중부지역 14개 임분에서 부후등급 별로 시료를 채취하고, 실험실에서 휴대용 이산화탄소 센서를 부착한 밀폐형 챔버를 이용하여 고사목 호흡을 측정하였다. 두 수종 모두 부후가 진행함에 따라 고사목 밀도는 감소하였으며, 함수율은 증가했다. 또한 탄소농도는 부후등급에 따라 유의성을 나타내지 않았으나, 질소농도는 증가하고 C/N비는 감소하는 경향을 보였다. 일본잎갈나무의 경우 부후 IV등급까지 고사목의 호흡속도가 유의하게 증가하였지만, 리기다소나무에서는 부후 II등급까지 증가 후 평형상태를 보였다. 따라서 탄소농도를 제외하고, 모든 인자들이 호흡속도와 유의한 상관관계를 나타냈으며, 단계적 회귀분석의 결과, 두 수종 모두 함수율이 고사목 호흡속도에 가장 영향을 미치는 인자로 나타났다. 이와 같이 고사목의 수분은 미생물의 활성도를 높여 호흡속도에 영향을 미치며, 온도와 광 환경 등 복잡하게 연결된 환경인자들과 밀접한 관계에 있으므로 향후 이들의 상호관계 및 수분의 시계열적패턴 추정에 대한 지속적인 연구가 필요하다.

RCP 시나리오에 따른 미래 전지구 육상탄소순환 변화 전망 (Future Changes in Global Terrestrial Carbon Cycle under RCP Scenarios)

  • 이철;부경온;홍진규;성현민;허태경;설경희;이조한;조천호
    • 대기
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    • 제24권3호
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    • pp.303-315
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    • 2014
  • HadGEM2-CC 모델에서의 $CO_2$ 농도증가에 대한 RCP 시나리오의 결과는 21세기 말 전 지구 연평균 기온과 강수 증가가 전망되고 이에 따라 식물의 생산량 및 호흡량 증가가 전망된다. 20세기 말 일차생산량(GPP와 NPP), 호흡량, LAI가 21세기 말 기온 증가에 따라 증가하는 점은 기존의 Shao et al. (2013)와 유사하였다. 특히 이전 연구와 유사하게 21세기 말 일차생산량과 호흡량은 고위도보다 열대 저위도 지역에서 증가량이 더 컸다. 기온이 상승하고 강수량이 증가하면서 식생이 자라지 않던 나지 면적이 감소하였고, 이에 따른 식생 면적 증가는 식생의 생산량(GPP, NPP) 증가로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 C3 초지, 활엽수의 면적 증가가 뚜렷하였다. 이는 Beck and Goetz (2011)에서 언급한 대로 온난화에 따른 식생 면적 증가가 식생 생산성과 연관되어 $CO_2$ 흡수작용을 강화하는 데 기여할 수 있음을 의미한다. Shao et al. (2013)에 따르면 21세기 말 누적 NEE는 증가가 전망되고 이는 특히 열대와 고위도 지역이 주요 흡수원으로 작용하였기 때문으로 그 원인을 설명하였다. 본 연구에서 사용된 HadGEM2-CC에서는 전 지구 평균적으로 NEE 흡수가 증가하는 경향은 동일하게 전망하며, 이는 열대보다는 북반구 고위도지역인 유라시아와 북미 대륙에서 증가한 흡수가 그 원인으로 분석되었다(Fig. 8). 앞서 Mynenl et al. (1997)에 따르면 기온상승에 따라 식생의 광합성활동, 생장시기 길이와 시작시기의 당겨짐을 보고하였다. 본 연구 실험에서도 이와 유사하게 미래에 기온 상승에 따라 식생 성장 기간이 길어지고 LAI도 증가하며 식생 지대가 점차 고위도로 북상할 것을 전망하였다(Figs. 5, 12b). 이에 따라 육상 생태계의 $CO_2$ 흡수량은 20세기 말보다 21세기 말에 증가하였고 우리나라가 속해있는 동아시아지역($90^{\circ}E{\sim}140^{\circ}E$, $20^{\circ}N{\sim}60^{\circ}N$)은 기온, 강수뿐 아니라 $CO_2$ 흡수량도 같은 위도대의 전 지구 동서평균보다 크게 모의되었다. RCPs에 따른 흡수율은 21세기 중반까지는 대기 중 이산화탄소 농도 변화율과 유사한 경향을 보이는데 RCP 8.5에서는 21세기 후반에 흡수 증가율이 감소하며 이는 Liddicoat et al. (2013) 에서 보인것과 유사하다. 하지만 대기 중 $CO_2$의 증가와 식생분포 지역의 확대에도 불구하고 21세기 말 육상생태계의 순생태계흡수량은 크게 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 기온 상승이 크게 일어난 21세기 후반부터 토양 호흡의 급격한 증가로 인하여 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력은 감소한 것에 기인하였다. 향후 본 연구결과의 유의성을 확보하기 위해 다양한 모델의 자료를 추가할 필요가 있다. Shao et al. (2013)에 따르면 미래 탄소 흡수 전망에 있어 전 지구 및 위도별 모의 결과가 모델마다 매우 다양한데 이는 지면생태모형 간의 식생역학, 물리과정의 차이로 해석된다. 미래 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력의 변화와 기후변화를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다른 모델의 자료를 이용한 불확실성을 정량화 하는 것이 필요하며 이는 전 지구 및 지역별 탄소 순환 이해를 높이는 데 기여할 것이다.

리기다소나무와 낙엽송(落葉松) 인공조림지내(人工造林地內) 토양발생(土壤發生) 이산화탄소(二酸化炭素)에 관한 연구(硏究) (Soil Respiration in Pinus rigida and Larix leptolepis Plantations)

  • 손요환;김현우
    • 한국산림과학회지
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    • 제85권3호
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    • pp.496-505
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    • 1996
  • 경기도 양평지역의 유사한 입지에 인공조림된 40년생 리기다소나무와 낙엽송림에서 1995년 5월부터 11월까지 2주 간격으로 soda lime법으로 토양발생 이산화탄소량을 측정하였다. 뿌리호흡을 추정하기 위하여 처리구는 깊이 50-60cm로 주위에 도랑을 파서 뿌리를 끊고 주위의 뿌리가 침입하는 것을 방지하였다. 측정기간동안에 발생한 이산화탄소량은 연구대상 두 수종 간에서 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 이산화탄소량은 리기다소나무 대조구에서 가장 높은 $0.38g/m^2/hr$를 보였고, 낙엽송 처리구에서 가장 낮은 $0.31g/m^2/hr$를 보였다. 이산화탄소 발생량이 리기다소나무 임지에서 낙엽송 임지에서보다 높은 것은 리기다소나무림에서 매년 공급되는 지상부 낙엽량이 많은 것과 직접적인 관련이 있는 것으로 보인다. 연간 이산화탄소 발생량은 23-27t/ha/yr로 추정되었다. 대기 및 토양온도와 이산화탄소 발생량 간에는 정의 상관관계가 있었으나 토양습도와 이산화탄소 발생량 간에는 유의한 상관관계가 발견되지 않았다. 대조구와 처리구 간의 이산화탄소 발생량 차이로 추정한 뿌리의 호흡은 전체 토양 발생 이산화탄소량 가운데 약 3%를 차지하고 있었다. 처리구의 도랑 깊이가 암석 등의 장애물로 인해 50-60cm로 한정되었고, 단근 후 곧바로 이산화탄소 발생량을 측정한 것 등이 뿌리 호흡을 과소 측정하게 하는 원인이 되었을 가능성이 있다. 세근을 포함한 지하부 유기물의 공급량 및 유기물의 성질 등 토양 발생 이산화탄소량에 영향을 주는 제반 인자들에 대한 보다 면밀한 장기간의 연구가 산림생태계 내 탄소의 순환을 이해하는데 필요한 것으로 사료된다.

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구개인두성형술의 효과 및 합병증에 관한 장기추적관찰 (LONG TERM FOLLOW UP OF EFFECTIVENESS AND COMPLICATIONS OF PALATOPHARYNGOPLASTY)

  • 박재훈;이용배;남순열;김원일
    • 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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    • 대한기관식도과학회 1993년도 제27차 학술대회 초록집
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    • pp.100-100
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    • 1993
  • 구개인두성형술은 만성 코골음 및 폐쇄성 수면 무호흡증의 치료를 위해 널리 이용되고 있는 수술이며 수술 직후의 치료 효과 및 합병증에 대한 연구는 많이 이루어져 있으나 5년 이상의 장기 추적 관찰에 관한 연구는 드물게 보고 되고 있다. 이에 저자들은 1985년부터 1987년까지 구개인두성형술을 시행한 총 37명의 환자중 추적관찰이 가능했던 25명의 환자(남:18명, 여:7명)를 대상으로 수술전, 수술후 8주 및 수술후 5년이 지난 환자의 주관적 증상을 비교 평가 하였으며 중상의 변화와 함께 체중의 증감도 같이 조사하여 다음과 같은 결과를 얻었다. (1) 수술후 5년된 25명의 환자에서 코골음은 10명(40%)에서 완전히 사라졌고 정도의 차이(Grade 1 - 3)는 있지만 3명을 제외한 나머지 모두에서 호전을 보였다. (2) 수술전 AI>20이었던 15명의 환자에서 발견된 수면 무호흡증은 추적 관찰용 수면 다원 검사상 13명의 환자에서 Grade 0 - 1 (Oxygen saturation 86%)로의 호전을 보였고 수술후 5년이 지난뒤에도 증상의 변화 및 체중 변화는 없었다. (3) 수술 5년후에도 문제가 되는 합병증으로는 물을 급히 마실 때에만 코끝에 물방울이 비치는 정도의 구개인두부전 3례, 인두 비대칭 1례, 인두 건조감이 5례에서 관찰되었다. 그외 비인두 협착, 미각 상실, 및 호흡 순환계의 장애 둥 심각한 합병증은 발견되지 않았다.

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한국의 두 주요 생태계에 대한 JULES 지면 모형의 민감도 분석: 일차생산량과 생태계 호흡의 모사에 미치는 생물리모수의 영향 (A Sensitivity Analysis of JULES Land Surface Model for Two Major Ecosystems in Korea: Influence of Biophysical Parameters on the Simulation of Gross Primary Productivity and Ecosystem Respiration)

  • 장지현;홍진규;변영화;권효정;채남이;임종환;김준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.107-121
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    • 2010
  • 본 연구에서는 한반도의 주요 생태계인 활엽수림과 농경지에서 지면 모형 JULES(Joint UK Land Environment Simulator)으로 모의한 총일차생산량 (Gross Primary Productivity: GPP)과 생태계 호흡량 (ecosystem respiration: RE)의 수치 모사 결과에 영향을 미치는 주요 모수를 파악하였으며, 민감한 모수에 대해 실측자료를 사용함에 따른 모형 예측력의 개선 정도를 평가하였다. 민감도 실험의 결과, 활엽수림과 농경지에서 모두 JULES로 모의한 GPP는 잎 내부의 질소농도와 리불로오스이인산(RuBP) 카르복실화의 최대 속도에 가장 민감하였다. RE는 활엽수림에서는 목질부 탄소량과 엽면적지수를 연결시켜주는 상수에 가장 민감하였다. 반면에 농경지에서 수치모사된 RE는 GPP와 같이 각각 잎 내부의 질소 농도와 RuBP 카르복실화의 최대 속도에 가장 민감하였다. JULES로부터 제공된 모수의 값으로 모의된 두 지역의 GPP와 RE는 모두 관측값에 비해 과대평가되었다. 특히 활엽수림에서 GPP가 가장 민감하게 반응했던 잎 질소 농도의 실제 관측값이 모형에서 사용하는 기존 설정값의 50% 이하임을 고려할 때 모형에서 설정된 모수의 값으로 탄소 순환을 수치 모사할 경우에 모수의 기존 설정값과 실제값의 차이가 모형의 과다모의에 상당한 영향을 미침을 확인할 수 있었다. 따라서 한반도 탄소순환의 현실적인 모의를 위해서는 모형에서 요구되는 생물리학적 정보가 한반도 다양한 식생 기능 형태를 현실적으로 잘 반영하는지를 확인해야 할 뿐 아니라 지속적인 현장 관측을 통해서 생물리학적 정보와 관련된 자료기반을 마련하는 것이 중요하다.