• 한국농공학회지
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• 제32권E호
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• pp.33-46
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• 1990

Abstract Over 700/0 of the rural land area in Korea is mountainous and small watersheds provide most of the water resources for agricutural use. To provide an appropriate tool for the agricultural water resource development project, SNUA2, a mathematical model for simulating the physical processes governing the precipitation-runoff relationships and predicting the storm and long-term runoff quantities from the small mountainous watersheds was developed. The hydrological characteristics of small mountainous watersheds were reviewed to select appropriate theories for the simulation of the runoff processes, and a deterministic and distributed model was developed. In this, subsurface flows are routed by solving Richard's two dimensional equation, the dynamics of soil moisture contents are simulated by the consideration of phenological factors of canopy plants and surface flows are routed by solving the kinematic wave theory by numerical analysis. As a result of an application test of the model to the Sanglim watershed, peak flow rates of storm runoff were over-estimated by up to 184.2%. The occurence time of peak flow and total runoff volume of storm runoffs simulated were consistent with observed values and the annual runoff volumes were simulated in the error range of less than 5.8%.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.8-9
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• 2017

Soybean yield has been low and unstable in Japan and other areas in East Asia, despite long history of cultivation. This is contrasting with consistent increase of yield in North and South America. This presentation tries to describe perspective of breaking stagnation of soybean yield in East Asia, considering the factors of the different yields between regions. Large amount of rainfall with occasional dry-spell in the summer is a nature of monsoon climate and as frequently stated excess water is the factor of low and unstable soybean yield. For example, there exists a great deal of field-to-field variation in yield of 'Tanbaguro' soybean, which is reputed for high market value and thus cultivated intensively and this results in low average yield. According to our field survey, a major portion of yield variation occurs in early growth period. Soybean production on drained paddy fields is also vulnerable to drought stress after flowering. An analysis at the above study site demonstrated a substantial field-to-field variation of canopy transpiration activity in the mid-summer, but the variation of pod-set was not as large as that of early growth. As frequently mentioned by the contest winners of good practice farming, avoidance of excess water problem in the early growth period is of greatest importance. A series of technological development took place in Japan in crop management for stable crop establishment and growth, that includes seed-bed preparation with ridge and/or chisel ploughing, adjustment of seed moisture content, seed treatment with mancozeb+metalaxyl and the water table control system, FOEAS. A unique success is seen in the tidal swamp area in South Sumatra with the Saturated Soil Culture (SSC), which is for managing acidity problem of pyrite soils. In 2016, an average yield of $2.4tha^{-1}$ was recorded for a 450 ha area with SSC (Ghulamahdi 2017, personal communication). This is a sort of raised bed culture and thus the moisture condition is kept markedly stable during growth period. For genetic control, too, many attempts are on-going for better emergence and plant growth after emergence under excess water. There seems to exist two aspects of excess water resistance, one related to phytophthora resistance and the other with better growth under excess water. The improvement for the latter is particularly challenging and genomic approach is expected to be effectively utilized. The crop model simulation would estimate/evaluate the impact of environmental and genetic factors. But comprehensive crop models for soybean are mainly for cultivations on upland fields and crop response to excess water is not fully accounted for. A soybean model for production on drained paddy fields under monsoon climate is demanded to coordinate technological development under changing climate. We recently recognized that the yield potential of recent US cultivars is greater than that of Japanese cultivars and this also may be responsible for different yield trends. Cultivar comparisons proved that higher yields are associated with greater biomass production specifically during early seed filling, in which high and well sustained activity of leaf gas exchange is related. In fact, the leaf stomatal conductance is considered to have been improved during last a couple of decades in the USA through selections for high yield in several crop species. It is suspected that priority to product quality of soybean as food crop, especially large seed size in Japan, did not allow efficient improvement of productivity. We also recently found a substantial variation of yielding performance under an environment of Indonesia among divergent cultivars from tropical and temperate regions through in a part biomass productivity. Gas exchange activity again seems to be involved. Unlike in North America where transpiration adjustment is considered necessary to avoid terminal drought, under the monsoon climate with wet summer plants with higher activity of gas exchange than current level might be advantageous. In order to explore higher or better-adjusted canopy function, the methodological development is demanded for canopy-level evaluation of transpiration activity. The stagnation of soybean yield would be broken through controlling variable water environment and breeding efforts to improve the quality-oriented cultivars for stable and high yield.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.337-346
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• 2010

기후변화는 전 세계적으로 다양한 영향을 끼치고 있다. 본 연구에서는 준분포형 연속 모형인 SWAT을 이용하여 소양강 유역(2,694.4 $km^2$)의 기후, 식생활력도, 토지이용 변화에 따른 수문요소 변화 값을 정량화하여 기후변화에 따른 수문요소의 영향을 분석하였다. 1997-2006년의 일 댐유입량을 이용하여 모형을 보정한 결과 Nash-Sutcliffe 모형 효율이 0.45-0.91로 나타났다. 기후변화 자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)의 GCM 모형 중 MIROC3.2 hires, ECHAM5-OM, HadCM3의 결과 값을 입력하였으며, 이때 배출 시나리오는 A2, A1B와 B1을 사용하였다. 각 모형에 20C3M(20th Century Climate Coupled Model) 값과 과거 30년(1977-2006)의 값을 비교하여 오차 수정을 한 후 2000년(base line)을 기준으로 각 기간별 Change Factor Method로 다운스케일링을 실시하였다. 미래 기후자료는 2020s(2010-2039), 2050s(2040-2069), 2080s(2070-2099)의 기간으로 나누어 분석하였다. 미래 온도의 경우 연도별로는 $2.0{\sim}6.3^{\circ}C$ 증가하였으며, 계절적으로도 HadCM3를 제외한 전 기간에 증가하였다. 연강수량은 $-20.4{\sim}32.3%$ 변화하였으며, 가을의 강수량 감소와 겨울과 봄 강수량 증가가 모든 모형에서 나타났다. 미래 토지이용과 식생 활력도 예측에는 CA-Markov 방법과 MODIS LAI와 온도와의 회귀식을 사용하였다. 이에 따른 연중 수문요소 예측 결과, 증발산량은 최대 30.1% 증가하였으며, 토양수분과 지하수 함양량은 최대 32.4%, 55.4% 감소하는 것으로 예측되었다. 댐 유입량의 경우는 모형별 차이가 크며, $-38.6{\sim}29.5%$의 변화 범위를 보였다. 계절적으로는 모든 시나리오에서 가을의 댐 유입량, 토양수분, 지하수 함양량 감소를 보였으며, 온도와 강수량이 감소하는 일부기간을 제외하고는 증발산량은 모두 증가하였다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제12권2호
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• pp.77-84
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• 1992

본 시험은 장마후 예취시에 많은 그루터기의 고사가 일어나 초지가 황폐화하는 원인을 구명하기 위하여 장마기간에 목초의 생육에 불리하게 작용할 수 있는 요인인 그루터기내 저장탄수화물 함량의 변화- 토양중의 수분함량 및 온도 초지내의 온도, 습도 빛 광도와 같은 미기 상을 장마기간동안에 조사하였다. 조사는 1984년 6월부터 7월사이에 실시되었으며 얻어진 결과는 다음과 갇다. l 목초의 저장탄수화물 함량은 장마전 예취시 예취후 3일째에 약 2.9%로 떨어졌으나 점차 회복되어 장마가 끝난 후에는 10% 이상으로 증가하였으며 장마후 예취구의 경우 장마중에는 약 5.5 %의 낮은 수준을 유지하였으나 예취후 3일째의 함량은 3%로 장마전 예취구와 비슷한 수준이였다. 2 유효토양수분함량은 배수처리구가 약간낮았고 장마전 예취구가 장마후 예취구보다 약간 높았으나 장마후 예취를 한 후에는 장마전 예취구에서 함량이 낮았다. 3 초지의 지중 10cm에서의 오전 10시 온도는 장마전 예취구가 장마후 예취구보다 높았다. 4 초지 지표면의 일 최고온도는 장마전 예취구가 장마후 예취구에 비해 높았으며 변이도 컸다. 5. 초지내 지상 3cm에서의 상대습도의 변화는 장마전 예취구에셔는 강우중을 제외하고는 70% 이하였으며 장마후 예취구는 75-90 %의 높은 습도 를 기록하였다. 6 초지 지표면의 상대조도는 장마전 예취구가 50-90 %, 장마후 예취구가 10% 미만으로 장마전 예취구가 높았다. 7. 본 시험 결과 오차드그라스 채초지의 여름철 그루터기 고사는 초지내의 상대습도의 증가와 입사 광량의 감소로 인한 식물병의 발생과 관계되는 것으로 생각된다.

• 한국버섯학회지
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• 제21권1호
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• pp.22-32
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• 2023

간벌률이 산림 내에서 환경 요인과 외생균근성 버섯 발생에 미치는 영향을 알아보기 위해 34%, 45%, 60%의 간벌 처리 후 10년이 지난 소나무림에서 수관 울폐율, 수관 통과우량, 토양 온도, 토양 수분량, 하층 식생의 광반응과 외생균근성 버섯 발생 특징을 조사하였다. 수관 울폐율은 4월에 34% 처리구와 대조구가 80~85%로 유의적으로 높았고 11월에는 모든 간벌 처리구들이 대조구에 비하여 5~10%가량 낮아졌다. 60% 처리구의 수관통과우량은 대조구에 비하여 총 200 mm이상 많았으며 월별 수관통과 우량은 10월에 100 mm 이상 큰 차이가 나타났다. 각 처리구의 토양 온도는 60% 처리가 45% 처리에 비하여 0.3~0.5℃ 정도 높아 큰 차이는 없었으나 대조구와는 1℃이상 유의적으로 높아졌다. 간벌 처리구에서 강우 시 토양 수분량이 5% 이상 더 증가하며 34% 처리구에서는 수분 감소 속도도 느려졌다. 소나무를 제외한 주요 수종의 광합성량은 신갈나무가 7 µmolCO₂·m^-2·s^-1로 가장 많았다. 800 µmol·m^-2·s^-1의 동일한 광도에서 신갈나무는 45% 처리구에서 6±0.3 µmolCO₂·m^-2·s^-1로 가장 높은 광합성 수준을 보여주었으며 때죽나무와 쇠물푸레는 간벌률이 높을수록 광합성량이 증가하였다. 균근성 버섯의 SWI에서 종수는 각 처리구간에는 큰 차이가 나타나지 않았으나 버섯의 발생량은 34%와 45% 처리구가 대조구에 비하여 약 360~840 g 더 많이 발생하였고 60% 처리구에서는 대조구에 비하여 860 g 더 적은 양이 발생하였다. 특정 종에 따라 애광대버섯은 대조구가 간벌 처리구에 비하여 더 많은 개체수가 발생하였으나 황소비단그물버섯은 34% 간벌 처리구가 대조구에 비하여 10배 이상 증가하였다. 이상의 결과를 통하여 소나무림에서 간벌률에 따른 수관 울폐율의 감소는 산림 내에 광량과 수관통과우량을 증가시키며 토양 온도 상승 및 토양 수분량의 증가와 하층 식생의 광합성량을 증가시켜 특정 버섯의 발생량 변화에 영향을 주는 것으로 추정된다. 그러나 산림생태계의 복잡성을 고려할 때 간벌과 버섯 발생에 대한 정확한 상관관계를 알기 위해서는 장기간의 연구가 지속되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권2호
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• pp.242-251
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• 2010

이 논문은 장기간에 걸쳐 논 생태계에서 측정된 이산화탄소와 메탄의 순교환량 과 이와 동시에 모니터링된 다양한 환경요소들과의 상관관계들을 살펴보고, 이들 플럭스와 환경 요소 및 생태계 요소들이 어떻게 교환된 이산화탄소와 메탄의 동위원소비에 영향을 미치는 지를 파악하고자 하였다. 생육기간 동안 관측된 이산화탄소 및 메탄의 순교환량은 는 담수기에는 각각 일사량과 토양온도의 변화에 따라 경시적인 변화를 보였으나, 낙수기를 전후해서는 토양에 저장되어 있던 가스들이 낙수 후 확산장벽이 사라짐으로 인해 급격히 대기 중으로 대량 방출되는 경향을 보였다. 이러한 플럭스의 변화는 토양 중에 저장되어 있는 이산화탄소와 메탄의 저장량 감소와 직접적으로 연결되었고, 이에 상응하는 순교환량 중 토양의 기여분 증가와 대기 중 이산화탄소 및 메탄의 농도 증가 및 동위원소비 변화가 관찰되었다. 이러한 변화는 환원상태에서 진행되는 메탄생성의 결과로, 기질인 이산화탄소는 상대적으로 무거운 $^{13}C$ 동위원소가 축적되는 반면, 생성물인 메탄은 가벼운 $^{12}C$ 동위원소가 축적되기 때문으로 판단된다. 따라서, 토양 유래 이산화탄소는 식물체 호흡 유래 이산화탄소와 구분되는 동위원소 특성을 지내게 된다. Keeling plot 혼합 모델로 추정된 이산화탄소와 메탄의 가스교환 동위원소 지문은 담수기와 낙수기에 걸쳐 매우 뚜렷한 변화를 보였으며, 그 변화 정도는 토양 중 가스 저장량, 교환된 플럭스의 크기 및 방향, 이동 경로, 부분적인 방출 이산화탄소의 재흡수도, 메탄의 산화정도 등에 의해 크게 달랐다. 본 연구의 결과들은 자연상태에서 관측된 플럭스와 결합된동위원소 기술이 생태계 내 다양한 가스 교환 메커니즘을 이해하는데 매우 유용한 도구가 될 수 있음을 보여주였다.

• 한국조경학회지
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• 제32권3호
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• pp.1-17
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• 2004

The focus of this study is the promotion of green area volumes and their naturalness, water circulation system, decline of entropy, creation of biological habitats and linkage of separated urban green space. Re-presentative urban biotope survey sites were categorized as urban biotope, semi-natural biotope, and natural forest. In the urban biotope, a residential biotope was constructed near the Han river and in mountain areas. The green-area ratio at the housing complex was about 25%. GVZ(Grunvolumenzahl) was 0.35m$^3$/m$^2$ at the 5∼10-story housing complex, and 1.53m$^3$/m$^2$ over the 11-story. As for the green-area structure of the housing complex, canopy layer, understory layer, and shrub layer were not differentiated and the green-area volume was not high enough. The green-area ratio of school areas as a public area biotope was 5∼20%. GVZ was 1.12m$^3$/m$^2$ at Myungduk High School, and 1.78m$^3$/m$^2$ at Jeonggok Elementary School. In order to convert the urban biotope into an ecological area, green areas around the buildings should be connected to urban buffer green areas, and multi-layer structures should be established with natural plant species. In the semi-natural biotope, neighbor parks were created park in the vicinity of the natural forests. GVZ was 0.28m$^3$/m$^2$, and plantation was established with single layer structure and was definitely insufficient for the area. The urban buffer green areas have been established in strip corridors with the width of 20∼123m. In those areas, GVZ was 0.16∼0.27m$^3$/m$^2$ and had a deficient canopy layer, understory layer, and shrub layer. Soil conditions were not favorable for tree growth. In the natural biotope, GVZ of the plantation was 1.03∼1.5m$^3$/m$^2$ but the high crown closure of this area reduces the chance of species change and succession. GVZ of natural forest was 2.53∼2.57m$^3$/m$^2$. It is desirable to plant diverse plants and the natural forest should be succeeded by broad-leaf deciduous tree species. To improve the value of biotope at Kangseo-Gu, building height needs to be limited to reduce the environmental deterioration in the city. In order to maintain the water circulation system, water-permeable material is recommened when the urban surface areas are paved. The establishment of a water circulation system will improve ground water levels, soil moisture, water quality, and habitats. In order to improve biological diversity, it is desirable to have multi-layer structures in urban green areas with native species.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제42권1호
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• pp.20-29
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• 2018

Background: For various reasons such as agricultural and economical purposes, land-use changes are rapidly increasing not only in Korea but also in the world, leading to shifts in the characteristics of local carbon cycle. Therefore, in order to understand the large-scale ecosystem carbon cycle, it is necessary first to understand vegetation on this local scale. As a result, it is essential to comprehend change of the carbon balance attributed by the land-use changes. In this study, we attempt to understand accumulated soil carbon (ASC) and soil respiration (Rs) related to carbon cycle in two ecosystems, artificially turned forest into pastureland from forest and a native deciduous temperate forest, resulted from different land-use in the same area. Results: Rs were shown typical seasonal changes in the alpine pastureland (AP) and temperate deciduous forest (TDF). The annual average Rs was $160.5mg\;CO_2\;m^{-2}h^{-1}$ in the AP, but it was $405.1mg\;CO_2\;m^{-2}h^{-1}$ in the TDF, indicating that the Rs in the AP was lower about 54% than that in the TDF. Also, ASC in the AP was $124.49Mg\;C\;ha^{-1}$ from litter layer to 30-cm soil depth. The ASC was about $88.9Mg\;C\;ha^{-1}$, and it was 71.5% of that of the AP. The temperature factors in the AP was high about $4^{\circ}C$ on average compared to the TDF. In AP, it was observed high amount of sunlight entering near the soil surface which is related to high soil temperature is due to low canopy structure. This tendency is due to the smaller emission of organic carbon that is accumulated in the soil, which means a higher ASC in the AP compared to the TDF. Conclusions: The artificial transformation of natural ecosystems into different ecosystems is proceeding widely in the world as well as Korea. The change in land-use type is caused to make the different characteristics of carbon cycle and storage in same region. For evaluating and predicting the carbon cycle in the vegetation modified by the human activity, it is necessary to understand the carbon cycle and storage characteristics of natural ecosystems and converted ecosystems. In this study, we studied the characteristics of ecosystem carbon cycle using different forms in the same region. The land-use changes from a TDF to AP leads to changes in dominant vegetation. Removal of canopy increased light and temperature conditions and slightly decreased SMC during the growing season. Also, land-use change led to an increase of ASC and decrease of Rs in AP. In terms of ecosystem carbon sequestration, AP showed a greater amount of carbon stored in the soil due to sustained supply of above-ground liters and lower degradation rate (soil respiration) than TDF in the high mountains. This shows that TDF and AP do not have much difference in terms of storage and circulation of carbon because the amount of carbon in the forest biomass is stored in the soil in the AP.

• 한국환경생태학회지
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• 제6권2호
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• pp.113-126
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• 1993

소백산국립공원 희방계곡의 삼림군집구조분석을 위하여 25개소에 조사구(1개 조사구당 500$m^2$면적)를 설치하고 식생조사를 실시하여 TWINSPAN에 의한 classification 분석과 ordination기법의 일종인 DCA와 CCA를 적용하였다. DCA에 의해 군집은 4개로 분리되었고. 나뉘어진 군집은 소나무군집, 신갈나무-소나무군집, 신갈나무-노각나무-서어나무군집, 신갈나무-당단풍군집이었다. 환경인자와 조사지 및 수종과의 관계를 분석한 CCA에서는 토양환경이 변화되지 않은 2차 천이 초기단계를 나타내었다. 두 기법에 의해 추정된 천이과정에서 교목상층은 해발 800m이하에서 소나무$\longrightarrow$신갈나무, 졸참나무$\longrightarrow$서어나무(노각나무) 순이었고, 교목하층 및 관목층에서는 진달래, 철쭉, 개옻나무$\longrightarrow$쪽동백나무, 생강나무$\longrightarrow$함박꽃나무, 참개암나무 순으로 추정되었다. 환경인자의 ordination분석에서는 천이가 진행될 수록 수분과 유기물의 토양성질들이 양호하여졌다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.615-621
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• 2005

본 논문에서는 산악지대, 논, 채소밭, 풀밭, 도로, 수면 등을 포함하는 지표면에 대한 합성 개구면 레이다(SAR) 영상을 생성하여 주는 시뮬레이션 모델을 선보인다. 우선 토양, 수면, 논, 밭과 같은 풀 층과 나무 숲 등에서의 산란 모델을 개발하였다. 그런 다음에, 표고 데이터와 지형 데이터를 이용하여 SAR 영상을 생성하였다. 이용된 지형 변수로는 토양 수분 함유량, 표면 거칠기, 초목 층 높이, 잎 넓이, 잎 길이, 잎 밀도, 가지 길이, 가지 밀도, 나무 기둥 길이, 나무 기둥 밀도를 포함하는 10개이다. 개발된 산란 모델들은 실험 데이터와 비교하는 방식으로 정확성을 증명하였고, 특정 지역에서의 SAR 영상을 생성하였다.