• 대한원격탐사학회지
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• 제30권5호
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• pp.651-664
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• 2014

최근 주기적이고 정확한 산림바이오매스 탄소저장량 추정에 대한 필요성이 한국에서도 점차 증가하고 있다. 본 연구에서는 k-Nearest Neighbor (kNN) 및 Regression Tree Analysis (RTA) 알고리즘을 대상으로 공주 및 세종시를 대상으로 한 탄소량 변화 탐지를 통해 그 효용성을 비교 분석 하고자 하였다. 현장 자료로는 제 3차 및 제 5, 6차 국가산림자원조사 자료를 이용하였으며, 위성영상자료는 1992년, 2010년에 취득된 Landsat TM과 2009년에 취득된 Aster 영상을 이용하였다. 또한, 추정정확도를 향상시키기 위해 각 영상으로부터 다양한 식생지수를 생성하였다. 두 방법론의 비교를 위해 RMSE 및 평균편의(mean bias)를 포함한 각종 탄소통계량을 계산하였으며, 대상지역에 대한 탄소분포지도를 생성하고 비교를 수행하였다. 그 결과, kNN 알고리즘은 영상에 상관없이 보다 안정적인 추정결과를 나타낸 반면, 스무딩 효과로 인해 탄소의 공간분포가 뚜렷하지 않은 단점이 발견되었다. RTA의 경우 평균편의 결과 및 탄소의 공간분포가 명확히 나타나는 장점이 있으나, 위성영상에 따라 탄소추정량에서 큰 차이를 나타내었다. 최종적으로 2009년 및 2010년 탄소지도에서 1992년 탄소지도를 차분한 탄소차분지도를 생성을 통해 공주시 및 세종시 지역의 산림 탄소저장량이 급격히 증가했음을 확인하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제19권2호
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• pp.39-48
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• 2011

대기 중 온실가스 증가로 인한 지구온난화의 영향으로 각종 자연 재해가 증가하면서, 온실가스에서 가장 큰 비율을 차지하는 이산화탄소의 자연 포집지인 산림이 저장하고 있는 탄소량을 추정하기 위한 많은 연구가 진행 중에 있다. 하지만 국내 지역의 환경에 적합한 탄소저장량 추정 기법 및 자료 선정에 대한 연구는 아직 부족한 상황으로, 이에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 논문에서는 전 세계적으로 탄소저장량 추정에 보편적으로 이용되고 있는 회귀 모델과 $k$NN($k$-Nearest Neighbor) 알고리즘을 이용하여 충청북도 단양군을 대상으로 산림이 저장하고 있는 탄소 저장량을 추정하고 결과를 비교 분석하였다. 연구 자료로써 Landsat TM 영상과 제5차 NFI(National Forest Inventory) 자료를 이용하였으며, 지형효과 보정 및 식생 구분에 특화된 다양한 비율영상을 사용하였다. 분석 결과, 단양군의 탄소저장량 추정에는 회귀 모델보다 $k$NN 알고리즘을 이용하는 것이 더 유리하며, 비율영상의 경우 정확도 향상에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국기후변화학회지
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• 제8권4호
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• pp.393-399
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• 2017

According to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC), all parties have to submit the national GHG inventory report. Estimating carbon stocks and changes in Land Use, Land-Use Changes and Forestry (LULUCF) needs an activity data and emission factors. So this study was conducted to develop carbon emission factor for Robinia pseudoacacia L., Betula platyphylla var. japonica, and Liriodendron tulipifera. As a result, the basic wood density ($g/cm_3$) was 0.64 for R. pseudoacacia, 0.55 for B. platyphylla, and 0.46 for L. tulipifera. Biomass expansion factor was 1.47 for R. pseudoacacia, 1.30 for B. platyphylla, and 1.24 for L. tulipifera. Root to shoot ratio was 0.48 for R. pseudoacacia, 0.29 for B. platyphylla, and 0.23 for L. tulipifera. Uncertainty of estimated emission factors on three species ranged from 3.39% to 27.43% within recommended value (30%) by IPCC. We calculated carbon stock and change using these emission factors. Three species stored carbon in forest and net $CO_2$ removal was $1,255,398\;t\;CO_2/yr$ during 5 years. So we concluded that our result could be used as emission factors for national GHG inventory report on forest sector.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.258-266
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• 2023

본 연구는 다년생 목본작물 바이오매스에 대한 해외 주요국가들의 산정 방법과 연구사례를 분석하였다. 주요국별 다년생 목본작물의 탄소축적 변화량 산정 방법을 살펴본 결과, 호주, 캐나다, 일본, 불가리아 등은 축적차이법을 적용하고 있는 것으로 확인되었으며, 독일, 오스트리아와 덴마크 등은 획득손실법을 기반으로 탄소축적 변화량을 산정하고 있는 것으로 나타났다. 또한, 해외의 경우, 2단계 고도화연구를 통해 계수를 자체 개발하는 단계를 넘어 영상자료를 활용한 탄소축적 변화량 추정 연구를 진행하고 있는 반면, 국내의 경우 2단계 고도화연구를 시작하는 단계인 것으로 나타났다. 이러한 결과를 기반으로, 국내에서 향후 필요한 연구 네 가지를 제안하고자 한다: 1) 배출·흡수량 통계의 완전성 제고를 위한 과수별 바이오매스 상대생장식 및 탄소전환계수와 이를 활용하여 산출된 단위면적(ha)당 탄소축적량 같은 국가고유계수에 대한 자체 개발, 2) 과수별 바이오매스 기준 성목 및 벌채 주기에 대한 정의와 고도화된 연령별 재배면적 산정방법론에 대한 정책연구, 3) 2025년 발사 예정인 농림위성을 기반으로 상대생장식 및 원격탐사기법을 활용하여 농경지 부문 다년생 목본작물의 고도화된 산정기법을 개발하는 연구, 그리고 농경지 부문 다년생 목본작물 재배지 매트릭스 구축 및 모니터링 체계를 확립하는 연구, 마지막으로, 4) 동적탄소순환모형을 구현하기 위해, 현재 전체 농경지들을 하나로 취급하여 산정하고 있는 토양의 탄소축적 변화량을 하위 토지분류별로 구분하여 산정하는 연구들이 반드시 필요할 것이다. 본 연구는 비교대상 국가가 8개국으로 한정되어 전세계 국가의 다년생 목본작물에 대한 정의 및 탄소축적 변화량 연구에 대한 일반화에 한계점이 존재한다. 그러나, 주요국별 다년생 목본작물 탄소축적 변화량 산정방법 비교·분석을 통해, 국내 다년생 목본작물의 관련 연구를 위해 필요한 단계별 접근방식과 탄소축적 변화량 산정방법을 제안하였다. 이는 2050 농식품부 탄소중립 추진전략, 농업분야 탄소중립 실현을 위한 기반 구축 및 관련 연구 활성화에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제8권4호
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• pp.415-424
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• 2017

This study was conducted to estimate carbon stocks of Pinus densiflora with drawing volume of trees in each tree height and DBH applying the suitable stem taper equation and tree specific carbon emission factors, using collected growth data from all over the country. Information on distribution area, tree age, tree number per hectare, tree volume and volume stocks were obtained from the $5^{th}$ National Forest Inventory (2006~2010) and Statistical yearbook of forest (2016), and method provided in IPCC GPG was applied to estimate carbon stock and uptake. Performance in predicting stem diameter at a specific point along a stem in Pinus densiflora by applying Kozak's model, $d=a_{1}DBH^{a_2}a_3^{DBH}X^{b_{1}Z^2+b_2ln(Z+0.001)+b_3\sqrt{Z}+b_4e^z+b_5(\frac{DBH}{H})}$, which is well known equation in stem taper estimation, was evaluated with validations statistics, Fitness Index, Bias and Standard Error of Bias. Consequently, Kozak's model turned out to be suitable in all validations statistics. Stem volume table of P. densiflora was derived by applying Kozak's model and carbon stock tables in each tree height and DBH were developed with country-specific carbon emission factors ($WD=0.445t/m^3$, BEF = 1.445, R = 0.255) of P. densiflora. As the results of analysis in carbon uptake for each province, the values were high with Gangwon-do $9.4tCO_2/ha/yr$, Gyeongsandnam-do and Gyeonggi-do $8.7tCO_2/ha/yr$, Chungcheongnam-do $7.9tCO_2/ha/yr$ and Gyeongsangbuk-do $7.8tCO_2/ha/yr$ in order, and Jeju-do was the lowest with $6.8tC/ha/yr$. Total carbon stocks of P. densiflora were 127,677 thousands tC which is 25.5% compared with total percentage of forest and carbon stock per hectare (ha) was $84.5tC/ha/yr$ and $7.8tCO_2/ha/yr$, respectively.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권2호
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• pp.202-210
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• 2018

This study was carried out to quantify degree of contribution of harvested wood product (HWP) on mitigation of climate change by valuation of public benefits, environmentally and economically. The potential carbon dioxide emission reduction of HWP was estimated by accounting carbon storage effect and substitution effect. Based on 2014 statistics of Korea Forest Service, domestic HWPs were sorted by two categories, such as wood products produced domestically from domestic and imported roundwood. The wood products were divided into seven items; sawnwood, plywood, particle board, fiberboard (MDF), paper (including pulp), biomass (wood pellet) and other products. The carbon stock of wood products and substitution effects during manufacturing process was evaluated by items. Based on the relevant carbon emission factor and life cycle analysis, the amount of carbon dioxide emission per unit volume on HWP was quantified. The amounts of carbon stock of HWP produced from domestic and from imported roundwood were 3.8 million $tCO_{2eq}$., and 2.6 million $tCO_{2eq}$., respectively. Also, each reduction of carbon emission by substitution effect of HWP produced from domestic and imported roundwood was 3.1 million $tCO_{2eq}$. and 2.1 million $tCO_{2eq}$., respectively. The results of this study, the amount of carbon emission reduction of HWP, can be effectively used as a basic data for promotion of wood utilization to revise and establish new wood utilization promotion policy such as 'forest carbon offset scheme', and 'carbon storage labeling system of HWP'.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권2호
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• pp.177-188
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• 2013

본 연구에서는 임상도와 HyTAG 모형을 적용하여 기후변화에 따른 경기도 용인시 임상의 잠재 생육적지 분포 변화와 산림 재적 및 탄소저장량 변화를 예측하였다. 이를 위해 제5차 임상도와 전국산림자원조사를 이용한 생장모델을 적용하여 현재의 용인시 산림재적을 예측하였다. HyTAG 모형을 적용하여 10년 단위로 미래 100년 후까지 잠재생육 적지 분포를 예측하고, 생장모델인 대수차 변형을 이용하여 산림 재적을 산출하였다. 용인시 산림을 제5차 임상도를 이용하여 분석한 결과, 현재 침엽수림 37.8%, 활엽수림 62.2%로 분포하고 있었다. HyTAG 모형을 적용한 30년 후 임상의 분포는 침엽수림 0.13%, 활엽수림 99.97%로 변화하였으며, 60년 후에 용인시 전체의 임상이 활엽수림으로 분포하는 것으로 나타났다. 또한, 현재 산림탄소량은 1,773,862 tC(56.79 tC/ha)로 측정되었으며 HyTAG 모형을 적용한 50년 후에 탄소저장량은 4,432,351 tC(141.90 tC/ha), 100년 후에는 6,884,063 tC(220.40 tC/ha)로 예측되었다. HyTAG 모형에 따른 수종별 변화를 분석해 본 결과, 잣나무, 낙엽송, 리기다소나무, 소나무는 각각 10년, 30년, 30년, 50년 이후에는 기후에 적합하지 않는 것으로 예측되었으며, 모두 참나무류가 적합한 것으로 예측되었다.

• 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.

• 한국기후변화학회지
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• 제8권3호
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• pp.239-245
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• 2017

This study aimed to suggest priority for developing emission factor (EF) and to develop the methodology of quantitative assessment of EF in the forestry sector. Based on the stock-difference method, 17 kinds of EFs (27 EFs based on forest types) were required to calculate the carbon emission in the forestry sector. Priority for developing EFs followed the standards, which is a development plan by the government agency, importance of carbon stock for greenhouse gas, and EFs by the species. Currently, the most urgent development of EFs was carbon fraction in biomass and carbon stock in dead wood. Meanwhile, the quantitative assessment of EF consisted of 7 categories (5 categories of compulsory and 2 categories of quality evaluation) and 12 verification factors. Category in compulsory verification consisted of administrative document, determination methodology of emission factors, emission characteristic, accuracy of measurement and analysis, and data representative. Category in quality evaluation consisted of data management and uncertainty estimates. Based on the importance of factors in the verification process, each factor was scored separately, however, the score needs to be coordinated by the government agency. These results would help build a reliable and accurate greenhouse gas inventory report of Korea.

• 한국기후변화학회지
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• 제6권4호
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• pp.357-366
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• 2015

This study was conducted to estimate carbon stocks of Quercus serrata with drawing volume of trees in each tree height and DBH applying the suitable stem taper equation and tree specific carbon emission factors, using collected growth data from all over the country. Information on distribution area, tree number per hectare, tree volume and volume stocks were obtained from the $5^{th}$ National Forest Inventory (2006~2010), and method provided in IPCC GPG was applied to estimate carbon storage and removals. Performance in predicting stem diameter at a specific point along a stem in Quercus serrata by applying Kozak's model,$d=a_1DBH^{a_2}a_3^{DBH}X^{b_1Z^2+b_2ln(Z+0.001)+b_3{\sqrt{Z}}+b_4e^Z+b_5({\frac{DBH}{H}})}$, which is well known equation in stem taper estimation, was evaluated with validations statistics, Fitness Index, Bias and Standard Error of Bias. Consequently, Kozak's model turned out to be suitable in all validations statistics. Stem volume tables of Quercus serrata were derived by applying Kozak's model and carbon stock tables in each tree height and DBH were developed with country-specific carbon emission factors ($WD=0.65t/m^3$, BEF=1.55, R=0.43) of Quercus serrata. As a result of carbon stock analysis by age class in Quercus serrata, carbon stocks of IV age class (11,358 ha, 36.5%) and V age class (10,432; 33.5%) which take up the largest area in distribution of age class were 957,000 tC and 1,312,000 tC. Total carbon stocks of Quercus serrata were 3,191,000 tC which is 3% compared with total percentage of broad-leaved forest and carbon sequestration per hectare(ha) was 3.8 tC/ha/yr, $13.9tCO_2/ha/yr$, respectively.