• 한국농림기상학회지
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• 제21권3호
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• pp.187-195
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• 2019

기후변화에 따른 환경 스트레스 대응 기술과 영농의사결정 플랫폼 개발을 위해서는 환경 조건에 따른 작물의 반응을 이해하기 위한 시스템 개발이 매우 중요하다. 본 연구는 한국형 SPAR 시스템이 다양한 환경 조건에서 작물 생육 반응을 어떻게 정량화하고, 향후 작물 생육 모형 개발에 어떻게 연계될 수 있는지에 대해 방향을 제시하고자 수행되었다. 한국형 SPAR 시스템은 온도, $CO_2$ 농도 등의 기상요소와 양 수분 관리 등 재배요소를 동시에 정밀 조절할 수 있을 뿐 만 아니라 군락수준에서 광합성 및 호흡 등 작물의 생육 반응을 실시간으로 정량화하기에 최적화되어 있다. 본 시스템을 통해 수집된 군락 광합성 정보는 실제 작물의 환경조건에 따른 생육량 변동을 매우 유의하게 반영하여 향후 작물 생육 모형에 실질적으로 적용 가능한 환경-유전 요인간 특이적 반응 함수 개발에 크게 활용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권11호
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• pp.721-728
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• 2023

농업적 가뭄이 발생하면 토양의 수분이 감소하여 식생의 광합성 및 성장을 저해한다. 광합성을 통해 대기 중의 이산화탄소가 흡수되며 산소 생산량이 증가하는데, 이러한 광합성에 부정적인 영향이 생긴다면 대기 중의 이산화탄소 농도가 증가한다. 본 연구에서는 다중분광광학센서인 MODerate resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 토양수분, 식생 활력 및 대기 중의 이산화탄소 농도 간의 관계를 분석하였다. 토양수분의 경우, 기존의 마이크로웨이브 센서는 낮은 공간 해상도로 제공되는 특징으로 인해 소규모 연구 지역 분석에 한계가 있어서 상대적으로 고해상도인 광학센서를 이용한 토양수분 산정 방법을 적용하였다. 또한, MODIS 총일차생산량(Gross Primary Productivity, GPP) 산출물을 이용하여 식생의 호흡과의 관계식을 이용하여 이산화탄소 플럭스를 계산하였다. 원격탐사 기반의 토양수분, 식생지수와 이산화탄소 플럭스를 국내의 극한 가뭄 발생시기인 2014년과 2015년도에 대하여 지점 관측 자료인 플럭스타워 값과 비교 분석하였다. 분석한 결과 토양수분과 식생지수 사이에는 한 달의 지체시간, 식생지수와 이산화탄소 플럭스 사이에는 2주 지체시간이 발생했을 때, 상관성이 높게 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제109권3호
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• pp.271-280
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• 2020

본 연구는 유사한 입지에서 생육한 소나무와 굴참나무 임분을 대상으로 시비에 따른 토양 CO₂ 방출량을 비교하기 위해 수행하였다. 성숙한 소나무와 굴참나무 임분을 대상으로 시비처리 전 캘리브레이션 기간(2015년 3월~2016년 2월)을 가진 후, 2016년 3월에 복합비료를 표면 시비하였다. 토양 CO₂ 방출량은 2015년 3월부터 2017년 2월까지 2년 동안 매월 측정하였다. 토양 CO₂ 방출량의 월별 변동은 굴참나무와 소나무 임분 모두 시비 전(2015~2016년)과 시비 후(2016~2017년) 유사하였다. 연평균 토양 CO₂ 방출량의 경우 소나무 임분의 시비구는 2015~2016년 1.620 μmol m^-2 s^-1였으나 2016~2017년 2.180 μmol m^-2 s^-1로 유의적으로 증가(P < 0.05)하였으며, 굴참나무 임분의 시비구도 2015~2016년 1.557 μmol m^-2 s^-1에서 2016~2017년 1.977 μmol m^-2 s^-1로 약 0.420 μmol m^-2 s^-1 정도 증가하였다. 그러나 비시비구는 두 임분 모두 2015~2016년과 2016~2017년 사이 토양 CO₂ 방출량에 유의적인 차이가 없었다. Q₁₀ 값은 굴참나무 임분의 시비구가 2015~2016년 3.14에서, 2016~2017년 3.41로 증가하였으나 소나무 임분의 시비구는 Q₁₀ 값에 변화가 없었다. 비시비구의 Q₁₀ 값의 경우 굴참나무 임분은 2015~2016년에 3.85였으나, 2016~2017년은 3.69로 감소하였으며, 소나무 임분은 2015~2016년은 3.15였으나, 2016~2017년은 3.65로 증가하였다. 본 연구 결과에 따르면 유사한 입지환경에서 생육한 소나무와 굴참나무 임분의 토양 CO₂ 방출량은 시비 후 증가하였으며, 시비에 따른 토양 CO₂ 방출은 소나무 임분이 굴참나무 임분에 비해 반응이 크게 나타났다.

• 원예과학기술지
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• 제32권1호
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• pp.18-25
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• 2014

본 연구는 탱자에 접목한 온주밀감을 대상으로 멀칭 및 점적 관수 처리 시 과실의 내외부 형질에 미치는 수분 관계를 알아보고자 전기간 타이벡 멀칭구(WM), 멀칭 후 10월 22일부터 수확기까지 점적관수(MT) 그리고 무멀칭구(NM) 3그룹으로 나누어 시험하였다. 점적관수 기간 중 TM 내 토양수분함량은 평균적으로 WM 내의 수분함량보다 낮았다. 엽수분포텐셜(${\Psi}max$)은 멀칭 처리구에서 -1.5MPa에서 -2.5MPa까지 수준을 유지한 반면 관수로 인해 점진적으로 증가하였다. 사양 내 수분 및 삼투포텐셜은 건조에 의해 감소하였으나 멀칭 후 관수의 결과로 다시 증가했다. 과즙 내 가용성 고형물 함량은 건조에 의해 증가되었으나 건조 후 수분 공급에 의해 그 효과는 사라졌다. 적정 산함량은 건조에 의해 증가 하였으나 건조 후 관수에 의해 계속적으로 감소하여 1% 수준에 다다랐다. 총 가용성 고형물의 축적은 적극적 삼투조절에 따른 보상이며 감소된 산함량은 건조 후 관수에 의한 빠른 호흡과 수분 흡수의 결과임을 알 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제2권1호
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• pp.102-112
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• 1999

히로시마만에 존재하고있는 간석지에 있어서 유입하천의 유무, 폐쇄성 등의 환경조건이나 조성 후 경과연수가 다른 인공간석지 7개소와 자연간석지 3개소를 선정해 간석지 토양에 있어서 물리화학적 및 생물학적인 구조나 유기물분해기능에 관해 비교 검토하였다. 또한 인공간석지에 있어서는 입지장소, 조성방법, 조성 후 경과연수 등의 차이에 의한 영향, 자연간석지와 동일하게 조성하기 위한 조성인자를 검토해서, 아래와 같은 결과를 얻었다. 인공간석지는 자연간석지와 다른 특성을 갖고 있는 것과 그렇지 못한 것으로 분리되었다. 그렇지만 대부분이 자연간석지와 전혀 다른 특성을 나타내었다 토양구조 중에서 가장 다르게 나타난 것은 세균수, 실트함유량, 유기물함유량을 들 수 있으며, 각 실험 항목이 인공간석지 보다 자연간석지가 높은 값을 나타내었다. 자연간석지와 현저하게 차이를 보인 세균수, 실트함유량 및 유기물함유량에 관해서, 각 인공간석지의 조성 후 경과연수, 표면구배, 유입 하천의 유무, 폐쇄성 등의 조성 인자와의 상관성을 분석 했지만, 명확한 상관관계는 알 수 없었다. 자연간석지와 유사한 토양구조 특성을 갖기 위한 간석지를 조성하는 데에는, 간석지 전면에 있어서 해수로부터 실트 성분이 침강 가능한 장소의 선정이 중요하다.

• 한국작물학회지
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• 제41권3호
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• pp.274-285
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• 1996

Po1ymer를 피복한 벼 종자의 종자세 향상과 환경 적응성을 구명하기 위하여 10종의 Polymer를 피복하여 수분흡수력, 호흡량, 발아력 및 포장 출아율 등을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. Polymer피복 종자의 수분흡수율은 포화습도에서 klucel이 가장 높았고 PVP가 가장 낮았으며, 물에 침청할 때는 klucel이 가장 높았고 maltrin이 가장 낮았다. 2. Polymer 피복 종자의 호흡량은 화영벼 와 일품벼 에서 polymer 피복 종자가 낮았으나, 대청벼와 진미벼는 오히려 높았는데 그 정도는 sepiret 피복 종자가 PVP 피복 종자보다 높았다. 3. Polymer피복 과정 중 기계에 의한 종자피해 정도는 발아율이 1% 내외로 저하되어 극히 미미 하였다. 4. 종자세가 양호한 종자에서는 polymer 피복에의한 발아율의 향상은 없었으나 대부분이 95% 이상의 발아율을 보였고 waterlock, surelease 45 및 sepiret등이 특정 품종에서 발아율이 극히 저조하였다. 5. 발아세는 sepiret 피복으로 향상되었고, PVP 피복으로는 약간 저하하였다. 6. Polymer피복 후 노후화 처리 종자의 발아율은 대부분의 polymer에서 피복 종자가 무처리 종자에 비하여 약간 높았으나 sepiret과klucel피복한 종자의 발아율은 현저하게 저하하였다. 7. 저온 발아성은 daran 8600, maltrin, sacrust 및 opadry 등에서는 향상되었고 나머지 polymer는 저해하였는데, 특히 PVP의 발아율이 가장 낮았다. 8. 초장은 대부분의 polymer 피복 종자에서 컸으나 watelock, PVP, maltrin등의 Polymer에서는 작았다. 저온 발아시 초장은 polymer피복으로 오히려 단축되었다. 9. 포장 출아율은 피복 종자가 훨씬 높았으며 출아 소요시간도 훨씬 단축되었다. 포장수분함량 90 %에서 출아율이 가장 양호하였고 출아 소시간도 단축되었으며, 95년 종자가 94년 종자보다도 출아률이 높았고 출아시간도 단축되었다. PVP가 sepiret보다 더 양호한 출아율을 나타냈다.

• 유기물자원화
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• 제8권1호
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• pp.77-82
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• 2000

3개소의 자연갯벌과7개소의 인공갯벌을 대상으로 토양중의 물리화학적, 생물학적 특성 및 미생물호흡량등과 같은 갯벌의 구조와 기능을 비교 평가하므로서 갯벌의 복원 및 창출기술개발을 위한 기초적 자료를 제시하였다. 자연갯벌의 실트함유량, 질소 및 탄소함유량은 인공갯벌보다 높은 것으로 나타났다. 또한 산화환원전위에 있어서도 자연갯벌의 경우는 토양 깊이 2cm이하부터 환원층이 발달되었지만, 인공갯벌의 경우는 토양 표면에서 20cm이상까지 산화층을 나타내었다. 자연갯벌의 미생물현존량은 인공갯벌들과 비교하여 10~100배 높은 값을 나타내었다. 또한 토양중의 미생물현존량과 실트함유량이 가장 높은 상관관계를 나타내었으나, 저서생물과 미생물호흡량은 자연갯벌과 인공갯벌 간에 현저한 차이는 관찰할 수 없었다. 갯벌의 정화기능을 정량적으로 산정한 결과, 인공갯벌이 자연갯벌보다 해수의 정화량이 높게 나타났는데, 이는 자연갯벌보다 인공갯벌이 정화에 관여하는 토양의 투수층이 깊기 때문이라 판단된다. 그러나 인공갯벌 중에도 자연갯벌과 유사한 해수유동의 분포를 가진 지역에서는 자연갯벌과 유사한 구조와 기능을 보유하고 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서 해수의 정화기능을 강화하기 위한 인공갯벌의 창출은 가능할 것으로 판단되며, 자연갯벌과 유사한 구조와 기능을 가진 인공갯벌을 복원 또는 창출하기 위해서는 토양 중의 실트과 같은 미소입자의 함유량을 높게 유지하여 미생물현존량을 높게 유지시키고, 실트함유량을 유지하기 위하여 해수의 유동을 약하게 할 수 있는 방안이나 입지조건을 선택하여야 할 것이다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.66-77
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• 2005

과정-중심적인 생지화학 모형인 BIOME-BGC을 이용해 기복이 심한 산림유역에서 미기후가 순일차생산성(NPP)의 시공간적 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 임분규모에서의 물과 탄소순환과정에 대한 모형예측 을 검증하기 위하여 2000년부터 각각 낙엽활엽수림 (DBF)과 상록침엽수림(ENF)에서 현장 조사를 수행하였다. 모형예측은 지온, 토양수분, 토양호흡 등의 다양한 현장 측정치들과 높은 상관성을 보였다. 모형에서 예측한 NPP의 계절변화는 기온과 높은 상관성을 보였으나, 물 관련 인자들과는 통계적으로 유의한 상관성이 나타나지 않았다. 반면에 여러 인자 중에서, 강우빈도가 NPP의 연변화를 설명하는 가장 좋은 기후인자로 판명되었다 또한 DBF 임분보다 ENF 임분의 NNP가 강우빈도에 보다 민감한 것으로 나타났다. 공간적인 NPP 분포는 조사 유역에서 식생피복 및 지형의 기복에 따라 매우 이질적으로 나타났는데, NPP 이질성의 정도는 NPP의 절대량과 음의 상관관계를 보였다. 이러한 결과는 생육환경이 부적절할 때에 산림경관에서의 NPP 이질성이 커짐을 보여준다. 본 연구결과에 의하면 본 조사유역의 NPP는 연간 1,400mm 이상의 많은 강우에도 불구하고 식생이 이용할 수 있는 물의 양에 의해 제한 받는다는 것을 알 수 있었으며, 이러한 모형연구결과는 향후 현장조사를 통하여 검증할 필요가 있다.

• KSBB Journal
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• 제27권2호
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• pp.75-85
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• 2012

Although, microbial arsenic mobilization by dissimilatory arsenate-reducing bacteria (DARB) and the practical use to the removal technology of arsenic from contaminated soil are expected, most previous research mainly has been focused on the geochemical circulation of arsenic. Therefore, in this review we summarized the previously reported DARB to grasp the characteristic for bioremediation of arsenic. Evidence of microbial growth on arsenate is presented based on isolate analyses, after which a summary of the physiology of the following arsenate-respiring bacteria is provided: Chrysiogenes arsenatis strain BAL-$1^T$, Sulfurospirillum barnesii, Desulfotomaculum strain Ben-RB, Desulfotomaculum auripigmentum strains OREX-4, GFAJ-1, Bacillus sp., Desulfitobacterium hafniense DCB-$2^T$, strain SES-3, Citrobacter sp. (TSA-1 and NC-1), Sulfurospirillum arsenophilum sp. nov., Shewanella sp., Chrysiogenes arsenatis BAL-$1^T$, Deferribacter desulfuricans. Among the DARB, Citrobacter sp. NC-1 is superior to other dissimilatory arsenate-reducing bacteria with respect to arsenate reduction, particularly at high concentrations as high as 60 mM. A gram-negative anaerobic bacterium, Citrobacter sp. NC-1, which was isolated from arsenic contaminated soil, can grow on glucose as an electron donor and arsenate as an electron acceptor. Strain NC-1 rapidly reduced arsenate at 5 mM to arsenite with concomitant cell growth, indicating that arsenate can act as the terminal electron acceptor for anaerobic respiration (dissimilatory arsenate reduction). To characterize the reductase systems in strain NC-1, arsenate and nitrate reduction activities were investigated with washed-cell suspensions and crude cell extracts from cells grown on arsenate or nitrate. These reductase activities were induced individually by the two electron acceptors. Tungstate, which is a typical inhibitory antagonist of molybdenum containing dissimilatory reductases, strongly inhibited the reduction of arsenate and nitrate in anaerobic growth cultures. These results suggest that strain NC-1 catalyzes the reduction of arsenate and nitrate by distinct terminal reductases containing a molybdenum cofactor. This may be advantageous during bioremediation processes where both contaminants are present. Moreover, a brief explanation of arsenic extraction from a model soil artificially contaminated with As (V) using a novel DARB (Citrobacter sp. NC-1) is given in this article. We conclude with a discussion of the importance of microbial arsenate reduction in the environment. The successful application and use of DARB should facilitate the effective bioremediation of arsenic contaminated sites.

• 한국농림기상학회지
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• 제18권4호
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• pp.242-252
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• 2016

생태계 과정 모형인 BIOME-BGC를 이용해 국내 상록침엽수림의 탄소-물 순환 과정의 계절 및 연간 변화를 모의하여 국내의 소나무 고사 현상의 기후-토심 영향을 분석하였다. 연구지로 2009년과 2014년 각각 소나무 대량 고사가 발생한 밀양과 울진을 선정하였다. 두 지역의 표준강수지수를 산정한 결과 약 5년 내외의 주기의 가뭄현상을 판별하였다. 2000년 중반 이후 가뭄은 고온 건조 기후 특성을 보였다. 모형의 여러 변수를 조사한 결과, 임시탄소저장소인 Cpool 변수가 탄소기아에 의한 소나무고사 현상과 개연성이 큰 변수로 나타났다. Cpool의 감소는 총일차생산성(GPP) 감소 혹은 유지호흡(Rm) 증가의 결과로 발생하였고, 연구기간 중 Cpool이 최저값을 보인 해는 각 연구지역에서 소나무 대량 고사가 발생한 해와 잘 일치하였다. 두 지역 모두 가뭄에 의한 GPP 감소와 고온에 의한 Rm 증가가 Cpool의 감소를 초래하였는데, GPP와 Rm의 상대적 기여도는 지역별로 상이하였다. 특히 저온다습한 울진의 경우 Rm 증가 영향이 중요한 요인이었다. 한편 낮은 토심에서 생산성, 생체량, 증산량, Cpool 등 제반 탄소-물 관련 변수가 감소하였고 연간 변동폭이 증가하였다. 그러나 0.5 m 이하 토심에서는 Cpool에 큰 차이가 없는 것으로 보아 일정 수준 이하의 토심에서 생체량-생산성-유지호흡 간의 균형에 따라 Cpool이 유지되는 적응 메커니즘이 나타난 것으로 보인다. 이 연구의 결과 소나무 고사와 관련한 고온건조-탄소 기아 가설을 제안하였고, 보다 현실적 분석을 위한 향후 모형 개선 방향을 제안하였다.