• 한국산림과학회지
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• 제99권6호
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• pp.791-801
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• 2010

산림토양탄소모델은 산림 내 복잡한 토양탄소 순환과정을 이해하고 기후변화에 따른 토양탄소동태를 예측하는데 유용한 도구이나, 국내에서는 모델의 개발 및 활용 연구가 미흡하다. 한편 IPCC 국가보고서와 같이 국제 사회에서 탄소계정에 대한 높은 수준의 연구결과를 요구하는 반면, 이를 반영하기 위한 기존 해외 모델의 국내 적용은 여러 가지 제약과 문제가 발생할 수 있기 때문에 국내 모델 개발의 필요성이 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 문헌조사를 바탕으로 국내 산림에서 적용이 가능한 7가지 해외 토양탄소모델(CBM-CFS3, CENTURY, Forest-DNDC, ROMUL, RothC, Sim-CYCLE, YASSO)을 선정하여 이들의 구조, 분해기작, 초기화 과정, 입력 및 출력 자료에 대하여 비교 분석하고, 모델의 국내 적용 가능성을 입력 자료 이용 가능성, 모델의 성능, 지역적 보정 가능성의 세 가지 기준을 토대로 평가하였다. 또한, 이를 기반으로 새로운 모델을 개발하고 적용하기 위한 일련의 과정을 제시하였다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제32권1호
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• pp.47-53
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• 2009

The soil carbon stock for a Pinus densiflora forest at Gwangneung, central Korea was estimated using the soil carbon model, Yasso. The soil carbon stock measured in the forest was 43.73 t C $ha^{-1}$, and the simulated initial (steady state) soil carbon stock and the simulated current soil carbon stock in 2007 were 39.19 t C $ha^{-1}$ and 38.90 t C $ha^{-1}$, respectively. Under the assumption of a $0.1^{\circ}C$ increase in mean annual temperature per year, the decomposition and litter fractionation rates increased from 0.28 to 0.56 % $year^{-1}$ and the soil carbon stock decreased from 0.03 to 0.12 % $year^{-1}$. Yasso is a simple and general model that can be applied in cases where there is insufficient input information. However, in order to obtain more accurate estimates in Korea, parameters need to be recalibrated under Korean climatic and vegetation conditions. In addition, the Yasso model needs to be linked to other models to generate better litter input data.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권12호
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• pp.33-39
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• 2019

The upsurge of population, internal migration, economic activities and developmental works has brought significant land use and land cover (LULC) change over the period of 1990 and 2010 in the Bagmati basin of Nepal. Along with alteration on various other ecosystem services like water yield, water quality, soil loss etc. carbon sequestration is also altered. This study thus primary deals with evaluation of LULC change and its impact on the soil carbon storage for the period 1990 to 2010. For the evaluation, InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs) Carbon model is used. Residential and several other infrastructural development activities were prevalent on the study period and as a result in 2010 major soil carbon reserve like forest area is decreased by 7.17% of its original coverage in 1990. This decrement has brought about a subsequent decrement of 1.39 million tons of carbon in the basin. Conversion from barren land, water bodies and built up areas to higher carbon reserve like forest and agriculture land has slightly increased soil carbon storage but still, net reduction is higher. Thus, the spatial output of the model in the form of maps is expected to help in decision making for future land use planning and for restoration policies.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제12권2호
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• pp.1-9
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• 2009

Due to the increase of carbon dioxide in the atmosphere and global warming, the importance of forest ecosystems, as a place of carbon accumulation and emission, has received a great amount of recognition lately. This study was performed to help understand and provide the current status of carbon cycle in the pinus densiflora stand, Korea. The samples were collected from average 35-years-old Pinus densifiora rands in Gongju, Youngdong, Chungsan, Muju, Mupung, and Jangsu regions. Total thirty aboveground sample trees were cut, and ten roots were sampled, and soil samples were collected. Average carbon concentrations in foliage, branch, stem bark, stem wood, and root were 55.7%, 56.0%, 56.0%, 57.3%, and 56.5%, respectively. Carbon content was estimated by the model $Wt=aD^b$ where Wt is oven-dry weight in kg and D is DBH in cm. Total carbon content (aboveground and root) was 42.39tonC/ha in the Pinus densiflora stand. The proportion of each tree component to total carbon content was high in order of stemwood, root, branch, stem bark, and foliage. Total net primary production (aboveground and root) was estimated at 6.51tonC/ha/yr in Pinus densiflora stand. The proportion of each tree component to total net primary carbon content was high in order of sternwood, root, branch, foliage and stembark. Soil carbon contents in the study sites was 43.51tonC/ha at 0-50cm soil depth.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제26권5호
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• pp.33-46
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• 2023

In this study, carbon storage in the aboveground biomass, litter layer, and soil layer was calculated for abandoned mining restoration areas to determine the level of carbon storage after the restoration project through comparison with the ecological reference. Five survey sites were selected for each abandoned mining restoration area in Boryeong-si, Chungcheongnam-do, and the ecological reference that can be a goal and model for the restoration project. The carbon storage in the restoration area was 0~21.3Mg C ha^-1, the deciduous layer 3.3~6.0Mg C ha^-1, and the soil layer(0-30cm) 8.3~35.1Mg C ha^-1, showing a significant difference in carbon storage by target site. The total carbon storage was between 6.1 and 35.3% of the ecological reference, with restoration area ranging from 14.0 to 62.4 Mg C ha^-1. The total carbon storage in the restoration area and the ecological reference differed the most in the aboveground biomass and was less than 12%. Based on these results, forest restoration area need to improve the carbon storage of forests through continuous management and monitoring so trees can grow and restore productivity in the early stages of the restoration project. The results of this study can be used as primary data for preparing future forest restoration indicators by identifying the storage of abandoned mining restoration areas.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제42권3호
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• pp.128-138
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• 2018

Background: This study investigated the variation of soil organic carbon in four land cover types: natural and mixed forest, cultivated land, Eucalyptus plantation and open bush land. The study was conducted in the Birr watershed of the upper Blue Nile ('Abbay') river basin. Methods: The data was subjected to a two-way of ANOVA analysis using the general linear model (GLM) procedures of SAS. Pairwise comparison method was also used to assess the mean difference of the land uses and depth levels depending on soil properties. Total of 148 soil samples were collected from two depth layers: 0-10 and 10-20 cm. Results: The results showed that overall mean soil organic carbon stock was higher under natural and mixed forest land use compared with other land use types and at all depths ($29.62{\pm}1.95Mg\;C\;ha^{-1}$), which was 36.14, 28.36, and 27.63% more than in cultivated land, open bush land, and Eucalyptus plantation, respectively. This could be due to greater inputs of vegetation and reduced decomposition of organic matter. On the other hand, the lowest soil organic carbon stock under cultivated land could be due to reduced inputs of organic matter and frequent tillage which encouraged oxidation of organic matter. Conclusions: Hence, carbon concentrations and stocks under natural and mixed forest and Eucalyptus plantation were higher than other land use types suggesting that two management strategies for improving soil conditions in the watershed: to maintain and preserve the forest in order to maintain carbon storage in the future and to recover abandoned crop land and degraded lands by establishing tree plantations to avoid overharvesting in natural forests.

• 환경생물
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• 제34권2호
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• pp.73-78
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• 2016

Bhutanese forests have been well preserved and can sequester the atmospheric carbon (C). In spite of its importance, understanding Bhutanese forest C dynamics was very limited due to the lack of available data. However, forest C model can simulate forest C dynamics with comparatively limited data and references. In this study, we aimed to simulate Bhutanese forest C dynamics at 6 plots with the Forest Biomass and Dead organic matter Carbon (FBDC) model, which can simulate forest C cycles with small amount of input data. The total forest C stock ($Mg\;C\;ha^{-1}$) ranged from 118.35 to 200.04 with an average of 168.41. The C stocks ($Mg\;C\;ha^{-1}$) in biomass, litter, dead wood, and mineral soil were 3.40-88.13, 4.24-24.95, 1.99-20.31, 91.45-97.90, respectively. On average, the biomass, litter, dead wood, and mineral soil accounted for 36.0, 5.5, 2.5, and 56.0% of the total C stocks, respectively. Although our modeling approach was applied at a small pilot scale, it exhibited a potential to report Bhutanese forest C inventory with reliable methodology. In order to report the national forest C inventory, field work for major tree species and forest types in Bhutan are required.

• 한국산림과학회지
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• 제98권6호
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• pp.791-798
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• 2009

전 지구적인 기후변화에 따라 산림 및 토양탄소의 역할은 탄소 저장고로서 매우 중요하며, 이들의 동태를 연구하기 위해서는 기존의 현장연구뿐만 아니라 적용 가능한 산림모델 연구가 필요하다. 본 연구에서는 산림토양탄 소모델인 Yasso의 주요 입력자료인 과거의 연간 낙엽량 자료를 연륜연대학적 자료구축과정을 통해 생산하고, 위 모델을 이용하여 광릉지역 천연소나무림(Pinus densiflora)의 토양탄소동태를 모의하였다. 연륜연대학적 자료구축과정을 통해 계산된 임분 내 낙엽(침엽, 가지, 줄기, 세근)의 생산량은 1971년부터 2006년까지 지속적으로 증가해왔다. 또한 2006년 낙엽 생산량(침엽, 가지)의 실측값과 추정값을 비교한 결과 유의적인 오차는 없었다. 모의된 30 cm 깊이까지의 토양탄소 저장량의 임분 전체평균은 $46.30{\pm}4.28tCha^{-1}$로 산림의 임목 내 탄소 저장량의 약 53%를 차지했으며, 실측값과 비교하여 유의한 차이 및 오차가 없었다. IPCC A1B 시나리오에 따른 한반도 기후변화추세를 반영한 이 지역의 모의된 토양탄소 추정량은 1971년부터 2041년까지 지속적으로 증가한 후 2100년까지 감소되는 것으로 나타났다. 기후변화를 고려하지 않는 시나리오의 결과와 비교하면 2100년에 이르러 최고 7.58%까지 토양탄소량이 감소될 수 있다. 본 연륜연대학적 자료 구축방법과 Yasso 모델을 이용한 모의과정은 천연소나무림의 토양탄소동태를 추정하는데 유용한 것으로 판단되었다. 향후 더욱 신뢰성 있는 결과를 생산할 수 있도록 연륜연대학적 방법 및 Yasso 모델의 개선과 다양한 환경에서의 적용 및 타당성평가와 같은 후속연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 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.

• 한국산림과학회지
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• 제102권1호
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• pp.82-89
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• 2013

벌채 수확은 토양 내 탄소 동태를 변화시킬 수 있는 중요한 교란 중 하나이다. 그러나 수확에 따른 토양탄소 변화를 현지에서 장기간 연구하는 데에는 여러 가지 제한 요건이 있기 때문에 수학적 모델을 이용하여 장기적인 토양탄소 변화 경향을 효율적으로 추정할 수 있다. 본 연구에서는 최근 개발된 한국형 산림토양탄소 모델(KFSC 모델)을 이용하여 국내 중부지방 소나무(Pinus densiflora S. et Z.) 임분을 대상으로 수확의 주기, 강도, 수확 후 잔재물 처리방법에 따른 산림토양탄소 동태의 장기 변화를 모의하였다. 모의 시나리오는 3개의 수확 주기(50년, 80년, 100년), 2개의 수확 강도(재적 대비 30%의 부분수확 및 100%의 개벌수확), 2개의 수확 후 잔재물 처리방법(지상부 잔재물의 전량 수거 및 전량 방치) 등을 조합하여 총 12개로 이루어졌으며, 연간 토양탄소 저장량의 변화를 400년 간 모의하였다. 모의 결과, 400년 후 30 cm 깊이까지의 토양탄소 저장량은 시나리오별로 50.3-55.8 Mg C $ha^{-1}$(현재 토양탄소 저장량 대비: 98.1-108.9%)의 범위를 나타냈다. 수확 후 잔재물을 전량 방치할 경우 잔재물을 전량 수거할 때보다 토양탄소 저장량이 2.5-11.0% 증가하는 것으로 모의되었으나, 수확 주기 및 강도에 따른 토양탄소 저장량 변화에서는 일정한 경향이 나타나지 않았다. 토양탄소 저장량의 변화 경향은 고사유기물의 변화 경향과 일치하였으며, 고사유기물의 변화 경향은 수확 시 발생하는 고사유기물의 양과 수확 후 임분 생장 형태에 의해 달라지는 것으로 나타났다.