• 제목/요약/키워드: soil organic carbon storage

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폐탄광 산림복구지의 수종별 탄소 저장량 추정: 자작나무, 잣나무, 소나무류 식재지를 중심으로 (Estimation of carbon storage in reclaimed coal mines: Focused on Betula platyphylla, Pinus koraiensis and Pinus spp. plantations)

  • 김광은;김성준;김현준;장한나;김형섭;박용하;손요환
    • 환경생물
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    • 제38권4호
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    • pp.733-743
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    • 2020
  • 본 연구는 폐탄광에서 산림으로 복구된 지역의 임목, 낙엽층, 토양, 그리고 산림의 총 탄소 저장량을 추정하고, 수종별 탄소 저장량 차이를 비교하기 위해 수행되었다. 이를 위하여 강원도, 경상북도, 전라남도의 폐탄광 산림복구지에서 자작나무, 잣나무, 소나무류(소나무, 리기다소나무, 곰솔)가 서로 다른 시기에 식재된 산림과 주변의 일반 산림을 조사하였다. 일반 산림에 비하여 폐탄광 산림복구지 내 낙엽층 및 토양(ton C ha-1; 자작나무: 3.31±0.59 및 28.62±2.86, 잣나무: 3.60±0.93 및 22.26±5.72, 소나무류: 4.65±0.92 및 19.95±3.90), 그리고 산림의 총 탄소 저장량(ton C ha-1; 자작나무: 54.81±7.22, 잣나무: 47.29±8.97, 소나무류: 45.50±6.31)은 낮게 나타났으며, 임목 탄소 저장량(ton C ha-1; 자작나무: 22.57±6.18, 잣나무: 21.17±8.76, 소나무류: 20.80±6.40)은 자작나무가 식재된 곳에서만 낮은 결과가 나타났다. 수종별로 토양 탄소 저장량을 제외한 임목, 낙엽층, 산림의 총 탄소 저장량에서 차이가 나타나지 않았으며, 임목 및 산림의 총 탄소 저장량은 복구 후 경과시간에 따라 증가하는 경향을 보였다. 한편, 폐탄광 산림복구지의 자작나무와 소나무류에서 토양 pH 및 CEC가 낮게 나타났으며, 수종별 불안정탄소, 유효인산, 미생물 바이오매스 탄소가 일반 산림토양보다 2배 이상 낮은 결과를 보였다. 폐탄광 산림복구지에 석회 및 유기질 비료의 시비와 경운을 통해 토양 성질을 개선하고, 가지치기 및 간벌 등과 같은 산림관리로 임목 생육을 증진시키면 폐탄광 산림복구지 내 탄소 저장량을 증가시킬 수 있을 것으로 기대된다.

낙동강 하류 삼각주지역 갈대초지의 생산구조와 에너지저장에 관한 연구 (Productive Structure and energy Storage of the Delta of Nak Dong River)

  • 장남기;강호감
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.220-225
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    • 1984
  • 1. 낙동강(洛東江) 하류(下流) 갈대군락(群落)에서 유기탄소(有機炭素)의 생성(生成), 분해(分解) 및 축적(蓄積)을 이론적(理論的) 분석(分析)에 의(衣)해서 평가하였다. 2. $m^2$당(當) 낙엽(落葉)의 유기물(有機物), 유기탄소(有機炭素)의 함량(含量)은 각각(各各)이였으며 초지상(草地床)의 함량(含量)은 1154.96g과 669.93g 이었다. 3. 시별(尸別) 유기물(有機物), 유기탄소(有機炭素)의 함량(含量)은 광합성부(光合成部)에서는 120-140cm에 가장 많았으며, 비광합성부(非光合成部)에서는 0-20cm에 가장 많았다. 4. 안정(安定)된 상태(狀態)의 초지생태계(草地生態系)에서 년(年) 낙엽(落葉) 총생산량(總生産量)과 토양(土壤)의 윗부분(F, H 및 A층)의 비(比)로 결정(決定)된 분해상수(分解常數) k는 0.884이었다. 5. 낙동강(洛東江) 하류(下流) 갈대군락(群落)에서 유기탄소(有機炭素) 50%. 95%, 99%가 분해(分解)되는데 걸리는 시간(時間)은 각각(各各) 0.784, 3.394. 5.656년(年)이었다.

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Mg/Al Impregnated Biochar for the Removal and Recovery of Phosphates and Nitrate

  • Kim, Dong-Jin
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2019년도 정기학술대회 발표논문집
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    • pp.134-134
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    • 2019
  • Utilization of organic waste as a renewable energy source is promising for sustainability and mitigation of climate change. Pyrolysis converts organic waste to gas, oil, and biochar by incomplete biomass combustion. Biochar is widely used as a soil conditioner and adsorbent. Biochar adsorbs/desorbs metals and ions depending on the soil environment and condition to act as a nutrient buffer in soils. Biochar is also regarded as a carbon storage by fixation of organic carbon. Phosphorus (P) and nitrogen (N) are strictly controlled in many wastewater treatment plants because it causes eutrophication in water bodies. P and N is removed by biological and chemical methods in wastewater treatment plants and transferred to sludge for disposal. On the other hand, P is an irreplaceable essential element for all living organisms and its resource (phosphate rock) is estimated about 100 years of economical mining. Therefore, P and N recovery from waste and wastewater is a critical issue for sustainable human society. For the purpose, intensive researches have been carried out to remove and recover P and N from waste and wastewater. Previous studies have shown that biochars can adsorb and desorbed phosphates implying that biochars could be a complementary fertilizer. However, most of the conventional biochar have limited capacity to adsorb phosphates and nitrate. Recent studies have focused on biochar impregnated with metal salts to improve phosphates and nitrate adsorption by synthesizing biochars with novel structures and surface properties. Metal salts and metal oxides have been used for the surface modification of biochars. If P removal is the only concern, P adsorption kinetics and capacity are the only important factors. If both of P and N removal and the application of recovery are concerned, however, P and N desorption characteristics and bioavailability are also critical factors to be considered. Most of the researches on impregnated biochars have focused on P removal efficiency and kinetics. In this study, coffee waste is thermally treated to produce biochar and it was impregnated with Mg/Al to enhance phosphates and nitrate adsorption/desorption and P bioavailability to increase its value as a fertilizer. Kinetics of phosphates and nitrate adsorption/desorption and bioavailability analysis were carried out to estimate its potential as a P and N removal adsorbent in wasewater and a fertilizer in soil.

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계룡산 국립공원 산림생태계의 탄소축적량 산정에 관한 연구 (A Study of Estimation of Forest Ecosystem Carbon Storage in Gyeryongsan National Park, Korea)

  • 장지혜;이준석;정지선;송태영;이경재;서상욱;이재석
    • 생태와환경
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    • 제47권4호
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    • pp.319-327
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    • 2014
  • 지역적 규모의 탄소 축적량 자료는 지역적 규모의 탄소순환 형태의 이해를 위한 필수적 요소이며 지구적 규모의 탄소순환 형태 변화를 예측하는 중요한 기초 자료가 된다. 본 연구는 국내 다양한 생태계 중 자연성이 높은 국립공원지역 산림 생태계의 탄소축적량을 산정하여 자연군락이 축적 가능한 탄소축적 잠재량을 평가하기 위해 실시되었다. 연구대상지인 계룡산 국립공원은 신갈나무류군락 1,743.5 ha (38.0%), 굴참나무류군락 1,174.0 ha (25.6%), 졸참나무류군락 971.90 ha (21.2%), 소나무류군락 695.19 ha (15.2%) 등의 순으로 분포하는 것으로 분석되었으며, 이들 군락의 분포 중심으로 판단되는 지점에 정밀 조사구를 설치하여 biomass 탄소축적량 측정을 위해 매목조사를 실시하였고, 리터층 및 토양층의 탄소축적량은 조사구 내 소방형구($30cm{\times}30cm$)를 설치, 리터와 토양 (0~30 cm)을 채취하여 측정된 리터 건중량 및 토양 유기물함량을 기초로 단위 탄소값을 구한 후 해당 군락의 총 면적으로 환산하여 산정하였다. 임목 biomass 탄소축적량은 굴참나무군락이 $130.1tCha^{-1}$, 소나무군락 $111.1tCha^{-1}$, 신갈나무군락 $76.2tCha^{-1}$, 졸참나무군락 $39.0tCha^{-1}$ 순으로 산정되었다. 리터층 탄소축적량은 소나무군락이 $18.3tCha^{-1}$, 신갈나무군락 $13.4tCha^{-1}$, 졸참나무군락 $5.8tCha^{-1}$, 굴참나무군락 $5.0tCha^{-1}$의 순으로 나타났다. 토양탄소축적량은 신갈나무군락이 $159.7tCha^{-1}$, 졸참나무군락 $121.0tCha^{-1}$, 소나무군락 $110.5tCha^{-1}$, 굴참나무군락 $90.8tCha^{-1}$의 순으로 산정되었다. 생태계탄소축적량은 소나무군락이 $239.9tCha^{-1}$, 신갈나무군락이 $235.9tCha^{-1}$, 굴참나무군락은 $226.0tCha^{-1}$, 졸참나무군락은 $165.9tCha^{-1}$를 나타냈고 총 $867.7tCha^{-1}$로 나타났다. 각 군락의 면적 별 탄소축적량은 신갈나무가 우점하는 신갈나무류군락에서 $411,200tCha^{-1}$, 굴참나무군락에서 $265,300tCha^{-1}$, 소나무군락에서 $166,800tCha^{-1}$, 졸참나무군락에서 $161,200tCha^{-1}$로 계룡산 국립공원에서 총 $1,045,400tCha^{-1}$로 산정되었다. 계룡산 국립공원의 생태계탄소축적량을 조사한 결과, 탄소축적량은 분포하고 있는 식생군락에 따라 다른 값을 보였으며, 이는 환경요인의 변화에 따른 것이다. 따라서 기후변화에 따라 식생의 분포 유형 및 종류가 변하게 되면, 생태계 탄소축적량도 변화할 것으로 예상되며, 이러한 연구를 통해 기후변화에 대한 한반도의 변화를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

Carbon stocks and factors affecting their storage in dry Afromontane forests of Awi Zone, northwestern Ethiopia

  • Gebeyehu, Getaneh;Soromessa, Teshome;Bekele, Tesfaye;Teketay, Demel
    • Journal of Ecology and Environment
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    • 제43권1호
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    • pp.43-60
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    • 2019
  • Background: Tropical montane forests played an important role in the provision of ecosystem services. The intense degradation and deforestation for the need of agricultural land expansion result in a significant decline of forest cover. However, the expansion of agricultural land did not completely destruct natural forests. There remain forests inaccessible for agricultural and grazing purpose. Studies on these forests remained scant, motivating to investigate biomass and soil carbon stocks. Data of biomass and soils were collected in 80 quadrats ($400m^2$) systematically in 5 forests. Biomass and disturbance gradients were determined using allometric equation and disturbance index, respectively. The regression modeling is employed to explore the spatial distribution of carbon stock along disturbance and environmental gradients. Correlation analysis is also employed to identify the relation between site factors and carbon stocks. Results: The result revealed that a total of 1655 individuals with a diameter of ${\geq}5cm$, representing 38 species, were measured in 5 forests. The mean aboveground biomass carbon stocks (AGB CS) and soil organic carbon (SOC) stocks at 5 forests were $191.6{\pm}19.7$ and $149.32{\pm}6.8Mg\;C\;ha^{-1}$, respectively. The AGB CS exhibited significant (P < 0.05) positive correlation with SOC and total nitrogen (TN) stocks, reflecting that biomass seems to be a general predictor of SOCs. AGB CS between highly and least-disturbed forests was significantly different (P < 0.05). This disturbance level equates to a decrease in AGB CS of 36.8% in the highly disturbed compared with the least-disturbed forest. In all forests, dominant species sequestrated more than 58% of carbon. The AGB CS in response to elevation and disturbance index and SOC stocks in response to soil pH attained unimodal pattern. The stand structures, such as canopy cover and basal area, had significant positive relation with AGB CS. Conclusions: Study results confirmed that carbon stocks of studied forests were comparable to carbon stocks of protected forests. The biotic, edaphic, topographic, and disturbance factors played a significant variation in carbon stocks of forests. Further study should be conducted to quantify carbon stocks of herbaceous, litter, and soil microbes to account the role of the whole forest ecosystem.

목초재배지 및 벼논 관리 변화에 따른 토양 탄소 및 미생물 활성도 (Soil Carbon and Microbial Activity Influenced by Pasture and Rice Paddy Management)

  • 유가영;김현진;김예솔;정민웅
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.435-443
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    • 2012
  • 본 연구는 논과 목초지에서 관리방법에 따른 토양탄소의 변화에 대해 알아보았다. 논에서는 총탄소 농도의 변화에 비하여 입자상 탄소농도의 변화가 IRG 처리에 따라 더 민감하게 반응하였으며, 이에 입자상 탄소농도는 관리방법 변화에 따른 조기지시자로 활용될 수 있음을 시사하였다. 반면, 초지에서는 입자상 탄소농도의 변화가 총탄소 농도 변화에 비해 오히려 더 민감하지 않게 반응하였는데, 이는 본 연구방법에 따라 분류한 입자상 탄소가 초지와 같은 생태계에서는 의미 있는 탄소부분이 아닐 수 있음을 시사한다. 토양탄소저장을 살펴보았을 때 논의 경우는 겨울동안 IRG 목초작물을 재배하는 관리를 3년 이상 지속한 서천 및 장흥에서 유의한 증가가 있었다. 토양탄소의 유의한 증가는 농도뿐만 아니라 용적밀도를 고려하여 동일 부피 토양을 비교한 경우 및 동일 질량 토양을 비교한 경우 모두 유의하게 관찰되었는데, 이는 IRG 재배에 따른 토양탄소 저장의 증가가 단순히 표토에 축적된 식물체 유기물에 의한 일시적 농도의 증가가 아닌 토심 0-15 cm 깊이의 토양탄소의 증가였음을 시사한다. 목초지에서는 목초지 조성이후 3년, 5년, 7년, 10년이 지남에 따라 표토 (0-5 cm)에서의 탄소농도 증가가 현저하였다. 반면 5-15 cm 깊이의 토양에서는 이러한 증가경향이 뚜렷하지 않거나 오히려 감소하기도 하였다. 이 결과 토양내 저장되어 있는 탄소량을 용적밀도를 고려하고 동일 질량을 비교한 경우에 시간에 따른 뚜렷한 증가경향이 흐릿해짐을 알 수 있었다. 이는 초지 조성시기가 오래됨에 따라 토양의 용적밀도가 높아짐으로 인해 용적밀도 증가에 따른 토양질량의 증가분을 보정하였을 때 나타나는 결과로써, 초지조성연도가 오래될수록 저장된 탄소의 양이 선형적으로 증가할 것이라는 기존의 통념을 수정할 필요가 있음을 시사한다. IPCC (2006)에서 제안한 지침에 따르면, 토양탄소는 20년 동안 직선적인 증가를 한다는 가정을 하였는데, 본 연구의 결과에서 특정 관리방법 착수시점에서 초기 5-7년 동안토양탄소는 빠르게 증가하고, 증가속도는 그 이후에 느려지고 있음을 보여준다. 이는 지속적 토양탄소 저장 증가를 위해서는 적절한 토양관리 및 유기물 관리를 해야 한다는 점을 의미하기도 한다. 한편, 토양 내 FDA 활성도에 비추어본 미생물 활성도는 논의 경우는 IRG 처리구에서 대조구에 비해 유의하게 낮게 나타났으며 초지의 경우는 조성연도별 유의한 차이가 없었다. 이는 FDA 활성도가 토양의 관리방법별 차이에 따른 토양 질의 변화를 표현하기에는 민감하거나 변별력이 높은 지시자는 아님을 의미하며, 미생물 생체량이나 토양호흡량 등과 함께 측정하여 보조적인 자료로 활용하는 것이 좋다고 판단된다.

무주지역 리기다소나무 임분에 대한 탄소저장량 평가 (Estimation of Carbon Storage for Pinus rigida Stands in Muju)

  • 서연옥;정성철;이영진
    • 한국환경생태학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.399-405
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    • 2016
  • 본 연구는 전라북도 무주 지역의 36년생 리기다소나무 임분을 대상으로 임목(지상부와 지하부), 고사목, 유기물층, 토양에 대한 탄소저장량을 산출하고자 하였다. 총 3개의 표준지 내에서 11 그루의 표준목을 선정하였고 고사목, 유기물층, 토양에 대한 시료를 채취하여 분석 자료로 활용하였다. 그 결과, 리기다소나무 임분에 대한 지상부 및 지하부 탄소저장량은 각각 51.0 ton C/ha, 29.6 ton C/ha로 나타났다. 부위별 구성비는 줄기 목질부 41.0% > 뿌리 36.8% > 가지 12.8% > 줄기 수피 6.0% > 잎 3.4% 순으로 나타났다. 고사목의 탄소저장량은 0.65 ton C/ha으로 나타났으며 유기물층 탄소저장량은 6.40 ton C/ha로 나타났다. 토양의 총 탄소저장량은 51.62 ton C/ha로 나타났으며 층위별 탄소저장량은 0~10cm에서 20.27 ton C/ha, 10~20cm에서 12.83 ton C/ha, 20~30cm에서 12.27 ton C/ha, 30~50cm에서 6.24 ton C/ha로 나타났다. 토양 탄소저장량은 층위가 깊어질수록 감소하는 경향을 보였으며 이는 탄소농도와 용적밀도에 의해 나타난 결과라고 판단된다. 산림생태계 탄소저장량은 총 139.27 ton C/ha로 나타났고 탄소저장량 구성비는 토양에서 37.1%로 가장 높았으며 다음으로 지상부에서 36.6%로 나타났고 지하부(21.3%), 유기물층(4.6%), 고사목(0.5%) 순으로 나타났다. 따라서 본 연구는 산림생태계 탄소저장량 산출에 기초적인 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

생태네트워크로서의 토양네트워크(Gold Network) 제안 (Introduction of Soil Network(Gold Network) as one of the Ecological Network)

  • 이동근;이호철;김은영;송원경;김영자;황상연
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.245-257
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    • 2013
  • Lately, besides promoting the biodiversity of the natural ecosystems, there is a demand for climate change mitigation features that will reduce greenhouse gases and prevent disasters that will bring damages such as torrential rains. However, there was not a lot of discussion on the soils that are key in these features. Therefore, this paper proposes a network (Gold Network) as an alternative that will solve the problem that was filed earlier by figuring out how to compose the soil environment. First, in order to maximize the ecological status and value of the soil, a soil network can be proposed through the vertical and horizontal connections of the fragmented soil. Second, there is a need to understand and research the organic system of the ecosystems as well as the complex perspective of the ecosystem services, not only the fragmentary perspectives of the soil remediation, planting improvements or the other existing elements. Third, there is a need to apply the integrated perspective of the Landscape Ecology, Ecological Engineering and Restoration Ecology for the connectivity of the soil (network) due to it being in the execution of the soil network. If a soil network was to be built, a fundamental ecological network would be realized to not only promote biodiversity but also to prepare effective adaptation to climate change.

경기도 광릉 리기다소나무임분의 탄소저장량 변화 (Aboveground and Soil Organic Carbon Storage of a Pinus rigida stand in Kwangnung)

  • 김춘식;구교상;최경;오정수
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.373-374
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    • 2000
  • 최근 대기중 이산화탄소함량의 증가는 지구온난화의 관점에서 상당한 주목을 받고 있으며 이산화탄소의 흡수저장 능력을 가진 산림내 탄소저장능력에 대한 관심을 증가하고있다(Vitousek, 1991; Alban 과 Perala, 1992). 주로 유기물로 존재하는 산림생태계내 유기탄소는 지구탄소순환에 크게 기여할 뿐만 아니라 토양 이화학적 특성과 밀접한 관련을 가지는 것으로 알려져 있다(Alban 과 Pelara 1992). 본 연구는 경기도 광릉에 위치한 밀도와 지위가 다른 31년생의 성숙한 리기다소나무임분을 대상으로 탄소저장량과 년 탄소증가량이 어느 정도 되는지를 알아보기 위해서 실시하였다.(중략)

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국내 및 국외 적용된 인공습지 내 Bibliometric Analysis을 이용한 탄소저장 및 탄소격리 능력 분석 (Carbon Storage and Sequestration in Constructed Wetlands: A Systematic Review)

  • ;;최혜선;전민수;김이형
    • 한국습지학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.132-144
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    • 2023
  • 최근 인공습지(Constructed Wetlands, CWs)를 이용한 탄소격리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나 인공습지는 미생물, 식생, 여재 등 소규모 생태계로 탄소흡수원과 탄소 공급원 두가지 기능을 수행하기에 탄소중립을 위한 인공습지의 기능이 확실하지 않다. 따라서 본 연구에서는 인공습지의 탄소격리에 대한 기능을 파악하고자 계량서지학 분석(Bibliometric analysis)을 통해 다양한 논문 및 보고서를 기반으로 다양하고 포괄적으로 검토를 수행하였다. 계량서지학 분석(Bibliometric analysis) 결과 인공습지의 기능은 질소를 초점에 두어 영양염류 제거 효과가 높은것으로 분석 되었으며, 인공습지는 토양 내 탄소함유량 및 탄소 격리는 토양 내 조성된 식생, 조성연도 및 유입수 내 유기물 함량에 따라 다른것으로 나타났다. 인공습지 내 적용되어진 식생 중 부들과(Typha)가 많이 적용되었으며, 탄소격리율에 기여도가 높은것으로 분석되었다. 목본류는 관목류에 비해 상대적으로 탄소격리율이 높아 인공습지 설계시 단일식생보다는 목본류와 관목류의 복합적으로 조성하여 인공습지 내 탄소격리율과 기후변화를 완화하는데 기여할 것으로 분석되었다.