검단산 한계농지에서의 토양발생 CO2 및 질소 유효도

손요환 ( Son Yo Hwan ),반지연 ( Ban Ji Yeon ),김래현 ( Kim Lae Hyeon ),김준 ( Kim Jun ) 한국농림기상학회 2003 한국농림기상학회지 Vol.5 No.2

한계농지 토양 내의 탄소와 질소의 동태에 관한 연구는 적절한 연구 대상지의 부족으로 지금까지 폭 넓게 이루어지지 못했다. 본 연구에서는 서울 근처의 검단산 일대에서 지속적으로 산림이었던 지역, 과거 논을 이용되었던 지역, 과거 밭으로 이용되었던 지역, 과거 논으로 이용되었던 지역 등 세곳의 연구 대상지를 선정하고 여기에서 2002년 7월 25일부터 2003년 1월 24일까지 토양 발생 CO₂와 무기태 질소의 유효도를 측정하였다. 현재 지속적으로 산림이었던 지역가 과거 논으로 이용되었던 지역은 낙엽활엽수림이고, 과거 밭으로 이용되었던 지역은 낙엽성 관목이 주 식생을 이루고 있다. 토양 발생 CO₂는 토양 온도의 계절적 변화에 따라 차이를 보였다. 본 연구 기간동안 토양 발생 CO₂량 (g CO₂/㎡/ha)의 평균은 각각 과거 논으로 이용되다 산림으로 변한 지역이 0.42, 과거 밭으로 이용되다 관목으로 변한 지역이 0.50, 지속적으로 산림이었던 지역이 0.41로 나타났다. 토양 발생 CO₂와 토양 습도는 주목할 만한 차이를 보였고, 토양 발생 CO₂에 대해 토양 습도는 매우 약한 상관관계를 나타냈다. 무기태 질소의 유효도는 세 곳의 연구 대상지에 따라 차이를 나타냈으며 이는 토양 수분과 관련이 있는 것으로 보인다. The influence of abandonment of agricultural fields on soil carbon and nitrogen dynamics is rarely addressed due to lack of appropriately paired sites. In this study, we identified three sites that have native forest and abandoned rice and crop fields at Mt. Kumdan near Seoul. Currently the vegetation of indigenous forest and the abandoned rice field is deciduous hardwood forest, while that of the abandoned crop field is deciduous shrub. We measured soil CO₂ evolution and inorganic N availability for the three sites from 25 July 2002 through 24 January 2003. Soil CO₂ evolution tracked seasonal soil temperature. Mean soil CO₂ evolution (g CO₂/㎡/hr) for the study period was 0.42 for the rice field to forest, 0.50 for the crop field to shrub, and 0.41 for the indigenous forest, respectively. Soil CO₂ evolution and soil temperature were not different among the sites; however, soil water content was significantly different. Soil water content had a very weak influence on soil CO₂ evolution. Inorganic resin N availability differed among the three sites and seemed to be related to soil moisture.

동적 임분생장모델을 이용한 임분 바이오매스 및 탄소흡수량 추정

서정호(Jeong-Ho Seo),손영모(Yeong-Mo Son),이경학(Kyeong-Hak Lee),이우균(Woo-Kyun Lee),손요환(Yo-Hwan Son) 한국산림바이오에너지학회 2005 산림바이오에너지 Vol.24 No.2

본 연구에서는 동적생장모델을 이용하여 산림경영(간벌작업)의 수행여부에 따른 산림의 재적변화량, 산림의 바이오매스와 탄소흡수량을 추정하였다. 간벌 수행 여부에 따른 산림의 재적 변화량을 추정한 결과, 간벌을 수행하였을 경우의 산림 재적 변화량이 현저히 높게 추정되었으며, 이로 인한 산림의 탄소흡수량의 차이도 매우 크게 추정되었다. 간벌이 이루어지지 않은 산림에서의 탄소흡수량은 0.27tC(탄소톤)/ha로 추정되었으며, 간벌이 이루어진 산림에서는 166.02tC(탄소톤)/ha(상층간벌), 163.75tC(탄소톤)/ha(하층간벌)로 각각 추정되었다. 따라서 간벌은 산림의 탄소흡수량 증진에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 판명되었으며, 각 간벌유형별 탄소흡수량은 큰 차이를 나타내지 않았다. 따라서 산림의 탄소흡수 및 탄소흡수량 증진을 위해서는 간벌작업을 통한 산림경영이 필수적인 요소라고 판단된다. This study presents a method how to estimate the change of stand volume, the stand biomass and the carbon removals, using dynamic stand growth model according to whether the practices for forest management are implemented or not. As a result, it shows that the rate of stand change was significantly high if the practices were implemented. Consequently, the change of carbon removals was also high. The carbon removals at the stand where the practices were not implemented, was estimated about 0.27tC/ha. And the carbon removals at the stand where the practices were implemented, was estimated 166.02tC/ha (thinning from above) and 163.75tC/ha (thinning from below). It is confirmed that the thinning activities has a great influence on the change of carbon removals and there was little difference of the carbon removals between thinning types. From this result, it is proved that forest management like thinning activities is prerequisite condition to improve the carbon removals of stand.

尿素를 施用한 森林土壤과 土壤水中 養分含量의 季節的 變化

陳鉉五(Hyun-O Jin),朱榮特(Yeong-Teuk Joo),孫堯丸(Yo-Hwan Son),吳鐘敏(Jong-Min Oh),鄭德泳(Doug-Young Chung) 한국토양비료학회 1999 한국토양비료학회지 Vol.32 No.2

강우와 식생의 상호작용이 수관통과우 및 수간류의 화학적 성질변화에 미치는 영향

주영특(Yeong Teuk Joo),진현오(Hyun O Jin),손요환(Yo Hwan Son),오종민(Jong Min Oh),정덕영(Duk Young Jung) 한국산림과학회 1999 한국산림과학회지 Vol.88 No.2

This research was carried out to investigate the effects of the different tree species(Q. spp., L. leptolepis and P. koraiensis) about the chemical properties of throughfall and stemflow, to purify the acid rain at Kyung Hee Univ. experimental forest, Gwangju-gun, Kyunggi-do. The water quality of the precipitation, throughfall and stemflow in each forest stands were analyzed chemically. The throughfall pH ranges were Q. spp.(pH 4.96-6.34), L. leptolepis(pH 3.96-6.41) and P. koraiensis(pH 4.11-6.36), and the stemflow pH ranged Q. spp.(pH 4.33-6.05), L. leptolepis(pH 3.59-6.09) and P. koraienszs(pH 3.60-6.13). pH values of throughfall and stemflow to the precipitation were Q. spp. Niger than L. leptolepas and P. koraiensis, while distribution range was small. Therefore, buffering capacity about the precipitation in the tree species trended Q. spp. bigger than L. leptolepr`s and P. koraiensis. Nearly all concentration of dissolved elements were precipitation≤throughfall≤stemflow. The cation (Ca^(2+), Mg^(2+), K^+ and NH₄^+), and anion(Cl^- and NO₃^-) were increased. Especially the concentration of Mg^(2+), K^+, NH₄^+ and Cl^- were noticeable. In comparing concentration of dissolved elements of throughfall with each tree species, Ca^(2+) concentration was Q. spp. $lt; P. koraiensis=L. leptolepts and NH₄^+ was Q. spp. $lt;P. koraiensis$lt;L. leptolepis.

폐회로 역학 챔버 시스템을 이용한 토양 이산화탄소 플럭스 관측

채남이 ( Chae Nam I ),김준 ( Kim Jun ),김동길 ( Kim Dong Gil ),이도원 ( Lee Do Won ),김래현 ( Kim Lae Hyeon ),반지연 ( Ban Ji Yeon ),손요환 ( Son Yo Hwan ) 한국농림기상학회 2003 한국농림기상학회지 Vol.5 No.2

토양으로부터의 CO2 방출은 생태계의 탄소 순환에 중요한 위치를 차지한다. 주요 생태계의 순 CO2 교환과 일차 생산량 등을 정확히 산출하려면 군락 CO2플럭스와 더불어 토양 CO2 플럭스의 관측이 함께 이루어져야 한다. 본 논문에서는 닫힌 역학 챔버 시스템을 활용한 토양 이산화탄소 플럭스의 관측 방법을 간략히 검토하고, 한반도 주요 생태계에 구축된 한국 타워 플럭스 관측 지역망(KoFlux)의 거점 관측소에에서 예비 관측된 결과와 서로 다른 관측 시스템간의 상호 비교 결과를 보고하고자 한다. Soil CO² emission is one of the primary components in carbon balance of terrestrial ecosystems. To accurately assess their net ecosystem exchange of CO² and net primary production, measurement of soil CO² efflux is required along with that of canopy CO² flux. In this paper, soil CO² flux measurement technique using closed dynamic chamber systems is briefly reviewed. Preliminary results on soil CO² exchange and inter-comparison of different measurement systems currently used in Korean regional network of tower flux measurement sites (KoFlux) are also reported.

몬순기후와 복잡지형의 특성을 갖는 광릉 산림유역의 물과 탄소순환에 대한 교차규모 연구로부터의 교훈

이동호 ( Dong Ho Lee ),김준 ( Joon Kim ),김수진 ( Su Jin Kim ),문상기 ( Sang Ki Moon ),이재석 ( Jae Seok Lee ),임종환 ( Jong Hwan Lim ),손요환 ( Yo Whan Son ),강신규 ( Sin Kyu Kang ),김상현 ( Sang Hyun Kim ),김경하 ( Kyong Ha Kim 한국농림기상학회 2007 한국농림기상학회지 Vol.9 No.2

광릉 슈퍼사이트에서 대기와 식생간의 에너지와 물질교환 규명은 지형과 식생의 복잡성으로 인해 많은 기술적인 어려움에 직면하고 있다. 따라서 KoFlux 연구에서는 상호보완적인 다중 분야의 연구를 통해 이러한 어려움을 극복하기 위한 시도를 해 오고 있다. 본 논문에서는 현재 진행중인 KoFlux 연구의 예비결과 중 특히 광릉사이트에서의 물/탄소수지, 물과 탄소순환의 상호관련성 그리고 몬순기후하의 생태계에서 탄소순환에 미치는 수문학적 요인의 중요성에 대해 중점적으로 논의하고자 한다. 광릉낙엽활엽수림의 순생태생산량 (NEP)은 광범위한 생태학적 연구결과에 따르면 약 ~2.6 t C/ha/y로 예상된다. 이를 미기상 플럭스 관측 결과와 함께 고려할 때 광릉 산림은 탄소의 중요한 육상흡원으로서 기능함을 예상할 수 있다. 다양한 생태수문 관측에 의해 규명된 유역단위 물수지에 의하면 연단위 전체강수량의 약 30-40%가 증발산 (ET)에 해당함을 나타내고 있다. 광릉산림의 대표적인 수종인 졸참과 서어나무의 잎에서 얻어진 탄소 안정동위 원소 조성에 근거하여 계산된 식물 성장기간의 평균 물 이용효율(WUE)은 약 ~12 μmol CO2/mmol H2O에 해당된다. 얻어진 증발산량과 물이용효율은 유역단위의 생태계 생산량을 산출하는데 이용될 수 있다. 나이테 성장량과 토양호흡량의 연단위 변화는 강수량과 강수의 패턴에 의해 크게 영향을 받음을 보이고, 이는 몬순기후에 영향을 받는 동아시아 지역 생태계에서 탄소 순환과정이 수문학적 조건과 밀접한 상관관계를 가짐을 지시한다. 연구지역의 공간적 특성을 정량화하기 위해 관측지의 구조 및 기능적 단위를 규명하기 위한 연구가 진행되고 있고 이를 통해 서로 다른 시공간 규모에서 진행되고 있는 연구의 결과물을 체계적으로 연결 통합하고 나아가 보다 광역적인 규모에서 대표적인 물/탄소 수지를 산출하기 위한 연구가 시도되고 있다. KoFlux Gwangneung Supersite comprises complex topography and diverse vegetation types (and structures), which necessitate complementary multi-disciplinary measurements to understand energy and matter exchange. Here, we report the results of this ongoing research with special focuses on carbon/water budgets in Gwangneung forest, implications of inter-dependency between water and carbon cycles, and the importance of hydrology in carbon cycling under monsoon climate. Comprehensive biometric and chamber measurements indicated the mean annual net ecosystem productivity (NEP) of this forest to be ~2.6 t C ha-1 y-1. In conjunction with the tower flux measurement, the preliminary carbon budget suggests the Gwangneung forest to be an important sink for atmospheric CO2. The catchment scale water budget indicated that 30~40% of annual precipitation was apportioned to evapotranspiration (ET). The growing season average of the water use efficiency (WUE), determined from leaf carbon isotope ratios of representative tree species, was about 12 μmol CO2/mmol H2O with noticeable seasonal variations. Such information on ET and WUE can be used to constrain the catchment scale carbon uptake. Inter-annual variations in tree ring growth and soil respiration rates correlated with the magnitude and the pattern of precipitation during the growing season, which requires further investigation of the effect of a monsoon climate on the catchment carbon cycle. Additionally, we examine whether structural and functional units exist in this catchment by characterizing the spatial heterogeneity of the study site, which will provide the linkage between different spatial and temporal scale measurements.