기후변화 영향 모의를 위한 실외 실험적 온난화 및 강수 조절 시스템 설계 연구

윤순진 ( Soon Jin Yun ),한새롬 ( Sae Rom Han ),한승현 ( Seung Hyun Han ),이선정 ( Sun Jeoung Lee ),정예지 ( Ye Jee Jung ),김성준 ( Seoung Jun Kim ),손요환 ( Yow Han Son ) 한국임학회 2014 한국산림과학회지 Vol.103 No.2

소나무 묘목을 대상으로 한반도 기후변화 시나리오에 근거한 50년 후 온도 3℃ 증가와 강수량 30% 변화의 영향을 모의하고자 실외에서 온난화 처리와 강수 조절을 수행할 수 있는 시스템을 설계하였다. 이를 위하여 2013년 4월에 묘포장을 조성하고 2년생 소나무 묘목을 식재한 다음 5월부터 적외선등을 이용하여 온난화 처리구(W)의 대기온도를 대조구(C)에 비하여 3.0℃ 높게 설정하여 가열하였으며, 강수 대조구(P0)와 강수 차단 덮개를 이용한 강수 감소(대조구 대비 -30%; P-) 조절, 그리고 펌프와 점적관수를 통한 강수 증가(대조구 대비 +30%; P+) 조절을 실행하였다. 온난화 처리구의 대기 온도는 초기에 대조구에 비하여 평균 2.2℃ 높았으나 이후 점차 목표치에 근접한 3.0℃로유지되었다. 또한 온난화 처리에 따른 평균 토양 온도는 온난화 처리구에서 대조구보다 평균 3.1℃ 높게 나타났다. 강수 증가 및 감소 조절에 따른 평균 토양 수분 함량은 온난화 처리구에서 P0W에 비하여 P+W는 13.9% 증가하고, P-W는 10.0% 감소하였으며, 온난화 대조구 중에서 P+C는 23.7% 증가하고, P-C는 7.6% 감소하였다. 환경요인의 모니터링을 통하여 실외 실험적 온난화와 강수 조절 시스템이 적정하게 설계되고 가동됨을 확인할 수 있었다. The objective of this study was to establish an open-field experimental warming treatment and precipitation manipulation system to simulate climate change impact for Pinus densiflora seedlings based on a climate change scenario in Korea. Two-year-old seedlings were planted in a nursery in April, 2013. The air temperature of warmed plots (W) was set to increase by 3.0℃ compared to control plots (C) using infrared lamps from May, 2013. The three precipitation manipulation consisted of precipitation decrease using transparent panel (-30%; P-), precipitation increase using pump and drip-irrigation (+30%; P+) and precipitation control (0%; P0). Initially, the air temperature was 2.2℃ higher in warmed plots than in control plots and later air temperature was maintained close to the target temperature of 3.0℃. The average soil temperature was 3.1℃ higher in warmed plots than in control plots. Also the average soil moisture content after the precipitation manipulation increased by 13.9% in P+W and decreased by 10.0% in P-W compared to P0W, and increased by 23.7% in P+C and decreased by 7.6% in P-C compared to P0C. It was confirmed that the open-field experimental warming and precipitation manipulation system was properly designed and operating.

대구 지역 여고생의 체중 조절 관심도와 영양소 섭취 상태

최미자,윤순진,Choi, Mi-Ja,Yun, Soon-Jin 동아시아식생활학회 2007 동아시아식생활학회지 Vol.17 No.3

In this study, the interest of female high school students's(N=500) for weight control, as well as nutrient intake status, were analyzed. The mean age, height, and weight of the subjects were, 19.3 years, 162.2 cm and 55.4 kg respectively. Mean BMI was $21.1 kg/m^2$. According to BMI, the percentage of underweight, normal weight, overweight, and obese were 18.5 %, 60.3%, 11.3%, and 11.3% respectively. By the BMI criteria, 60.3% of the subjects were normal weight while the rate of self-recognition was 41.5%. The degree of satisfaction regarding self-body image was only 17.1% and 60.9% showed an interest in weight control. The reason for weight reduction were appearance(65.1 %) and health(24.2%). The body areas where subjects wanted to lose weight included the thighs(32.9%) and whole body(29.3%). They believed the most effective weight control strategy was exercise(81.1 %) and the strategies they used were diet(59.1 %) and exercise(40.4%). Energy intake was 1,733.4 kcal which was 86.7% of the estimated energy requirements(EER). Calcium, vitamin $B_2$, and vitamin C intakes were less than EAR by 34.4%, 40.4%, and 59.6% respectively. The intake of dietary fiber was 5.1 g only 21.1 % of the adequate intake(AI). In summary, high school females interested in weight control have significantly less calcium intake than their peers. The correlations between interest in weight control and weight and BMI were significant(p<0.001). The results of this study suggest that to achieve optimal growth, improved diets that include calcium, vitamin $B_2$, and vitamin C are recommended. High school females interested in weight control should especially be targeted for education on calcium intake.

실외 인위적 온난화 및 강수 조절이 소나무 묘목의 생리적 특성과 생장에 미치는 영향

박민지(Park, Min Ji),윤순진(Yun, Soon Jin),윤현민(Yun, Hyeon Min),장한나(Chang, Hanna),한승현(Han, Seung Hyun),안지애(An, Jiae),손요환(Son, Yowhan) 한국기후변화학회 2016 한국기후변화학회지 Vol.7 No.1

한반도 온대중부 낙엽활엽수림 장기생태조사지에서 15년간 하층식생 군집의 시계열적 변화

김민수 ( Min-su Kim ),윤순진 ( Soon-Jin Yun ),박찬우 ( Chan-woo Park ),최원일 ( Won-il Choi ),천정화 ( Jung-hwa Chun ),임종환 ( Jong-hwan Lim ),배관호 ( Kwan-ho Bae ) 한국환경생태학회 2021 한국환경생태학회지 Vol.35 No.3

본 연구는 온대 낙엽활엽수림의 하층식생 변화를 구명하여 산림생태계의 체계적 보전과 효율적 관리를 위한 기초자료를 제공하기 위하여 수행하였다. 2003년 경기도 포천 광릉 숲에 1ha 크기의 영구조사구를 설치하였으며, 영구조사구는 10×10m 크기의 부조사구 100개로 구성되었다. 영구조사구의 임분동태 및 하층식생은 2003년부터 2018년까지 5년 간격으로 조사되었다. 조사구에 출현하는 관속식물은 56과 128속 176종 18변종 4품종 1아종으로 총 199분류군 이었다. 관목층과 초본층의 종수는 시간이 경과함에 따라 모두 감소하는 경향을 보였다. MRPP-test 분석 결과 관목층의 종조성은 2008년-2013년을 제외한 모든 연도에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났으며, 초본층의 경우 모든 연도에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 평균 중요치에서 관목층은 참회나무(18.23%), 당단풍나무(16.48%), 작살나무(13.85%)가 우점하는 것으로 분석되었으며, 초본층에서는 단풍취(23.41%), 애기나리(9.45%), 주름조개풀(5.62%)이 우점하는 것으로 나타났다. 관목층은 상층 임분의 흉고단면적과 임분밀도가 높을수록 청미래덩굴, 청괴불나무, 고광나무의 풍부도가 높았으며, 흉고단면적과 임분밀도가 낮을수록 당단풍나무, 물참대, 산뽕나무, 산딸나무의 풍부도가 높았다. 시간이 경과할수록 흉고단면적과 임분밀도는 초본층에 미치는 영향이 적은 반면, 관목층의 참회나무와 당단풍나무의 피도는 초본층종 구성에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었다. 결론적으로 광릉 장기생태조사지의 하층은 종수가 지속적으로 감소하고 있으며, 이 과정은 상층 임분의 종다양성과 흉고단면적, 임분밀도가 하층식생 종조성에 영향을 주는 것으로 판단되었다. This study aims to provide basic data for the systematic conservation and efficient management of forest ecosystems by analyzing changes in understory vegetation of temperate broad-leaved deciduous forests. One-hectare permanent survey plot, consisting of 100 subplots sized 10 x 10 meters, was installed in Gwangneung forest in Pocheon, Gyeonggi-do in 2003. The state of stands and the understory vegetation in the permanent survey plot were examined at a 5-year interval from 2003 to 2018. The vascular plants found in the survey area were 56 families, 128 genera, 176 species, 18 variants, 4 varieties, and 1 subspecies, for a total of 199 taxa. The number of species in both the shrub layer and the herbaceous layer showed a tendency to decrease with time. The MRPP-tests showed a significantly differing species composition of the shrub layer in all years except 2008-2013, whereas significant differences were found in all years concerning the herbaceous layer. As for the average importance value, Euonymus oxyphyllus (18.23%), Acer pseudosieboldianum (16.48%), and Callicarpa japonica (13.85%) were dominant in the shrub layer, while Ainsliaea acerifolia (23.41%), Disporum smilacinum (9.45%), and Oplismenus undulatifolius (5.62%) were dominant in the herbaceous layer. In the shrub layer, the richness of Smilax china, Lonicera subsessilis, and Philadelphus schrenkii was high when the basal area and the stand density of an upper layer were high. By contrast, smaller basal area and stand density were associated with the richness of Acer pseudosieboldianum, Deutzia glabrata, Morus bombycis, and Cornus kousa. Furthermore, it was found out that the impact of the basal area and the stand density on the herbaceous layer decreased over time, while the herb layer’s species composition was greatly affected by cover degrees of Euonymus oxyphyllus and Acer pseudosieboldianum in the shrub layer. In conclusion, the number of species in the understory vegetation in Gwangneung forest is continuously decreasing, thus implying that species diversity, basal area, and stand density of an upper layer can influence the species composition in understory vegetation.

거제수나무, 물푸레나무, 굴참나무 묘목의 실외 인위적 온난화에 대한 수종 특이적 생장 반응

한새롬 ( Sae Rom Han ),안지애 ( Ji Ae An ),윤태경 ( Tae Kyung Yoon ),윤순진 ( Soon Jin Yun ),황재홍 ( Jae Hong Hwang ),조민석 ( Min Seok Cho ),손요환 ( Yo Whan Son ) 한국농림기상학회 2014 한국농림기상학회지 Vol.16 No.3

기후변화 대응 산림 관리 방법을 개발하기 위해서는 온난화에 따른 수목의 반응을 예측하는 것이 중요하다. 본 연구는 우리나라 주요 활엽수종인 거제수나무 (Betula costata), 물푸레나무(Fraxinus rhynchophylla), 굴참나무(Quercus variabilis) 묘목의 실외 인위적 온난화에 대한 생장 반응을 알아보기 위하여 수행되었다. 이를 위해 적외선등을 이용하여 지속적으로 기온을 3oC 증가시킬 수 있는 실외 인위적 온난화 시스템을 구축하고, 활엽수 3개 수종을 파종한 후, 온도 증가에 대한 발아 당년 묘목의 생장, 생물량 분배 및 순광합성률의 반응을 분석하였다. 연구 결과, 거제수나무, 물푸레나무, 굴참나무 묘목의 생장은 실외 인위적 온난화 처리에 대하여 수종과 시기에 따라 서로 다른 반응을 나타냈다. 즉 거제수나무는 온난화 처리에 따라 근원경 대비 묘고 비율, 총 생물량, 지상부 대비 뿌리 중량 비율, 순광합성률 등이 감소한 반면, 굴참나무는 근원경, 묘고, 총 생물량, 순광합성률 등이 증가하였으며, 물푸레나무는 다른 수종에 비하여 생장 반응이 뚜렷하지 않았다. 시기별 반응으로는, 7월에는 모든 수종에 대하여 온난화 처리에 따른 변화가 나타나지 않았으나 11월에는 굴참나무의 근원경, 묘고, H/D율이 증가한 반면 거제수나무의 H/D율이 감소하였다. 온난화에 대한 수종별 생장 반응의 차이는 순광합성률 및 생물량 분배의 수종별 반응과 유사하게 나타나, 온도 증가에 의한 순광합성률과 생물량 분배의 수종별 차이가 생장에 영향을 미친 것으로 생각된다. 한편, 여름에 비하여 가을에 더 두드러지게 나타난 생장 반응은 온난화에 의한 식물 계절 특성의 변화에 의한 것으로 보인다. 활엽수 3개 수종에 대하여 온난화에 의한 수종 특이적 생장 반응을 밝힌 본 연구 결과는 기후변화에 대응한 산림 관리 정책 개발에 활용될 수 있을 것으로 사료된다. Evaluation of tree responses to temperature elevation is critical for a development of forest management techniques coping with climate change. We conducted a study on the growth responses of Betula costata, Fraxinus rhynchophylla, and Quercus variabilis seedlings to open-field artificial warming. Artificial warming set-up using infra-red heater was built in 2012 and the temperature in warmed plots was regulated to be consistently 3oC higher than that of control plots. The seeds of three species were sown, and the responses of growth, biomass allocation, and net photosynthetic rate of newly-germinated seedlings on the open-field artificial warming were determined. As a result, the growth responses of the seedlings differed with the species. B. costata showed decreases in the height to diameter ratio (H/D ratio), biomass, root weight to shoot weight ratio, and net photosynthetic rate. However, root collar diameter (RCD), height, biomass, and net photosynthetic rate of Q. variabilis were increased, while the response of F. rhynchophylla was rather obscure. There was no significant difference between warmed and control plots in seedling growth for 3 species in July, whereas, RCD, height, and H/D ratio of Q. variabilis were increased and H/D ratio of B. costata was decreased in November under warming. Species-specific growth responses to warming were similar to the speciesspecific responses of net photosynthetic rate and biomass allocation; therefore, net photosynthetic rate and biomass allocation might attribute to growth responses to warming. Besides, a relatively obvious response in autumn compared to summer might be affected by the phenological change following artificial warming. Species-specific responses of three deciduous species to warming in this study could be applied to the development of adaptive forest management policies to climate change.

1분과 : 토양 코어 및 미니라이조트론을 이용한 소나무 임분의 세근 바이오매스 연구

한승현 ( Seung Hyun Han ),윤태경 ( Tae Kyung Yoon ),한새롬 ( Sae Rom Han ),윤순진 ( Soon Jin Yun ),이선정 ( Sun Jeoung Lee ),김성준 ( Seoung Jun Kim ),장한나 ( Han Na Chang ),손요환 ( Yo Whan Son ) 한국임학회 2014 한국산림과학회지 Vol.103 No.1

본 연구는 소나무 임분을 대상으로 토양 코어 샘플링과 미니라이조트론 방법을 이용하여 세근의 분포를 파악하고, 미니라이조트론 자료를 세근 바이오매스로 환산할 수 있는 변환계수와 회귀식을 개발하는 목적으로 수행되었다. 토양 코어 샘플링은 2012년 10월부터 2013년 9월까지 겨울을 제외하고 매월 1회씩 총 9회 실시하여 세근 바이오매스를 측정하였고, 미니라이조트론을 이용하여 2013년 5월부터 8월까지 매월 1회씩 총 4회 세근 표면적을 측정하였다. 0-30 cm 토양 깊이에서 세근 바이오매스와 표면적은 지표에 가까울수록 유의하게 높았으며, 계절별 바이오매스(kg ha-1)는 여름(3,762.4)과 봄(3,398.0)에 가을(2,551.6)보다 유의하게 높은 값을 보였다. 이와 같은 토양 깊이별 분포는 토양의 양분, 용적밀도 그리고 온도 등의 차이 때문으로 사료되며, 계절적 경향은 대기 온도 및 토양 온도 변화에 의해 나타나는 것으로 보인다. 또한 토양 깊이별 세근 표면적과 바이오매스 사이의 변환계수를 구하고, 이를 통하여 미니라이조트론 자료를 환산한 세근 바이오매스와 토양 코어 샘플링 자료인 실측값 사이의 선형회귀식(y = 79.7 + 0.93x, R2= 0.81)을 개발하였다. 본 연구에서 개발된 변환계수 및 회귀식은 추후 국내 소나무림의 장기적인세근 동태를 추정하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Fine root distribution was investigated in Pinus densiflora stands using soil core sampling andminirhizotrons, and conversion factors and regression equations were developed for converting minirhizotrondata into fine root biomass. Fine root biomass was measured by soil core sampling from October, 2012 to September, 2013 once a month except for the winter, and surface area of fine roots was estimated byminirhizotrons from May to August, 2013 once a month. Fine root biomass and surface area were significantly higher in the upper soil layers than in the lower soil layers. Fine root biomass showed seasonal patterns; the mean fine root biomass (kg ha-1) in summer (3,762.4) and spring (3,398.0) was significantly higher than that in autumn (2,551.6). Vertical and seasonal patterns of fine root biomass might be related to the soil bulk density, nutrient content and temperature with soil depth, and seasonal changes of soil and air temperature. Conversion factors (CF) between fine root surface area from minirhizotron data and fine root biomass from soil core sampling were developed for the three soil depths. Then a linear regression equation was developed between the predicted fine root biomass using CF and the measured fine root biomass (y = 79.7 + 0.93x, R2= 0.81). We expect to estimate the long-term dynamics of fine roots using CF and regression equation for P. densifloraforests in Korea.

광릉 낙엽활엽수 노령림의 CO₂ 수지 역학: 15년 관측으로부터의 교훈

양현영 ( Hyunyoung Yang ),강민석 ( Minseok Kang ),김준 ( Joon Kim ),류다운 ( Daun Ryu ),김수진 ( Su-jin Kim ),천정화 ( Jung-hwa Chun ),임종환 ( Jong-hwan Lim ),박찬우 ( Chan Woo Park ),윤순진 ( Soon Jin Yun ) 한국농림기상학회 2021 한국농림기상학회지 Vol.23 No.4

1960-70년대 대규모 산림녹화 이후에 한국의 산림은 점차 노령화되고 있다. 노령림의 순 CO₂ 교환은 이론적으로 중립에 가깝지만, 교란이나 관리에 의해 CO₂ 흡원 또는 발원이 될 수 있다. 본 연구는 한국의 광릉 낙엽활엽수 노령림(GDK)의 CO₂ 수지 역학을 이해함으로써, 다음 두 가지 질문에 답하고자 하였다: (1) 보전되고 있는 GDK는 과연 이론적으로 알려져 있는 CO₂ 중립인가? (2) 관측된 CO₂ 수지의 경년 변동이 문헌에 보고된 조절 인자들과의 선형적인 인과관계로 설명이 가능한가? 이에 답하기 위해, 본 연구는 KoFlux GDK 관측지에서 에디 공분산 기술로 2006년부터 2020년까지 15년 동안 관측된 CO₂ 플럭스 자료와 생기상학적 자료를 분석하였다. 연구 결과, (1) GDK는 15년 자료를 평균해서 보면 약한 CO₂ 발원이며, 관측기간 동안 흡원과 발원 사이를 오갔으나 최근 5년 동안 CO₂ 발원으로서의 강도가 증가하고 있다. (2) 전천일사, 생장기간, 엽면적지수의 경년 변동은 총일차생산량(Gross Primary Production, GPP)의 경년 변동과 양의 상관관계(R²=0.32~0.45)가 있는 반면, 기온과 지표면 온도의 경년 변동은 생태계 호흡(Ecosystem Respiration, RE)의 경년 변동과 유의한 상관관계가 없었다. 또한, 관측기간 초반(첫 10년)의 CO₂ 플럭스와 기상요인 및 생물학적 요인으로 학습시킨 기계학습은 관측기간 후반(최근 5년)의 GPP와 RE의 경년 변동을 제대로 모사해내지 못했다. 단, 고사목에서 배출된 탄소 추정량이 CO₂ 발원으로의 전환에 일부 기여했을 것으로 추정된다. GDK의 장기 CO₂ 수지 역학에 대해 올바로 이해하고 해석하기 위해서는, 분석과 모델링을 위한 복잡계과학 기반의 새로운 프레임워크가 필요하다. 더불어, 플럭스 모니터링 및 자료 품질 유지와 함께 고사목과 교란을 지속적으로 모니터링하는 것이 중요함을 다시 한 번 확인하였다. After large-scale reforestation in the 1960s and 1970s, forests in Korea have gradually been aging. Net ecosystem CO₂ exchange of old-growth forests is theoretically near zero; however, it can be a CO₂ sink or source depending on the intervention of disturbance or management. In this study, we report the CO₂ budget dynamics of the Gwangneung deciduous old-growth forest (GDK) in Korea and examined the following two questions: (1) is the preserved GDK indeed CO₂ neutral as theoretically known? and (2) can we explain the dynamics of CO₂ budget by the common mechanisms reported in the literature? To answer, we analyzed the 15-year long CO₂ flux data measured by eddy covariance technique along with other biometeorological data at the KoFlux GDK site from 2006 to 2020. The results showed that (1) GDK switched back-and-forth between sink and source of CO₂ but averaged to be a week CO₂ source (and turning to a moderate CO₂ source for the recent five years) and (2) the interannual variability of solar radiation, growing season length, and leaf area index showed a positive correlation with that of gross primary production (GPP) ( R²=0.32~0.45); whereas the interannual variability of both air and surface temperature was not significantly correlated with that of ecosystem respiration (RE). Furthermore, the machine learning-based model trained using the dataset of early monitoring period (first 10 years) failed to reproduce the observed interannual variations of GPP and RE for the recent five years. Biomass data analysis suggests that carbon emissions from coarse woody debris may have contributed partly to the conversion to a moderate CO₂ source. To properly understand and interpret the long-term CO₂ budget dynamics of GDK, new framework of analysis and modeling based on complex systems science is needed. Also, it is important to maintain the flux monitoring and data quality along with the monitoring of coarse woody debris and disturbances.

적외선등을 이용한 실외 실험적 온난화 처리가 소나무 묘목의 생장과 생리적 특성에 미치는 영향

이선정 ( Sun Jeoung Lee ),한새롬 ( Sae Rom Han ),윤태경 ( Tae Kyung Yoon ),한승현 ( Seung Hyun Han ),정예지 ( Ye Jee Jung ),윤순진 ( Soon Jin Yun ),손요환 ( Yo Whan Son ) 한국산림과학회 2013 한국산림과학회지 Vol.102 No.4

Climate change will affect the physiological traits and growth of forest trees. This study was conducted to investigate the effects of an experimental warming on growth and physiological characteristics of Pinus densiflora S. et Z. seedlings. One-year-old P. densiflora seedlings were planted in control and warmed plots in April 2010. The air temperature of warmed plots was increased by 3oC using infrared lamps from November 2010. We measured shoot height, root collar diameter, above and below ground biomass, chlorophyll contents and leaf nitrogen concentration from March 2011 to March 2013. Seedling height and root collar diameter showed no significant difference between warmed and control plots except for root collar diameter measured in June 2012. Seedling leaf biomass was lower in the warmed (23.94±2.10 g) than in the control (26.08±1.72 g) plots in 2013. Shoot to root ratio (S/R ratio) was lower in the warmed (1.09±0.07) than in the control (1.31±0.10) plots in 2013. Leaf nitrogen concentrations and chlorophyll contents were not significantly different between warmed and control plots except for leaf nitrogen concentration in 2011. Leaf C/N ratio was increased in 2012 under the warming treatment. Low growth and S/R ratio in warmed plots might be related to the higher temperature and water stress. In the future, the below-ground carbon allocation of P. densiflora might be increased by global warming due to temperature and water stress.