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주옥정,김준,박중수,강창성,Ju, Okjung,Kim, Joon,Park, Jung-Soo,Kang, Chang-Sung 한국농림기상학회 2018 한국농림기상학회지 Vol.20 No.1
온실가스 배출로 인한 기후변화는 되먹임 고리의 형태로 연결되어 공진화 하는 자연생태계와 사회시스템의 지속가능성을 저해하는 위험요소가 되었다. 기후변화가 인위적인 온실가스 배출량의 상승에 의한 것으로 지적됨에 따라, 온실가스 배출원과 대기 간의 에너지 및 물질 교환과정에 대한 관심이 고조되었다. 본 고찰에서는 온실가스 모니터링의 배경에 대한 역사와 특별히 농업에서 배출되는 온실가스 관측을 위한 챔버법의 개발에 대해 요약하였다. 챔버를 이용하여 온실가스의 방출 특성을 분석한 국내 선행 연구들의 검토를 기반으로, 기후변화 적응을 위해 보다 나은 과학적 기초자료를 구축할 수 있도록 국내 챔버 관측의 문제점과 개선 방향을 간략히 논의하였다. Climate change has become a major risk factor for the co-evolving ecological and societal systems that are interconnected through biogeochemical cycles. As the increasing emission of anthropogenic greenhouse gases (GHG) has been attributed to the principal cause of climate change, more attention has been given to the exchange between terrestrial sources/sinks of GHG and the atmosphere. In this review, we abridged a brief history of the background of GHG monitoring and the development of chamber method for the GHG measurement particularly from agriculture. Based on the reviews of prior domestic studies that analyzed the emission characteristics of GHG using chamber method, we discussed the concerns and the ways to improve chamber measurement to establish better scientific database for climate change adaptation.
주옥정 ( Okjung Ju ),박중수 ( Jung-soo Park ),노안성 ( An-sung Roh ),박영수 ( Young-su Park ),강창성 ( Chang-sung Kang ) 한국환경농학회 2017 한국환경농학회 학술대회집 Vol.2017 No.-
기후변화에 대한 이해 및 이에 따른 환경변화에 적응하기 위해서는 무엇보다 기후변화의 원인물질인 온실가스에 대한 인벤토리 작성이 필요하다. 온실가스 배출량이 얼마인지 알면 온실가스 감축목표 설정의 기초자료가 되고 감축목표 설정을 위한 정책수립에 활용되기 때문에 기후변화 연구는 온실가스에 대한 정확한 모니터링에서부터 시작되어야 한다. 우리나라는 2014년 1월 국가 온실가스 감축목표 달성을 위한 로드맵을 수립하였으며, 2015년 배출권거래제 시행, 각국이 결정한 기여(INDC, Intended Nationally Determined Contributions) 제출 등에 따라 신뢰성 있는 국가 인벤토리 산정의 중요성이 더욱 증대되고 있다. 우리나라의 2014년 온실가스 총 배출량은 691 백만톤 CO<sub>2</sub>eq.로 34개 경제협력기구 (OECD) 회원국 중에서는 미국, 일본, 독일, 캐나다, 멕시코에 이어 6번째로 온실가스 배출량이 많다. 2006 IPCC GL에서 제공하는 온실가스 주요배출원 분석에 따라 우리나라 온실가스 주요배출원은 17개 이며, 이 중 농업분야에서는 벼 재배지에서 발생하는 메탄과 농경지토양에서의 아산화질소이다. 2014년 농업분야의 아산화질소 배출량은 9.0 백만톤 CO<sub>2</sub>eq.으로 농업분야 전체 배출량의 42.1%를 차지하고 있다. 농경지에서 아산화질소는 암모니아(NH<sup>3</sup>)의 질산화과정 중 질소고정 미생물의 세포에서 유출되는 부산물이나 아산화질소 탈질과정에서 중간 대사산물로 생성된다. 농경지에서 배출되는 온실가스 측정방법 중 95% 이상이 매뉴얼 챔버법(Chamber method)에 의해 이루어지고 있으며, 아산화질소는 토양에서 직접 대기로 배출되는 배출량을 측정하기 때문에 챔버 안에 식물체를 넣을 필요가 없어 메탄시료 채취용 챔버와 같이 크지 않아도 되나, 작은 챔버(0.008 m<sup>2</sup>) 보다는 큰 챔버(0.5 m<sup>2</sup> )에서 공간에 따른 변동 성에 영향을 덜 받는다고 보고된 바 있다. 그러나 온실가스 배출량 산정을 위한 챔버 크기, 높이, 부피에 따른 샘플링 위치, 가스 확산에 따른 측정시간 간격 등 온실가스 측정법에 대한 상세 가이드라인은 없는 실정이다. 또한, 메탄과 아산화질소 배출량은 온도의 영향을 크게 받는다고 알려져 있으나, 현장에 서 배출된 온실가스 배출량에 미치는 영향에 대한 정량적 평가 및 온도 외의 요소(습도 등)에 따른 배 출량의 변화를 분석한 바는 없다. 따라서 본 연구에서는 밭토양에서 발생하는 아산화질소 배출량 산정을 위해 크기와 모양이 다른 챔버에서 발생하는 온실가스 농도를 일정시간 범위에 따라 분석하였으며, 온도, 습도 등의 변화에 따른 영향요소의 정량적 평가를 시도하였다. 본 연구결과를 통한 밭토양에서 아산화질소 배출량 산정에 미치는 영향요소의 정량적 파악을 통해 IPCC 가이드라인과 같이 우리나라의 농경지 온실가스 배출량 산정을 위한 관리기준 설정에 도움이 될 것으로 생각된다.
논토양 질소시비량과 물관리에 따른 아산화질소 배출량 평가
주옥정(Okjung Ju),노안성(Ahn-Sung Roh),정재원(Jaewon Jeong),김조은(Jo-Eun Kim),소호섭(Hoseup Soh),이영순(Young-Soon Lee) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11
농경지에서 배출되는 아산화질소는 토양에 투입된 질소투입원에 따른 토양 내 미생물의 질산화 및 탈질화 과정에 의해 발생한다. 담수상태에 있는 논토양에서는 아산화질소 배출량이 적어 관련 연구가 부족하나, 중간낙수 등 논토양이 혐기적 환경에서 호기적으로 전환될 경우 질산화와 탈질화 과정을 촉진하여 아산화질소 배출을 증가시킬 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 논토양 질소 비료 시용량과 물관리에 따른 아산화질소 배출량을 평가하고자 실내 포트시험을 수행하였다. 수행방법은 경기도농업기술원내 논토양 시료를 채취하여 풍건후 약 9kg을 와그너포트(NF-2, 1/2000a, Φ256×Φ234×297mm)에 담아 처리구별 폐쇄형 원형 챔버(Φ240×500mm)를 3개씩 설치하였다. 질소질 비료 시용에 따른 처리구는 벼 재배 표준시비량인 3요소 N-P₂O<SUB>5</SUB>-K₂O = 90-45-57 kg ha<SUP>-1</SUP> 기준 질소 1배, 1.5배, 2배, 무시비로 처리하였다. N은 요소, P₂O<SUB>5</SUB>는 용과린, K₂O는 염화칼리로 시용하였으며, N는 기비 56%, 분얼비는 22%, 수비는 22% 분시하였고, 인산은 전량 기비, 칼리는 기비 70%, 수비 30%로 분시하였다. 건토양에 기비 시용 후 2주 후 담수하였으며, 분얼비는 담수 후 12일, 수비는 담수 후 70일에 시용하였으며 분얼비 후 35일에 중간낙수를 3주 동안 실시하였다. 아산화질소 시료채취는 폐쇄형 챔버법으로 주 2회 이상 오전 10시~12시 사이에 챔버 뚜껑을 닫고 1차로 채취한 후 40분 경과 후 2차로 시료 채취하여 아산화질소 농도 변화를 측정하였으며, 시료 채취와 동시에 최초 온도와 40분 후 온도를 기록하였으며, 논물로부터 챔버 상단까지 유효높이를 조사하여 아산화질소 배출량을 산정하였다. 약 144일 측정기간 동안의 평균 아산화질소 배출량은 무시비 0.13, 질소 1배 0.48, 질소 1.5배 0.74, 질소 2배 0.91 mg m<SUP>-2</SUP> hr<SUP>-1</SUP>으로 질소질 비료 시용량이 많을수록 아산화질소 배출량이 높게 나타났다. 일일 아산화질소 배출량 변화에서는 담수 20일 이후부터 아산화질소 배출량이 유의하게 나타났으며, 중간 낙수 마지막날에 최고 일일 배출량(무시비 0.07, 1배 0.89, 1.5배 2.68, 2배 3.15 mg m<SUP>-2</SUP> hr<SUP>-1</SUP>)이 나타났다가 담수후 약 50일 지나서 다시 아산화질소 배출량이 높게 나타났다.