This study deals with replacement analysis of deteriorated equipment for improving productivity of production system. Frequent breakdown of the deteriorated equipment causes a situation that reduces productivity such as low product quality, process delay, and repair cost. However, the replacement of new equipment will be required a high initial investment cost, so it is important to analysis the economic feasibility. Therefore, we analyze the effect of the production system due to the aging effect of the equipment and the feasibility of equipment replacement based on the economic analysis. The process flow, working time, logistics movement, etc. are analyzed in order to build the simulation modeling for a ship and land switchboard production system. Using numerical examples, the economic feasibility analysis of equipment replacement through replacement of existing deteriorated equipment and additional arrangement of new facilities is performed.

In order to understand the vegetative role of Glycine soja, we studied the basic physiological characteristics between Glycine soja and Glycine max. For this study, the light intensity (μmol m-2 s-1) on leaf surface, leaf temperature (℃), transpiration rate (mmol m-2 s-1), photosynthetic rate (μmol m-2 s-1), substomatal CO2 partial pressure (vpm) of Glycine soja and Glycine max were measured, and the quantum yield, photosynthesis rate per substomatal CO2 partial pressure were calculated. In the results of simple regression analysis, the increasing quantum yield decreases leaf temperature both of Glycine soja and Glycine max and the increasing leaf temperature decreases transpiration rate in case of Glycine soja. However, in case of Glycine max, the increasing leaf temperature decreases substomatal CO2 partial pressure, photosynthetic rate, and photosynthetic rate per substomatal CO2 partial pressure as well as transpiration rate. Also, increasing transpiration rate increases substomatal CO2 partial pressure while decreases photosynthetic rate per substomatal CO2 partial pressure. Thus, Glycine soja is relatively more easily adaptable to severe environments with low soil nutrients and high light levels. Compared to Glycine max susceptible to water loss due to a water-poor terrestrial habitat, the physiological traits of Glycine soja has a high average transpiration rate and are less susceptible to water loss will act as a factor that limits the habitat according to soil moisture.

The most important thing to successfully restore an oak forest is finding suitable climatic conditions and topographic factors for the oak species to be introduced. In this study, in order to find suitable environmental conditions for the five dominant oak trees on the Korean Peninsula, we carried out analysing the information on the location of forest vegetation on the Korean Peninsula. The range of annual mean temperature of the five oak trees was narrow in the order of Q. mongolica (7.7~14.3°C), Q. variabilis (9.2~13.8°C), Q. acutissima (10.5~14.3°C), Q. serrata (11.4~13.7°C), Q. aliena (11.0~12.9°C). The range of annual precipitation of oaks was narrow in order of Q. mongolica (1072.7~1780.9 mm), Q. variablis (1066.6~1554.9 mm), Q. acustissima (1036.5~1504.8 mm), Q. serrata (1062.6~1504.7 mm). The range of altitude was in order of Q. mongolica (147~1388 m), Q. serrata (93~950 m), Q. variabilis (90~913 m), Q. acustissima (60~516 m), Q. aliena (55~465 m). The range of slope was in the order of Q. mongolica (8~56°), Q. variabilis (5~52°), Q. serrata (11~45°), Q. aliena (15~38°), Q. acustissima (16~37°). These results are considered to be very useful in the case of ecological restoration using deciduous oak trees on the Korean Peninsula.

Smart farm is a high-tech type of plant factory that artificially makes environmental conditions suitable for the growth of plants and manages them to automatically produce the desired plants regardless of seasons or space. This study was conducted by identifying the effects of Hertz and Duty ratio on the photosynthetic rate of ginseng, a medicinal crop, to find the optimal conditions for photosynthetic responses in smart farms. The light sources consisted of a total of 10 chambers using LED system, with 4 R+B (red+blue) mixed lights and 6 R+B+W (red+blue+white) mixed lights. In addition, the Hertz of the R+B mixed light was treated at 20, 60, 180, 540, 1620 and 4860 hz respectively. The R+B+W mixed light was treated with 60, 180, 540, and 1620 hz. Afterwards, experiments were conducted with the duty ratio of 30, 50, and 70%. As a result, the photosynthetic rate of ginseng according to duty ratio and Hertz was the highest at 60 hz when duty ratio was set to 50%. On the other hand, that was the lowest when the duty ratio was 30% at the same 60 hz. In addition, the photosynthetic rates were highest in the R+B mixed light and R+B+W mixed light at 60 hz. Therefore, the condition with the highest photosynthetic rate of ginseng in smart farms is 60 hz when the duty ratio in R+B mixed light is 50%.

We investigated the growth response and population regeneration of four halophyte species: Suaeda japonica, Salicornia europaea, Suaeda maritima and Suaeda glauca, when climate change proceeds caused by increased CO2 concentration and temperature. The plants collected from habitat in 2018 were transplanted into Wagner pots, and cultivated for two years in greenhouse divided into a control (ambient condition) and a treatment (elevated CO2+elevated temperature). The shoot length of halophytes was measured in July of each year, and the population regeneration rate was measured in October 2019. The shoot lengths of S. japonica and S. glauca had no difference between control and treatment for two years. Those of S. europaea were longer in control than treatment for two years. Those of S. maritima had no difference between control and treatment in 2018 but were longer in control than treatment in 2019. In control, the shoot lengths of S. japonica, S. europaea and S. glauca had no difference between years while those of S. maritima were longer in 2018 than in 2019. In treatment, those of S. japonica, S. europaea and S. maritima were shorter in 2019 than 2018 but S. glauca had no difference between years. The regeneration rates of S. japonica, S. europaea and S. glauca were lower treatment than control, and there was no difference in the regeneration rate of S. maritima. In conclusion, if climate change progresses caused by the increase of CO2 concentration and temperature, the shoot lengths of S. japonica, S. europaea and S. maritima will be shortened, and the regeneration rate of population will be increased only in the S. maritima.

본 연구는 4가지 환경요인에 따른 떡갈나무 유식물의 생육 반응 분석과 생태적 지위폭을 측정하였다. 환경요인은 광, 수분, 토성 그리고 유기물 함량이고 각각 4구배로 처리하였다. 광량이 많을수록 잎 무게, 지상부 무게, 지하부 무게 그리고 식물체 무게가 증가하였다. 수분함량처리구와 토성처리구에서 생육 반응은 차이가 없었다. 유기물 함량이 많을수록 지상부 무게가 증가하였지만, 나머지 형질의 생육 반응의 차이는 없었다. 생태적 지위폭은 광요인에서 0.865, 수분요인에서 0.995, 토성요인에서 0.994 그리고 유기물 함량 요인에서 0.988이었다. 생태학적 지위폭은 수분함량 처리구에서 가장 넓었고 광처리구에서 가장 좁았다. 이는 떡갈나무의 생육 반응이 광량의 양이 많을수록 생육이 좋고, 광에 민감함을 의미한다. 따라서 생육 반응과 생태적 지위폭을 결정짓는 것은 광 요인이다.

This study was carried out to investigate the vegetation of wetland and terrestrial lands in Jangdo wetland conserved area in Korea and to analyze the characteristics of the vegetation changes in the recent years. From the plant community, there were evergreen broad-leaved forests of the Machilus thunbergii, Castanopsis cuspidata, and Machilus thunbergii-Castanopsis cuspidata communities. Moreover, there were deciduous broad-leaved forests of the Salix koreensis, Mallotus japonicus, Mallotus japonicus-Pueraria thunbergiana and Celtis sinensis communities. Additionally, there were shrub forests of the Rosa multiflora-Rubus hirsutus, grassland of Molinia japonica-Miscanthus sacchariflorus and Miscanthus sacchariflorus-Imperata cylindrica communities, and plantation forest of the Pseudosasa japonica community. The area of the wetland vegetation (15%) was much narrower than that of the terrestrial land vegetation (85%). Comparing these results with those of the past 10 years, the wetland plant communities decreased by one-third and the proportion of neutral or dry plant communities increased. In order to mitigate landization succession of the wetland and maintain native wetland vegetation in this area, the expansion of the Salix koreensis community must be controlled to a suitable scale. In addition, it is urgently required to remove the invasive non-wetland plants, such as Pseudosasa japonica and Pueraria thunbergiana.

온도상승에 대한 낙엽성 목본식물종의 식물계절반응을 알아보기 위하여 동일지역에서 채종된 종자를 기반으로 야외 (대조구)와 온도가 최저생육온도 (약 4.8℃) 이상으로 유지되는 온실 (처리구)에서 우리나라 주요 낙엽수 39종을 재배하며, 잎의 식물계절변화를 1년 동안 관찰하고. 이를 식물의 현재 분포범위와 관련지어 설명하였다. 잎이 돋는 개엽기는 평균적으로 야외에서 5월 1∼3일이었고, 온실처리구에서는 12월 13일∼1월 7일이었으며, 잎이 지는 낙엽기는 평균적으로 야외에서 10월 11∼26일이었고, 온실에서는 10월 30일∼11월 13일이었다. 이처럼 온도상승으로 개엽기는 119∼140일 빨라졌으며, 낙엽기는 3∼32일 늦춰졌다. 그리고 잎의 생육기간은 야외대조구보다 온실에서 평균 148일 증가하였다. 온도상승조건인 온실에서 재배된 신갈나무와 졸참나무는 1년 동안 낙엽기가 없이 생육기만 지속되는 상록성으로 변하였으며, 또한 팥배나무의 개엽기는 야외보다 빨라졌으나 그 폭은 가장 적었고, 낙엽기는 오히려 앞당겨져 생육기간의 증가폭이 가장 적었다. 그러나 온도상승에 대한 낙엽수 잎의 식물계절학적 반응은 식물의 현재 분포범위와는 연관성이 없었다. 이는 낙엽수 잎의 표현형이 과거의 환경보다 현재의 생육조건에 더 민감하게 반응한 것으로 사료된다.

기후변화에 대비한 멸종위기식물인 죽절초에 대한 정책 마련과 증식 및 복원을 위한 기초자료를 제공하고자 CO2농도와 온도가 상승하였을 때 수분과 유기물 처리에 따른 죽절초의 생육반응을 알아보고 생태적 지위폭의 변화를 확인하였다. 대조구와 처리구(CO2농도 상승+온도 상승)로 나누었고 그 내에서 각각 수분 구배와 유기물 구배를 두어 실험을 진행하였다. 그 결과, 대조구에서 수분 구배와 유기물 구배에서 생태적 지위폭이 각각 0.899, 0.844이였고, 지구온난화가 진행되었을 때, 수분 구배와 유기물 구배에서 각각 6.60%(0.988), 2.09%(0.858)로 더 넓어졌다. 이러한 결과로 보아, 지구온난화가 진행된다면 죽절초의 생육에 수분과 유기물은 제한요인이 되지 않을 것이다. 하지만, 생육반응에 대한 연구결과에서 죽절초는 유기물이 함량이 낮은 조건(0~5%)보다는 약간 높은 조건(10%)을 선호하기 때문에, 외부환경에 영향을 받지 않는 온실에서 증식을 시킬 때는 유기물의 함량을 약 10%로 조성해주는 것이 죽절초의 개체 복원을 위해서 좋을 것으로 생각된다. 또한 상대적으로 유기물함량이 높은 죽절초의 자생지 상록활엽수림을 보호해야할 필요가 있다.

천마(Gastrodia elata Blume)는 난초과 다년생 기생식물로 곰팡이균과 공생하는 독특한 생활방식을 가진다. 천마의 지하근은 고혈압, 뇌졸중, 백혈병, 두통 특히 신경쇠약치료 등에 쓰이는 약용식물이다. 본 연구는 지구온난화가 천마의 생태적 반응에 미치는 영향을 알아보기 위해 보통의 야외 대기환경과 같은 대조구, 대조구보다 온도를 약 2℃ 상승시킨 온도상승구, 온도와 함께 대조구보다 CO2 농도를 약 2배 증가시킨 CO2+온도상승구에서 참나무 원목, 뽕나무버섯균, 종마를 함께 파종하고, 재배하여 생식기관과 지하근의 생물량을 비교 관찰하였다. 그 결과, 꽃대 수는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 적었다. 꽃대 길이는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 짧았다. 화서 길이는 대조구> 온도상승구> CO2+온도상승구 순으로 짧았다. 생식기관의 무게는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상 승구 순으로 가벼웠다. 지상부의 생물량은 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 낮았다. 생산된 근경의 수는 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으로 적었다. 근경의 생물량은 온도상승구> 대조구> CO2+온도상승구 순으 로 낮았다. 이러한 결과는 온도만 올라간 환경조건에서는 천마의 생육은 활발하여 생산량이 증가하지만, 지구온난화조 건인 온도와 CO2 농도가 동시에 상승하는 조건에서는 천마의 생육이 불량하게 됨을 의미하는 것이다. 따라서, 천마의 성마와 종마 생산량을 높이기 위해서는 재배지의 적정지온 20~25℃를 유지하고, 높은 CO2 농도에 노출되지 않도록 하여야 할 것이다.

본 연구에서는 외래식물인 종지나물을 대상으로 기후변 화 조건에서 수분, 유기물, 광을 처리하여 이에 따른 생육 및 번식 반응에 대한 반응을 비교하였다. 환경처리는 유리 온실을 대조구와 처리구로 나누어 기후변화 B1시나리오를 바탕으로 처리구(677±251ppm)의 CO2 농도를 대조구 (396±114ppm)보다 약 1.7배 상승시켰으며, 온도는 처리구 (16.7±7.5℃)가 대조구(16.2±7.6℃)보다 평균 0.5℃ 높게 유지하였다. 그리고, 대조구와 처리구내에 각각 수분, 영양 소 그리고 광 구배를 처리하였다. 수분구배는 화분의 포장 용수량 300ml를 기준으로 하여 낮은 조건(M1; 30%, M2; 50%), 중간 조건(M3; 70%) 그리고 높은 조건(M4; 90%, M5; 100%)로 처리하였다. 영양소구배는 동일한 입자크기 의 건조된 모래(100%)를 기준으로 유기질비료를 섞어서 낮 은 조건(N1; 0%, N2; 5%), 중간 조건(N3; 10%) 그리고 높은 조건(N4; 15%, N5; 20%)로 처리하였다. 광구배는 전 일광(787±77.76 umolm-2s-1)을 기준으로 차광막의 두께를 조정하여 낮은 조건(L1; 30%), 중간 조건(L2; 70%) 그리고 높은 조건(L3; 100%)로 처리하였다. 종지나물은 플라스틱 원형화분(지름 24cm × 높이 23cm)에 1개체씩 이식하여 구 배 당 5개의 화분을 배치하였다. 대조구의 개화율(%)은 중간 수분 조건(M3)에서 70%, 낮 은 영양소 조건(N0)와 높은 영양소 조건(N4)에서 60% 그 리고 높은 광 조건(l3)에서 55%로 가장 많았다. 처리구의 개화율은 높은 수분 조건(M4)에서 60%, 낮은 유기물 조건 (N1)과 높은 영양소 조건(N5)에서 40% 그리고 중간 광 조 건(L2)에서 40%로 가장 높았다. 대조구의 고사율(%)은 낮 은 수분 조건(M1)에서 60%, 낮은 유기물 조건(N1, N2)과 높은 유기물 조건(N4)에서 40% 그리고 높은 광 조건(L3)에 서 40%로 가장 높았다. 처리구의 고사율은 낮은 수분 조건 (M1)에서 60%, 높은 유기물 조건(N5)에서 40% 그리고 높 은 광 조건(L3)에서 60%로 가장 높았다. 이러한 자료는 한반도 내 기후변화가 지속적으로 일어날 경우, 국내 외래종의 생태적 지위 변화에 대응하기 위한 기 초자료로 이용할 수 있을 것으로 예측된다.

콘크리트 포장의 내구성 저하는 포장체의 파손뿐만 아니라 사용자의 주행성에도 영향을 주며, 또한 유지관리 비용을 증가시키는 등 복합적 문제를 초래한다. 이러한 콘크리트 내구성 문제를 개선하기 위한 방안으로 콘크리트의 내부양생(internal curing)에 대한 관심이 고조되고 있다. 내부양생은 표면 살수나 피막양생제를 도포하는 기존의 양생 방식과는 달리 콘크리트 배합 시 수분공급 물질을 혼입하여 내부로부터 수분을 공급하는 기법으로, 양생효율을 현저히 증진시켜 역학적 특성, 투수 및 균열 저항성, 부피안정성 등 콘크리트의 다양한 성능을 향상시키는 것으로 잘 알려져 있다. 특히 포장용 콘크리트 배합과 같이 광물성혼화재(SCMs)를 포함하는 경우, 소요성능의 발현을 위해서는 철저한 양생이 무엇보다 중요하다. 이에 착안하여 본 연구에서는 최근 콘크리트의 내부양생 재료로서 각광을 받고 있는 고흡수성폴리머(SAP)를 적용한 모르타르의 강도 및 부피변화 특성을 파악하여 콘크리트 포장에의 적용 가능성을 평가하였다. 이를 위하여 가교밀도와 평균 입자크기가 다른 4종의 폴라아크릴산나트륨 SAP를 혼입한 모르타르를 제작하고 SAP 함량 및 종류별 강도 발현, 자기수축 및 내부 상대습도 거동 특성을 측정하였다.

CO2농도와 온도의 상승으로 인한 지구온난화가 진행되었을 때 광, 수분 그리고 유기물 구배에 따른 멸종위기식물인 황근의 생육과 생태적 지위폭의 변화를 알아보았다. 대조구(야외)와 처리구(CO2 + 온도 상승구)로 나누어 각각 광, 수분 그리고 유기물구배를 두어 재배하였다. 그 연구결과, 황근은 낮은 광량보다 높은 광량을 선호하나, 광량이 787±77.76μmol m-2s-1을 넘어가면 높은 광량이라 하더라도 생육이 어려웠다. 또한 유기물이 없거나(0%) 너무 많은 토양(20%)에서는 생육이 어려웠다. 그러나 수분 구배에 따른 경향이 보이지 않았다. 황근의 고사율은 대조구보다 처리구에서 광량이 높은 조건을 제외한 모든 구배에서 높았다. 이는 CO2와 온도가 상승하면 광에 대한 내성범위가 좁아진다는 것을 의미한다. 대조구와 처리구를 비교하였을 때, 수분구배에 따른 경향은 보이지 않았다. 유기물구배에서 는 대조구보다 처리구에서 모두 고사율이 낮았는데, 이는 유기물에 대한 내성의 범위가 넓어진 것을 의미한다. 황근의 생태적 지위폭은 처리구가 대조구보다 광 구배에서 30.1% 좁아졌으며, 수분 구배에서 8.6% 그리고 유기물 구배에서 30% 넓어졌다. 따라서 CO2농도와 온도의 증가로 인한 지구온난화가 진행되면, 황근의 생육은 광량에 의해서 제한될 것으로 판단된다.

본 연구에서는 한국 멸종위기식물인 분홍장구채의 보전 및 인공재배를 위해 식물공장 내 인공적인 광 조건에서 일어나는 생리와 개화반응 특성을 알아보았다. 이를 위해 분홍장구채를 식물공장의 각 챔버에 적색광, 청색광, 백색광, 적색+원적색 혼합광, 적색+청색 혼합광 그리고 적색+청색+백색 혼합광 하에서 재배하여 광합성률, 증산률, 기공전도도, 수분이용효율, 엽록소함량, 최소엽록소형광, 최대엽록소형광, 광계II의 광화학적 효율 그리고 잎과 꽃 수를 측정하였다. 그 결과 적색 단일광과 적색+원적색 혼합광에서 분홍장구채는 가장 많이 개화하였으며, 이 광조건에서는 광합성률, 증산률 그리고 기공전도도는 상대적으로 다른 조건보다 높았으나 수분이용효율은 차이가 없었으며, 엽록소함량은 적었 다. 특히 최소 및 최대 엽록소형광과 광계II의 광화학적 효율은 적색 단일광 조건에서 다른 광 조건보다 낮았다. 이러한 결과는 분홍장구채의 꽃의 생산을 위해서는 적색 단일광이나 적색+원적색의 인공광 조건에서 재배하는 것이 효율적이 라는 것을 의미한다.