경북 안동 사문암 지역의 소나무군락에서 2017년 01월부터 2017년 12월까지 1년간 매목조사, 미기상 및 토양호흡 측정을 통해 탄소수지를 측정하였다. 사문암 지역에서 토양호흡량은 연중 42.48 ~ 262.61 g CO2･m-2･month-1의 범위 로, 평균 151.71 ± 75.09 g CO2･m-2･month-1로 측정되었다. 대조구인 비사문암 지역의 소나무림에서는 연중 20.94 ~ 449.24 g CO2･m-2･month-1의 범위로 조사되었으며, 평균 165.09 ± 118.96 g CO2･m-2･month-1로 측정되었다. 사문암 지역과 비사문암 지역의 총 탄소저장량은 각각 91.90, 222.85 ton･ha-1로 나타났으며, 연간 탄소흡수량은 각각 7.99, 17.41 ton･ha-1･yr-1로 나타났다. 사문암 지역은 연간 5.3 ton C･ha-1, 비사문암 지역은 연간 14.49 ton C･ha-1를 흡수하는 것으로 나타났다.

이 연구에서는 2014년부터 2016년가지 한라산 아고산대 대표수종인 구상나무림, 주목림, 눈향나무림의 탄소분포와 탄소수지를 파악하였다. 식물체 유기탄소량, 유기탄소흡수 량, 낙엽을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량, 임상에 축 적된 유기탄소량은 구상나무림에서 각각 50.58, 3.11, 1.68 ton C ha-1로 가장 높았으며, 주목림에서는 각각 15.62, 1.53, 1.38 ton C ha-1이었고, 눈향나무림에서 2.86, 0.77, 0.64 ton C ha-1로 가장 낮았다. 임상에 축적된 유기탄소량 은 구상나무림, 주목림, 눈향나무림에서 각각 1.67, 0.86, 0.97 ton C ha-1로 구상나무림에서 가장 높았고 주목림에서 가장 낮았다. 토양에 축적된 유기탄소량과 토양호흡량은 각 각 구상나무림에서 41.51, 3.49 ton C ha-1로 가장 높았으며, 주목림에서 129.84, 2.61 ton C ha-1이었고, 눈향나무림에서 175.93, 1.92 ton C ha-1로 가장 낮았다. NEP는 각각 -0.38, -1.08, -1.15 ton C ha-1로 유기탄소를 모두 대기로부터 흡수 하는 양보다 방출하는 양이 많았다. 이상으로 볼 때, 한라산 아고산 산림의 식물체 유기탄소량, 생태계 탄소수지는 낮아 유기탄소 흡수원으로써의 역할이 적지만 산림 토양에 많은 양의 유기탄소를 저장하고 있기 때문에 높은 수준의 생태계 서비스를 제공하고 있었다. 본 연구는 국내에서 연구되지 않은 특이생태계인 제주도 아고산대의 탄소분포와 탄소수 지를 파악할 수 있는 기초자료가 될 것이다.

본 연구에서는 2014년부터 2016년가지 한라산 아고산대 대표수종인 구상나무림, 주목림, 눈향나무림의 탄소분포와 탄소수지를 파악하였다. 식물체 유기탄소량, 유기탄소흡수량, 낙엽을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량, 임상에 축적된 유기탄소량은 구상나무림에서 각각 50.58, 3.11, 1.68 ton C ha-1로 가장 높았으며, 주목림에서는 각각 15.62, 1.53, 1.38 ton C ha-1 이었고, 눈향나무림에서 2.86, 0.77, 0.64 ton C ha-1로 가장 낮았다. 임상에 축적된 유기탄소량은 구상나무림, 주목림, 눈향나무림에서 각각 1.67, 0.86, 0.97 ton C ha-1로 구상나무림에서 가장 높았고 주목림에서 가장 낮았다. 토양에 축적된 유기탄소량과 토양호흡량은 각각 구상나무림에서 41.51, 3.49 ton C ha-1 로 가장 높았으며, 주목림에서 129.84, 2.61 ton C ha-1 이었고, 눈향나무림에서 175.93, 1.92 ton C ha-1로 가장 낮았다. NEP는 각각 -0.38, -1.08, -1.15 ton C ha-1 로 유기탄소를 모두 대기로부터 흡수하는 양보다 방출하는 양이 많았다. 이상으로 볼 때, 한라산 아고산 산림의 식물체 유기탄소량, 생태계 탄소수지는 낮아 유기탄소 흡수원으로써의 역할이 적지만 산림 토양에 많은 양의 유기탄소를 저장하고 있기 때문에 높은 수준의 생태계 서비스를 제공하고 있었다. 본 연구는 국내에서 연구되지 않은 특이생태계인 제주도 아고산대의 탄소분포와 탄소수지를 파악할 수 있는 기초자료가 될 것이다.

This study was carried out to assess the carbon budget of two urban parks and one natural park and to prepare the plan for improving the ecological functions of the park including carbon sink. Net Ecosystem Production (NEP) of those study sites was calculated from the relationship between Net Primary Production (NPP) and soil respiration of each study site. To understand carbon budget of the whole area designated as the park, carbon budget of the urban park was analyzed by classifying the vegetated and the non-vegetated zones. NEP of the Nohae and the Sanggye parks calculated by reflecting areal size that the non-vegetated zones occupy were shown in - 1.0 and 0.6 ton C ha-1 yr-1, respectively. On the other hand, NEP of Mt. Bulam natural park as a reference site was in 2.3 ton C ha-1 yr-1. Based on the result, the Nohae park was assessed as carbon source rather than carbon sink. On the other hand, the Sanggye park was classified as carbon sink but the role was poor compared with natural park. The result is, first of all, due to lower NPP of the vegetation introduced for the parks compared with natural vegetation. The other reason is due to wide arrangement of non-vegetated zone. To solve those problems and thereby to create the urban park with high ecological quality, selection of plant species suitable for the ecological characteristic of the park, their arrangement imitated natural vegetation, and ecological zoning were recommended.

본 연구는 IPCC (2006)의 농업분야 온실가스 배출권 측정의 새로운 지침에 의거하여 과수와 토양, 대기 간의 탄소수지 산정 방법론을 제시하고자 전남 나주시의 배 재배농가를 대상으로 토양 호흡량과 초본류, 그리고 과수의 생태계 순생산량을 측정하였다. 토양 호흡량 및 초본류 생태계 순생산량은 Closed Dynamic Chamber (CDC) 방법으로 측정하였고, 배 과수의 생태계 순생산량은 EddyPro 5.2.1 프로그램을 이용하여 공분산법으로 측정하였다. 배 과수원의 토양 호흡량으로 연간 429.1 mg CO2m-2 h-1이 배출되었으며, 토양온도민감도 (Q10)는 2.3으로 나타났다. 초본류의 경우 측정기간 동안 호흡이 광합성보다 우세하게 나타났다. 2015년 6월 20일부터 24일까지 초본류의 광합성 또는 호흡을 통해 흡수 및 배출된 CO2의 총합은 156.1 mg CO2m-2 h-1으로 상대적으로 호흡이 더 많았던 것으로 나타났다. 배 과수의 광합성 또는 호흡에 의한 CO2 총합은 - 680.1 mg CO2m-2 h-1로 광합성에 의해 CO2가 흡수되었다. 배 과원 단위의 토양 호흡량과 초본류 및 배 과수의 광합성 및 호흡량의 총합은 - 0.04 ton CO2ha-1로 CO2의 흡수원이었다. 결론적으로 배 과원에서의 다양한 접근방법을 통한 향후 다년생 목본 작물 재배지에서의 탄소수지 산정 방법론 제시에 꼭 필요하다고 판단된다.

본 연구는 국립생태원 캠퍼스의 탄소수지를 정량화하 기 위하여 수행하였다. 현장조사는 국립생태원 캠퍼스의 기존 식생 중 침엽수림과 활엽수림에서 가장 넓은 면적 을 차지하고 있는 곰솔군락과 밤나무군락을 대상으로 수행하였다. 순생산량(NPP)은 상대생장법을 적용하여 측정하였고, 토양호흡량은 EGM-4를 적용하여 측정하였 다. 곰솔군락과 밤나무군락의 순생산량은 각각 4.9 ton C ha-1 yr-1과 5.3 ton C ha-1 yr-1으로 나타났고, 종속영양 생물 호흡량은 각각 2.4 ton C ha-1 yr-1과 3.5 ton Cha-1 yr-1으로 나타났다. 순생산량과 종속영양생물 호흡량을 차감 계산하여 얻은 순생태계생산량(NEP)은 곰솔군락 과 밤나무군락에서 각각 2.5 ton C ha-1 yr-1과 1.8 ton C ha-1 yr-1로 나타났다. 본 연구로부터 얻은 곰솔군락과 밤나무군락의 생태계순생산량 지수를 기존 식생에 적용 하고 다른 연구로부터 얻은 여러 식생유형의 생태계순 생산량 지수를 도입 식생에 대입하여 평가된 국립생태 원에 성립된 전 식생의 탄소흡수능은 147.6 ton C ha-1 yr-1로 나타났고, 이를 이산화탄소로 환산하면 541.2 ton CO2 ha-1 yr-1이었다. 이러한 탄소흡수능은 에코리움으로 알려진 유리온실을 비롯하여 국립생태원 내 여러 시설 을 운용하며 배출하는 탄소량의 62%에 해당한다. 이러 한 탄소상쇄능은 대한민국 국토 전체 및 전형적인 농촌 지역인 서천군의 탄소상쇄능의 약 5배에 해당한다. 현재 진행 중인 기후변화가 지구적 차원의 탄소수지 불균형 에 기원했음을 고려하면, 본 연구에서 시도한 토지이용 유형을 반영한 공간차원의 탄소수지 평가는 기후변화 문제를 근본적으로 해결하기 위해 요구되는 기초정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

월악산국립공원 송계계곡에 발달되어 있는 소나무림에서 2011년 5월부터 2012년 4월까지 지상부와 지하부 생물량, 낙엽생산량, 낙엽층의 낙엽량, 그리고 토양의 유기탄소 분포를 조사하였으며, 탄소수지를 파악하기 위해 토양호흡량을 측정하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포되어 있는 유기탄소량은 각각 52.25, 14.52 ton C ha-1 이었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 4.71 ton C ha-1, 58.56 ton C ha-1 50cm-depth-1 로 조사되었다. 조사지 소나무림의 전체 유기탄소량은 130.04 ton C ha-1 이었으며, 이중 51.4%가 식물체에 분포하는 것으로 나타났다. 본 소나무림에서 연간 광합성을 통하여 식물체에 고정된 유기탄소량은 4.26 ton C ha-1yr-1이었고, 층위별로는 교목층, 관목층, 초본층에 각각 4.12, 0.10 및 0.04 ton C ha-1yr-1의 유기탄소가 고정되었다. 조사기간 동안 낙엽생산을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량은 1.62 ton C ha-1 이었으며, 토양호흡을 통하여 방출되는 탄소량은 6.25 ton C ha-1yr-1으로 이중 미생물호흡과 뿌리호흡을 통해 방출되는 탄소량은 각각 3.19, 3.06 ton C ha-1yr-1이었다. 유기탄소 순 생산량과 미생물호흡량의 차이로 추정했을 때 본 소나무림에서 연간 대기로부터 순 흡수하는 유기탄소는 1.07 ton C ha-1yr-1 로 조사되었다.

월악산국립공원 송계계곡에 발달되어 있는 소나무림에서 2011년 5월부터 2012년 4월까지 지상부와 지하부 생물량, 낙엽생산량, 낙엽층의 낙엽량, 그리고 토양의 유기탄소 분포를 조사하였으며, 탄소수지를 파악하기 위해 토양호흡량을 측정하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포되어 있는 유기탄소량은 각각 52.25, 14.52 ton C ha-1 이었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 4.71 ton C ha-1, 58.56 ton C ha-1 50㎝-depth-1 로 조사되었다. 조사지 소나무림의 전체 유기탄소량은 130.04 ton C ha-1 이었으며, 이중 51.4%가 식물체에 분포하는 것으로 나타났다. 본 소나무림에서 연간광합성을 통하여 식물체에 고정된 유기탄소량은 4.26 ton C ha-1yr-1이었고, 층위별로는 교목층, 관목층, 초본층에 각각 4.12, 0.10 및 0.04 ton C ha-1yr-1의 유기탄소가 고정되었다. 조사기간 동안 낙엽생산을 통해 임상으로 유입되는 유기탄소량은 1.62 ton C ha-1 이었으며, 토양호흡을 통하여 방출되는 탄소량은 6.25 ton C ha-1yr-1으로 이중 미생물호흡과 뿌리호흡을 통해 방출되는 탄소량은 각각 3.19, 3.06 ton C ha-1yr-1이었다. 유기탄소 순 생산량과 미생물호흡량의 차이로 추정했을 때 본 소나무림에서 연간 대기로부터 순 흡수하는 유기탄소는 1.07 ton C ha-1yr-1 로 조사되었다.

월악산 용하계곡에 발달되어 있는 굴참나무림에서 2005년부터 2006년까지 지상부와 지하부 생물량, 낙엽층 그리고 토양의 유기탄소의 분포를 조사하였으며, 탄소수지를 파악하기 위해 토양 호흡량을 측정하였다. 지상부와 지하부 생물량에 분포된 탄소량은 각각 56.22, 13.90 ton C ha-1이 었으며, 낙엽층과 토양의 유기탄소량은 각각 4.7 ton C ha-1, 119.14 ton C ha-1 50 cm-depth-1

1986년부터 1995년까지 소양호에서의 유기탄소수지를 조사하였다. 식물플랑크톤의 1차생산에 의한 자체생산 유기탄소, 유역으로부터의 외부기원 유기탄소, 그리고 양어장으로부터의 유기탄소 유입을 측정하여 전체 유기 탄소부하량을 산정하였다. 소양호의 식물플랑크톤에 의한 1일 1차생산은 여름의 최대강우의 시기와 일치하여 높게 나타났다. 호수내 자체생산 유기탄소와 유역으로부터의 외부기원 유기탄소는 연간 변동이 거의 일치하였다. 이것은 강우기에 유기탄소와 함께 유입되는 영양염류의 공급이 식물플랑크톤에 의한 유기탄소 생산을 증가시킨 요인으로 작용하였기 때문인 것으로 보인다. 1차 생산력은 조사기간동안 4~5,357 mgC m-2 day-1로 여름에 높게 나타났다. 한편 양어장의 유기탄소 부하에 대한 기여도는 총부하량의 2.3~7.2%로 인 등의 영양염류 부하량에 대한 기여도에 비하여 낮은 것으로 조사되었다. 소양호 유기탄소수지에서 호수밖으로 배출되는 유기탄소량은 총부하량의 10.2~17.1%로 나머지는 호수내에서 호흡 등으로 분해되고 일부는 침전되는 것으로 보인다. 자체생산에 의한 유기탄소기여도는 총부하량의 34.7~69.6%로 주요 유기물 근원인 것으로 나타났다.

Two man-made carbon emissions, fossil fuel emissions and land use emissions, have been perturbing naturally occurring global carbon cycle. These emitted carbons will eventually be deposited into the atmosphere, the terrestrial biosphere, the soil, and the ocean. In this study, Simple Global Carbon Model (SGCM) was used to simulate global carbon cycle and to estimate global carbon budget. For the model input, fossil fuel emissions and land use emissions were taken from the literature. Unlike fossil fuel use, land use emissions were highly uncertain. Therefore land use emission inputs were adjusted within an uncertainty range suggested in the literature. Simulated atmospheric CO2 concentrations were well fitted to observations with a standard error of 0.06 ppm. Moreover, simulated carbon budgets in the ocean and terrestrial biosphere were shown to be reasonable compared to the literature values, which have considerable uncertainties. Simulation results show that with increasing fossil fuel emissions, the ratios of carbon partitioning to the atmosphere and the terrestrial biosphere have increased from 42% and 24% in the year 1958 to 50% and 30% in the year 2016 respectively, while that to the ocean has decreased from 34% in the year 1958 to 20% in the year 2016. This finding indicates that if the current emission trend continues, the atmospheric carbon partitioning ratio might be continuously increasing and thereby the atmospheric CO2 concentrations might be increasing much faster. Among the total emissions of 399 gigatons of carbon (GtC) from fossil fuel use and land use during the simulation period (between 1960 and 2016), 189 GtC were reallocated to the atmosphere (47%), 107 GtC to the terrestrial biosphere (27%), and 103GtC to the ocean (26%). The net terrestrial biospheric carbon accumulation (terrestrial biospheric allocations minus land use emissions) showed positive 46 GtC. In other words, the terrestrial biosphere has been accumulating carbon, although land use emission has been depleting carbon in the terrestrial biosphere.

A global carbon cycle model (GCCM), that incorporates interaction among the terrestrial biosphere, ocean, and atmosphere, was developed to study the carbon cycling and global carbon budget, especially due to anthropogenic CO2 emission. The model that is based on C, ^13C and ^14C mass balance, was calibrated with the observed CO2 concentration, δ^13C and Δ^14C in the atmosphere, Δ^14C in the soil, and Δ^14C in the ocean. Also, GCCM was constrained by the literature values of oceanic carbon uptake and CO2 emissions from deforestation. Inputs (forcing functions in the model) were the C, ^13C and ^14C as CO2 emissions from fossil fuel use, and ^14C infection into the stratosphere by bomb-tests. The simulated annual carbon budget of 1980s due to anthropogenic CO2 shows that the global sources were 5.43 Gt-C/yr from fossil fuel use and 0.91 Gt-C/yr from deforestation, and the sinks were 3.29 Gt-C/yr in the atmosphere, 0.90 Gt-C/yr in the terrestrial biosphere and 2.15 Gt-C/yr in the ocean. The terrestrial biosphere is currently at zero net exchange with the atmosphere, but carbon is lost via organic carbon runoff to the ocean. The model could be utilized for a variety of studies in CO_2 policy and management, climate modeling, CO2 impacts, and crop models.