본 연구는 고속 스핀에코 기법의 T2 강조영상 획득에 있어 온도 상승을 최적화하기 위한 에코 개수(echo train length, ETL) 25를 기반으로 재자화 펄스의 범위에 따른 온도 변화와 이에 따른 신호대잡음비(signal to noise ratio, SNR) 분석을 통한 합리적인 영상 파라미터를 제시하고자 하였다. 온도 변화측정은 수소원자 공명주파수(proton resonance frequency shift. PRF) 기법을 활용했으며, 재자화 펄스의 각도(flip angle, FA)에 따른 온도 상승을 측정하였다. 온도 변화는 재자화 펄스 90도 인가 시에 약 0.202±0.023°C로 증가했으며, 이는 최소 FA인 60도(약 0.196±0.024°C)와 가장 유사하게 나타났다. 또한, 그 영상의 SNR은 FA 120도과 150도에 비해 FA 90도에서 약간 감소하는 경향이 나타났지만(약 12.5%), FA 180도와 비교하여 큰 차이는 발생하지 않았다 (FA 90도=349.66±3.68; FA 180도=357.68±3.21). 이 결과들은 고속스핀에코 기법에서 ETL 25를 사용한 빠른 영상획득 시간을 기반으로 합리적인 영상신호와 재자화 펄스에 의한 최소 온도 상승을 나타내며, 이는 인체 MR 안전기준을 충분히 보장하는데 기여할 수 있다. 특히, ETL 25와 결합된 90도 FA 사용은 가속화된 영상획득 시간, 합당한 T2 영상의 SNR, 그리고 최적의 인체 온도 증가를 위한 고속스핀에코 기법에서의 최적화된 영상 파라미터가 될 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 한반도에서 Proto3 모형을 수행하기 위하여 필요한 3가지 기후인자 지도, 1. 식물 내한성 구역, 2. 쾨펜- 가이거 기후구, 3. 연누적강수량 영역에 대한 한반도 지도를 1 km 해상도로 제작하였다. Worldclim V2와 한반도 30 년 평균 기상대 데이터를 이용하여 한반도 최저극값온도 격자를 제작하였으며, 이를 활용하여 한반도 식물 내한성 구역 격자지도를 제작하여 Proto3에 이용하였다. 쾨펜-가 이거 기후구 지도는 Beck et al. (2018)의 쾨펜-가이거 기후구 지도를 Proto3에 적합하게 변형하였으며, 연누적강수량 영역은 Worldclim V2를 활용하여 제작하였다. 제작된 Proto3 기후 인자 지도를 활용하여 외래잡초 별나팔꽃의 정착 확산 가능 지역을 예측한 결과, 남한 대부분의 지역과 북한의 황해도를 포함한 남쪽 지방까지 전체 한반도 격자의 50.7%가 정착, 확산 가능지역으로 예측되었다. 본 결과는 별나팔꽃의 위해성 평가 및 관리 체계 수립 등에 활용가능할 것으로 판단된다.

강원지역에 발생하는 돌발해충은 미국선녀벌레, 갈색날개매미충, 꽃매미 등이 있다. 이러한 돌발해충의 월동은 동계최저기온에 의해 가장 큰 영향을 받게 된다. 따라서 꽃매미는 2012년부터 갈색날개매미충은 2016년부터 월동난괴 를 채집하여 동계최저기온에 따른 부화율을 측정하여, 동계최저기온과 돌발해충의 부화율 관계에 대한 조사를 실시하였다. 동계최저기온이 –11℃이하인 날이 35일 이상 지속된 2012년과 2017년 겨울은 꽃매미의 부화율이 9.2%, 7.2%로 낮게 나타난 반면, -11℃이하인 날이 16일로 비교적 낮은 경과일수를 보인 2013년 겨울에는 75.5%의 부화율을 보였다. 갈색날개매미충 역시 –11℃이하인 날이 35일 이상이었던 2017년 겨울에 43.1%의 낮은 부화율을 보였지만 20일로 적은 경과일수를 보인 2016년 겨울에는 89.4%로 약 2배정도 높은 부화율을 확인할 수 있었다. 이는 일정수준 이상 동계최저기온을 경과한 돌발해충의 월동난은 성공적인 월동을 하지 못한다는 것을 의미한다.

The development and fitness of insects depend on the temperature to which they are exposed. The thermal windows are defined as the temperature range between the minimum and maximum rate of development for individual species. The intrinsic optimal temperature for development proposed by Ikemoto is one of important factors that determine the fitness of optimum life history. The temperature requirements for development of 65 species from five orders of insects was obtained from several journals. The minimum and maximum rate of development was estimated using empirical models. The temperature tolerance range of enzyme activation was estimated using Shape-Schoolfield-Ikemoto (SSI) model. The mean and range of intrinsic optimal temperature were 20.89°C and 15.7~27.7°C. The mean intrinsic optimal temperatures of Hemiptera and Endopterygota (Coleoptera, Diptera, Hymenoptera and Lepidoptera) were 20.97°C and 20.71°C. The mean and range of thermal windows were 25.59°C and 16.69~36.13°C. The mean thermal windows of Hemiptera and Endopterygota were 25.53°C and 25.62°C. also not much different. Each species of insects had a limited temperature range for development. It is needed further studies for understanding the ecological, physiological and evolutionary response of insects to their thermal environments.

커피나무를 실내분화로 개발할 목적으로 광도에 따 른 생육반응과 겨울철 온도관리에 대한 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 50% 차광망으로 0~3겹까지 차광 하여 생육을 조사한 결과, 1겹과 2겹에서 생육이 가장 양호하고 엽색도 진한 녹색이며 잎에 광택이 있어 관 상가치도 가장 높은 것으로 나타났다. 3겹 차광에서는 엽색은 진하나, 생육이 지나치게 억제된 결과를 보였으 며, 무차광에서는 엽색이 탈색되고 생육도 현저하게 저 하되었다. 겨울철에 최저 온도를 5, 10, 15, 20oC로 설정하고 커피나무를 관리한 결과, 15oC 이상에서 정 상적인 생육이 가능했으며, 엽색도 진한 녹색으로 관상 가치가 높게 나타났다. 그러나 10oC에서는 생육이 현 저하게 저하되었고, 5oC에서는 생육저하뿐 아니라 일 부 개체는 저온피해로 고사되었다. 따라서 커피나무를 분화로 재배하고자 할 때는 50% 차광망으로 2겹이 가장 좋으며, 겨울철 야간 최저 온도는 15oC이라고 판단되었다.

겨울철 소나무와 자작나무의 시설양묘시 생육에 필요한 야간 최저온도를 구명하고자 최저온도가 각각 5~8℃, 10~13℃및 15~18℃로 설정된 2중 피복 PE house에서 실시하였다. 설정된 온도체계는 발아 최성기 후 약 8주(4월 6일)정도까지 유지되었으며 그 후에는 자연 온도의 상승으로 야간 온도체계를 유지할 수 없었다. 온도 처리에 따른 발아율의 차이는 없었으나 발아속도는 10여일 늦어졌다. 두 수종 모두 온도 가 낮아짐에 따라 수고생장, 근원경생장 및 건중량이 감소하였다. 특히 발아 8주 후의 지상부 건중량에서 그 영향이 크게 나타난 것으로 조사되었으며, 이러한 결과는 5~8℃에서의 가장 낮은 T/R율을 유도하였다. 한편 상대적으로 낮은 온도처리에 대한 수고생장 반응은 자작나무가 보다 민감한 것으로 관찰되었다. 일반적으로 겨울철 임업 시설양묘시 설정되는 생육 최저온도의 범위는 수종에 따라 다르지만, 본 실험의 결과를 고려할 때 15℃이상은 설정되어야만 우리나라에서 겨울철 시설양묘시 정상적인 묘목의 생육이 가능하리라 판단된다.

Stable production of green manure crop is one of the critical factor for successful implementation of environmental-friendly agriculture in South Korea. Most green manure crops including hairy vetch cultivated in South Korea must be passed cold winter season. This study was conducted to establishment of cultivation zones on green manure crops under paddy field in South Korea using on minimum temperature and drainage class. In order to build the spatial distribution map, hairy vetch, triticale, barley, rye, and clover as green manure crop were selected and mean of daily minimum temperature and drainage class in paddy field were considered as limiting factor for stable growth of green manure crop. And cultivation zone on green manure crops was divided into two categories; ‘Availability area’ and ‘Safety area’. Low limit temperature on green manure crops in this study was the following. Temperature on ‘Availability area’ was –10℃, –8℃, –6℃, and –20℃ for hairy vetch (including triticale), barley, clover, and rye respectively. And temperature on ‘Safety area’ was lower –2℃ compared to that of ‘Availability area’ exception rye which was the same degree. Rye was expected to safely cultivated the almost whole paddy field (99.71%) of South Korea. ‘Safety area’ among the whole paddy field for hairy vetch, barley, and clover were 86.58, 53.06, and 15.76% respectively. The spatial distribution map of green manure crops reestablished in this study could be used the policy and agricultural management for environmental-friendly agriculture using green manure crops in South Korea.

종관기상자료만으로 충족시킬 수 없는 농업분야 국지기상정보 수요에 대처하기 위해 지형기후 관계식에 의거한 제주도 전역의 정밀기후 추정 및 표출방법을 개발하였다. 먼저 도전역을 250m 간격의 직교격자로 구획하고 교차점의 해발고도를 지형도상에서 판독하여 사방 1km 지역(단위격자)의 평균해발고도, 평균경사도, 그리고 평균 경사방향 등 지형내자를 계산, 정량화하였다. 18개의 기존 및 신설 기상관측소가 위치한 단위격자의 지형 인자값과 실제 관측된 일최저기온값을 중회귀분석하여 지형일기온 관계식을 도출하고 이로부터 미관측 격자에 대하여 주정치를 계산하였다. 구체적으로 겨울철 일최저기온에 대하여 3개의 전형적인 기압계 유형별로 최적 추정식을 만들어 해안지대에 위치한 제주 및 서귀포 관측자료와 기압계 유형판별만으로 도전역의 일최저온 분포 예측을 가능케 하였다.