기후변화 평가를 위한 작물생산성 모델링 로드맵으로 년은 기반 구축단계 년은 구현 및 실증 단계 년에 기술 고도화를 이루는 단계로 계획을 수립하 였다 그림
단위 모형을 이용한 모델링 연구는 년 모형에 대한 평가 년 모형의 적용 및 실증 년 모형의 활용성을 제고하는 단계로 계획하였다 대용량 처리 및 지역 내 작물 생육 및 생산량 변이 모의를 위한 격자모형의 개발 및 활용에 관하여는 년 격자모형의 개발 년 격자모형의 평가 년 격자모형의 적용 단계로 계획하였다 모형의 개발에 관하여서는 년 모형 개념 정립 년 알고리즘 개 발 년 알고리즘을 평가하는 단계로 계획하였다
모형을 이용한 벼에 대한 기후변화 연구
(1) CERES-Rice Field data 모의 재현 및 기후변화 영향 평가/
본 연구에서는 기후변화 시설인 에서 획득한 벼 생육 및 수량 데이터 를 모형에 대한 모수 추정 및 그에 대한 신뢰도 을 확보하였다 그림 또한 기후변화 영향에 관여하는 주요 기상변수 에 대한 작물의 민감도를 분석연구를 하였으며 그림 광주를 포함한 다양 한 벼 재배 지역에 대한 기후변화 영향 평가를 하였다 그림 표
조건에서의 농도 및 온도 처리 와 공시한 품종에 따른 수량변이를 모형의 모수화 및 신뢰도 평가 과정에서 공히 통계적 유의수준 내에서 재현 가능함을 확인하였다 그림
농도 변이에 따라 의 수량 반응은 대기 중 농도가 약 수준에서 포화에 근접하는 것으로 판단되며 농도 증가에 따라 증발산 량은 완만한 감소가 지속되었고 물 및 질소 이용효율은 완만하게 증가하였다 그림
또한 현재 대비 대표적인 기후변화 시나리오
의 농도별 수량 증발산량 식물체질소흡수량 물 및 질소 이용효율 반응 정도를 정량화하였다
온도 변이에 따라 의 수량 반응은 대기 온도 증가에 따라 수량은 큰 폭으로 감소되었고 증발산량 및 식물체질소흡수량은 반응 폭이 미미하였으며 물 및 질소 이용효율은 감소하였다 그림 또한 현재 대비 대표적인 기후변 화 시나리오 의 온도별 수량 증발산량 식물체질소흡수량 물 및 질소 이용효율 반응 정도를 정량화하였다
기후변화 시나리오에 따른 광주지역에서 수량은 현재 대비 남평 벼는 큰 폭의 감수가 예측되었고 운광벼는 다소 감수 폭이 적을 것으로 모의 되었다 그림 증발산량은 품종에 관계없이 감소가 예상되고 식물체질소흡수량은 현 재와 같은 수준으로 유지될 것으로 모의되었다 기후변화 시나리오 하에서 도 이러한 경향은 유사할 것으로 예측되었다 그림
광주지역의 및 에 따른 현재 와 미래 및 기후변화 시나리오 온도 및 강수량 복합 하의 기후 변동
에 따른 공시한 벼 품종의 수량 반응을 표 및 표 에 정량적으로 나타내었다
미래 기후 조건에서 주요 벼 재배 지역에서 위도별 수량은 중북부 지역인 수원 이 북 지역은 증수가 예상되지만 이남 지역에서는 감수가 될 것으로 예측되었다 그림
또한 미래 기후변화 조건에서는 표고가 높은 지역에서 증수될 것으로 예측되 었다 그림
모형을 이용한 콩에 대한 기후변화 연구
(2) CROPGRO-Soybean Field data 모의 재현 및 기후변화 영향 평가/
본 연구에서는 시설을 이용하여 획득한 콩에 대한 생육 및 수량 데이터를
사용하여 모형에 대한 모수 를 추정하고 및 그
에 대한 신뢰도 를 확보하였다 그림 그리고 기후변화 영향에 관여 하는 주요 기상변수에 대한 작물의 민감도를 분석하고 그림 기후변화 영향 평 가 연구를 수행하였다 그림
시설에서 획득한 콩에 대한 생육 및 수량 데이터를 사용하여
모형에 대한 모수 추정 및 신뢰도 평가 결과를 그림 에 나타내었으 며 생육 및 수량 모의 값들이 측정한 값들을 잘 추정하고 있음을 보여주고 있다
모형에 대한 기후변화 영향에 관여하는 주요 기상변수인 대 기 온도 강수량 및 대기 농도에 대한 콩의 민감도를 분석한 결과 그림 수량 반응은 현재 를 기점으로 온도 증가에 따라 감수하고 강수량 증가에 따 라 약간의 증수될 것으로 모의되었다 또한 농도 증가에 따라 증수될 것으로 모 의되었으며 농도가 약 수준에서 포화에 근접하는 것으로 판단되었다
기후변화 시나리오 및 각각에 대하여 기후변화 영향에 관여하 는 주요 기상변수인 대기 온도 강수량 및 대기 농도 각각에 반응한 년 콩의 수량 반응을 분석한 결과 그림 수량 반응은 현재 를 기점으로 농도 증가에 따라 증수될 것으로 모의되었고 온도 증가 변이에 따라 감수될 것으로 모의되었으나 강수량 증가 변이에 따라서는 수량 변이 폭이 미미할 것으로 예측되었다
기후변화 시나리오 및 각각에 대하여 기후변화 영향에 관여하는 주요 기상변수인 대기 온도 강수량 및 대기 농도 복합요인에 반응한 년 콩의 수량 반응을 분석한 결과 그림 현재 를 기점으로 기후 변이 정 도에 따라 다소간 차이가 있으나 두 시나리오에서 공히 대체로 약간 증수될 것으로 모의되었으나 시나리오의 기후 조건에서는 감수될 것으로 예측되 었다
모형을 이용한 수수에 대한 기후변화 연구
(3) CERES-Sorghum Field data 모의 재현 및 기후변화 영향 평가/
본 연구에서는 연구시설을 이용하여 획득한 수수에 대한 생육 및 수량 데이
터를 사용하여 모형에 대한 모수 를 추정하고 그
에 대한 신뢰도 을 확보하였다 그림 그리고 기후변화 영향에 관여 하는 주요 기상변수에 대한 작물의 민감도를 분석하고 그림 기후변화 영향 평 가 연구를 수행하였다 그림
시설에서 획득한 수수에 대한 수량 데이터를 사용하여 모 형에 대한 모수 추정 및 신뢰도 평가 결과를 그림 에 나타내었으며 수량 모 의 값들이 측정한 값들을 잘 추정하고 있음을 보여주고 있다
모형에 대한 기후변화 영향에 관여하는 주요 기상변수인 대기 온 도 강수량 및 대기 농도에 대한 수수의 민감도를 분석한 결과 그림 수량 반응은 현재 를 기점으로 온도 증가에 따라 감수하고 강수량 증가에 따라 증 수될 것으로 모의되었다 하지만 농도 증가에 따른 증수 폭은 제한적일 것으로 모의되었으며 농도가 약 수준에서 포화에 근접하는 것으로 판단되었다
기후변화 시나리오 및 각각에 대하여 기후변화 영향에 관여하는 주요 기상변수인 대기 온도 강수량 및 대기 농도 각각에 반응한 년 수수 의 수량 반응을 분석한 결과 그림 수량 반응은 현재 를 기점으로 온 도 증가 변이에 따라 비교적 현저한 폭으로 감수될 것으로 모의되었으나 농도 및 강수량 증가 변이에 따라서는 수량 변이 폭이 미미할 것으로 예측되었다
기후변화 시나리오 및 각각에 대하여 기후변화 영향에 관여하는 주요 기상변수인 대기 온도 강수량 및 대기 농도 복합요인에 반응한 년 수수의 수량 그림 및 물이용 효율 반응 그림 을 분석한 결과 현재
를 기점으로 두 시나리오에서 공히 감수될 것으로 모의되었다 특히 기후 변이 폭이 크면 클수록 감수 폭이 클 것으로 예측되었다
작물 생육기간 중 기상 인자 공간변이 가시화 구현 (1)
본 연구에서는 신 기후변화 시나리오 중 및 시나리오 영향 하에서 기상 인자에 대한 공간변이 가시화 구현 연구를 수행하였으며 벼의 생육기간 월
월 동안 남한지역에서의 각 시나리오별 기온 및 강수량에 대한 변이 지도를 그 림 에 나타내었다 시나리오 그림 보다 시나리오
그림 가 전반적으로 고온 및 강수량이 많을 뿐만 아니라 지역 간 변이도 더 많아 질 것으로 예측되었다 또한 현재 대비 년 년 년으로 갈수록 고온 및 강수량이 많아지는 것으로 모의되었다
작물 생산성 공간변이 모델링 체계 구현 (2)
본 연구에서는 신 기후변화 시나리오 중 및 시나리오 영향 하에서 작물 생산성 공간변이 가시화 구현 연구를 수행하였으며 남한지역에서 각각의 시나 리오 하에서 남평벼 새계화벼 운광벼에 대한 수량 변이 지도를 그림 남평 벼 새계화벼 운광벼 에 나타내었다 본 연구결과는 지역별 다른 토양조건이 고려되지 않았으므로 상세한 결과분석 및 연구결과 활용자료로서의 가 치는 제한적이지만 현재만의 결과로 아래 사항에 대한 고찰 및 해석은 가능 할 것으 로 판단된다
중만생종인 남평벼는 중산간지대 이상에서는 재배가 불가능하지만 수량성은 가장 높은 품종으로 및 시나리오 현재 수량변이 지도에서 이 특성 이 잘 모의되어 재현되었음을 보여주고 있다 그림 중생종이면서 간척지 적응품 종인 새계화벼는 공시된 세 품종 중 비교적 수량이 적지만 지역 간 수량변이가 적게 모의 되었는데 이는 내재해품종으로 개발된 품종특성이 잘 재현되었다고 판단된다 그 림 조생종인 운광벼는 평야지에서 중만생종에 비하여 수량성은 떨어지지만 중산 간지에서 수량성이 높으면서 안정성을 가지고 있는데 이 특성 또한 개발된 차원 공간 변이 모델링 시스템이 잘 재현하여 모의하고 있음을 확인할 수 있었다 그림